光电开关的原理及类型
9页1、光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮 挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有 能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射 出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。简介光电开关(光电传感器:pho to elec trie swi tch)是光电接近开关的简称, 它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有 无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电 流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目 标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器,工业中经常用它来记 数机械臂的运动次数。接触式行程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。这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品
2、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。此外,利用红外线的隐蔽性,还可在银行、仓库、 商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。工作原理图1 所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中,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。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。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光 源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用 透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光 源为发光二极管,
3、受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较 多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达 林顿型、集成电路型等。如下图1(外形有金属圆壳封装,塑封双列直插等)。 工作原理在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流 的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由 受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。基本工作特性(以光敏三极管为例)1、共模抑制比很高在光电耦合器内部,由于发光管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内)所以共模输入电压通过极 间耦合电容对输出电流的影响很小,因而共模抑制比很高。 2、输出特性 光电 耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输 出电流IC之间的关系,当IF=O时,发光二极管不发光,此时的光敏晶体管集电 极输出电流称为暗电流,一般很小。当IF0时,在一定的IF作用下,所对应的 IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系,用半导体管特性图示仪 测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。 3、光电耦合器 可作为线性耦合器
4、使用。在发光二极管上提供一个偏置电流,再把信号电压通过 电阻耦合到发光二极管上,这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化 的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于 开关状态,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在一 定的延迟时间,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。特点介绍MGK系列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;对ES外同步(外诊断)控制端的进行设置可在运行前预检光电开关是否 正常工作。并可随时接受计算机或可编程控制器的中断或检测指令,外诊断与自 诊断的适当组合可使光电开关智能化;响应速度快,高速光电开关的响应速度可达到,每分钟可进行30万次检 测操作,能检出高速移动的微小物体;采用专用集成电路和先进的SMT表面安装工艺,具有很高的可靠性;体积小(最小仅20X31 X12mm)、重量轻,安装调试简单,并具有
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