光电传感器的原理及在印刷中的应用通信电子电信技术通信电子数据通信与网络.pdf

光电传感器的原理及在印刷中的应用。光电传感器的原理及在印刷中的应用 原理 1 光电传感器的原理 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 2 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 3 类:?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;?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;?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，为增加射人光线的受光面积，P N 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，产生电子一 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。2 光电传感器的特点(1)光电传感器元件的应用特点 1)光敏电阻。输出电流大、受温度的影响小、抗干扰能力强、可靠性高，器件本身不容易发生故障，但响应时问慢 2)光电二极管和光电三极管。灵敏度高、响应时间快，但受温度影响比较 大、受光面小、方向性强、抗干扰能力弱，不同型号的管子对光谱响应差异 大。3)光电池。受光面积大、输出电流小、灵敏度高、响应速度快、光谱比 较宽、受温度影响小、抗干扰能力强。(2)光电传感器的应用特点 1)检测距离长。如对射型保留 1 0 m 的检测距离，便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法检测的对象。2)检测物体种类多。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，不仅 对金属，而且对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体都能进行检测。3)响应时间短。光速高、且传感器的电路都由电子元件构成，所以不包含 机械性工作时间，响应时间非常短。4)分辨率高。通过设计技术使投光的光束集中在小光点，或通过构成特殊受 光的光学系统实现高分辨率，可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。5)非接触检测。可非机械性接触检测物体，不会对检测物体和传感器造成损 伤，传感器能长期使用。6)颜色判别。通过检测物体形成光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波 长和检测物体的颜色组合的差异，对检测物体的颜色进行检测。7)易于调整。在投射可视光的类型中，投光的光束是眼睛可见的，便于对 检测物体的位置进行调整。应用 反射式的光电传感器，它的发光元件和接受元件的光轴在同 一 平 面上且以 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一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一定角度相交。交点 般 即为待检测物所在处。当有物体通 过时，接收元件将接 收从被侧物体 表面反射的光;没有物体，物体离 开较近或较远时，则接收不到反 射 光。卷筒纸印刷机断纸检测可采用 反射式的光电开关。当纸带正常运 行时，检测器可以检测到经纸带表 面反射回来的光信号;当有断纸发 生时，纸带表面无 法反射回信号则 系统立即发生一系列的动作，即印刷装置离压，并快速停机以防 止断 纸缠绕在印刷滚筒表面。透射式光电传感器的发光元件和接受元件的光轴是重台的。当不透明的物体位 于或经过它们之 间 时（会阻断光路，使接收元件接收不到来 自发光元件的光，从 而起到检测的作用。有些单张纸胶印机积张检测即采用透射式光电传感器，根据印 刷用纸一张时和两张及两张以上时对光路光线的遮盖程度的不同进行双张的检测。当两张及两张以上的纸经过传感器时电路接通，切断给纸，前规互锁，自动离压、离水、离墨，机器从定速降到运转速度。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一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