光電式傳感器的分類：光電傳感器的分類
光電開關(guān)將輸入的電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并射出，然后接收器根據(jù)接收到的光線強(qiáng)弱或有無(wú)，對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行檢測(cè)。大多數(shù)光電開關(guān)都是采用波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光的紅外線光波。今天我們來(lái)詳細(xì)介紹下光電開關(guān)的分類類型：
1：按檢測(cè)形式的分類：（1）對(duì)射式；（2）漫反射式；（3）鏡面反射式；（4）輻射光檢測(cè)形式；（5）限定反射式；（6）夾角式；（7）同軸檢測(cè)式（單鏡頭）；（8）光導(dǎo)纖維式
2：按檢測(cè)方法的分類：（1）光量法；（2）三角測(cè)距法；（3）激光測(cè)量法
3：按光源種類的分類：（1）白熾燈式（可見(jiàn)光）；（2）發(fā)光二極管（LED）式（可見(jiàn)光、近紅外光）；（3）熒光式（可見(jiàn)光）；（4）紫外光式（不可見(jiàn)光）；（5）氣體激光式（可見(jiàn)光）；（6）半導(dǎo)體激光式（紅光、近紅外光）
4：按光源調(diào)制種類的分類：（1）直流光式；（2）調(diào)制式
5：按供電種類的分類：（1）直流式；（2）交流式；（3）直流交流混合式
6：按輸出種類的分類：（1）三極管NPN輸出；（2）三極管PNP輸出；（3）三極管NPN與PNP混合輸出；（4）固態(tài)隔離無(wú)觸點(diǎn)輸出；（5）繼電器觸點(diǎn)輸出；（6）可控硅輸出；（7）模擬電壓；（8）模擬電流；（9）數(shù)據(jù)信號(hào)
7：按結(jié)構(gòu)種類的分類：(1)內(nèi)藏放大器式；（2）放大器分離式；（3）光纖式；（4）自控式
需要了解更多可關(guān)注下阿童木哦~
標(biāo)準(zhǔn)類型
1）漫反射型：一般型或能量型 (-8)，聚焦式 (-8-H)，帶背景抑制功能型 (-8-H)，帶背景分析功能型 (-8-HW)
2）反射板型：一般型 (-6)，帶偏振濾波功能型 (-54, -55)，帶透明體檢測(cè)功能型 (-54-G)，帶前景抑制功能型 (-54-V)
3）對(duì)射型
4）槽型
5）光纖傳感器：塑料光纖型，玻璃光纖型
6）色標(biāo)傳感器，顏色傳感器，熒光傳感器
7）光通訊
8）激光測(cè)距：三角反射原理型，相位差原理型，時(shí)間差原理型
9）光柵
10）防爆/隔爆型 1）安全對(duì)射光電
2）安全光柵
3）安全光幕
4）安全控制器
門控類型
1）雷達(dá)傳感器：區(qū)域檢測(cè)型
2）主動(dòng)式傳感器：?jiǎn)喂馐停喙馐?，區(qū)域檢測(cè)型
3）被動(dòng)式傳感器：區(qū)域檢測(cè)型
4）電梯光幕
5）通用光電：槽形，對(duì)射型等 ①檢測(cè)距離長(zhǎng)
如果在對(duì)射型中保留10m以上的檢測(cè)距離等，便能實(shí)現(xiàn)其他檢測(cè)手段（磁性、超聲波等） 無(wú)法遠(yuǎn)距離檢測(cè)。
②對(duì)檢測(cè)物體的限制少
由于以檢測(cè)物體引起的遮光和反射為檢測(cè)原理，所以不象接近傳感器等將檢測(cè)物體限定 在金屬，它可對(duì)玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測(cè)。
③響應(yīng)時(shí)間短
光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間非常短。
④分辨率高
能通過(guò)高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過(guò)構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測(cè)和高精度的位置檢測(cè)。
⑤可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測(cè)
可以無(wú)須機(jī)械性地接觸檢測(cè)物體實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，因此不會(huì)對(duì)檢測(cè)物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長(zhǎng)期使用。
⑥可實(shí)現(xiàn)顏色判別
通過(guò)檢測(cè)物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長(zhǎng)和檢測(cè)物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè)。
⑦便于調(diào)整
在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見(jiàn)的，便于對(duì)檢測(cè)物體的位置進(jìn)行調(diào)整。 一、煙塵濁度監(jiān)測(cè)儀
防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一。為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對(duì)煙塵源進(jìn)行監(jiān)測(cè)、自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警。煙道里的煙塵濁度是用通過(guò)光在煙道里傳輸過(guò)程中的變化大小來(lái)檢測(cè)的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光檢測(cè)器的光減少，因而光檢測(cè)器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。
二、條形碼掃描筆
當(dāng)掃描筆頭在條形碼上移動(dòng)時(shí)，若遇到黑色線條，發(fā)光二極管的光線將被黑線吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗，處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)遇到白色間隔時(shí)，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產(chǎn)生光電流而導(dǎo)通。整個(gè)條形碼被掃描過(guò)之后，光敏三極管將條形碼變形一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大、整形后便形成脈沖列，再經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，完成對(duì)條形碼信息的識(shí)別?！ ∪?、產(chǎn)品計(jì)數(shù)器
產(chǎn)品在傳送帶上運(yùn)行時(shí)，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(gè)個(gè)電脈沖信號(hào)。產(chǎn)品每遮光一次，光電傳感器電路便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，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(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)并由顯示電路顯示出來(lái)。
四、光電式煙霧報(bào)警器
沒(méi)有煙霧時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直線傳播，光電三極管沒(méi)有接收信號(hào)。沒(méi)有輸出，有煙霧時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線，有信號(hào)輸出，發(fā)出報(bào)警。
五、測(cè)量轉(zhuǎn)速
在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上涂上黑白兩種顏色，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射光與不反射光交替出現(xiàn)，光電傳感器相應(yīng)地間斷接收光的反射信號(hào)，并輸出間斷的電信號(hào)，再經(jīng)放大器及整形電路放大整形輸出方波信號(hào)，最后由電子數(shù)字顯示器輸出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
六、光電池在光電檢測(cè)和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用
光電池作為光電探測(cè)使用時(shí)，其基本原理與光敏二極管相同，但它們的基本結(jié)構(gòu)和制造工藝不完全相同。由于光電池工作時(shí)不需要外加電壓；光電轉(zhuǎn)換效率高，光譜范圍寬，頻率特性好，噪聲低等，它已廣泛地用于光電讀出、光電耦合、光柵測(cè)距、激光準(zhǔn)直、電影還音、紫外光監(jiān)視器和燃?xì)廨啓C(jī)的熄火保護(hù)裝置等。
應(yīng)用案例
光電傳感器應(yīng)用于激光武器
由于光電傳感器對(duì)紅外輻射，或可見(jiàn)光，或?qū)Χ叨继貏e靈敏，因而就更加容易成為激光攻擊的目標(biāo)。此外，電子系統(tǒng)及傳感器本身還極易受到激光產(chǎn)生的熱噪聲和電磁噪聲的干擾而無(wú)法正常工作。戰(zhàn)場(chǎng)上的激光武器攻擊光電傳感器的方式主要有以下幾種：用適當(dāng)能量的激光束將傳感器“致盲”，使其無(wú)法探測(cè)或繼續(xù)跟蹤已經(jīng)探測(cè)到的目標(biāo)。或者，如果傳感器正在導(dǎo)引武器飛向目標(biāo)，則致盲將使其失去目標(biāo)。綜上所述，由于傳感器在戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，同時(shí)又很容易遭受激光攻擊，它們已成為低能激光武器的首選目標(biāo) 。
光電傳感器應(yīng)用于自動(dòng)抄表系統(tǒng)
隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，可以利用光電傳感器來(lái)研制自動(dòng)抄表系統(tǒng)。電能表的鋁盤受電渦流和磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。采用光電傳感器則可將鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)。如：在旋轉(zhuǎn)的光亮的鋁盤上局部涂黑，再配以反射式光電發(fā)射接收對(duì)管，則當(dāng)鋁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，在局部涂黑處便產(chǎn)生脈沖，并可將鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)采樣轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，并經(jīng)光電耦合隔離電路，送至CPU的T0端口進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)。再結(jié)合其它傳輸方式便可以形成自動(dòng)抄表系統(tǒng)。
光電傳感器應(yīng)用于監(jiān)控?zé)焿m污染
光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化，通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化實(shí)現(xiàn)控制功能。由于光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用，而我們可以利用光電傳感器的特性來(lái)檢測(cè)煙塵的情況，因而光電傳感器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。 1）暫態(tài)響應(yīng)范圍寬，諧波測(cè)量能力強(qiáng)
暫態(tài)特性的優(yōu)劣是判斷一種互感器能否在電力系統(tǒng)中獲得應(yīng)用的一個(gè)重要參數(shù)，特別是與繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合。傳統(tǒng)電磁式互感器由于存在鐵芯，對(duì)高頻信號(hào)的響應(yīng)特性較差，不能正確反映一次側(cè)的暫態(tài)過(guò)程。而光電互感器傳測(cè)量的頻率范圍主要由電子線路部分決定，沒(méi)有鐵芯飽和的問(wèn)題，因此能夠準(zhǔn)確反映一次側(cè)的暫態(tài)過(guò)程。一般可設(shè)計(jì)到0.1 Hz到1 MHz，特殊的可設(shè)計(jì)到200 MHz的帶通。光電傳感器的結(jié)構(gòu)可以測(cè)量高壓電力線路上的諧波。而電磁感應(yīng)互感器是難以達(dá)到的。
2）數(shù)字接口，通信能力強(qiáng)
由于光電傳感器下傳的就是光數(shù)字信號(hào)，與通信網(wǎng)絡(luò)容易接口，且傳輸過(guò)程中沒(méi)有測(cè)量誤差。同時(shí)隨著微機(jī)化的保護(hù)控制設(shè)備的廣泛采用，光電互感器可以直接向二次設(shè)備提供數(shù)字量，這樣就能省去原來(lái)保護(hù)裝置中的變換器和A/D采樣部分，使二次設(shè)備得到大大的簡(jiǎn)化，推動(dòng)保護(hù)新原理的研究。
3）體積小，重量輕、易升級(jí)，滿足變電站小型化與緊湊型的要求，由于光電傳感器是靠傳感頭和電子線路進(jìn)行信號(hào)的獲取和處理，體積小，重量一般在 1000 kg以下，便于集成在AIS或GIS中，這樣將大大減少變電站的占地面積，滿足變電站小型化和緊湊化的要求。同時(shí)光電互感器通過(guò)少量光纜與二次設(shè)備連接，可使電纜溝和電纜大為減。 光電傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域：車載娛樂(lè)/導(dǎo)航/DVD系統(tǒng)背光控制，以便在所有的環(huán)境光條件下都可以顯示出理想的背光亮度；后座娛樂(lè)用顯示器背光控制；儀表組背光控制(速度計(jì)/轉(zhuǎn)速計(jì))；自動(dòng)后視鏡亮度控制(通常要求兩個(gè)傳感器，一個(gè)是前向的，一個(gè)是后向的)；自動(dòng)前大燈和雨水感應(yīng)控制(專用，根據(jù)需求進(jìn)行變化)；后視相機(jī)控制(專用，根據(jù)需求進(jìn)行變化)。在提供更舒適的顯示質(zhì)量方面已經(jīng)成為最有效的解決方案之一，它具有與人眼相似的特性，這對(duì)于汽車應(yīng)用而言至關(guān)重要，因?yàn)檫@些應(yīng)用要求在所有環(huán)境光條件下都能達(dá)到完全的背光效果。例如，在白天，用戶需要最大的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳的可見(jiàn)度，但是這種亮度在對(duì)于夜間條件而言則是過(guò)亮的，因此帶有良好光譜響應(yīng) (良好的IR衰減)的光傳感器、適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)范圍和整體的良好輸出信號(hào)調(diào)節(jié)可以很容易地自動(dòng)完成這些應(yīng)用。終端用戶可以設(shè)置幾個(gè)閾值水平(如低、中、亮光)，或能夠隨意地動(dòng)態(tài)地改變傳感器的背光亮度。這也適用于汽車后視鏡亮度控制，當(dāng)鏡子變暗和/或變亮?xí)r需要智能的亮度管理，可以通過(guò)環(huán)境光傳感器來(lái)完成。
對(duì)于便攜式應(yīng)用，如果用戶不改變系統(tǒng)設(shè)置(通常是亮度控制)，那么一個(gè)顯示器總是消耗同樣多的能量。在室外等特別亮的區(qū)域，用戶傾向于提高顯示器的亮度，這就會(huì)增加系統(tǒng)的功耗。而當(dāng)條件變化時(shí)，如進(jìn)入建筑物，大多數(shù)用戶都不會(huì)去改變?cè)O(shè)置，因此系統(tǒng)功耗仍然保持很高。但是，通過(guò)使用一個(gè)光傳感器，系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)條件變化并調(diào)節(jié)設(shè)置，以保證顯示器處于最佳的亮度，進(jìn)而降低總功耗。在一般的消費(fèi)類應(yīng)用中，這也能夠延長(zhǎng)電池壽命。對(duì)于移動(dòng)電話、筆計(jì)本電腦、PAD和數(shù)碼相機(jī)，通過(guò)采用環(huán)境光傳感器反饋，可以自動(dòng)進(jìn)行亮度控制，從而延長(zhǎng)了電池壽命。
并不是一個(gè)新的構(gòu)想。在數(shù)十年前就已經(jīng)利用光電二極管和光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想。所謂新構(gòu)想，是指對(duì)環(huán)境光感應(yīng)的同時(shí)還能消減無(wú)用的紅外線和紫外線光，而且在支持汽車規(guī)格AECQ-1000嚴(yán)格要求的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)小封裝，尤其是能夠保證在-40度至+105度(2級(jí))溫度范圍內(nèi)的操作，以滿足其余的規(guī)格要求。如何保持工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并滿足AECQ-1000的2級(jí)工作要求，這是當(dāng)今在所有光設(shè)計(jì)解決方案中所面臨的挑戰(zhàn)。采用一個(gè)光傳感器或LED發(fā)射器或接收器時(shí)，任何的光學(xué)解決方案都會(huì)面臨著暴露在恒定高溫下(>+85度)而出現(xiàn)的封裝變色問(wèn)題(會(huì)變暗或變成淡黃)。同樣值得一提的是，到目前為止，所有環(huán)境光傳感器的應(yīng)用都限于車艙內(nèi)，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙或戶外環(huán)境中還沒(méi)有出現(xiàn)光傳感器應(yīng)用。事實(shí)上，即使出現(xiàn)了這樣的應(yīng)用，光封裝也不是針對(duì)這樣的苛刻條件(+125或+150度的條件)而設(shè)計(jì)，因此，在當(dāng)前的光學(xué)封裝技術(shù)下，它們很可能還不能夠承受這樣的條件。
半導(dǎo)體相似傳感器和封裝開發(fā)的最新進(jìn)展使得終端用戶在光傳感器上具有了更廣泛的選擇。小封裝、低功耗、高集成和簡(jiǎn)單易用性是設(shè)計(jì)者更多地采用光傳感器的原因，其應(yīng)用范圍涉及消費(fèi)類電子、工業(yè)應(yīng)用以及汽車領(lǐng)域。 1、用于目標(biāo)跟蹤和坐標(biāo)定位256光電管陣列四象限CMOS光電傳感器
將傳統(tǒng)的象限傳感器與當(dāng)前迅速發(fā)展的CMOS圖象傳感器相結(jié)合，提出了使用有源傳感陣列感光的256單元光電管陣列四象限CMOS光電傳感器。
該傳感器的感光單元采用了CMOS圖象傳感器中使用的有源像素傳感器(Active Pixel Sensor，APS)設(shè)計(jì)，在感光單元內(nèi)部由光電信號(hào)預(yù)處理電路直接將傳感產(chǎn)生的光電信號(hào)轉(zhuǎn)化為幅度較大的電信號(hào)輸出，避免了對(duì)微弱信號(hào)的處理，降低了噪聲的影響。傳感器應(yīng)用陣列采集光信號(hào)，可以直接確定目標(biāo)光源的坐標(biāo)位置并實(shí)現(xiàn)一步到位的快速調(diào)整。傳感器使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造，將傳感陣列與信號(hào)處理電路集成在同一芯片上，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的SOC集成和智能化(Smart Sensor)設(shè)計(jì)。廣泛應(yīng)用于激光的瞄準(zhǔn)、制導(dǎo)、跟蹤，搜索裝置，精密測(cè)量，如激光微定位、位移監(jiān)控、精密機(jī)床的光電控制等領(lǐng)域。是一種用于目標(biāo)跟蹤和坐標(biāo)定位的新型集成陣列四象限CMOS光電傳感器。
2、光敏象限陣列與磁敏線陣列兼容CMOS數(shù)模混合傳感器集成電路
基于硅光電傳感的象限傳感器廣泛應(yīng)用于激光的跟蹤制導(dǎo)、位移監(jiān)控、精密機(jī)床等控制等領(lǐng)域。基于硅的半導(dǎo)體磁敏傳感器廣泛應(yīng)用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的各種磁場(chǎng)計(jì)、讀出磁介質(zhì)上信息的各類磁頭以及非磁信號(hào)的探測(cè)器等。
3、應(yīng)用光電二極管陣列的SPR生物傳感器微弱信號(hào)檢測(cè)
以提升表面等離子共振生物醫(yī)學(xué)傳感器的檢測(cè)能力為目標(biāo),用高性能光電二極管陣列為光電轉(zhuǎn)換器件,論證并實(shí)現(xiàn)一種可高效抑制噪聲的檢測(cè)方法,利用光電二極管陣列器件可輸出參考噪聲信號(hào)的特性,通過(guò)相干消噪結(jié)合小波軟閾值消噪,使SPR傳感器輸出信噪比從40dB左右提高到52dB以上.用SPR傳感器檢測(cè)人體免疫球蛋白(IgG)分子特異性結(jié)合的實(shí)驗(yàn)表明,該方法顯著提高了SPR傳感器的分辨率,使之可精確檢測(cè)樣液中IgG含量10~(-3)mg/mL量級(jí)的微弱變化,精度和分辨率提升一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
4、光電檢測(cè)傳感器陣列在運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)中的應(yīng)用
一個(gè)基于覆蓋理論和卡爾曼濾波算法的光電檢測(cè)傳感器陣列,該陣列具有采集和處理陣列覆蓋區(qū)域中所感知對(duì)象信息的功能,即檢測(cè)和描述感知對(duì)象的存在、運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)軌跡等情況。 咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場(chǎng)報(bào)告顯示，2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預(yù)計(jì)2010年全球傳感器市場(chǎng)可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，而美國(guó)、德國(guó)、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)最快的依舊是汽車市場(chǎng)，占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng)，看好通訊市場(chǎng)前景。
一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無(wú)線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)25%。
全球的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國(guó)將競(jìng)相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場(chǎng)份額的擴(kuò)大。
根據(jù)構(gòu)成單元進(jìn)行分類，光電傳感器主要由光電單元和放大器兩部分組成。
放大器內(nèi)藏型：光電單元和放大器集成在一個(gè)傳感器里，由于只有一個(gè)傳感器所以價(jià)格相對(duì)便宜。
放大器分離型：傳感器由分離的感應(yīng)頭和放大器兩個(gè)單元組成。放大器分離型初衷是為了實(shí)現(xiàn)體積小型化而開發(fā)的。后來(lái)通過(guò)高性能的光纖傳感器及激光光源，放大器分離型傳感器主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離檢測(cè)和高精度判別
根據(jù)光源類型分類：光電傳感器的光源主要有兩種類型。
發(fā)光二極管：LED屬于低成本光源，指向性和發(fā)光功率都相對(duì)較弱，不適合微小物體的檢測(cè)。
激光：半導(dǎo)體激光二極管。高功率光源。指向性和聚光性都較高，因此適合微小物體的檢測(cè)。
光電式傳感器的分類：光電傳感器的分類有哪些？
目錄
1.按外殼型狀分2.按光源分3.按檢測(cè)方式分4.按工作原理分
光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)(可見(jiàn)及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。且光電傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，其的分類在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。那么具體有哪些分類?下面一起來(lái)看看：
1.按外殼型狀分
可分為圓柱型和方型。
如今光電傳感器的外殼是根據(jù)客戶的安裝環(huán)境而選擇圓型或方型，這個(gè)沒(méi)有規(guī)定的。
圓柱型電傳感器
2.按光源分
可分為見(jiàn)紅光、不可見(jiàn)紅外光、激光。
光電傳感器的光源是根據(jù)客戶的要求和檢測(cè)物體、檢測(cè)環(huán)境而選擇，可見(jiàn)光紅光和不可見(jiàn)紅光會(huì)隨著距離的遠(yuǎn)近而改變光斑的大小，但是激光卻不會(huì)，激光不會(huì)因?yàn)榫嚯x而改變光斑的大小，激光適合檢測(cè)小物體或微型物體的有無(wú)，計(jì)數(shù)，定位等應(yīng)用。
3.按檢測(cè)方式分
可分為：對(duì)射式、鏡反射式、漫反射式。
對(duì)射式光電傳感器是光電傳感器里檢測(cè)距離最遠(yuǎn)的，距離可達(dá)幾米甚至十幾米。安裝必須要一個(gè)發(fā)光器和接收器對(duì)著安裝。
鏡反射式光電傳感器的檢測(cè)距離比對(duì)射傳感器的檢測(cè)距離稍微短一些，但是安裝卻比對(duì)射光傳感器方便很多，可以在窄小的空間安裝，只要配合安裝反光鏡即可，特點(diǎn)就是專業(yè)檢測(cè)透明物體的有無(wú)。
漫反射光電傳感器的檢測(cè)距離就不如上面兩個(gè)了，但是漫反射光電傳感器的安裝方式、安裝位置都比前兩個(gè)更方便。
4.按工作原理分
可分為模擬式和脈沖式兩類。在工業(yè)應(yīng)用中可歸納為直射式、透射式、反射式和遮蔽式等四種基本形式。
四種基本形式
(1)直射式：如圖?(a)所示,光源本身就是被測(cè)物體。被測(cè)物體的光通量指向光敏器件，產(chǎn)生光電流輸出。這種形式常用于光電比色高溫計(jì)中作光電器件。
(2)透射式：如圖?(b)所示，光源的光通量一部分由被測(cè)物體吸收，另一部分則穿過(guò)被測(cè)物體投射到光敏器件上。該形式常用于測(cè)量混合氣體、液體的透明度、濃度等。
(3)反射式：如圖(c)所示，光源發(fā)射出的光通量投射到被測(cè)物體上，被測(cè)物體又將部分光通量反射到光敏器件上。反射的光通量取決于被測(cè)物體的反射條件，該形式一般用于測(cè)量工件表面的粗糙度及測(cè)量轉(zhuǎn)速等。
(4)遮蔽式：如圖(d)所示，光源發(fā)射出的光通量投射到被測(cè)物體上,被測(cè)物體遮蔽光通量改變，則投影到光敏器件上的光通量也隨著改變。這種形式常用于測(cè)量位置、位移、振動(dòng)、頻率等，在自動(dòng)控制中用作自控開關(guān)。
以上就是光電傳感器的分類介紹。目前光電傳感器廣泛運(yùn)用在激光武器、自動(dòng)抄表系統(tǒng)。煙塵濁度檢測(cè)儀、條形碼掃描筆、產(chǎn)品計(jì)數(shù)器、光電式煙霧報(bào)警器、測(cè)量轉(zhuǎn)速、光電池在光電檢測(cè)和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用等各行業(yè)領(lǐng)域。
光電式傳感器的分類：光電傳感器種類
描述
光電傳感器種類
1、槽型光電傳感器
把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。
2、對(duì)射型光電傳感器
若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開關(guān)，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
3、反光板型光電開關(guān)
把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到;一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
4、擴(kuò)散反射型光電開關(guān)
它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?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。當(dāng)檢測(cè)物通過(guò)時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來(lái)，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。
光電傳感器的基本特性包括輸出電流與接收器兩端電壓之間的關(guān)系曲線、輸出電流與發(fā)射器輸入電流之間的關(guān)系曲線、輸出電流隨溫度變化的關(guān)系曲線、脈沖響應(yīng)特性曲線等。
打開APP閱讀更多精彩內(nèi)容
光電式傳感器的分類：光電式傳感器
收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
光電式傳感器
語(yǔ)音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
光電式傳感器photoelectric transducer，基于光電效應(yīng)的傳感器，在受到可見(jiàn)光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它除能測(cè)量光強(qiáng)之外，還能利用光線的透射、遮擋、反射、干涉等測(cè)量多種物理量，如尺寸、位移、速度、溫度等，因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。光電測(cè)量時(shí)不與被測(cè)對(duì)象直接接觸，光束的質(zhì)量又近似為零，在測(cè)量中不存在摩擦和對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎不施加壓力。因此在許多應(yīng)用場(chǎng)合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯的優(yōu)越性。其缺點(diǎn)是在某些應(yīng)用方面，光學(xué)器件和電子器件價(jià)格較貴，并且對(duì)測(cè)量的環(huán)境條件要求較高。
中文名
光電式傳感器
外文名
photoelectric transducer
拼 音
guāng diàn shì chuán gǎn qì
基 于
光電效應(yīng)
適用條件
受到可見(jiàn)光照射
功 能
測(cè)量光強(qiáng)等物理量
目錄
1
簡(jiǎn)介
2
概述
3
類型
4
應(yīng)用
5
光電效應(yīng)
?
外光電效應(yīng)
?
內(nèi)光電效應(yīng)
6
光敏電阻
7
光敏管
8
光電池
9
耦合器件
10
CCD
11
分類
12
發(fā)展?fàn)顩r
13
構(gòu)成特點(diǎn)
光電式傳感器簡(jiǎn)介
編輯
語(yǔ)音
photoelectric transducer
光電式傳感器概述
編輯
語(yǔ)音
光電式傳感器是將光通量轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器，光電式傳感器的基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)。由于光電測(cè)量方法靈活多樣，可測(cè)參數(shù)眾多，具有非接觸，高精度，高可靠性和反應(yīng)快等特點(diǎn)，使得光電傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
光電式傳感器類型
編輯
語(yǔ)音
光電式傳感器有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光電二極管和光電三極管、光電池、半導(dǎo)體色敏傳感器、光電閘流晶體管、熱釋電傳感器、光電耦合器件等光電元件。另外，光電式傳感器還可分為模擬式光電式傳感器和脈沖式光電式傳感器兩類。
光電式傳感器應(yīng)用
編輯
語(yǔ)音
光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)而且可測(cè)參數(shù)多。傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，體積小。近年來(lái)，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光電式傳感器已成為系列產(chǎn)品其品種及產(chǎn)量日益增加。用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格的產(chǎn)品它在機(jī)電控制、計(jì)算機(jī)、國(guó)防科技等方面。
光電式傳感器光電效應(yīng)
編輯
語(yǔ)音
它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的導(dǎo)電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三類。外光電效應(yīng)是指，在光線作用下物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現(xiàn)象。光子是以量子化“粒子”的形式對(duì)可見(jiàn)光波段內(nèi)電磁波的描述。光子具有能量hv，h為普朗克常數(shù)，v為光頻。光子通量則相應(yīng)于光強(qiáng)。外光電效應(yīng)由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程描述：Ek=hν -W其中，h表示普朗克常量，ν表示入射光的頻率）。當(dāng)光子能量等于或大于逸出功時(shí)才能產(chǎn)生外光電效應(yīng)。因此每一種物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)于光電效應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率。對(duì)于紅限頻率以上的入射光，外生光電流與光強(qiáng)成正比。內(nèi)光電效應(yīng)又分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類。光電導(dǎo)效應(yīng)是指，半導(dǎo)體材料在光照下禁帶中的電子受到能量不低于禁帶寬度的光子的激發(fā)而躍遷到導(dǎo)帶，從而增加電導(dǎo)率的現(xiàn)象。能量對(duì)應(yīng)于禁帶寬度的光子的波長(zhǎng)稱光電導(dǎo)效應(yīng)的臨界波長(zhǎng)。光生伏打效應(yīng)是指光線作用能使半導(dǎo)體材料產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光生伏打效應(yīng)又可分為勢(shì)壘效應(yīng)（結(jié)光電效應(yīng)）和側(cè)向光電效應(yīng)。勢(shì)壘效應(yīng)的機(jī)理是在金屬和半導(dǎo)體的接觸區(qū)(或在PN結(jié))中，電子受光子的激發(fā)脫離勢(shì)壘（或禁帶）的束縛而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在阻擋層內(nèi)電場(chǎng)的作用下電子移向 N區(qū)外側(cè)，空穴移向 P區(qū)外側(cè)，形成光生電動(dòng)勢(shì)。側(cè)向光電效應(yīng)是當(dāng)光電器件敏感面受光照不均勻時(shí)，受光激發(fā)而產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的濃度也不均勻，電子向未被照射部分?jǐn)U散，引起光照部分帶正電、未被光照部分帶負(fù)電的一種現(xiàn)象。
光電式傳感器外光電效應(yīng)
光子，光子能量；光電子外光電效應(yīng)是指在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。
光電式傳感器內(nèi)光電效應(yīng)
在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)：光敏電阻、光敏二極管（晶體管）光生伏特效應(yīng)：光電池
光電式傳感器光敏電阻
編輯
語(yǔ)音
無(wú)光照時(shí)，光敏電阻阻值很大，電路中電流很?。划?dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值急劇減小，電路中電流迅速增大。
圖1
光電式傳感器光敏管
編輯
語(yǔ)音
1.光敏二極管光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)
圖2
暗電流、光電流（光照越強(qiáng)，光電流？）2.光敏三極管基極無(wú)引出線，集電極相對(duì)于發(fā)射極為正電壓當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí), 就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì), 從而形成光電流, 相當(dāng)于三極管的基極電流。因此集電極電流是光生電流的β倍, 所以光敏晶體管有放大作用。
圖3
圖4
光電式傳感器光電池
編輯
語(yǔ)音
一個(gè)大面積的PN節(jié)，光照下產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)向兩級(jí)擴(kuò)散，形成與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì)。
圖5
光電式傳感器耦合器件
編輯
語(yǔ)音
圖6
1.光電耦合器2.光電開關(guān)
光電式傳感器CCD
編輯
語(yǔ)音
結(jié)構(gòu)：MOS電容器→光敏元或像素；MOS陣列→CCD器件
圖7
原理：如圖7所示
[1]
：
光電式傳感器分類
編輯
語(yǔ)音
基于外光電效應(yīng)的光電敏感器件有光電管和光電倍增管?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的有光敏電阻?；趧?shì)壘效應(yīng)的有光電二極管和光電三極管(見(jiàn)半導(dǎo)體光敏元件)?；趥?cè)向光電效應(yīng)的有反轉(zhuǎn)光敏二極管。光電式傳感器還可按信號(hào)形式分為模擬式光電傳感器(見(jiàn)位移傳感器)和數(shù)字式光電傳感器（見(jiàn)轉(zhuǎn)速傳感器、光柵式傳感器、數(shù)字式傳感器）。光電式傳感器還有光纖傳感器、固體圖像傳感器等。
光電式傳感器發(fā)展?fàn)顩r
編輯
語(yǔ)音
1839年A.E.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線落在浸沒(méi)于電介液中的兩個(gè)金屬電極上，它們之間就產(chǎn)生電勢(shì)，后來(lái)稱這種現(xiàn)象為光生伏特效應(yīng)。1873年W.史密斯和Ch.梅伊發(fā)現(xiàn)硒的光電導(dǎo)效應(yīng)。1887年H.R.赫茲發(fā)現(xiàn)外光電效應(yīng)?；谕夤怆娦?yīng)的光電管和光電倍增管屬真空電子管或離子管器件，曾在50～60年代廣泛應(yīng)用，直到目前仍在某些場(chǎng)合繼續(xù)使用。雖然早在1919年T.W.凱斯就已取得硫化鉈光導(dǎo)探測(cè)器的專利權(quán)，但半導(dǎo)體光敏元件卻是在60年代以后隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而開始迅速發(fā)展的。在此期間各種光電材料都得到了全面的研究和廣泛的應(yīng)用。它們的結(jié)構(gòu)有單晶和多晶薄膜的，也有非晶的，它們的成分有元素半導(dǎo)體的和化合物半導(dǎo)體的，也有多元混晶的。其中最重要的兩種是硅和碲鎘汞。硅的原料豐富,工藝成熟,是制造從近紅外到紫外波段光電器件的優(yōu)良材料。碲鎘汞是碲化汞和碲化鎘的混晶，是優(yōu)良的紅外光敏材料。通過(guò)對(duì)光電效應(yīng)和器件原理的研究已發(fā)展了多種光電器件（如光敏電阻、光電二極管、光電三極管、場(chǎng)效應(yīng)光電管、雪崩光電二極管、電荷耦合器件等），適用于不同的場(chǎng)合。光電式傳感器的制造工藝也隨薄膜工藝、平面工藝和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而達(dá)到很高的水平，并使產(chǎn)品的成本大為降低。被稱為新一代攝像器件的聚焦平面集成光敏陣列正在取代傳統(tǒng)的掃描攝像系統(tǒng)。光電式傳感器的最新發(fā)展方向是采用有機(jī)化學(xué)汽相沉積、分子束外延、單分子膜生長(zhǎng)等新技術(shù)和異質(zhì)結(jié)等新工藝。光電式傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)大到紡織、造紙、印刷、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。在紅外探測(cè)、輻射測(cè)量、光纖通信，自動(dòng)控制等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的研究也有新發(fā)展。例如，硅光電二極管自校準(zhǔn)技術(shù)的提出為光輻射的絕對(duì)測(cè)量提供了一種很有前途的新方法。
光電式傳感器構(gòu)成特點(diǎn)
編輯
語(yǔ)音
圖8
[2]
光電傳感器的構(gòu)成光電傳感器由光源、光學(xué)通路、光電元件構(gòu)成。光電式傳感器應(yīng)用1、光量變化的非電量；2、能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量。光電式傳感器的應(yīng)用可歸納為四種基本形式，即輻射式(直射式)、吸收式、遮光式、反射式。光電式傳感器特點(diǎn)非接觸、響應(yīng)快、性能可靠。B
詞條圖冊(cè)
更多圖冊(cè)
解讀詞條背后的知識(shí)
長(zhǎng)江傳感
上海長(zhǎng)江電氣設(shè)備集團(tuán)有限公司官方帳號(hào)
長(zhǎng)江傳感CHANKO｜光電式傳感器在智能立體停車庫(kù)中的應(yīng)用案例
...
2020-11-300
數(shù)智網(wǎng)
智能家居行業(yè)資訊門戶
Aqara全新推出NB-loT煙霧報(bào)警器：光電式傳感器，開啟全方位防護(hù)
火災(zāi)的發(fā)生只在瞬間，一旦家中失火，須臾間，小火苗可能完全失控，變成一場(chǎng)大火，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因而，日常生活中，火災(zāi)防患于未然很重要！Aqara 全新推出 NB-loT 版 Aqara 煙霧報(bào)警器，時(shí)刻監(jiān)測(cè)家中火情，迅速提示預(yù)警，為您守護(hù)家中安全。運(yùn)營(yíng)商 NB-l...
2019-12-120
參考資料
1.
陳杰．傳感器與檢測(cè)技術(shù)：高等教育出版社，2002.8：75
2.
光電式傳感器的工作原理
．汽車電子網(wǎng)[引用日期2013-05-04]
