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TURCK光電傳感器工作原理
閱讀：424 發(fā)布時間：2013-12-24TURCK光電傳感器工作原理
TURCK光電傳感器由光通量對光電元件的作用原理[1]不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學測控系統(tǒng))輸出量性質可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關)式光電傳感器.模擬式光電傳感器是將被測量轉換成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當光源發(fā)出的光通量經被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關.
光敏二極管是zui常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,，以便于光線射入,，為增加受光面積,，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,，并與負載電阻相串聯,，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很?。?lt;µA）,，稱為光敏二極管的暗電流；當有光照時,，載流子被激發(fā),，產生電子-空穴,，稱為光電 光電傳感器
載流子,。在外電場的作用下，光電載流子參于導電,，形成比暗電流大得多的反向電流,，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比,，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號,。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能,。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極，基極不引出,，管殼同樣開窗口,，以便光線射入。為增大光照,，基區(qū)面積做得很大,，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結反偏,，發(fā)射結正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小,；當有光照時,，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。
圖爾克光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的,。
分類和工作方式⑴槽型光電傳感器
把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光,。但當被檢測物體從槽中通過時,，光被遮擋，光電開關便動作,。輸出一個開關控制信號,，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作,。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米,。
⑵對射型光電傳感器
若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大,。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關就稱為對射分離式光電開關,，簡稱對射式光電開關。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米,。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側,，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號,。
⑶反光板型光電開關
把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內,，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,。正常情況下,，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時,，光電開關就動作,，輸出一個開關控制信號。
⑷擴散反射型光電開關
它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器,，但前方沒有反光板,。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當檢測物通過時擋住了光,，并把光部分反射回來,，收光器就收到光信號，輸出一個開關信號,。
也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,，如零件直徑、表面粗糙度,、應變,、位移、振動,、速度,、加速度,，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等,。光電式傳感器具有非接觸,、響應快、性能可靠等特點,，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用,。近年來，新的光電器件不斷涌現,，特別是CCD圖像傳感器的誕生,，
圖爾克光電傳感器在一般情況下，有三部分構成,，它們分為：發(fā)送器,、接收器和檢測電路。
發(fā)送器對準目標發(fā)射光束,，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED),、激光二極管及紅外發(fā)射二極管,。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度,。接收器有光電二極管,、光電三極管、光電池組成,。在接收器的前面,，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,，它能濾出有效信號和應用該信號,。
此外，光電開關的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維,。
三角反射板是結構牢固的發(fā)射裝置,。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回,，具有實用意義,。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線,，經過反射后,，還是從這根反射線返回。