光電傳感器知識

光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的用來(lái)檢測物體有無(wú)的光電傳感器.光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設備，發(fā)射器帶一個(gè)校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個(gè)小的白熾

燈做為光源。這些小而堅固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器'>光電傳感器的雛形。

LED(發(fā)光二極管)

發(fā)光二極管最早出現在19世紀60年代，現在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設備上看到這些二極管做為指示燈來(lái)用。LED就是一種半導體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當給LED通電流時(shí)，它會(huì )發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長(cháng)傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器'>光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒(méi)有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的

一部分。(激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達到更遠的檢測距離)。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見(jiàn)的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。

經(jīng)調制的LED傳感器

1970年，人們發(fā)現LED還有一個(gè)比壽命長(cháng)更好的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠以非?？斓乃俣葋?lái)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)速度可達到KHz。將接收器的放大器調制到發(fā)射器的調制頻率，那么它就只能對以此頻率振動(dòng)的光信號進(jìn)行放大。

我們可以將光波的調制比喻成無(wú)線(xiàn)電波的傳送和接收。將收音機調到某臺，就可以忽略其他

的無(wú)線(xiàn)電波信號。經(jīng)過(guò)調制的LED發(fā)射器就類(lèi)似于無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射器，其接收器就相當于收音機。

人們常常有一個(gè)誤解：認為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會(huì )很強。經(jīng)過(guò)調制的光電傳感器'>光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(cháng)無(wú)太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過(guò)調制才將其變得能量很高。一個(gè)未經(jīng)調制的傳感器只有通過(guò)使用長(cháng)焦距

鏡頭的機械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過(guò)調制的接收器能忽略周?chē)墓?，只對自己的光或具有相同調制頻率的光做出響應。

未經(jīng)調制的傳感器用來(lái)檢測周?chē)墓饩€(xiàn)或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器，可能會(huì )有誤動(dòng)作。

如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周?chē)墓鈴姾芏嗟脑?huà)，那么它就可以被周?chē)庠唇邮掌骺煽繖z測到。周?chē)庠唇邮掌饕部梢杂脕?lái)檢測室外光。

但是并不是說(shuō)經(jīng)調制的傳感器就一定不受周?chē)獾母蓴_，當使用在強光環(huán)境下時(shí)就會(huì )有問(wèn)題。例如，未經(jīng)過(guò)調制的光電傳感器'>光電傳感器，當把它直接指向陽(yáng)光時(shí)，它能正常動(dòng)作。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會(huì )把紙點(diǎn)燃。設想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙替換成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了，這是周?chē)庠词蛊滹柡土恕?/p>

調制的LED改進(jìn)了光電傳感器'>光電傳感器的設計，增大了檢測距離，擴展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對準的光束。到1980年，非調制的光電傳感器'>光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺。

紅外光LED是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束。

但是有些傳感器需要用來(lái)區分顏色(如色標檢測)，這就需要用可見(jiàn)光源。

在早期，色標傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來(lái)發(fā)明了高效的可見(jiàn)光LED?，F在，多數的色標傳感器都是使用經(jīng)調制的各種顏色的可見(jiàn)光LED發(fā)射器。經(jīng)調制的傳感器往往犧牲了響應速度以獲取更長(cháng)的檢測距離，這是因為檢測距離是一個(gè)非常重要的參數。未經(jīng)調制的傳感器可以用來(lái)檢測小的物體或動(dòng)作非?？斓奈矬w，這些場(chǎng)合要求的響應速度都非?？?。但是，現在高速的調制傳感器也可以提供非?？斓捻憫俣?，能滿(mǎn)足大多數的檢測應用。

超聲波傳感器

聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過(guò)了人耳所能聽(tīng)到的范圍。它是通過(guò)計算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來(lái)判斷物體的位置。對于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會(huì )檢測到物體。與光電傳感器'>光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器'>光電傳感器來(lái)檢測。