E3G欧姆龙光电传感器

E3G欧姆龙光电传感器
E3G欧姆龙光电传感器

智能车光电传感器和摄像头的选择

第15卷第4期2011年12月 扬州职业大学学报 Journal of Yangzhou Polytechnic College Vol.15No.4 Dec.2011智能车光电传感器和摄像头的选择 戚玉婕 (扬州职业大学,江苏扬州225009) 摘要:智能车设计综合了光学传感器、硬件电路和软件算法等多方面跨领域的知识技巧。本文针对黑白赛道智能车的赛道光学识别模块,系统地介绍了红外反射式光电传感器、激光传感器和可见光摄像头的实现原理及硬件电路;同时结合实际比较了其优缺点。 关键词:红外反射式传感器;激光传感器;摄像头;智能车设计 中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1008-3693(2011)04-0023-04 Choice of Photoelectric Sensor and Camera in Intelligent Car QI Yu-jie (Yangzhou Polytechnic College,Yangzhou225009,China) Abstract:Intelligent car designing is a modern and effective way in science and technology teaching.It in-tegrates some interdisciplinary skills,such as design and choice of optical sensor,hardware circuit and algo-rithm.In view of the benefit of designing the optical recognition module,the working mechanism and hardware design of several optical system,including infrared photoelectric sensor,laser sensor and camera are intro-duced in this article.Furthermore,combined with practical experience in teaching,pros and cons of the three alternative sensors are discussed to help teaching activities in intelligence car designing. Key words:infrared photoelectric sensor;laser sensor;camera;intelligent car designing 智能车也称无人车,是一个集环境感知规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。1953年,世界上第一台无人驾驶牵引车诞生,这是一部采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车。如今,随着传感技术的不断进步,无人驾驶车发展也越来越快。智能车的光学传感器模块起到了至关重要的作为。光学传感器将获得的道路信息、测速传感器将现行车速信息传递至系统,系统对获得的图像和数据信息进行分析处理,经过特定的控制算法计算得出最佳速度和舵机转角,这是智能车系统的基本工作原理。 传感器是智能车的“眼睛”,必须能够真实、快速地反馈赛道信息。光电传感器和摄像头是两种工业应用最广泛的光学传感器。光电传感器包括红外传感器、激光传感器等,广泛应用于无人生产线,自动巡逻等领域;摄像头则广泛应用于汽车安全的智能技术中,如视觉增强系统、前照灯自动调整系统、转向监视系统等。本文结合我校开展智能车设计的经验,介绍了智能车设计中用到的光电传感器和摄像头,并比较两者的性能差别。 1光电传感器智能车道路识别系统设计 光电传感器(反射式)的光源有很多种,常用的有红外发光二极管,普通发光二极管和激光二 收稿日期:2011-09-26 作者简介:戚玉婕(1985—),女,扬州职业大学电子工程系助教,硕士。

最新光电传感器的应用与新技术49303

光电传感器的应用与新技术49303

光电传感器的应用与新技术 --浅谈光电池与CCD 摘要:光电传感器是利用光电效应制成的一类传感器的总称,它能将光学量转变为电学量,广泛应用于检测和自动化系统。光电传感器包括光电池和光电阻传感器。本文将以下几个方面:1. 什么是光电池和光电阻传感器;2.光电池和光电阻传感器的比较;3.光电传感器的实际应用;4.光电传感器在未来的发展方向,详细地介绍光电传感器,并提出本人对光电传感器在未来的预测。 一光电池和光电阻 在介绍光电传感器之前,我们有必要先了解一下光电效应。光电效应是光照射到某些物质上,使该物质的电特性发生变化的一种物理现象,可分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应三种。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应[1]。它是指,在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。光电导效应是指当入射光射到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。光生伏特效应是指当一定波长的光照射非均匀半导体(如PN结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压的效应[2]。光电传感器都是利用光电效应制成的。 1.光电池 光电池是一种能在光的照射下,不加偏置,产生电动势半导体器件,也属于电能量型传感器。光电池的种类很多,有硒,氧化亚铜,硫化铊,硫化镉,锗,硅,砷化镓光电池等。其中最受重视的是硅光电池,因为它有一系列优

点:性能稳定,光谱范围宽,频率特性好,传递效率高(接近理论极限17%),能耐高温辐射等[3]。 1.1光电池的工作原理 光电池的工作原理是光生伏特效应。当光子的能量hγ大于半导体材料的禁带宽度时,半导体材料吸收光而产生电子空穴对,这样在半导体材料内部形成载流子的浓度梯度,进而在受照表面和暗面产生一个开路的光电压。 1.2光电池的特性 光电池的特性主要有光谱特性,光照特性等。 如 图为硒光电池和硅光电池的光谱特性曲 线,即相对灵敏度与入射光的波长的关系曲 线。从图上可知,不同材料的光谱峰值位置 是不同的[4]。硅光电池的峰值在800微米左 右,而锗光电池的峰值在450微米左右。实际使用时,应根据光源性质来选择光电池,而且要注意的是,光电池的光谱特性还与温度有关。 如图为硅光电池的光照特性。光生 电动势与光照间的特性曲线称为开路电 压曲线,光电流密度与光照强度的特性 曲线称为短路电流曲线。由图可知,当 光照足够大时,开路电压趋于饱和,因此,可以将光电池当做电流源使用,这是光电池的主要优点之一[5]。 光电池的特性还有频率特性,温度特性,在这儿就不详细叙述了。

光电传感器命名规则

光电传感器的命名规则...入光遮光...对射型扩散反射型,这些你都懂吗? 问题1:E3Z系列命名规则是什么? E3Z-①②③④-⑤ ①T-对射型;R-回归反射型;D-扩散反射型 ②6-NPN输出;8-PNP输出 ③1-导线引出;2-导线引出;6-接插件式;7-接插件式 ④K-外壳材料在E3Z-□□□基础上进行了防油性能上的改良,可以在较恶劣的环境下使用H-只有扩散反射型有灵敏度调整旋钮,对射型和回归反射型没有灵敏度调整旋钮, E3Z-□□□H的L-ON/D-ON通过接线来切换,是E3Z-□□□的经济型产品 ⑤G0-有投光停止功能;M3J-是耐油型的接插件中继型 问题2:反射型的光纤发射的光斑是不是发散的,能不能有什么办法能使光斑聚焦? 光纤传感器的光是散射的(除了激光)。如果要使光斑聚焦,可以考虑使用透镜单元。 聚焦的最远距离是20mm,另外透镜单元只能使用在专用的光纤上。 问题3:入光动作和遮光动作区别 入光动作是受光器接受到投光器的光后输出信号 遮光动作是受光器没有接受到投光器的光后输出信号 问题4:E3JK-R4M1管脚定义? 褐色、蓝色接电源DC12-240V、AC24-240V都可以,无极性 白色、灰色是常闭接点 白色、黑色是常开接点 问题5:E3Z-LS61怎么实现BGS和FGS功能? 粉线开路或者和蓝线短接实现BGS功能 粉线和棕线短路实现FGS功能 问题6:E3Z-T61输出接OMRON的PLC,怎么接线? 投光器: 褐色--电源+极 蓝色--电源-极 受光器:

褐色--电源+极--PLC的COM端 蓝色--电源-极黑色--PLC输入点 问题7:光电开关抗干扰措施 (1)光电开关在使用中可能会受到各种干扰,可采取以下措施消除干扰: ①布线时与强电的布线分开。 ②如现场存在辐射干扰,在干扰源与传感器之间插入屏蔽的钢板,请参考下图。 ③如存在电源线路干扰,在电源线路间,插入电容器,噪声滤波器,可变电阻等,请参考下图。 (2)扩散反射型的光电开关在使用时,实际检测距离受物体的大小、材质和颜色影响。 所以使用扩散反射型光电开关时,请查询产品对应的距离特性图(下图以E3Z-D口1为例),以确保: ①被测物体的正常检测 ②检测方向上可能出现的干扰物体不会被检出 问题8:E3JM系列与E3JK系列的区别是什么? 问题9:扩散反射型和限定反射型的区别? 扩散反射型:通过接受到物体的反光量的多少来判断是否检测到物体

罗克韦尔推出了新型RightSight M30光电传感器

罗克韦尔推出了新型RightSight M30光电传感器 高性能传感器为食品和饮料、物料输送和包装等行业提供长距离检测性能和更佳环境耐受性 新型Allen-Bradley 42AF RightSight M30 光电传感器是罗克韦尔自动化智能传感产品组合的全新成员。RightSight M30 智能传感器采用中型尺寸的直角外壳,具有更优秀的环境耐受性和远距离检测效果,可为各种高要求应用提供所需的灵活性和性能。 “在恶劣环境中,传感器镜头上可能会附着污垢或灰尘,因此我们开发了这款全新的光电传感器,可显著提升传感器在此类环境中的可靠性。”罗克韦尔自动化产品经理Adonis Evangelista 表示。 传感器具有IO-Link 功能,可轻松集成于互联企业中,通过传感器直接向控制系统传输数据和诊断信息,从而大幅减少停机时间并提高工作效率。凭此功能,传感器可提供信号强度、位置、接近警报和定时功能等信息,有助于提高运营效率并简化故障处理。传感器还配备360 度高可见度LED 电源状态指示灯,为设置、监控和故障排除提供进一步帮助。 RightSight M30 的直角外壳坚固耐用,提供通用的30 mm 前端和18 mm 底座安装选项,实现快速灵活的安装和更换。全密闭外壳达到IP67/IP69k/1200 psi 级别,可承受高压和高温冲洗等恶劣工业环境。传感器具有多种传感模式,同时提供简单易用的免调试型号以及支持一键调节灵敏度和输出配置的示教版本。 罗克韦尔自动化的Allen-Bradley 42AF RightSight M30 光电传感器于2018 年度自动化博览会上正式亮相,目前在全球范围内均有销售。

光电传感器工作原理

光电传感器工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

工作原理 摘要: 光电传感器是利用光电子应用技术,将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温和气体成分等;也可用来检测能转换成光量的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度,以及物体形状、工作状态等。光电式传感器具有非接触,响应快,性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 关键字:光电元件、检测技术、传感器、应用 一、光电传感器工作原理 光电式传感器的物理基础是光电效应,即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为两大类,即外光电效应和内光电效应。外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值 (相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。由E =hn-W如果入射光子的能量hn大于逸出功W,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样, 所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功W是使电子脱离金属所要做功的最小值,所以如果用E 表示动能最大的光电子所具有的动能,那么就有下面的关系式E =hn-W (其中,h表示普兰克常量,n表示入射光的频率),这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。

光电传感器介绍

光电式传感器 1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年,赫兹发现光电效应,爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子,即光子概念,对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是:表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n,那么每个 光子的能量为E=hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是:

(1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv,动量 为。由N个光子组成的光子流,能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用,即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律,约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动 能,所以对于电子应有: 2.2 内光电效应 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量,并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。 光电效应:当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时,具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层,赋予这些物质的电子以附加能量,或者改变物质的电阻大小,或者使其产生电动势,导致与其相连接的闭合回路中电流的变化,从而实现了光—电转换过程。在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。 2.2.1光电导效应 光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应(又称为光电效应、光敏效应),即光电导效应是光照射到某些物体上后,引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时,材料吸收光子的能量,使非传导态电子变为传导态电子,引起载流子浓度增大,因而导致材料电导率增大。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。

传感器原理与应用习题第8章光电式传感器

传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材:传感器技术(第 3 版)贾伯年主编,及其他参考书 第8 章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合,用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应? 答:外光电效应:在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应:在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,而引起材料电导率的变化的现象。 光生伏特效应:在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。答:光电池:光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的PN 结,当光照射在PN 结上时,在结的两端出现电动势。当光照到PN 结区时,如果光子能量足够大,将在结区附近激发出电子-空穴对,在N 区聚积负电荷,P 区聚积正电荷,这样N 区和P 区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能?它们对正确选用器件有什么作用? 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件?试举例说明。 答:不同类型光敏电阻光照特性不同,但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件,一般在自动控制系统中用作光电开关。 光谱特性与光敏电阻的材料有关,在选用光敏电阻时,应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的效果。 8-6 简述CCD 图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓PSD ?简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。 答:模拟式(透射式、反射式、遮光式、辐射式)、开关式。 应用:光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例,画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图8-33(b)所示光电式数字测速仪的工作原理。(1 )若采用红外发光器件为光源,虽看不见灯亮,电路却能正常工作,为什么?( 2 )当改用小白炽灯作光源后,却不能正常工作,试分析原因。

光电传感器课程设计

光电传感器在光控大门中的应用 2014年11 月9 日

摘要 随着信息技术的迅猛发展,传感器的应用技术也在飞速发展,新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口,作为捕获信息的主要工具,在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支,俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带,是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。 现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们,应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。 所以借此次课程设计来设计一个光控大门,即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。

目录 摘要 一、设计要求 (1) 二、光电传感器介绍及工作原理 (1) 三、方案设计 (3) 四、元件选择及电路设计 (4) 五、总结 (5) 参考文献

一、设计要求 1、功能与用途 光电传感器是将光通量转化为电量的一种传感器。光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。由于光电测灵活多样,可测参数众多,一般情况下具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和反应快等特点,加之激光电源、光栅、光学码盘、光导纤维等的相继出现和成功应用,使得光电传感器的内容极其丰富,在检测和控制领域获得了广泛的应用。例如家用电视机的遥控器,太阳能的发电、电梯的安全光幕,火焰探测报警器等多个方面。 2、指标要求 利用光电转换元件的光电效应将光信息转变为电信息,同时利用变电流生磁特性,从而达到控制相应电路的目的。 二、光电传感器介绍及工作原理 1、光电传感器 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器.它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号.光电传感器一般由光源,光学通路和光电元件三部分组成.光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。 2、工作原理 由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系。模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射式,漫反射式,遮光式三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置

光电传感器选型和使用注意事项

光电传感器选型和使用注意事项 光电传感器的工作原理是通过对红外发射光的阻断和导通,在红外接收管感应出的电流变化来实现开和关的判断。槽型光耦通常也称作槽式光电开关通常是U型结构,其发射器和接收器分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化,分辨透明与半透明物体。 一、选型 其选型主要考虑有三点:槽宽要多宽的;分辨率(光缝宽度);固定方式 1、槽宽,检测物体需通过槽型光耦的槽,才能对红外光实现阻断,所以光电传感器的槽宽要宽于检测物体,并要有一定的余量,便于安装。 2、槽型光耦的分辨率,如检测物是一个齿盘,其齿盘齿的宽度是d,齿盘齿槽的宽度是3,则槽型光耦的光缝宽度要求小于d,且小于f,这样才能保证能将红外光有效的阻断和导通,在满足上述条件下,选择光缝宽大的槽型光耦。 3、槽型光耦有带固定孔和不带固定空两种,根据实际情况选择。 4、安装位置。传感器安装时,应使检测齿盘的外径超过槽型光耦光轴1-2mm。这样才能有效阻断光线。 二、外围电路参数选择 1、在选择槽型光耦的外围电路时,先确定槽型光耦接收管的负

载电阻是多少,再根据槽型光耦的转换效率选择红外发射管的电流。 2、被测物体的运动速度越快(如1-2kHz),原则上红外接收管的负载电阻取值应小些。 三、使用注意事项 光电传感器在使用中出现问题了怎么办?要怎样才能减少光电传感器故障呢?这是很多用户在使用光电传感器的时候都会遇到的问题,那么要怎样解决这些问题呢,其实在日常生活中多注意光电传感器的的使用就可以减轻故障的发生,下面小编来介绍一下光电传感器使用注意事项吧。 1、使用中光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行,这样光电传感器的转换效率最高。 2、安装焊接时,光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于5mm,否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。焊接时间应小于4秒。 3、对射式光电传感器最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。 4、当使用感性负载(如灯、电动机等)时,其瞬态冲击电流较大,可能劣化或损坏交流二线的光电传感器,在这种情况下,请将负载经过交流继电器来转换使用。 5、红外线光电传感器的透镜可用擦镜纸擦拭,禁用稀释溶剂等化学品,以免永久损坏塑料镜。 6、针对用户的现场实际要求,在一些较为恶劣的条件下,如灰

光电传感器的应用发展

光电传感器的应用与发展 一、引文 光电传感器主要作为一种检测装置,目前常用的光传感器类型主要有光电管、光电倍增管和半导体光敏元件。由于它具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小,已经获得了广泛应用。 1.工作原理 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现的,一般情况下,它有三部分组成,可分为发送器、接收器和检测电路。投光器发出的光束被物体阻断或部分反射,受光器最终作出判断,发射器发射光束一般来源于半导体的光源——发光二极管和激光二极管,光束不间断的发射或改变脉冲宽度,接收器有光电二极管或光电三极管组成,在接收器前面装有光学元件——透镜或光圈,在其后面检测电路,滤出有效信号和应用信号,实现控制。 图1 光电传感器的四种基本形式 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器,它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。如自动门传感、色标检出等。 2.结构与分类 在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。这种物

理现象称为光电效应。通常把光电效应分为三类: 在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。 图2 光电管基本结构 在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等。 图3 光敏电阻基本结构 在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。 二、研究现状与前景 1.工作特点 1)检测距离长。在对射型中保留10m 以上的检测距离等,便能实现其他检测手段。 2)对检测物体的限制少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近 传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。 3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性 工作时间。 4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光

光电传感器的应用及其发展趋势

光电传感器的应用及其发展趋势 摘要:光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化,然后,借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛,它是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,结构简单,形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。 关键词:光电效应;光电器件;常见故障;检测控制;发展趋势 光电传感器,一般由光源、光学通路和光电元件等3部分组成,是通过将光电信号转换为电信号检测被测目标的一种装置。近年来,新的光电器件不断涌现,光电传感器的应用范围更加广泛。 一、光电传感器的原理 光电传感器的工作原理是:首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电转换元件变换成电信号。光电传感器的工作基础是光电效应。由光通量对光电元件作用的不同原理所制成光学测控系统是多种多样的,按光电元件输出量性质可分为两类,即模拟式光电传感器和脉冲式光电传感器,前者是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量问呈单值关系。按被测量方法可分为透射式、漫反射式、遮光式三类:①透射式。被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部分被吸收后,透射光投射到光电元件上;②漫反射式。恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;③遮光式。当光源发出的光通量经被测物遮挡其中一部分,使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置相关。光敏二极管是最常见的光传感器,不同于一般二极管的是其管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,为增加射入光线的受光面积,PN结的面积做得较大。光敏二极管工作在反向偏置的状态下,并与负载电阻相串联。当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小,称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。在外电场的作用下,光电载流子参于导电,形成的比暗电流大得多的反向电流,称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比,在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。 光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对

OMRON欧姆龙光电开关 型号大全

OMRON欧姆龙光电开关 E3JK-R2M1 回归反射型,检测距离2M E3JK-R4M1 回归反射型,检测距离4M E3JK-R4M2 回归反射型,检测距离4M E3JK-5M1 对射型,检测距离5M E3JK-5M2 对射型,检测距离5M E3JK-DS30M1 扩散反射型,检测距离30CM E3JM-10M4T 定时型对射,检测距离10M E3JM-10M4 对射,检测距离10M E3JM-10M4-G 对射,检测距离10M E3JM-DS70M4 扩散反射型,检测距离70CM E3JM-DS70M4-G 扩散反射型,检测距离70CM E3JM-R4M4T-G 定时型回归反射,检测距离4M E3JM-R4M4-G 回归反射,检测距离4M OMRON欧姆龙光电开关 E3F3-D11 φ18扩散反射型,检测距离10CM/DC10-30V E3F3-D12 φ18扩散反射型,检测距离30CM/DC10-30V E3F3-R61 φ18回归反射,检测距离2M/DC10-30V E3F3-T61 φ18对射型,检测距离10M/DC10-30V E3S-2E4 对射型,检测距离2M/DC10-30V E3S-2E4 对射型,检测距离5M/DC10-30V E3S-AD11 扩散反射型,检测距离20CM/DC10-30V E3S-AD61 扩散反射型/DC10-30V E3S-AR61 回归反射,DC10-30V E3S-AR11 回归反射,检测距离2M/DC10-30V

E3S-AT11 对射型,检测距离7M/DC10-30V E3S-AT61 对射型/DC10-30V E3S-CL2 2M E3S-DS10E4 扩散反射型,检测距离10CM/DC10-30V E3S-DS10E41 扩散反射型,检测距离10CM/DC10-30V E3S-GS1E4 槽型,检测距离10MM/DC10-30V E3S-GS3E4 槽型,检测距离30M/DC10-30V E3S-GS3B4 槽型,检测距离30M/DC10-30V E3R-5E4 对射型,检测距离5M/DC10-30V E3R-DS30E4 扩散反射型,检测距离30CM/DC10-30V E3R-R2E4 回归反射型,检测距离2M/DC10-30V OMRON欧姆龙光电开关 E3Z-D61 扩散反射型,检测距离100M/DC10-30V E3Z-D62 扩散反射型,检测距离100M/DC10-30V E3Z-D81 扩散反射型,检测距离100M/DC10-30V E3Z-D82 扩散反射型,检测距离100M/DC10-30V E3Z-R61 回归反射型,检测距离4M/DC10-30V E3Z-R82 回归反射型,检测距离4M/DC10-30V E3Z-T61 对射型,检测距离15M/DC10-30V OMRON欧姆龙光纤放大器 E3X-A11 通用型NPN输出DC10-30V E3X-NA11 通用型NPN输出DC10-30V E3X-NA41 通用型PNP输出DC10-30V E3X-NM11 通用型NPN输出DC10-30V,4路输出

光电传感器应用

浙江工业职业技术学院

消除或削弱背景光及温度等因素的影响。 二、应用举例 1.光电比色温度计(光源本身是被测物) (1)问题的提出:高温测量,物体辐射出的光波与温度有关。(2)原理:根据热辐射定律,使用光电池进行非接触测温。根据有关的辐射定律,物体在两个特定波长λ1、λ2上的辐射程度 Iλ1、Iλ2之比与该物体的温度成指数关系。 Iλ1/Iλ2=K1e-K2/T 由光路图及电路原理框图介绍其原理,注意参比信号。2.光电式烟尘浓度计(透射式) (1)问题的提出:为了控制和减少烟尘的排放量和节能 的要求,对烟尘的监测是必须的。 (2)通过光路及电路原理框图介绍其原理,注意参比信 号,由于两个通道结构完全一样,所以在最后运算U1/U2值时,上述误差可自动抵消,减小了测量误差。 3.光电式转速表(反射式) (1)问题的提出:由于机械式转速表和接触式电子转速 表精度不高,且影响被测物的运转状态,已不能满足自动化的要求。光电式转速计可用于测量高转速而又不影响被测物; (2)通过光路及电路原理框图介绍其原理: a)选用光电二极管(响应时间短)用于高频调制信号测量;

b)数字量测量,不用参比信号。 4.光电式边缘位置检测器(遮挡式) (1)问题的提出:光电式边缘位置检测器是用来检测带 型材料在生产过程中偏离正确位置的大小及方向,从而为纠偏控制电路提供纠偏信号。 (2)通过光路及转换电路介绍其原理: a)光路一半遮挡一半透过; b)桥路及运算放大器组成,接入参比光敏电阻; c)光敏电阻一般不能作模拟量测量,这里限用于控制。 三、总结以上各例使学生建立光路系统与电路结合的概念,并能 举一反三、灵活应用。 小结: 1、光电式传感器的应用类型 2、应用举例

OMRON光电开关

OMRON光电开关是传感器大家族中的成员,它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电缘绝),所以它可以在许多场合得到应用。采用集成电路技术和SMT表面安装工艺而制造的新一代光电开关器件,具有延时、展宽、外同步、抗相互干扰、可靠性高、工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关,它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等,可非接触,无损伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。 OMRON光电开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点,而晶体管接近开关的作用距离短,不能直接检测非金属材料。但是,新型光电开关则克服了它们的上述缺点,而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。 目前,这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。 OMRON光电开关的工作原理框图。由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后,由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时,被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号,再经放大器放大和同步选通整形,然后用数字积分或RC积分方式排除干扰,最后经延时(或不延时)触发驱动器输出光电开关控制信号。OMRON光电开关,欧姆龙光电开关工作原理 OMRON光电开关一般都具有良好的回差特性,因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态,从而可使其保持在稳定工作区。同时,自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区,以随时监视光电开关的工作。 OMRON光电开关是现代微电子技术发展的产物,是HGK系列红外光电开关的升级换代产品。与以往的光电开关相比具有自己显著的特点: ●具有自诊断稳定工作区指示功能,可及时告知工作状态是否可靠; ●对射式、反射式、镜面反射式光电开关都有防止相互干扰功能,安装方便;

(完整版)生活中传感器简单应用举例

传感器 传感器在生活中的应用之十大实例及应用: 1.楼梯走道:电灯的触摸开关。功能:使在人手或是其他的导电物 体的接触下方能通电(这是我自己想的,不知事实是否如此。),此举为节约能源做出巨大贡献。 2.电饭锅:功能:到达沸腾温度(居里点)即停止加热。在某种材 料的硬件支持下,使得具有这种功能,才使得人类做出伟大的进步! 3.电子天平:功能:无需复杂操作,就能很快称出物体的质量,而 且一般来说很精确。这是因为在电子称下安装压力传感器再加上一些电子系统,使得能又快又好的称出质量,一切都得益于传感器的发展。 4.电子温度计:功能:简单快捷精确测量人体体温。在电子温度计 内部加入红外传感器,由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同,利用此特点即可使用红外传感器。 5.mp4上的触摸键:功能:无需原来的机械按压,即可进行操作,使 机身的寿命更长久,尤其是“按键”更是长久!原理暂时还不是很清楚,不过可想而知应该是传感器的功劳! 6.手机的触摸屏:功能:分好几种,有的是点触摸,有的是面触摸, 不尽相同,不过原理应该是差不多,只是硬件材料上的支持有所不同,所以出现不同的操作方式,不过说回来还是传感器在发挥

作用。 7.电熨斗:功能:熨烫衣物,使衣物保持整洁。不过在加热中有一 个问题需要解决,那就是加热温度的问题,所以另一种温度传感器应运而生,在达到一定温度时,就会出现断电使温度保持在一定的范围内,此举与电饭锅有异曲同工之妙! 8.汽车称重:功能:在渡口为汽车称重,既是用上此种传感器,压 力传感器使得即使是很重的物体也能在短时间内准确称出,此为大型的压力应变片的应用。 9.自动门:功能:在一些重要场合就会有自动门的身影,当人靠近 时就会自动根据情况开关门。这些门上应该是会安装上人体传感器,当有人靠近时,就会有情况发生,所以会自动开门,当然这也是结合了若干电子系统的成果。 10.厕所小便池:功能:当人靠近时就会现有一股水流出现,当人离 开时就会第二次冲水,此举为厕所的节水以及洁净做出了巨大贡献,应该是结合光电传感器以及电子系统的成果。 综上:我们可以发现,每一种先进元件在进行应用时,都应该要结合以电子系统,才能发挥作用。

光电传感器分类有哪些

(1)对射型 检测方式 为了使投光器发出的光能进入受光器,对向设置投光器与受光器。 如果检测物体进入投光器和受光器之间遮蔽了光线,进入受光器的光量将减少。 掌握这种减少后便可进行检测。 此外,检测方式与对射型相同,在传感器形状方面,也有投光受光部一体化,称为槽形的种类。 特长: 动作的稳定度高,检测距离长。(数cm~数十m) 即使检测物体的通过线路变化,检测位置也不变。 检测物体的光泽颜色倾斜等的影响很少。 (2)扩散反射型 检测方式 在投受光器一体型中,通常光线不会返回受光部。如果投光部发出的光线碰到检测物体,检 测物体反射的光线将进入受光部,受光量将增加。掌握这种增加后,便可进行检测。 特长: 检测距离为数cm~数m。 便于安装调整。 在检测物体的表面状态(颜色、凹凸)中光的反射光量会变化,检测稳定性也变化。 (3)回归反射型 检测方式 在投受光器一体型中,通常投光部发出的光线将反射到相对设置的反射板上,回到受光部。如果检测物体遮蔽光线,进入受光部的光量将减少。 掌握这种减少后,便可进行检测。 特长 检测距离为数cm~数m。 布线.光轴调整方便(可节省工时)。 检测物体的颜色、倾斜等的影响很少。 光线通过检测物体2次,所以适合透明体的检测。 检测物体的表面为镜面体的情况下,根据表面反射光的受光不同,有时会与无检测物体的状 态相同,无法检测。这种影响可通过MSR功能来防止。 (4) 距离设定型 检测方式 作为传感器的受光元件,使用2比例光电二极管或位置检测元件。通过检测物体反

射的投 光光束将在受光元件上成像。这一成像位置以根据检测物体距离不同而差异的三角测距原理为检测原理。 下图所示的是使用2比例光电二极管的检测方式。2比例光电二极管的一端(接近外壳的 一侧)称为N(Near)侧,而另一端称为F(Far)侧。检测物体存在于已设定距离的位置上的情况下,反射光将在N侧和F侧的中间点成像,两侧的二极管将受到同等的光量。此外,相 对于设定距离,检测物体存在于靠近传感器的位置的情况下,反射光将在N侧成像。相反的, 相对于设定距离,检测物体存在于较远的位置的情况下,反射光将在F侧成像。传感器可通过 计算N侧与F侧的受光量差来判断检测物体的位置。 距离设定型的特长 受检测物体的表面状态颜色的影响少。 不易受背景物体的影响。 BGS(Background Suppression)和FGS(Foreground Suppression) 在E3Z-LS61/-66/-81/-86中,检测传输带上物体的情况下,可选择BGS和FGS两种功能中的任 何一个。 BGS是不会对比设定距离更远的背景(传输带)进行检测的功能。 FG是不会对比设定距离更近的物体,以及回到受光器的光量少于规定的物体进行检测的功能,反言之,是只对传输带进行检测的功能。回到受光器光量少的物体是指: ①检测物体的反射率极低,比黑画纸更黑的物体。 ②反射光几乎都回到投光侧,如镜子等物体。 ③反射光量大,但向随机方向发散,有凹凸的光泽面等物体。 注:③的情况下,根据检测物体的移动,有时反射光会暂时回到受光侧,所以有时需要通过OFF延迟定时器来防止高速颤动。 特长 可对微小的段差进行检测(BGS、FGS)。 不易受检测物体的颜色影响(BGS、FGS)。 不易受背景物体的影响(BGS)。 有时会受检测物体的斑点影响(BGS、FGS)。 (5)限定反射型 检测方式 与扩散反射型相同,接受从检测物体发出的反射光进行检测。设置为在投光器和受光器上仅入射

光电传感器的应用类型

光电传感器的应用类型 光电传感器的测量届于非接触式测量,g6V越来越广泛地应用广L厂:的各个领域。冈光 源对光电元件作用力式个向心确定的光学装置是多种多样的。按其输出量件旧,可分 为模拟输 川型光电传感器和数字输比型光电传感器购大类。元论足Mp一种。依被测物与光电 元件和光 源之间/6关系。光电传感器的应用可分为1种从小类型,如图l 2—9所尔。 ([)光辐射本身是被洲物,山被钽电容测物发11lrb光通虽到达光吧7I件上。光kh,G什的输出反映 J”几源的从些物理参数,如光电比龟温度计和光照度计等。 (2)佃允源发出的光通量穿过被测物。部分被吸收后到达光电元件广。吸收虽决定1被测 物的茶华参数.训测液体、气体透明度和浑浊度的光电比包汁等。 (3)但光源发出的光通量到达被测物.内从被测物体反射出来投射到光电元件上。光电元 件的输汽反映了被测物的某些参数,如测量表血抓糙度、纸张白度等。 (4)从恒光源发射到光电元件的光通量遇到被测彻被遮挡f一‘部分。由此收受丁照射到光 电元件上的光通量,光电元件的输出反映了被测物Jt—J等参数,如振动测员、工件尺寸测量等。 以L提到的“恒光源”持指辐射强度和波诺分布均不随时间变化的光源。光电传感 器的应 用柏当广泛,已行专门的光电检测方凹的专著出版。间一光路系统可用十木向物现丝 的检测, 个闹光路系统呵用厂同一物邓量的检测,但一般总dJ归结为以上1种类型。在下面介绍的光电

传感器应蝴举例中,请读者故意由于背景光频谱及强度等因素对光电元件的影响较大,在模拟 呈的检测小一般有参比信号和温度补偿斯麦迪电子措施,用来削弱或消除这些出素的 影响。cjmc%ddz

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