德国KUBLER光电传感器分析测试方法：

光电开关的分类: 1.按检测方法的分类 (1)光量法 目前大多数光电开关用来...上一篇:电阻式传感器工作原理及结构图解分析 下一篇:光电传感器 相关阅
为了便于读者选用好光电开关，比方光敏二极管和光敏三极管，现对光敏二极管及光敏三极管，做以下扼要分析。
1．光敏二极管的简便检测办法
    （1）短路电流测量法
用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之添加，则管子是好的。短路电流，可达数十mA～数百mA。
1．光敏二极管的两种作业状况
（2）电阻测量法
用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为■，则管子是好的，反向电阻不是■，阐明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下，管子便是好的；若正、反向电阻都是■或零，管子是坏的。
（3）电压测量法
用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成份额，通常可达0．2～0．4V。
2.光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电变换器材，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。它具有两种作业状况：   
    （1）光敏二极管上不加电压，使用P-N结在受光照时发生正向电压的原理，把它用作微型光电池。这种作业状况，通常作光电检测器。
（2）当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流跟着光照强度的改动而改动，光照强度越大，反向电流越大，大多数都作业在这种状况。
光敏二极管分有P-N结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型，其间用得蕞多的是P-N结型，价格便宜。
3．光敏三极管
光敏三极管又称光电三极管，它也是光电变换器材，能够等效的看作是由一个光敏二极管和一只半导体三极管联系而成，故具有扩大效果。光敏三极管蕞常用的资料是硅，通常情况下，只引出集电极和发射极，其外形与发光二极管一样，使用时有必要严加区别。
光敏三极管的简便测验办法是：
（1）电阻测量法7
用万用表1k档，红表笔接光敏三极管的发射极，黑表笔接集电极。无光照时，指针微动并挨近■；有光照时，应随光照的增强，其电阻变小，可达1kΩ以下。
若黑表笔接光敏三极管的发射极，红表笔接集电极，无光照时，电阻为■；有光照时，电阻为■或指针微动。
（2）电流测量法
将电流表串在电路中，用50mA及0．5mA电流档，电路作业电压为10V，无光照时，电流应小于0．3mA；有光照时，应随光照的增强电流增大，在零点几mA-几mA间改变
    通常光敏三极管的负载电阻，是光敏二极管负载电阻的1／10。
    光敏二极管的光电流小，接近开关批发 ，输出特性线性度好，呼应时刻快；光敏三极管的光电流大，输出特性线性度较差，呼应时刻慢。通常需求灵敏度高，作业频率低的开关电路，选用光敏三极管，而需求光电流与照度成线性关系或需求在高频率下作业时，应选用光敏二极管。
无论光敏二极管或光敏三极管，它们不只对红外线灵敏，对较强的日光和灯火也有效果，当光照过强时会使扩大电路输出饱满而失控，应加赤色有机玻璃滤光，以削减环境光所形成的影响。

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为了便于读者选用好光电开关，比方光敏二极管和光敏三极管，现对光敏二极管及光敏三极管，做以下扼要分析。
1．光敏二极管的简便检测办法
    （1）短路电流测量法
用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之添加，则管子是好的。短路电流，可达数十mA～数百mA。
1．光敏二极管的两种作业状况
（2）电阻测量法
用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为■，则管子是好的，反向电阻不是■，阐明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下，管子便是好的；若正、反向电阻都是■或零，管子是坏的。
（3）电压测量法
用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成份额，通常可达0．2～0．4V。
2.光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电变换器材，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。它具有两种作业状况：   
    （1）光敏二极管上不加电压，使用P-N结在受光照时发生正向电压的原理，把它用作微型光电池。这种作业状况，通常作光电检测器。
（2）当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流跟着光照强度的改动而改动，光照强度越大，反向电流越大，大多数都作业在这种状况。
光敏二极管分有P-N结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型，其间用得蕞多的是P-N结型，价格便宜。
3．光敏三极管
光敏三极管又称光电三极管，它也是光电变换器材，能够等效的看作是由一个光敏二极管和一只半导体三极管联系而成，故具有扩大效果。光敏三极管蕞常用的资料是硅，通常情况下，只引出集电极和发射极，其外形与发光二极管一样，使用时有必要严加区别。
光敏三极管的简便测验办法是：
（1）电阻测量法7
用万用表1k档，红表笔接光敏三极管的发射极，黑表笔接集电极。无光照时，指针微动并挨近■；有光照时，应随光照的增强，其电阻变小，可达1kΩ以下。
若黑表笔接光敏三极管的发射极，红表笔接集电极，无光照时，电阻为■；有光照时，电阻为■或指针微动。
（2）电流测量法
将电流表串在电路中，用50mA及0．5mA电流档，电路作业电压为10V，无光照时，电流应小于0．3mA；有光照时，应随光照的增强电流增大，在零点几mA-几mA间改变
    通常光敏三极管的负载电阻，是光敏二极管负载电阻的1／10。
    光敏二极管的光电流小，接近开关批发 ，输出特性线性度好，呼应时刻快；光敏三极管的光电流大，输出特性线性度较差，呼应时刻慢。通常需求灵敏度高，作业频率低的开关电路，选用光敏三极管，而需求光电流与照度成线性关系或需求在高频率下作业时，应选用光敏二极管。
无论光敏二极管或光敏三极管，它们不只对红外线灵敏，对较强的日光和灯火也有效果，当光照过强时会使扩大电路输出饱满而失控，应加赤色有机玻璃滤光，以削减环境光所形成的影响。

德国KUBLER光电传感器分析测试方法：
一、光电开关的分类： 1.按检测方法的分类 (1)光量法 目前大多数光电开关用来检测物体有无的均为光量方式，既光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无。 (2)三角测距法 光量方式容易受到物体表面的光洁度、粗糙度、颜色所影响，因此在一些要求比较高的场合就需要采用距离法检测。 (3)激光测量法 由激光器对被测目标发射一个光信号，然后接受目标反射回来的光信号，通过测量光信号往返经过的时间， 计算出目标的距离。 2.按光源种类的分类 光源目前采用的大多是发光二极管(LED)，根据不同使用目的的区别使用。 (1)白炽灯式(可见光) 用于需要白光的标志检测器，由于寿命与抗震性能，现在使用比较少。 (2)发光二极管(LED)式(可见光、近红外光) 具有调制容易、寿命长、小型、功耗小、抗震等优点是光电开关理想的光源，可用于各种用途。 (3)荧光式(可见光) 主要用于需要长度的光电系统(图像传感器等) (4)紫外光式(不可见光) 通过照射紫外线用于检测发生可见光的物体(荧光整理疵点、食品中的异物等)。 (5)气体激光式(可见光) 光束比较强，用于探伤系统、条形码系统、及强光衰减大的场合，如蒸汽、烟雾、火焰等场合。 (6)半导体激光式(红光、近红外光) 具有较强的透射率和容易调制的特性，用于如蒸汽、烟雾、火焰等场合钢铁行业与安防。 3.按光源调制种类的分类 (1)直流光式 使发射器的光线为不变的直流光，包括白炽灯和用直流驱动的发光二极管。这种方式有线路简单、响应速度快的特点，但是抗光干扰比较弱，目前仅在较短的距离检测中使用。 (2)调制式 ①、脉冲调制式 使发射器发的出光线为具有一定频率的脉冲波，一般称为调制光，采用这种方式除了可以获得峰值很高的光脉冲功率外，还可以对接收器输出采用具有频率选择的交流放大器进行放大，从而减少周围光线和电气噪声的影响，这是目前国内外使用广的一种方式。 ②机械旋转调制式 对光源用棱镜或转盘孔旋转后，提取脉冲信号，如用于区域检测和热金属辐射的扫描检测等。 ③、扫描式 将多个发射器与接收器组合，通过同步信号逐一扫描，防止相互干扰。如用于光幕传感器。 4.按供电种类的分类 (1)直流式 采用直流电压供电的形式，一般大多采用12-24V(10-30V)的直流电压的供电。 (2)交流式 采用交流电压供电，电压范围为90-240V交流电，满足110VAC与220VAC场合的供电 (3)直流交流混合式 直流电压与交流电压都可以直接接入同一个供电回路的形式，直流电压范围12-240V，交流电压范围24-240V，此形式适应性比较灵活，不需要考虑配电的问题。 5.按输出种类的分类 (1)三极管NPN输出 (2)三极管PNP输出 (3)三极管NPN与PNP混合输出 (4)固态隔离无触点输出 (5)继电器触点输出 (6)可控硅输出 (7)模拟电压 (8)模拟电流 (9)数据信号 6.按结构种类的分类 (1)内藏放大器式 即把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路装配在一个壳体里，接通直流电源就可以获取ON-OFF开关输出，不需要放大器，抗噪音能力强，寿命长，电缆线可延长等优点，是主流的一种光电开关。 (2)放大器分离式 这是种早期采用比较多的方式，发光、感光元件装在探头内，用屏蔽线与放大器(光电开关主体)连接。主要是探头可以安装在比较狭小的空间对比较小的物体进行检测，但是有抗噪声能力的问题。随着技术的发展，内藏放大器式的光电开关的体积越来越小;这种形式采用相对较少，尤其是光纤传感器的发展。 (3)光纤式 这种光电开关是放大器分离式与内藏放大器式结合的产品，通过光纤才传输光信号，光电开关主体上套上光纤线，另一头光纤探头可以对被检测物体进行检测，其优点光纤探头比较小，可以检测比较微小的物体，光纤线传输的只是光信号，所以不用考虑放大器分离式那样需要考虑抗噪声能力的问题。 (4)自控式 这种光电开关是具有一定功能性的。把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路、电源、继电器等都装配在一起，接上交流或直流电源就可以工作。同时还具有其他一些功能如动作信号的延时、光电开关的信号灵敏度调节等。 二、光电开关特点： 1、检测距离长：与电感式接近开关相比，可以获得很长的检测距离，例如：对射型开关检测距离可达数十米，反射已从几厘米到几米，由于是非接触检测，所以不损伤被测物，也不受其影响。 2、检测对象广泛：因为是根据检测对象的反射和透光检测，所以不管是金属、即使是玻璃、橡胶、木材、液体、气体等几乎都可以检测。 3、响应速度快：检测介质本身是高速的，因为几乎不包含机械动作，因而可以获得非常高的检测速度。 4、分辨能力高：因为光是直线传播，且波长短，因而分辨率高，适用于微小物体和高精度位置检测。 5、容易取得规则的检测区：采用了透镜等光学系统，可以比较容易的聚光、扩散和折射，对应不同的检测对象和不同的使用环境，可以适当的选取具有某种检测区域的产品。 6、不受磁场和振动的影响：检测开关一般较多地安装在具有较强磁场和振动的场所，从本质上说，光电开关受其影响很少，因而能够可靠的动作。 7、利用光的特性检测：可以做色标、形状特征的选择检测。 8、寿命长：由于是非接触检测，所以寿命长，特别是用发光二极管做为光源，控制输出采用无接点方式，寿命就更长。 但，光电开关也有下述一些缺点： 9、透镜容易受到粉尘和油污的污染，透镜一旦弄脏，不仅使光束散乱，又挡住了一部分光，因而在恶劣环境下，必须采取切实可行的保护措施。 10、周围光线强弱对开关的影响，对于通常的照明光，目前光电开关几乎不受影响，但是如果背景光太强以致超过数万勒克斯，就会引起开关误动作而造成损失。 11、成本比其它检测开关要高一些
一、光电开关的分类： 1.按检测方法的分类 (1)光量法 目前大多数光电开关用来检测物体有无的均为光量方式，既光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无。 (2)三角测距法 光量方式容易受到物体表面的光洁度、粗糙度、颜色所影响，因此在一些要求比较高的场合就需要采用距离法检测。 (3)激光测量法 由激光器对被测目标发射一个光信号，然后接受目标反射回来的光信号，通过测量光信号往返经过的时间， 计算出目标的距离。 2.按光源种类的分类 光源目前采用的大多是发光二极管(LED)，根据不同使用目的的区别使用。 (1)白炽灯式(可见光) 用于需要白光的标志检测器，由于寿命与抗震性能，现在使用比较少。 (2)发光二极管(LED)式(可见光、近红外光) 具有调制容易、寿命长、小型、功耗小、抗震等优点是光电开关理想的光源，可用于各种用途。 (3)荧光式(可见光) 主要用于需要长度的光电系统(图像传感器等) (4)紫外光式(不可见光) 通过照射紫外线用于检测发生可见光的物体(荧光整理疵点、食品中的异物等)。 (5)气体激光式(可见光) 光束比较强，用于探伤系统、条形码系统、及强光衰减大的场合，如蒸汽、烟雾、火焰等场合。 (6)半导体激光式(红光、近红外光) 具有较强的透射率和容易调制的特性，用于如蒸汽、烟雾、火焰等场合钢铁行业与安防。 3.按光源调制种类的分类 (1)直流光式 使发射器的光线为不变的直流光，包括白炽灯和用直流驱动的发光二极管。这种方式有线路简单、响应速度快的特点，但是抗光干扰比较弱，目前仅在较短的距离检测中使用。 (2)调制式 ①、脉冲调制式 使发射器发的出光线为具有一定频率的脉冲波，一般称为调制光，采用这种方式除了可以获得峰值很高的光脉冲功率外，还可以对接收器输出采用具有频率选择的交流放大器进行放大，从而减少周围光线和电气噪声的影响，这是目前国内外使用广的一种方式。 ②机械旋转调制式 对光源用棱镜或转盘孔旋转后，提取脉冲信号，如用于区域检测和热金属辐射的扫描检测等。 ③、扫描式 将多个发射器与接收器组合，通过同步信号逐一扫描，防止相互干扰。如用于光幕传感器。 4.按供电种类的分类 (1)直流式 采用直流电压供电的形式，一般大多采用12-24V(10-30V)的直流电压的供电。 (2)交流式 采用交流电压供电，电压范围为90-240V交流电，满足110VAC与220VAC场合的供电 (3)直流交流混合式 直流电压与交流电压都可以直接接入同一个供电回路的形式，直流电压范围12-240V，交流电压范围24-240V，此形式适应性比较灵活，不需要考虑配电的问题。 5.按输出种类的分类 (1)三极管NPN输出 (2)三极管PNP输出 (3)三极管NPN与PNP混合输出 (4)固态隔离无触点输出 (5)继电器触点输出 (6)可控硅输出 (7)模拟电压 (8)模拟电流 (9)数据信号 6.按结构种类的分类 (1)内藏放大器式 即把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路装配在一个壳体里，接通直流电源就可以获取ON-OFF开关输出，不需要放大器，抗噪音能力强，寿命长，电缆线可延长等优点，是主流的一种光电开关。 (2)放大器分离式 这是种早期采用比较多的方式，发光、感光元件装在探头内，用屏蔽线与放大器(光电开关主体)连接。主要是探头可以安装在比较狭小的空间对比较小的物体进行检测，但是有抗噪声能力的问题。随着技术的发展，内藏放大器式的光电开关的体积越来越小;这种形式采用相对较少，尤其是光纤传感器的发展。 (3)光纤式 这种光电开关是放大器分离式与内藏放大器式结合的产品，通过光纤才传输光信号，光电开关主体上套上光纤线，另一头光纤探头可以对被检测物体进行检测，其优点光纤探头比较小，可以检测比较微小的物体，光纤线传输的只是光信号，所以不用考虑放大器分离式那样需要考虑抗噪声能力的问题。 (4)自控式 这种光电开关是具有一定功能性的。把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路、电源、继电器等都装配在一起，接上交流或直流电源就可以工作。同时还具有其他一些功能如动作信号的延时、光电开关的信号灵敏度调节等。 二、光电开关特点： 1、检测距离长：与电感式接近开关相比，可以获得很长的检测距离，例如：对射型开关检测距离可达数十米，反射已从几厘米到几米，由于是非接触检测，所以不损伤被测物，也不受其影响。 2、检测对象广泛：因为是根据检测对象的反射和透光检测，所以不管是金属、即使是玻璃、橡胶、木材、液体、气体等几乎都可以检测。 3、响应速度快：检测介质本身是高速的，因为几乎不包含机械动作，因而可以获得非常高的检测速度。 4、分辨能力高：因为光是直线传播，且波长短，因而分辨率高，适用于微小物体和高精度位置检测。 5、容易取得规则的检测区：采用了透镜等光学系统，可以比较容易的聚光、扩散和折射，对应不同的检测对象和不同的使用环境，可以适当的选取具有某种检测区域的产品。 6、不受磁场和振动的影响：检测开关一般较多地安装在具有较强磁场和振动的场所，从本质上说，光电开关受其影响很少，因而能够可靠的动作。 7、利用光的特性检测：可以做色标、形状特征的选择检测。 8、寿命长：由于是非接触检测，所以寿命长，特别是用发光二极管做为光源，控制输出采用无接点方式，寿命就更长。 但，光电开关也有下述一些缺点： 9、透镜容易受到粉尘和油污的污染，透镜一旦弄脏，不仅使光束散乱，又挡住了一部分光，因而在恶劣环境下，必须采取切实可行的保护措施。 10、周围光线强弱对开关的影响，对于通常的照明光，目前光电开关几乎不受影响，但是如果背景光太强以致超过数万勒克斯，就会引起开关误动作而造成损失。 11、成本比其它检测开关要高一些