技術文章
Technical articles光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件3部分組成。其基本原理是以光電效應為基礎,把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電效應是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上,此時光子能量就傳遞給電子,并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應的電效應。通常把光電效應分為3 類:在光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應,如光電管、光電倍增管等;在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應,如光敏電阻、光敏晶體管等;在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應,如光電池等。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點,而且可測參數(shù)多,傳感器的結構簡單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件,它是把光信號(紅外、可見及紫外鐳射光)轉變成為電信號的器件。
光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。由光通量對光電元件的作用原理[不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件輸出量性質可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖式光電傳感器.模擬式光電傳感器是將被測量轉換成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關系.模擬式光電傳感器按被測量(方法可分為透射式,漫反射式,遮光式三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關。
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102.0034.000 GEH.KPL.CA-020 UNL
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光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下,有三部分構成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號和應用該信號。此外,光電開關的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時,光被遮擋,光電開關便動作,輸出一個開關控制信號,切斷或接通負載電流,從而完成一次控制動作。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。擴散反射型光電開關的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器,但擴散反射型光電開關前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。在檢測時,當檢測物通過時擋住了光,并把光部分反射回來,收光器就收到光信號,輸出一個開關信號。
用光電元件作敏感元件的光電傳感器,其種類繁多,用途廣泛。按光電傳感器的輸出量性質可分為兩類:把被測量轉換成連續(xù)變化的光電流而制成的光電測量儀器,可用來測量光的強度以及物體的溫度、透光能力、位移及表面狀態(tài)等物理量。例如:測量光強的照度計,光電高溫計,光電比色計和濁度計,預防火災的光電報警器,構成檢查被加工零件的直徑、長度、橢圓度及表面粗糙度等自動檢測裝置和儀器,其敏感元件均用光電元件。半導體光電元件不僅在民用工業(yè)領域中得到廣泛的應用,在軍事上更有它重要的地位。例如用硫化鉛光敏電阻可做成紅外夜視儀、紅外線照相儀及紅外線導航系統(tǒng)等;把被測量轉換成繼續(xù)變化的光電流。利用光電元件在受光照或無光照射時" 有" 或"無"電信號輸出的特性制成的各種光電自動裝置。光電元件用作開關式光電轉換元件。例如電子計算機的光電輸入器,開關式溫度調節(jié)裝置及轉速測量數(shù)字式光電測速儀等。產(chǎn)品在傳送帶上運行時,不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路,使光電脈沖電路產(chǎn)生一個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次,光電傳感器電路便產(chǎn)生一個脈沖信號,因此,輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目,該脈沖經(jīng)計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來。
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