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光電傳感器概要

光電傳感器的定義

「光電傳感器」是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光電傳感器主要由發(fā)光的投光部和接受光線的受光部構(gòu)成。如果投射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射，到達(dá)受光部的量將會發(fā)生變化。受光部將檢測出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號，進(jìn)行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍(lán)色來判斷顏色）和紅外光。 光電傳感器如下圖所示主要分為3類。（詳細(xì)內(nèi)容請參見「 分類 」）

對射型	回歸反射型	擴(kuò)散反射型

光電傳感器特長

①檢測距離長

如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法離檢測。達(dá)到的長距

②對檢測物體的限制少

由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測。

③響應(yīng)時間短

光本身為速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時間，響應(yīng)時間非常短。

④分辨率

能通過設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實現(xiàn)分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和精度的位置檢測。

⑤可實現(xiàn)非接觸的檢測

可以無須機(jī)械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測，因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。

⑥可實現(xiàn)顏色判別

通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。

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的，便于對檢測物體的位置進(jìn)行調(diào)整。

光電傳感器原理

①光的性質(zhì)

直射

光在空氣中和水中時，總是直線傳播。

使用對射型傳感器外置的開叉來檢測微小物體的示例便是運用了這種原理。 
   
曲折 是指光射入到曲折率不同的界面上時，通過該界面后，改變行進(jìn)方向的現(xiàn)象。
   
反射（正反射、回歸反射、擴(kuò)散反射） 在鏡面和玻璃平面上，光會以與入射角相同的角度反射，稱為正反射。 3個平面互相直角般組合的形狀稱為三面直角棱鏡。 如果面向三面直角棱鏡投光，將反復(fù)進(jìn)行正反射，終的反射光將向投光的反方向行進(jìn)。
這樣的反射稱為回歸反射。 多數(shù)的回歸反射板都是由數(shù)mm角的三面直角棱鏡按規(guī)律排列而構(gòu)成的。 此外，在白紙等沒有光澤性的表面上，光線將向各個方向反射，這樣的反射稱為擴(kuò)散反射。 擴(kuò)散反射型將該原理作為檢測方式。
   
偏光 光線可以表現(xiàn)為與其行進(jìn)方向垂直的振動波。作為光電傳感器的光源，主要使用LED。從 LED投射的光線，會在與行進(jìn)方向垂直的各個方向上振動，這種狀態(tài)的光稱為無偏光。將無偏 光的光的振動方向限制在一個方向上的光學(xué)過濾器稱為偏光過濾器。即從LED投光，并通過偏 光過濾器的光線只在一個方向上振動，這種狀態(tài)稱為偏光（正確地說應(yīng)為直線偏光）。在某 一方向（例如縱方向）上振動的偏光，無法通過限制在其垂直方向（橫方向）上振動的偏光 過濾器。回歸反射型的M.S.R功能（→③M.S.R.功能（Mirror Surface Rejection：鏡面體光澤 清除）頁）和作為對射型配件的防止相互干擾過濾器就是應(yīng)用了這種原理。
  
②光源 光的點亮方式 <脈沖變調(diào)光> 多數(shù)光電傳感器采用脈沖變調(diào)光，基本以一定周期反復(fù)投光。 由于很容易排除雜亂光的影響，所以可以實現(xiàn)長距離檢測。在帶防止相互干擾功能的類型中 ，投光的周期會根據(jù)干擾光和雜亂光而在一定范圍內(nèi)變化。
 
<直流光> 是連續(xù)投射一定光量的光線，在標(biāo)記傳感器等部分機(jī)型中使用。能得到速響應(yīng)性，但有檢 測距離短，容易受雜亂光影響等缺點。  
光源色與種類
 
③光纖型 構(gòu)造 由于檢測部（光纖）中*沒有電氣部分，所以耐干擾等耐環(huán)境性良好。
 
E3X-DA-S（數(shù)字放大器）
   
檢測原理 光纖由中間的核心和外圍部分曲折率較小的外包金屬構(gòu)成。 如果光線入射到核心部分，光線將會在與外包金屬的交界面上一邊反復(fù)進(jìn)行全反射，一邊行進(jìn)。通過光纖 內(nèi)部從端面發(fā)出的光線以約60°的角度擴(kuò)散，照射到檢測物體上。