機械自動化元件第05講光電開關(guān)

第05講光電開關(guān)知識點：(1).光電開關(guān)的基本原理(2).光電開關(guān)分類(3).光電開關(guān)的基本應(yīng)用1光電開關(guān)的基本原理光電開關(guān)的定義

光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達到探測的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。光電開關(guān)外形

光電開關(guān)的特點：檢測距離長幾乎不受檢測物體的制約響應(yīng)速度快分辨率高可實現(xiàn)非接觸的檢測可實現(xiàn)顏色判別

它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射,由同步回路選通電路,從而檢測遮擋物體的有無。所有能反射光線的物體均可被檢測(物體不限于金屬)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出,接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行檢測。工作原理它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)射器：發(fā)光二極管、紅外發(fā)射二極管接收器：光電二極管、光電三極管、光電池組成。光電開關(guān)的主要性能參數(shù)工作電壓：光電開關(guān)額定電壓檢測距離：從基準位置到檢測面的空間距離回差距離：動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值響應(yīng)頻率：按規(guī)定的1秒的時間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。輸出狀態(tài)：分常開和常閉檢測方式：可分為漫反射式，鏡反射式，對射式等輸出形式：pnp三線、npn三線、npn二線、pnp二線等光電開關(guān)選用原則1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定光電開關(guān)的類型

2、靈敏度的選擇 3、頻率響應(yīng)特性4、精度5、穩(wěn)定性

光電開關(guān)按照其內(nèi)部的光電元件來分，有NPN、PNP、NMOS、PMOS幾種，其中NMOS與NPN型、PMOS與PNP型接線相同。

光電開關(guān)的安裝接線各種開關(guān)均有褐色、藍色、黑色連線，其中褐色線為電源（+），藍色線為電源（-），黑色線為信號線。

NPN型負載接在褐色線與黑色線之間，PNP型負載接在黑色線與藍色線之間。注意事項1、使用時的注意事項

1）檢測體大小的影響：對于對射型，若物體大于最小檢測體，則能檢測。2）檢測物體材質(zhì)的影響：對于對射型檢測物體必須為不透明體。對于漫反射型，檢測距離按檢測體的材質(zhì)而異。

3）避免強光源：光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時，一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對太陽光、白熾燈等強光源。2、安裝時的注意事項

1）周圍物體的反射：光電開關(guān)直接在平面（特別是光滑平面的場合）或靠近狀態(tài)下安裝的場合，光會造成動作不穩(wěn)定，請更改按鉆高度或加遮光板等。

2）安裝面的影響：安裝面粗糙時，反射光造成動作不穩(wěn)定。請更改安裝高度、安裝角度等使其動作穩(wěn)定

3）相互干擾：在多個光電開關(guān)并列使用的場合，有可能產(chǎn)生相互干擾。光電開關(guān)誤動作下列場所，一般有可能造成光電開關(guān)的誤動作，應(yīng)盡量避開： ●灰塵較多的場所； ●腐蝕性氣體較多的場所； ●水、油、化學(xué)品有可能直接飛濺的場所； ●戶外或太陽光等有強光直射而無遮光措施的場所。 ●環(huán)境溫度變化超出產(chǎn)品規(guī)定范圍的場所； ●振動、沖擊大，而未采取避震措施的場所。安裝須知平行安裝時

相對安裝時

埋入式安裝時

非埋入式安裝時光電開關(guān)的分類與特點光電開關(guān)可分為直射型和反射型兩大類。直射型光電開關(guān)的發(fā)射器和接收器相對安放，軸線嚴格對準。當有物體在兩者中間通過時，紅外光束被遮斷，接收器接收不到紅外線而產(chǎn)生一個負脈沖信號。直射型光電開關(guān)的檢測距離一般可達十幾米，對所有能遮斷光線的物體均可檢測反射型：1）反射鏡反射型2）漫反射型各種檢測方式比較：檢測方法檢測體優(yōu)點缺點對射型（透過型）不透明體檢測精度高

能檢測小物體可進行長距離的檢測光軸調(diào)校困難

配線困難

鏡片反射型透明體不透明體配線容易

檢測距離為幾米光軸調(diào)校容易要注意檢測物體的反射率

需要反射板漫反射型

透明體

不透明體可檢測透明體

檢測距離為幾十厘米要注意檢測體以外的反射光1）直射型直射式光電開關(guān)原理ObjectReceiver

直射式光電開關(guān)由相互分離且相對安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當被檢測物體位于發(fā)射器和接受器之間時，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號。被檢測物體光發(fā)射器光接收器反射型光電開關(guān)

反射型光電開關(guān)分為兩種情況：

反射鏡反射型被測物漫反射型（簡稱散射型）。

反射鏡反射型光電開關(guān)

反射鏡反射型光電開關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使用三角棱鏡，它對安裝角度的變化不太敏感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動方向嚴格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。定區(qū)域反射式光電開關(guān)原理

定區(qū)域式光電開關(guān)有一個非常確定的檢測區(qū)域，不經(jīng)過該區(qū)域的被測物體不會引起光電開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)信號。檢測距離檢測距離調(diào)制型光電開關(guān)原理

光電開關(guān)的LED多采用中頻（40kHz左右）窄脈沖電流驅(qū)動，從而發(fā)射40kHz調(diào)制光脈沖。相應(yīng)地，接收光電元件的輸出信號經(jīng)40kHz選頻交流放大器及專用的解調(diào)芯片處理，可以有效地防止太陽光、日光燈的干擾，又可減小發(fā)射LED的功耗。

被測物漫反射型光電開關(guān)原理漫反射光線反射光線被檢測物體光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線

漫反射型光電開關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體。當被測物體經(jīng)過該光電開關(guān)時，發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)被測物體表面反射由接受器接受，于是產(chǎn)生開關(guān)信號。額定距離光電開關(guān)在流

水線上的應(yīng)用2023/2/3送料器定區(qū)域式光電開關(guān)咖啡罐流水線運行方向