光电传感器是一种小型电子设备，各种光电检测体系中完结光电转化的要害元件。它主要是运用光的各种性质，检测物体的有无和外表状况的改动等的传感器。光电式传感器具有非触摸、呼应快、功用牢靠等特色，因而在工业自动化设备和机器人中取得广泛运用。
光电传感器
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 把被丈量的改动转化成光信号的改动，然后凭借光电元件进一步将光信号转化成电信号。
光电效应原理
光电元件是光电传感器中最重要的组成部分，它的中心作业原理是不同类型的光电效应。依据波粒二象性，光是由光速运动的光子所组成， 当物体遭到光线照耀时，其内部的电子吸收了光子的能量后改动状况，本身的电性质也会发生改动，这样的现象称为光电效应。
依据电特色状况的不同改动，将光电效应分为以下三种：
1）外光电效应
在光线效果下使电子逸出物体外表的现象称为外光电效应。依据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
半导体内的电子吸收光子后不能跃出半导体，使物体的电导率发生改动，或发生光生电动势的现象称为内光电效应。内光电效应按其作业原理可分为光电导效应和光生伏特效应。依据光电导效应的光电元件有光敏电阻，光敏晶体管等
3）光生伏特效应
在光线效果下，物体发生必定方向电动势的现象称为光生伏特效应。依据光生伏特效应的光电元件有光电池和光敏二极管、三极管等
光电元件作业原理
依据不同的光电效应，咱们来看一下他们别离是怎么作业的：
外光电效应器材
运用物质在光的照耀下发射电子的外光电效应而制成的光电器材，一般都是真空的或充气的光电器材，如光电管和光电倍增管。
以光电管为例，当入射光照耀在阴极上时，单个光子把它的悉数能量传递给阴极材猜中的一个自在电子，然后使自在电子的能量添加。当电子取得的能量大于阴极资料的逸出功时，它就能够战胜金属外表捆绑而逸出，构成电子发射，这种电子称为光电子。 只要当入射光的频率高于极限频率时，才会发生光电子。
光电子发生之后，被真空管中的阳极所吸收，然后发生电流。若此刻添加光照强度，更多的光子将会照耀到阴极资料，然后发生更多光电子，光电流也会相应添加。在电阻R值承认的状况下，回路中的光电流与入射光的光照强度成函数联系，然后完结光电转化，经过丈量电路读取电流数，即可算出光照强度。
内光电效应器材
运用物质在光的照耀下电导功用改动或发生电动势的光电器材称内光电效应器材，常见的有光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。
依据能带理论，自在原子中电子具有的能量状况不是恣意的，电子只能存在在必定的能级上。能带分为价带、禁带和导带。电子能够在导带中活动，不能够在价带中活动，在外界影响下，电子可由价带跳过带隙进入到导带，然后改动导体的电阻。
不同导体的带隙厚度不一样，如下图所示，绝缘体的带隙较宽，导致电子很难从价带跃迁至导带，所以其电阻很大；金属导体没有带隙，其价带和导带相连，因而导电功用好。
电子吸收光子能量后，由价带跃迁至导带然后改动导体电阻的现象称为内光电效应。运用该效应能够制造光敏电阻，经过调查电阻的改动来承认被测光量。
光生伏特效应器材
光生伏特效应简称光伏效应，指的是物体在遭到光照之后发生电动势的现象。光电池是一种自发电式的光电元件，它遭到光照时本身能发生必定方向的电动势，在不加电源的状况下，只需接通外电路，便有电流经过。详细的作业原理如下：
光伏电池在一块N型硅片上用分散的办法掺入一些P型杂质而构成的一个大面积PN结，P区有很多的空穴，N区有很多的电子。
当光照耀P区外表时，若光子能量大于硅的禁带宽度，则在P型区内每吸收一个光子便发生一个电子—空穴对，P区外表吸收的光子越多，激起的电子空穴越多，越向PN结区越少。
因为PN结内电场的方向是由N区指向P区的，它使分散到PN结邻近的电子—空穴对别离，光生电子被面向N区，光生空穴被留在P区。然后使N区带负电，P区带正电，构成光生电动势。若用导线衔接P区和N区，电路中就有光电流流过。
光电传感器的分类
光电传感器按检测方法分为漫反射型、反射板型、对射型：
依据相应的检测方法有下列这些不同结构的光电传感器：
⑴槽型光电传感器
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两边的是槽形光电。发光器能宣布红外光或可见光，在无阻状况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中经过期，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关操控信号，堵截或接通负载电流，然后完结一次操控动作。槽形开关的检测间隔因为受全体结构的约束一般只要几厘米。
⑵对射型光电传感器
若把发光器和收光器别脱离，就可使检测间隔加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射别离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测间隔可达几米甚至几十米。运用时把发光器和收光器别离装在检测物经过途径的两边，检测物经过期阻挡光路，收光器就动作输出一个开关操控信号。
⑶反光板型光电开关
把发光器和收光器装入同一个设备内，在它的前方装一块反光板，运用反射原理完结光电操控效果的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常状况下，发光器宣布的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关操控信号。
⑷分散反射型光电开关
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常状况下发光器宣布的光收光器是找不到的。当检测物经过期挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
光电传感器的根本特性包括输出电流与接收器两头电压之间的联系曲线、输出电流与发射器输入电流之间的联系曲线、输出电流随温度改动的联系曲线、脉冲呼应特性曲线等。
光电传感器的特色
在工业出产运用中有下列特色：
1、检测间隔长
假如在对射型中保存10m以上的检测间隔等，便能完结其他检测手法（磁性、超声波等） 无法远间隔检测。
2、对检测物体的约束少
因为以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象挨近传感器等将检测物体限制 在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等简直一切物体进行检测。
3、呼应时刻短
光本身为高速，而且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包括机械性作业时刻，呼应时刻十分短。
4、分辨率高
能经过高档规划技能使投光光束会集在小光点，或经过构成特别的受光光学体系，来完结高分辨率。也可进行细小物体的检测和高精度的方位检测。
5、可完结非触摸的检测
能够无须机械性地触摸检测物体完结检测，因而不会对检测物体和传感器构成损害。因而，传感器能长期运用。
6、可完结色彩判别
经过检测物体构成的光的反射率和吸收率依据被投光的光线波长和检测物体的色彩组合 而有所差异。运用这种性质，可对检测物体的色彩进行检测。
7、便于调整
在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的方位进行调整。
光电传感器的选型
光电传感器运用前的选型需考虑下列要素：
检测物体
1、对射型（物体被测面尺度）
2、回归反射型（物体被测面尺度，光泽反射才能强弱）
3、分散反射型（物体被测面尺度，被测物体色彩）
检测方法
1、对射型（投光器+受光器），
2、回归反射型（反射板+投受光器），
3、分散反射型（靠物体将投出的光线反射回受光器，固需求承认是否有布景物体）
输出形状
1、常开（NO）2、常闭（NC）3、常开（NO）+常闭（NC）4、常开（NO）或常闭（NC）
检测间隔
1、对射型（投光器到受光器的间隔），
2、回归反射型（反射板到投受光器的间隔），
3、分散反射型（被测物体到投受光器的间隔）
操控输出
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
作业电源
1、直流
2、沟通
3、交直流通用
装置衔接方法
1、导线引出型（默许导线长度1.2m）
2、 接插件型（配接插线需求承认直线性或L字型，导线长度）
其他功用
延时功用（E3JM）
附 件
反射板，装置配件（固定装置传感器运用）
跟着自动化出产程度的不断提高,对传感器的要求也在不断提高,这就促进光电传感器不得不跟着年代脚步而更新,改进光电传感器功用有必要朝着高灵敏度､高精确度､呼应速度快､互换性好的方向开展｡
