光电传感器是一种小型电子器件，是各种光电检测系统中进行光电转换的关键部件。 它主要是利用光的各种特性来检测物体存在或不存在以及表面状况变化的传感器。 光电传感器具有非接触、响应速度快、性能可靠等特点，因此广泛应用于工业自动化设备和机器人中。
光电传感器
光电传感器一般由光源、光路和光电元件三部分组成。 将测量到的变化转化为光信号的变化，然后借助光电元件将光信号进一步转化为电信号。
光电效应原理
光电元件是光电传感器最重要的组成部分，其核心工作原理是不同类型的光电效应。 根据波粒二象性，光是由以光速运动的光子组成的。 当物体被光照射时，其内部的电子吸收光子的能量并改变其状态，其自身的电特性也会发生变化。 这种现象称为光电效应。
根据电性状态变化的不同，光电效应分为以下三种：
1）外光电效应
电子在光的作用下从物体表面逸出的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。
2）光电导效应
半导体中的电子吸收光子后无法跳出半导体，引起物体电导率变化，或产生光生电动势的现象，称为内光电效应。 内光电效应按其工作原理可分为光电导效应和光伏效应。基于光电导效应的光电元件有光敏电阻、光电晶体管等。
3）光伏效应
在光的作用下，物体在一定方向上产生电动势的现象称为光伏效应。基于光伏效应的光电元件包括光伏电池、光电二极管、晶体管等。
光电元件的工作原理
根据不同的光电效应，我们来看看它们是如何工作的：
外置光电效应器件
利用物质在光照射下发射电子的外光电效应制成的光电器件一般为真空或充气光电器件，如光电管、光电倍增管等。
以光电管为例，当入射光照射到阴极时，单个光子将其全部能量转移给阴极材料中的自由电子，从而增加了自由电子的能量。 当电子获得的能量大于阴极材料的功函数时，就能克服金属表面的约束而逸出，形成电子发射。 这种类型的电子称为光电子。 只有当入射光的频率高于极限频率时才会产生光电子。
光电子产生后，被真空管中的阳极吸收，从而产生电流。 如果此时增加光强度，就会有更多的光子照射到阴极材料，从而产生更多的光电子，光电流也会相应增加。 当电阻R值确定后，环路中的光电流与入射光的强度呈函数关系，从而实现光电转换。 通过测量电路读取电流值即可计算出光强。
内部光电效应器件
利用物质在光照射下改变其导电性或产生电动势的光电器件称为内光电效应器件。 常见的包括光敏电阻、光伏器件和光电晶体管。
根据能带理论，自由原子中电子的能态不是任意的，电子只能存在于一定的能级上。 能带分为价带、禁带和导带。 电子可以在导带中流动，但不能在价带中流动。 在外界影响下，电子可以跨越带隙从价带进入导带，从而改变导体的电阻。
不同导体的带隙厚度不同。 如下图所示，绝缘体的带隙较宽，使得电子很难从价带跃迁到导带，因此它的电阻非常大。 金属导体没有带隙，它们的价带和导带是相连的，因此可以很好地导电。
电子吸收光子能量后，从价带跃迁到导带，从而改变导体的电阻。 这种现象称为内光电效应。 利用这种效应可以制作光敏电阻，通过观察电阻的变化就可以确定被测光的量。
光伏效应装置
光伏效应，简称光伏效应，是指物体受光后产生电动势的现象。 光伏电池是一种自发电光电元件。 当受到光照时，能产生一定方向的电动势。 在没有电源的情况下，只要连接外部电路，就会有电流流过。 具体工作原理如下：
光伏电池采用扩散的方法，在N型硅片上混合一些P型杂质，形成大面积的PN结。 P区有大量空穴，N区有大量电子。 当光照射P区表面时，如果光子能量大于硅的禁带宽度，则P区每吸收一个光子就会产生一个电子空穴对。 P区表面吸收的光子越多，激发的电子空穴就越多。 空穴越多，PN结区域的空穴越少。 由于PN结中电场的方向是从N区到P区，因此它将在PN结附近扩散的电子空穴对分开。 光生电子被推向N区，光生空穴留在P区。 结果，N区带负电，P区带正电，形成光生电动势。 如果用导线连接P区和N区，电路中就会流过光电流。
光电传感器的分类
光电传感器按检测方式分为漫反射式、反射板式和对射式：
根据相应的检测方式，有以下不同结构的光电传感器：
⑴槽式光电传感器
光发射器和接收器面对面安装在槽的两侧，即槽型光电器件。 发射器可以发射红外光或可见光，光接收器在没有遮挡的情况下可以接收到光。 但当被检测物体通过槽时，光线被阻挡，光电开关动作。 输出开关控制信号，切断或接通负载电流，完成一次控制动作。 由于整体结构的限制，槽位开关的检测距离一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器
如果发射器和接收器分开，则可以增加检测距离。 由光发射器和光接收器组成的光电开关称为对射型分离型光电开关，简称对射型光电开关。 其探测距离可达数米甚至数十米。 使用时，光发射器和光接收器安装在检测物体经过的路径两侧。 当检测物体通过，遮挡光路时，光接收器动作，输出开关控制信号。
⑶反射式光电开关
将发射器和接收器放入同一装置中，在其前面安装一个反射器，利用反射原理完成光电控制功能的称为反射器反射式（或镜面反射式）光电开关。 正常情况下，光发射器发出的光经反射器反射后被光接收器接收； 一旦光路被检测物体遮挡，光接收器无法接收到光线，光电开关就会动作，输出开关控制信号。
⑷漫反射型光电开关
它的探测头还装有光发射器和光接收器，但前面没有反射器。 正常情况下，发射器发出的光接收器是找不到的。 当检测物体通过时，它会阻挡光线并将部分光线反射回来。 光接收器接收光信号并输出切换信号。
光电传感器的基本特性包括输出电流与接收器两端电压的关系曲线、输出电流与发射器输入电流的关系曲线、输出电流与温度的关系曲线、脉冲响应特性曲线等
光电传感器的特点
它在工业生产应用中具有以下特点：
1. 检测距离长
如果对射型保持10m以上的检测距离，就可以实现其他检测方式（磁力、超声波等）无法实现的远距离检测。
2、检测对象限制少
由于检测原理是基于检测物体引起的光遮蔽和反射，与将检测物体限制为金属的接近传感器不同，它可以检测玻璃。 塑料。 木头。 检测几乎所有物体光电效应原理图，例如液体。
3、响应时间短
光本身是高速的，传感器的电路是由电子部件组成的，所以响应时间很短，不包括机械操作时间。
4. 高分辨率
通过先进的设计技术将投影光束集中在一个小光斑上或构建特殊的光接收光学系统，可以实现高分辨率。 它还可以检测小物体并进行高精度位置检测。
5、可实现非接触式检测
无需与检测物体进行机械接触即可实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损坏。 因此，传感器可以长期使用。
6.可实现颜色辨别
检测物体形成的光的反射率和吸收率根据所发射的光的波长和检测物体的颜色组合而变化。 利用该特性，可以检测检测对象的颜色。
7、调节方便
在投射可见光的类型中，投射的光束是肉眼可见的，因此可以轻松调整检测到的物体的位置。
光电传感器选型
使用前选择光电传感器应考虑以下因素：
检测物体
1.对射式（被测物体表面尺寸）
2. 回归反射型（被测物体尺寸、光泽反射强度）
3、漫反射型（被测物体尺寸、被测物体颜色）
检测方法
1.对射型（发射器+接收器），
2.回归反射型（反射板+发射器和接收器），
3、漫反射型（依靠物体将发出的光反射回接收器，需要确认是否有背景物体）
输出形式
1. 常开（NO） 2. 常闭（NC） 3. 常开（NO）+常闭（NC） 4. 常开（NO）或常闭（NC）
检测距离
1.对射型（发射器到接收器的距离），
2.回归反射型（反射板到发射器和接收器的距离），
3、漫反射型（被测物体到发射器和接收器的距离）
控制输出
1、晶体管输出（NPN低电平输出、PNP高电平输出）
2. 继电器接点输出
工作电源
1.直流电
2. 沟通
3、交直流通用
安装连接方法
1、导线引出式（默认线长1.2m）
2、连接器类型（配跳线时需确认直线型还是L型以及线材长度）
其他功能
延时功能（E3JM）
附录
反射板、安装附件（用于固定安装传感器）
随着自动化生产程度不断提高，对传感器的要求也越来越高。 这迫使光电传感器必须跟上时代的步伐而更新。 为了提高光电传感器的性能，必须向高灵敏度方向发展吗？ 高准确率？ 快速反应？ 朝着互换性好的方向发展？
光电传感器是一种小型电子器件，是各种光电检测系统中进行光电转换的关键部件。 它主要是利用光的各种特性来检测物体存在或不存在以及表面状况变化的传感器。 光电传感器具有非接触、响应速度快、性能可靠等特点，因此广泛应用于工业自动化设备和机器人中。
光电传感器
光电传感器一般由光源、光路和光电元件三部分组成。 将测量到的变化转化为光信号的变化，然后借助光电元件将光信号进一步转化为电信号。
光电效应原理
光电元件是光电传感器最重要的组成部分，其核心工作原理是不同类型的光电效应。 根据波粒二象性，光是由以光速运动的光子组成的。 当物体被光照射时，其内部的电子吸收光子的能量并改变其状态，其自身的电特性也会发生变化。 这种现象称为光电效应。
根据电性状态变化的不同，光电效应分为以下三种：
1）外光电效应
电子在光的作用下从物体表面逸出的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。
2）光电导效应
半导体中的电子吸收光子后无法跳出半导体，引起物体电导率变化，或产生光生电动势的现象，称为内光电效应。 内光电效应按其工作原理可分为光电导效应和光伏效应。基于光电导效应的光电元件有光敏电阻、光电晶体管等。
3）光伏效应
在光的作用下，物体在一定方向上产生电动势的现象称为光伏效应。基于光伏效应的光电元件包括光伏电池、光电二极管、晶体管等。
光电元件的工作原理
根据不同的光电效应，我们来看看它们是如何工作的：
外置光电效应器件
利用物质在光照射下发射电子的外光电效应制成的光电器件一般为真空或充气光电器件，如光电管、光电倍增管等。
以光电管为例，当入射光照射到阴极时，单个光子将其全部能量转移给阴极材料中的自由电子，从而增加了自由电子的能量。 当电子获得的能量大于阴极材料的功函数时，就能克服金属表面的约束而逸出，形成电子发射。 这种类型的电子称为光电子。 只有当入射光的频率高于极限频率时才会产生光电子。
光电子产生后，被真空管中的阳极吸收，从而产生电流。 如果此时增加光强度，就会有更多的光子照射到阴极材料，从而产生更多的光电子，光电流也会相应增加。 当电阻R值确定后，环路中的光电流与入射光的强度呈函数关系，从而实现光电转换。 通过测量电路读取电流值即可计算出光强。
内部光电效应器件
利用物质在光照射下改变其导电性或产生电动势的光电器件称为内光电效应器件。 常见的包括光敏电阻、光伏器件和光电晶体管。
根据能带理论，自由原子中电子的能态不是任意的，电子只能存在于一定的能级上。 能带分为价带、禁带和导带。 电子可以在导带中流动，但不能在价带中流动。 在外界影响下，电子可以穿过带隙从价带进入导带，从而改变导体的电阻。
不同导体的带隙厚度不同。 如下图所示，绝缘体的带隙较宽，使得电子很难从价带跃迁到导带，因此它的电阻非常大。 金属导体没有带隙，它们的价带和导带是相连的，因此可以很好地导电。
电子吸收光子能量后，从价带跃迁到导带，从而改变导体的电阻。 这种现象称为内光电效应。 利用这种效应可以制作光敏电阻，通过观察电阻的变化就可以确定被测光的量。
光伏效应装置
光伏效应，简称光伏效应，是指物体受光后产生电动势的现象。 光伏电池是一种自发电光电元件。 当受到光照时，能产生一定方向的电动势。 在没有电源的情况下，只要连接外部电路，就会有电流流过。 具体工作原理如下：
光伏电池采用扩散的方法，在N型硅片上混合一些P型杂质，形成大面积的PN结。 P区有大量空穴，N区有大量电子。 当光照射P区表面时，如果光子能量大于硅的禁带宽度，则P区每吸收一个光子就会产生一个电子空穴对。 P区表面吸收的光子越多，激发的电子空穴就越多。 空穴越多，PN结区域的空穴越少。 由于PN结中电场的方向是从N区到P区，因此它将在PN结附近扩散的电子空穴对分开。 光生电子被推向N区，光生空穴留在P区。 结果，N区带负电，P区带正电，形成光生电动势。 如果用导线连接P区和N区，电路中就会流过光电流。
光电传感器的分类
光电传感器按检测方式分为漫反射式、反射板式和对射式：
根据相应的检测方式，有以下不同结构的光电传感器：
⑴槽式光电传感器
光发射器和接收器面对面安装在槽的两侧，即槽型光电器件。 发射器可以发射红外光或可见光，光接收器在没有遮挡的情况下可以接收到光。 但当被检测物体通过槽时，光线被阻挡，光电开关动作。 输出开关控制信号，切断或接通负载电流，完成一次控制动作。 由于整体结构的限制，槽位开关的检测距离一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器
如果发射器和接收器分开，则可以增加检测距离。 由光发射器和光接收器组成的光电开关称为对射型分离型光电开关，简称对射型光电开关。 其探测距离可达数米甚至数十米。 使用时，光发射器和光接收器安装在检测物体经过的路径两侧。 当检测物体通过，遮挡光路时，光接收器动作，输出开关控制信号。
⑶反射式光电开关
将发射器和接收器放入同一装置中，在其前面安装一个反射器，利用反射原理完成光电控制功能的称为反射器反射式（或镜面反射式）光电开关。 正常情况下，光发射器发出的光经反射器反射后被光接收器接收； 一旦光路被检测物体遮挡，光接收器无法接收到光线，光电开关就会动作，输出开关控制信号。
⑷漫反射型光电开关
它的探测头还装有光发射器和光接收器，但前面没有反射器。 正常情况下，发射器发出的光接收器是找不到的。 当检测物体通过时，它会阻挡光线并将部分光线反射回来。 光接收器接收光信号并输出切换信号。
光电传感器的基本特性包括输出电流与接收器两端电压的关系曲线、输出电流与发射器输入电流的关系曲线、输出电流与温度的关系曲线、脉冲响应特性曲线等
光电传感器的特点
它在工业生产应用中具有以下特点：
1. 检测距离长
如果对射型保持10m以上的检测距离，就可以实现其他检测方式（磁力、超声波等）无法实现的远距离检测。
2、检测对象限制少
由于检测原理是基于检测物体引起的光遮蔽和反射，与将检测物体限制为金属的接近传感器不同，它可以检测玻璃。 塑料。 木头。 检测几乎所有物体，例如液体。
3、响应时间短
光本身是高速的，传感器的电路是由电子部件组成的，所以响应时间很短光电效应原理图，不包括机械操作时间。
4. 高分辨率
通过先进的设计技术将光束集中在一个小光斑上或构建特殊的光接收光学系统，可以实现高分辨率。 它还可以检测小物体并进行高精度位置检测。
5、可实现非接触式检测
无需与检测物体进行机械接触即可实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损坏。 因此，传感器可以长期使用。
6.可实现颜色辨别
检测物体形成的光的反射率和吸收率根据所发射的光的波长和检测物体的颜色组合而变化。 利用该特性，可以检测检测对象的颜色。
7、调节方便
在投射可见光的类型中，投射的光束是肉眼可见的，因此可以轻松调整检测到的物体的位置。
光电传感器选型
使用前选择光电传感器应考虑以下因素：
检测物体
1.对射式（被测物体表面尺寸）
2. 回归反射型（被测物体尺寸、光泽反射强度）
3、漫反射型（被测物体尺寸、被测物体颜色）
检测方法
1.对射型（发射器+接收器），
2.回归反射型（反射板+发射器和接收器），
3、漫反射型（依靠物体将发出的光反射回接收器，需要确认是否有背景物体）
输出形式
1. 常开（NO） 2. 常闭（NC） 3. 常开（NO）+常闭（NC） 4. 常开（NO）或常闭（NC）
检测距离
1.对射型（发射器到接收器的距离），
2.回归反射型（反射板到发射器和接收器的距离），
3、漫反射型（被测物体到发射器和接收器的距离）
控制输出
1、晶体管输出（NPN低电平输出、PNP高电平输出）
2. 继电器接点输出
工作电源
1.直流电
2. 沟通
3、交直流通用
安装连接方法
1、导线引出式（默认线长1.2m）
2、连接器类型（配跳线时需确认直线型还是L型以及线材长度）
其他功能
延时功能（E3JM）
附录
反射板、安装配件（用于固定安装传感器）
随着自动化生产程度不断提高，对传感器的要求也越来越高。 这迫使光电传感器必须与时俱进。 为了提高光电传感器的性能，必须向高灵敏度方向发展吗？ 高准确率？ 快速反应？ 向着互换性好的方向发展？