光電開關(guān)的分類: 1.按檢測方法的分類 (1)光量法目前大多數(shù)光電開關(guān)用來...上一篇:電阻式傳感器工作原理及結(jié)構(gòu)圖解分析下一篇:光電傳感器相關(guān)閱
為了便于讀者選用好光電開關(guān)，比方光敏二極管和光敏三極管，現(xiàn)對光敏二極管及光敏三極管，做以下扼要分析。
1．光敏二極管的簡便檢測辦法
（1）短路電流測量法
用萬用表50mA或500mA電流檔，紅表筆接光敏二極管的“十”極，黑表筆接“-”極，在白熾燈下（不能用日光燈），應(yīng)隨光照的增強，其電流隨之添加，則管子是好的。短路電流，可達(dá)數(shù)十mA～數(shù)百mA。
1．光敏二極管的兩種作業(yè)狀況
（2）電阻測量法
用萬用表1k檔，測正向電阻約10kΩ左右。在無光照情況下，反向電阻應(yīng)為■，則管子是好的，反向電阻不是■，闡明漏電流大；有光照時，反向電阻應(yīng)隨光照增強而減小，阻值小至幾kΩ或1kΩ以下，管子便是好的；若正、反向電阻都是■或零，管子是壞的。
（3）電壓測量法
用萬用表1V檔（無1V檔可用1．5V或3V檔），紅表筆接光敏二極管的“十”極，黑表筆接“-”極，在光照情況下，其電壓應(yīng)與光照度成份額，通?？蛇_(dá)0．2～0．4V。
2.光敏二極管又稱光電二極管，它是一種光電變換器材，其基本原理是光照到P-N結(jié)上時，吸收光能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。它具有兩種作業(yè)狀況：
（1）光敏二極管上不加電壓，使用P-N結(jié)在受光照時發(fā)生正向電壓的原理，把它用作微型光電池。這種作業(yè)狀況，通常作光電檢測器。
（2）當(dāng)光敏二極管加上反向電壓時，管子中的反向電流跟著光照強度的改動而改動，光照強度越大，反向電流越大，大多數(shù)都作業(yè)在這種狀況。
光敏二極管分有P-N結(jié)型、PIN結(jié)型、雪崩型和肖特基結(jié)型，其間用得蕞多的是P-N結(jié)型，價格便宜。
3．光敏三極管
光敏三極管又稱光電三極管，它也是光電變換器材，能夠等效的看作是由一個光敏二極管和一只半導(dǎo)體三極管聯(lián)系而成，故具有擴大效果。光敏三極管蕞常用的資料是硅，通常情況下，只引出集電極和發(fā)射極，其外形與發(fā)光二極管一樣，使用時有必要嚴(yán)加區(qū)別。
光敏三極管的簡便測驗辦法是：
（1）電阻測量法7
用萬用表1k檔，紅表筆接光敏三極管的發(fā)射極，黑表筆接集電極。無光照時，指針微動并挨近■；有光照時，應(yīng)隨光照的增強，其電阻變小，可達(dá)1kΩ以下。
若黑表筆接光敏三極管的發(fā)射極，紅表筆接集電極，無光照時，電阻為■；有光照時，電阻為■或指針微動。
（2）電流測量法
將電流表串在電路中，用50mA及0．5mA電流檔，電路作業(yè)電壓為10V，無光照時，電流應(yīng)小于0．3mA；有光照時，應(yīng)隨光照的增強電流增大，在零點幾mA-幾mA間改變
通常光敏三極管的負(fù)載電阻，是光敏二極管負(fù)載電阻的1／10。
光敏二極管的光電流小，接近開關(guān)批發(fā) ，輸出特性線性度好，呼應(yīng)時刻快；光敏三極管的光電流大，輸出特性線性度較差，呼應(yīng)時刻慢。通常需求靈敏度高，作業(yè)頻率低的開關(guān)電路，選用光敏三極管，而需求光電流與照度成線性關(guān)系或需求在高頻率下作業(yè)時，應(yīng)選用光敏二極管。
無論光敏二極管或光敏三極管，它們不只對紅外線靈敏，對較強的日光和燈火也有效果，當(dāng)光照過強時會使擴大電路輸出飽滿而失控，應(yīng)加赤色有機玻璃濾光，以削減環(huán)境光所形成的影響。

德國KUBLER光電傳感器分析測試方法：
一、光電開關(guān)的分類： 1.按檢測方法的分類 (1)光量法目前大多數(shù)光電開關(guān)用來檢測物體有無的均為光量方式，既光源受物體遮蔽或發(fā)生反射、輻射和遮光導(dǎo)致受光量變化來檢測對象的有無。 (2)三角測距法光量方式容易受到物體表面的光潔度、粗糙度、顏色所影響，因此在一些要求比較高的場合就需要采用距離法檢測。 (3)激光測量法由激光器對被測目標(biāo)發(fā)射一個光信號，然后接受目標(biāo)反射回來的光信號，通過測量光信號往返經(jīng)過的時間，計算出目標(biāo)的距離。 2.按光源種類的分類光源目前采用的大多是發(fā)光二極管(LED)，根據(jù)不同使用目的的區(qū)別使用。 (1)白熾燈式(可見光) 用于需要白光的標(biāo)志檢測器，由于壽命與抗震性能，現(xiàn)在使用比較少。 (2)發(fā)光二極管(LED)式(可見光、近紅外光) 具有調(diào)制容易、壽命長、小型、功耗小、抗震等優(yōu)點是光電開關(guān)理想的光源，可用于各種用途。 (3)熒光式(可見光) 主要用于需要長度的光電系統(tǒng)(圖像傳感器等) (4)紫外光式(不可見光) 通過照射紫外線用于檢測發(fā)生可見光的物體(熒光整理疵點、食品中的異物等)。 (5)氣體激光式(可見光) 光束比較強，用于探傷系統(tǒng)、條形碼系統(tǒng)、及強光衰減大的場合，如蒸汽、煙霧、火焰等場合。 (6)半導(dǎo)體激光式(紅光、近紅外光) 具有較強的透射率和容易調(diào)制的特性，用于如蒸汽、煙霧、火焰等場合鋼鐵行業(yè)與安防。 3.按光源調(diào)制種類的分類 (1)直流光式使發(fā)射器的光線為不變的直流光，包括白熾燈和用直流驅(qū)動的發(fā)光二極管。這種方式有線路簡單、響應(yīng)速度快的特點，但是抗光干擾比較弱，目前僅在較短的距離檢測中使用。 (2)調(diào)制式 ①、脈沖調(diào)制式使發(fā)射器發(fā)的出光線為具有一定頻率的脈沖波，一般稱為調(diào)制光，采用這種方式除了可以獲得峰值很高的光脈沖功率外，還可以對接收器輸出采用具有頻率選擇的交流放大器進(jìn)行放大，從而減少周圍光線和電氣噪聲的影響，這是目前國內(nèi)外使用廣的一種方式。 ②機械旋轉(zhuǎn)調(diào)制式對光源用棱鏡或轉(zhuǎn)盤孔旋轉(zhuǎn)后，提取脈沖信號，如用于區(qū)域檢測和熱金屬輻射的掃描檢測等。 ③、掃描式將多個發(fā)射器與接收器組合，通過同步信號逐一掃描，防止相互干擾。如用于光幕傳感器。 4.按供電種類的分類 (1)直流式采用直流電壓供電的形式，一般大多采用12-24V(10-30V)的直流電壓的供電。 (2)交流式采用交流電壓供電，電壓范圍為90-240V交流電，滿足110VAC與220VAC場合的供電 (3)直流交流混合式直流電壓與交流電壓都可以直接接入同一個供電回路的形式，直流電壓范圍12-240V，交流電壓范圍24-240V，此形式適應(yīng)性比較靈活，不需要考慮配電的問題。 5.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)隔離無觸點輸出 (5)繼電器觸點輸出 (6)可控硅輸出 (7)模擬電壓 (8)模擬電流 (9)數(shù)據(jù)信號 6.按結(jié)構(gòu)種類的分類 (1)內(nèi)藏放大器式即把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關(guān)驅(qū)動電路裝配在一個殼體里，接通直流電源就可以獲取ON-OFF開關(guān)輸出，不需要放大器，抗噪音能力強，壽命長，電纜線可延長等優(yōu)點，是主流的一種光電開關(guān)。 (2)放大器分離式這是種早期采用比較多的方式，發(fā)光、感光元件裝在探頭內(nèi)，用屏蔽線與放大器(光電開關(guān)主體)連接。主要是探頭可以安裝在比較狹小的空間對比較小的物體進(jìn)行檢測，但是有抗噪聲能力的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)藏放大器式的光電開關(guān)的體積越來越小;這種形式采用相對較少，尤其是光纖傳感器的發(fā)展。 (3)光纖式這種光電開關(guān)是放大器分離式與內(nèi)藏放大器式結(jié)合的產(chǎn)品，通過光纖才傳輸光信號，光電開關(guān)主體上套上光纖線，另一頭光纖探頭可以對被檢測物體進(jìn)行檢測，其優(yōu)點光纖探頭比較小，可以檢測比較微小的物體，光纖線傳輸?shù)闹皇枪庑盘?，所以不用考慮放大器分離式那樣需要考慮抗噪聲能力的問題。 (4)自控式這種光電開關(guān)是具有一定功能性的。把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關(guān)驅(qū)動電路、電源、繼電器等都裝配在一起，接上交流或直流電源就可以工作。同時還具有其他一些功能如動作信號的延時、光電開關(guān)的信號靈敏度調(diào)節(jié)等。二、光電開關(guān)特點： 1、檢測距離長：與電感式接近開關(guān)相比，可以獲得很長的檢測距離，例如：對射型開關(guān)檢測距離可達(dá)數(shù)十米，反射已從幾厘米到幾米，由于是非接觸檢測，所以不損傷被測物，也不受其影響。 2、檢測對象廣泛：因為是根據(jù)檢測對象的反射和透光檢測，所以不管是金屬、即使是玻璃、橡膠、木材、液體、氣體等幾乎都可以檢測。 3、響應(yīng)速度快：檢測介質(zhì)本身是高速的，因為幾乎不包含機械動作，因而可以獲得非常高的檢測速度。 4、分辨能力高：因為光是直線傳播，且波長短，因而分辨率高，適用于微小物體和高精度位置檢測。 5、容易取得規(guī)則的檢測區(qū)：采用了透鏡等光學(xué)系統(tǒng)，可以比較容易的聚光、擴散和折射，對應(yīng)不同的檢測對象和不同的使用環(huán)境，可以適當(dāng)?shù)倪x取具有某種檢測區(qū)域的產(chǎn)品。 6、不受磁場和振動的影響：檢測開關(guān)一般較多地安裝在具有較強磁場和振動的場所，從本質(zhì)上說，光電開關(guān)受其影響很少，因而能夠可靠的動作。 7、利用光的特性檢測：可以做色標(biāo)、形狀特征的選擇檢測。 8、壽命長：由于是非接觸檢測，所以壽命長，特別是用發(fā)光二極管做為光源，控制輸出采用無接點方式，壽命就更長。但，光電開關(guān)也有下述一些缺點： 9、透鏡容易受到粉塵和油污的污染，透鏡一旦弄臟，不僅使光束散亂，又擋住了一部分光，因而在惡劣環(huán)境下，必須采取切實可行的保護(hù)措施。 10、周圍光線強弱對開關(guān)的影響，對于通常的照明光，目前光電開關(guān)幾乎不受影響，但是如果背景光太強以致超過數(shù)萬勒克斯，就會引起開關(guān)誤動作而造成損失。 11、成本比其它檢測開關(guān)要高一些
一、光電開關(guān)的分類： 1.按檢測方法的分類 (1)光量法目前大多數(shù)光電開關(guān)用來檢測物體有無的均為光量方式，既光源受物體遮蔽或發(fā)生反射、輻射和遮光導(dǎo)致受光量變化來檢測對象的有無。 (2)三角測距法光量方式容易受到物體表面的光潔度、粗糙度、顏色所影響，因此在一些要求比較高的場合就需要采用距離法檢測。 (3)激光測量法由激光器對被測目標(biāo)發(fā)射一個光信號，然后接受目標(biāo)反射回來的光信號，通過測量光信號往返經(jīng)過的時間，計算出目標(biāo)的距離。 2.按光源種類的分類光源目前采用的大多是發(fā)光二極管(LED)，根據(jù)不同使用目的的區(qū)別使用。 (1)白熾燈式(可見光) 用于需要白光的標(biāo)志檢測器，由于壽命與抗震性能，現(xiàn)在使用比較少。 (2)發(fā)光二極管(LED)式(可見光、近紅外光) 具有調(diào)制容易、壽命長、小型、功耗小、抗震等優(yōu)點是光電開關(guān)理想的光源，可用于各種用途。 (3)熒光式(可見光) 主要用于需要長度的光電系統(tǒng)(圖像傳感器等) (4)紫外光式(不可見光) 通過照射紫外線用于檢測發(fā)生可見光的物體(熒光整理疵點、食品中的異物等)。 (5)氣體激光式(可見光) 光束比較強，用于探傷系統(tǒng)、條形碼系統(tǒng)、及強光衰減大的場合，如蒸汽、煙霧、火焰等場合。 (6)半導(dǎo)體激光式(紅光、近紅外光) 具有較強的透射率和容易調(diào)制的特性，用于如蒸汽、煙霧、火焰等場合鋼鐵行業(yè)與安防。 3.按光源調(diào)制種類的分類 (1)直流光式使發(fā)射器的光線為不變的直流光，包括白熾燈和用直流驅(qū)動的發(fā)光二極管。這種方式有線路簡單、響應(yīng)速度快的特點，但是抗光干擾比較弱，目前僅在較短的距離檢測中使用。 (2)調(diào)制式 ①、脈沖調(diào)制式使發(fā)射器發(fā)的出光線為具有一定頻率的脈沖波，一般稱為調(diào)制光，采用這種方式除了可以獲得峰值很高的光脈沖功率外，還可以對接收器輸出采用具有頻率選擇的交流放大器進(jìn)行放大，從而減少周圍光線和電氣噪聲的影響，這是目前國內(nèi)外使用廣的一種方式。 ②機械旋轉(zhuǎn)調(diào)制式對光源用棱鏡或轉(zhuǎn)盤孔旋轉(zhuǎn)后，提取脈沖信號，如用于區(qū)域檢測和熱金屬輻射的掃描檢測等。 ③、掃描式將多個發(fā)射器與接收器組合，通過同步信號逐一掃描，防止相互干擾。如用于光幕傳感器。 4.按供電種類的分類 (1)直流式采用直流電壓供電的形式，一般大多采用12-24V(10-30V)的直流電壓的供電。 (2)交流式采用交流電壓供電，電壓范圍為90-240V交流電，滿足110VAC與220VAC場合的供電 (3)直流交流混合式直流電壓與交流電壓都可以直接接入同一個供電回路的形式，直流電壓范圍12-240V，交流電壓范圍24-240V，此形式適應(yīng)性比較靈活，不需要考慮配電的問題。 5.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)隔離無觸點輸出 (5)繼電器觸點輸出 (6)可控硅輸出 (7)模擬電壓 (8)模擬電流 (9)數(shù)據(jù)信號 6.按結(jié)構(gòu)種類的分類 (1)內(nèi)藏放大器式即把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關(guān)驅(qū)動電路裝配在一個殼體里，接通直流電源就可以獲取ON-OFF開關(guān)輸出，不需要放大器，抗噪音能力強，壽命長，電纜線可延長等優(yōu)點，是主流的一種光電開關(guān)。 (2)放大器分離式這是種早期采用比較多的方式，發(fā)光、感光元件裝在探頭內(nèi)，用屏蔽線與放大器(光電開關(guān)主體)連接。主要是探頭可以安裝在比較狹小的空間對比較小的物體進(jìn)行檢測，但是有抗噪聲能力的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)藏放大器式的光電開關(guān)的體積越來越小;這種形式采用相對較少，尤其是光纖傳感器的發(fā)展。 (3)光纖式這種光電開關(guān)是放大器分離式與內(nèi)藏放大器式結(jié)合的產(chǎn)品，通過光纖才傳輸光信號，光電開關(guān)主體上套上光纖線，另一頭光纖探頭可以對被檢測物體進(jìn)行檢測，其優(yōu)點光纖探頭比較小，可以檢測比較微小的物體，光纖線傳輸?shù)闹皇枪庑盘?，所以不用考慮放大器分離式那樣需要考慮抗噪聲能力的問題。 (4)自控式這種光電開關(guān)是具有一定功能性的。把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關(guān)驅(qū)動電路、電源、繼電器等都裝配在一起，接上交流或直流電源就可以工作。同時還具有其他一些功能如動作信號的延時、光電開關(guān)的信號靈敏度調(diào)節(jié)等。二、光電開關(guān)特點： 1、檢測距離長：與電感式接近開關(guān)相比，可以獲得很長的檢測距離，例如：對射型開關(guān)檢測距離可達(dá)數(shù)十米，反射已從幾厘米到幾米，由于是非接觸檢測，所以不損傷被測物，也不受其影響。 2、檢測對象廣泛：因為是根據(jù)檢測對象的反射和透光檢測，所以不管是金屬、即使是玻璃、橡膠、木材、液體、氣體等幾乎都可以檢測。 3、響應(yīng)速度快：檢測介質(zhì)本身是高速的，因為幾乎不包含機械動作，因而可以獲得非常高的檢測速度。 4、分辨能力高：因為光是直線傳播，且波長短，因而分辨率高，適用于微小物體和高精度位置檢測。 5、容易取得規(guī)則的檢測區(qū)：采用了透鏡等光學(xué)系統(tǒng)，可以比較容易的聚光、擴散和折射，對應(yīng)不同的檢測對象和不同的使用環(huán)境，可以適當(dāng)?shù)倪x取具有某種檢測區(qū)域的產(chǎn)品。 6、不受磁場和振動的影響：檢測開關(guān)一般較多地安裝在具有較強磁場和振動的場所，從本質(zhì)上說，光電開關(guān)受其影響很少，因而能夠可靠的動作。 7、利用光的特性檢測：可以做色標(biāo)、形狀特征的選擇檢測。 8、壽命長：由于是非接觸檢測，所以壽命長，特別是用發(fā)光二極管做為光源，控制輸出采用無接點方式，壽命就更長。但，光電開關(guān)也有下述一些缺點： 9、透鏡容易受到粉塵和油污的污染，透鏡一旦弄臟，不僅使光束散亂，又擋住了一部分光，因而在惡劣環(huán)境下，必須采取切實可行的保護(hù)措施。 10、周圍光線強弱對開關(guān)的影響，對于通常的照明光，目前光電開關(guān)幾乎不受影響，但是如果背景光太強以致超過數(shù)萬勒克斯，就會引起開關(guān)誤動作而造成損失。 11、成本比其它檢測開關(guān)要高一些