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2021-5-13 閱讀(944)
德國PILZ皮爾茲光電傳感器工作原理分析,，詳情如下：
皮爾茲光電傳感器一般由處理通路和處理元件兩部分組成,。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),，把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,，然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上,，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收,，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,，從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。通常把光電效應(yīng)分為3 類：（1 ）在光線作用下能使電子溢出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng),，如光電管,、光電倍增管等；（2 ）在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng),，如光敏電阻,、光敏晶體管等；（3 ）在光線作用下,，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏效應(yīng),，如光電池等。
光電檢測(cè)方法具有精度高,、反應(yīng)快,、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多,，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛,。皮爾茲光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,，它是把光信號(hào)（可見及紫外鐳射光）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。
光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電物理量,，如光強(qiáng)、光照度,、輻射測(cè)溫,、氣體成分分析等；也可用來檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,，如零件直徑,、表面粗糙度、應(yīng)變,、位移,、振動(dòng),、速度、加速度,，以及物體的形狀,、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸,、響應(yīng)快,、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用,。
皮爾茲光電傳感器工作原理
由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測(cè)控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測(cè)控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,，即模擬式皮爾茲光電傳感器和脈沖(開關(guān))式皮爾茲光電傳感器。模擬式皮爾茲光電傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流,，它與被測(cè)量間呈單值關(guān)系.模擬式皮爾茲光電傳感器按被測(cè)量(檢測(cè)目標(biāo)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(cè)物體放在光路中,，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測(cè)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(cè)物上，再從被測(cè)物體表面反射后投射到光電元件上,；所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測(cè)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(cè)物體在光路位置有關(guān),。
光敏二極管是最常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，當(dāng)無光照時(shí),，它與普通二極管一樣,，反向電流很小，稱為光敏二極管的暗電流,；當(dāng)有光照時(shí),，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴,，稱為光電載流子,。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參與導(dǎo)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(qiáng)度成正比,，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào),。光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外,，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能。光敏三級(jí)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(gè)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(shí)集電結(jié)反偏,，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時(shí)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(dāng)有光照時(shí),，激發(fā)大量的電子-空穴對(duì)，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，發(fā)射極電流Ie=（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,。
皮爾茲光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的,。皮爾茲光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成,，它們分為：發(fā)送器,、接收器和檢測(cè)電路。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)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(xué)元件如透鏡和光圈等,。在其后面是檢測(cè)電路,，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。
此外,，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維,。
