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【光电传感器】-这四种光电传感器未来最有前景!

时间:2022-10-19 来源:

  

  【导读】在光的感应和检测中,尽量保持光不扩散.不消耗光能是一个非常重要的环节,这对传感器的精度有很大的影响。因此,光纤传感器.激光传感器和CMOS能见光传感器等精度较高的光电传感器相继开发,并已成为今天甚至未来几年流行的光电传感器。

  光电传感器一般由三部分组成:发送端:.接收器和检测电路,这种类型的传感器通常用于检测物体的存在。当物体通过时,输出信号为1,如果没有物体通过,则输出为0.

  光电传感器的原理:物体的变化会导致光的变化,然后将光信号转换为电信号来实现控制。

  解释光电传感器的核心工作原理

  没有光电效应,就没有光电传感器。

  光电元件是光电传感器的核心,如光敏电阻.光敏二极管.光敏三极管等光电元件可以将光信号转换为电信号,检测物体是否存在。其工作原理是光电效应:

  在物理学中,光电效应是一种重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会受到光子的刺激而产生电流,即光电。

  光电效应分为外部光电效应和内部光电效应,其中内部光电效应分为光电导电效应和光伏效应。光电导电效应需要给电路增加电压,而光电导电效应不需要。这三种光电效应的区别很简单,即在光源的影响下,它们的电子变化是不同的。

  绘图:传感器专家网

  ①在光源的影响下,电子逃离物体表面,物体的伏安特性发生了变化,这就是光电管、光电倍增管等外部光电效应。

  外光电效应

  ②光能吸收后,电子不逃逸,物体电阻发生明显变化,这就是光电导效应,如光敏电阻、感光晶体管等;

  光电导效应

  ③吸收光能后,电子不逃逸,光电压在物体内部的自建场中产生,这就是光敏二极管、三极管、光电池等。

  光生伏特效应

  通过上述光电元件,我们可以将测量对象的光变成电变。

  例如,光控制电器是由光电管(外部光电效应)作为接收器制成,可用于自动控制和自动计数.自动报警.自动跟踪等。当光照射在光电管上时,光电管电路产生光电流,通过放大器放大,使电磁铁磁化,然后吸收电枢;当光电管上没有光时,光电管电路中没有电流,电磁铁与电枢分离。

  另一个例子是最常见的光敏二极管(光电导率效应)。光电传感器光敏二极管的外观与一般二极管相同,但其外壳上有一个嵌入玻璃的窗口,以便于光源进入,以增加接收面积,PN结的面积较大。没有光照时,其反向电流很小,电路被切断;当有光照时,载流子被激起,产生光电载流子,电路接通。

  总的来说,光电效应使光电传感器能够感知光的变化,并将光信号的变化转化为电信号的变化,用于数据处理和应用。

  四种结构类型,光电传感器检测方法差异很大

  光电传感器精度高.反应快.非接触.灵活.远距离检查的优点广泛应用于检测和控制中,可以检查物体是否存在.光信号强弱.然后控制光的颜色和其他参数。常见的有开关控制.自动计件.颜色分类等。

  根据检测方法的不同,光电传感器可分为漫反射型.反射板型.对于射型和距离型,不同的类型对应不同结构的光电传感器。

  ①漫反射型:漫反射型光电开关

  当开关发射光束时,目标产生漫反射,当足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化。

  漫反射型是最简单、最方便的安装方式,但作用距离最短,检查也是最不稳定的。

  ②反射板型:反光板型光电开关

  反射器反射光电开关将发光器和集光器放入同一设备中,并在其前方安装反射器,利用反射原理完成光电控制。通常,发光器发出的光被反射器反射回来,由集光器连接;一旦光路被检查对象堵塞,集光器无法接收光,光电开关移动并导出开关控制信号。

  反射板光电传感器可检测透明物体和高光泽物体,作用距离长,安装方便,检测稳定。但当后视镜有灰尘时,检测精度会降低。

  ③对照类型:对照光电传感器

  分体式光电开关由发光器和集光器组成。如果发光器和集光器分开,检查距离可以增加,因此检查距离可以达到几米甚至几十米。在使用过程中,发光器和集光器分别安装在检查对象通过路径的两侧。当检测对象通过时,光路被阻断,集光器将导出开关控制信号。

  对射光电传感器是检测精度最高的,距离也可以很远,但安装不方便,占用空间大,不能检测透明和小物体。

  ④距离类型:扩散反射光电开关

  扩散反射光电开关,其检测头配有发光器和光收集器,但前面没有反射器。通常,发光器发出的光收集器是找不到的。当检测器通过并反射光部分时,光收集器接收光信号并导出开关信号。

  距离型光电传感器的发射器是点发射,但是接收器是表面接收,所以它可以使被测物有更大的偏移视角。

  什么意思?

  从上面的原理图中,我们可以发现光电传感器设置的检查距离是确定的,因此我们可以设置一个固定的发射光-折射光透视图。当有检测对象通过时,检测到的折射光与被检测对象返回的折射光之间的透视图必须与我们设置的透视图不一致,这有助于传感器检测对象的存在。也就是说,除了设置的透视图被判定为无物体外,所有其他透视图都将被判定为有物体。测量对象的偏移透视图增加,可以大大提高传感器的准确性和灵敏度。

  五个应用示例,光电传感器的常用

  接下来,将列出六种常见的光电传感器应用,从现实生活中,更好地了解光电传感器。

  1.光电烟雾报警器

  当没有烟雾时,发光二极管发出的光线直线传播,光电三极管没有接收到信号。在没有导出和烟雾的情况下,发光二极管发出的光被烟雾颗粒映射,使三极管接收到光源,信号输出并发出警报。

  2.光电时速表

  在电机的旋转轴上涂上黑色和白色。旋转时,折射光和非折射光发生变化。光电传感器相应地间歇性地接收光的折射信号,导出间歇性电信号,然后通过放大器和塑料电路放大塑料导出方波信号,最后通过电子数字显示器导出电机的速度。

  3.商品计数器

  当产品在输送带上运行时,它会不断地阻挡光源到光电传感器的光路,从而使光电脉冲电路产生电脉冲信号。光电传感器电路产生一个脉冲信号,因此输出脉冲数代表产品的数量,通过显示电路显示。

  4.光电检测和自动控制

  光电电池作为光电检测的基本原理与光敏二极管相同,但其基本结构与制造工艺不完全相同。因为光电池不需要额外的电压来工作;光电转换效率高,光谱范围宽,频率特性好,噪音低,广泛应用于光电读取.光电耦合.光栅测距.激光准直.影片还音.燃气轮机的熄火保护装置等。

  5.光电传感器在汽车上的应用

  光电传感器还可以为汽车提供更舒适的显示质量感觉,使汽车显示设备在任何光线下都能达到完整的背光效果。

  包括车载娱乐/导航/DVD系统背光控制.后座娱乐显示器背光控制.仪表组背光控制(速度计/速度计).光传感器可以完成自动后视镜亮度控制等。

  除上述应用外,光电传感器还测量高压大电流.继电保护.粉尘浊度监测等方面也有广泛的应用。


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