两表中的第10行列出了传感器的频率响应。同时注意传感器存在滞后现象。图3-19欧姆龙E3S-A光电型传感器数据曲线2.响应时间传感器第二个重要的参数就是响应时间。此参数表明了传感器从关到开或从开到关的循环速度。当输出状态从关到开和从开到关时，E3S-A传感器的最大响应时间为0.5ms。当光源照亮接收器时，输出电平变高，有光-打开状态发生，无光-打开则工作于相反的方式。当输入触发输出改变时，延时继电器能够给输出的改变提供有效延时。......
2023-06-25
光电型传感器的工作原理及应用解析
【摘要】：表3-6比较光电型传感器的输出器件续表6.幅值裕度幅值裕度也称为工作幅值裕度或额外增益，是光电型传感器中很重要的一个概念。幅值裕度是检测器实际检测到的光线与使得输出改变的最小幅度的光线的比率。数据表里通常以幅值裕度对检测距离的曲线图来表示光电型传感器的幅值裕度或额外增益参数。注意，幅值裕度在传感器的检测范围内并不是常数，中间位置处有一个最高点。
有效地使用光电型传感器以及正确解决光电型传感器故障的第一步就是掌握光电型传感器的工作原理。光电型传感器由5个基本部分组成，即光源或发射器、光检测器、镜头、逻辑电路、输出开关器件。
1.光源
很多光电型传感器都使用发光二极管（LED）作为光源。图3-11描述了光电型传感器中发光二极管的结构。为了实现不同的检测功能，在大部分光电型传感器中，使用红外线、可见红色光、绿光和蓝光或彩色光作为光源（光线发射器）。例如，红外线在所有发光二极管中，是效果最好的，产生的光线最强，散发的热量却最低。所以红外发光二极管用于检测范围最大的传感器。在很多场合中将可见红色光用于指示启动或者确认传感器的操作。其他颜色，比如可见的绿光和黄光，则用于特殊的场合，包括需要特殊颜色或颜色对比非常重要的领域。发光二极管是很好的光源，因为它们可以工作于很宽的温度范围，并且对于震动破坏具有较强的抵抗力。
图3-11 光电型传感器的LED光源
当光源和接收器之间距离较远时，传感器使用激光作为光源。激光作为光源能达到304.5m的检测距离。激光一般是红色，这样可以提高光源和接收器之间的相互作用力。
2.光线检测器
接收器或者光线检测器，用于检测光线是否存在。接收器直接使电流产生变化，电流变化与接收到的光线强度成正比。光电二极管或光电晶体管是经常用来检测光线的电晶体元件。一般要求光源和接收器的波长相互匹配，才能提高检测能力。
3.镜头
发光二极管发出的光线一般都覆盖比较大的区域（图3-12），光线检测器具有相同范围的检测区域，在此区域内检测器可以检测到光线。注意，锥形区域随着距离的伸长而扩大。因此，镜头通常与光源和光线接收器一起使用，可以使锥形区域变窄（图3-12），同时提高传感器的检测范围。当可见光区域内光源和接收器的光束变窄后，相互的对准变得困难。当光线的可见范围具有较宽的区域时，传感器检测的覆盖范围就会减小。
图3-12 光电型传感器镜头
4.逻辑电路
逻辑电路有3个功能，即调整LED光源，放大光线检测器发出的信号，决定输出状态的改变。LED发出的光与器件中的电流值有直接的正比关系。因为发光二极管的开关很快，用一个很短的开通周期就可以对它们进行调制（打开或关闭），所以瞬时电流值很高但平均电流要低得多。调制减少了热量，故允许更高的工作电流。
5.输出器件
一旦通过接收器检测到光线强度的足够变化，光电型传感器逻辑电路就会控制传感器中的一个输出器件，给控制系统发出信号，告知工作环境发生改变。输出是离散和模拟的组合，有很多不同的开关器件。表3-6提供了一些不同的输出器件的比较。
表3-6 比较光电型传感器的输出器件
续 表
6.幅值裕度
幅值裕度也称为工作幅值裕度或额外增益，是光电型传感器中很重要的一个概念。幅值裕度是检测器实际检测到的光线与使得输出改变的最小幅度的光线的比率。幅值裕度值的例子如下：
（1）当光线检测器检测不到光源发出的光线时，幅值裕度为0。
（2）当检测到正好能使输出器件状态发生改变（从关到开或从开到关）的光线量时，幅值裕度为1。
（3）当检测到使输出发生变化的最低光强度的20倍的光线强度时，幅值裕度为20。传感器的输出和幅值裕度为0时相反。
幅值裕度用比率来表示，如8∶1，或用标记倍数的整数来表示，比如8×。两种方式都体现了检测到使输出发生变化的光线强度为最低光线强度值的8倍。
数据表里通常以幅值裕度对检测距离的曲线图来表示光电型传感器的幅值裕度或额外增益参数。图3-13描述了欧姆龙传感器的额外增益曲线。注意，幅值裕度在传感器的检测范围内并不是常数，中间位置处有一个最高点。
图3-13 典型的工作幅值裕度曲线
有关机电一体化设计与应用研究的文章
- 详细阅读
-
光电式传感器：原理和应用详细阅读
光电式传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光电式传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电式接近开关是由光源与受光器件组合而成的，它利用被检测物体对光的透射或反射，进行物体位置的检测。图5-2-14所示为反射型光电式接近开关的工作原理。图5-2-14 反射型光电式接近开关的工作原理光电式接近开关的体积小、可靠性高、检测位置精度高、响应速度快、易与TTL电平电路兼容，在焊接自动化中的应用非常广泛。......
2023-06-26
-
温度传感器的应用及工作原理详细阅读
温度传感器使用范围广，数量多，居各种传感器之首。智能温度传感器。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。另外，温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这时的示值即被测对象的温度。......
2023-06-26
-
温度传感器工作原理深度解析详细阅读
电控汽车大多采用负温度系数热敏电阻式传感器。图2-52 温度传感器的内部结构早期发动机ECU的内装电阻与温度传感器的热敏电阻呈串联关系，因此ECU探测到的信号电压依据温度传感器电阻值的变化而变动。如果某个温度传感器内部发生短路或者断路，会被发动机ECU检测到，并且储存相应的故障码。......
2023-08-30
-
电涡流传感器的工作原理及应用详细阅读
电涡流传感器的传感元件是一个线圈，又称为电涡流探头。因而，在电涡流传感器的使用中，必须考虑被测体的材料和几何形状、尺寸等因素对被测量的影响。一般涡流传感器，涡流影响范围约为传感器线圈直径的3倍。在检测领域，电涡流传感器的用途就更多了。图3－22探雷下面介绍电涡流传感器的几种典型应用，如位移测量、振动测量、转速测量、电涡流表面探伤。......
2023-06-23
-
光电型传感器的检测方法详解详细阅读
光束传播传感器提供的检测距离最长，工作幅值裕度最高。因此，当传感器工作于恶劣的工业环境下时，幅值裕度高，光束传播是最好的传感方式。图3-15光学有效光束表3-7光电型传感器检测方式续表传感器应用时需要注意的事项：当目标物体在检测区域时，光束传播传感器具有较高的幅值裕度，因此最有效。偏振反射传感器应用时的注意事项：偏振反射的检测范围减少了30%～40%，幅值裕度也小于同等的标准反射传感器。......
2023-06-25
-
陀螺传感器的应用与原理解析详细阅读
测量角速率的传感器称为速率陀螺，测量角位移的传感器称为角度陀螺，统称陀螺仪，简称陀螺。图2-15 三自由度陀螺仪的基本结构和进动规则陀螺仪是一个高速转动的刚体，三自由度陀螺仪的基本结构和进动规则如图2-15所示。陀螺转子通过内环和外环支承在平台基座上，转子能绕内环轴和外环轴自由转动，因此称为双自由度陀螺仪。......
2023-06-28
-
声音传感器：工作原理、应用场景及优缺点详细阅读
机器人最常用的声音传感器是麦克风，它是能够识别声音声强大小的一种传感器，用来接收声波，显示声音的振动图像等。电容式的声音传感器因为需要电流才能变成信号，需要电源，所以比动圈式使用成本高。图5-12麦克风电路图声音传感器可以用于机器人控制，其发出的信号经过处理后，可以当作控制信号给机器人，如拍一下手，机器人就开始运动。......
2023-06-26
相关推荐