技术干货：一文搞懂光电传感器的原理，对射、漫反、镜反等案例

1、什么是光电传感器？

所谓光电传感器，就是通过感应自身投射光的受光量(遮光量)，实现非接触式的检测物体的有/无的传感器。

如图所示，左边投光器投射出光线，右边的受光器接收到足够的光亮（受光量）时判断为ON，否则判定为OFF。

2、光电传感器的特点是什么？

可以非接触检测

长距离检测

可以检测微小物体

响应速度高

大部分物体都可以检测

缺点是容易受到油污/粉尘的影响。

3、常见的光电传感器检测类型分类和应用举例

对射型：发射器和接收器分离。主要以「投射的光线是否被遮挡阻断」为检测依据，因此不收检测物体的形状、颜色、倾斜等影响。

案例

在食品包装生产线上，很多食品的密封包装是透明材质，使用传感器透过透明包装材质可以检测包装内是否有封装入食品。

镜发射型：该型光电传感器配置为一个发射和接收一体的本体和一个反光镜，主要是以「传感器发射向反光镜的光线是否被遮挡阻断」为检测依据。因为只有一个传感器本体相比对射式光电传感器布线要简单，相对成本要低一点。

案例

可以通过镜反射光电传感器检测物品在生产线上的有无，并且仅用在一侧布线另一侧安装反光板即可。

漫反射型：该型光电传感器配置为一个发射和接收一体的本体。发射的光线经过被测物体反射到接受端上。但这类传感器容易受到物体的形状、颜色、倾斜等影响使用时一定要注意。

案例

金属加工过程中可以用到漫反射型光电传感器，确认金属加工过程中的打孔是否有无。如果发射的光线投射到孔洞中就不会发射给传感器，没有打孔则会发射给传感器，这样可以非常方便的检测出加工孔的有无。

背景抑制型：该类传感器采用PSD/C-MOS感光原件，以距离而不是受光量作为检测依据。因此可以有效的避免普通漫反射型光电传感器容易受到检测物体颜色的影响。该型传感器检测距离比普通漫反射型相对较短。

案例

检测托盘内物品的有无。通过检测高度差来确认托盘内物品的有无，即使物品和托盘发生颜色改变也可以稳定的检测，而无需进行调整。

透明体检测型：该型传感器属于镜面发射传感器中的一种。不过由于光线容易穿透透明物体，因此普通的的镜面发射型光电传感器无法检测透明体。而专用于透明体检测的传感器应差距离较小，受光量发生微小变化也能检测出来。

案例

PET瓶检测。检测透明瓶子的有无，普通光电传感器和接近开关都不能检测透明玻璃、透明塑料瓶。另外特别是在瓶子的壁体越薄透明度越高该传感器越有优势。

限定反射性/广角反射型：该传感器属于漫反射型中的一种。光学系统特别设计使得传感器只能再指定范围内检测出物体。

案例

检测晶片是否存在缺口。即使狭小空间中存在背景物体，限定反射型传感器也可以稳定检测。

颜色判别型：采用RGB三色光源通过RGB各种颜色的发射光量来识别出被检测的颜色。

这类传感器一般有两种检测模式：颜色模式和色标模式。

颜色模式应用

RGB三色光源同时投光识别被测颜色，可以高精度的检测出指定颜色。

色标模式的应用

分别对被测色标和背景进行示教，传感器从RGB三色中选择出最佳的光源作为透射光。常用语检测单一颜色北京上的某种色标的有无。

4、各类光电传感器检测类型特征对比。

以上为奥泰斯自动化的光电传感器基础知识学习阅读笔记。奥泰斯作为以光电传感器技术见长的专业传感器制造商，其光电类传感器的技术资料有非常高的参考价值。我们将陆续为您带来个更多的小编传感器学习笔记，光电传感器结构、选型流程、参数解读、特性术语等。我们大多阅读的是来自使用者分享的传感器知识，这个系列我们带来的是来自传感器设计和生产厂家工程师整理的专业知识。

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感应电容超声波，这些传感器居然有这么多区别？你都知道吗？

传感技术广泛应用于各种行业，包括石油和天然气、制药以及食品饮料行业。为了选择最合适的传感器，考虑因素应包括环境、尺寸、安装类型、外壳和连接等选项，在本文简要概述感应传感器、电容传感器和超声传感器原理、特点、用途及使用注意事项。

1、感应传感器

固态元件利用感应磁场的原理感应有无金属物体。检测铁磁性金属材料，适合在不干净的潮湿区域使用，防灰尘但传感距离有限制（最多50mm）

感应传感器工作原理

感应传感器结构内具有四个基本元件，即线圈、振荡器、触发电路和输出端。

感应传感器借助振荡器形成了一个高频场；线圈在传感器尖端辐射该场，从而形成传感场。当金属物体进入传感场时，涡电流就被引入其内，从而降低振荡器发出的能量。当能量降至足够低时，振荡器将停振。触发电路在感应到振荡停振时，将改变输出端开关装置的状态。

金属物体越靠近传感器尖端时振荡幅度越低，而远离时幅度增加，本质上这就是感应传感器的工作原理。

感应传感器优势

①适合在不干净环境内使用，不受潮湿或灰尘影响；

②无活动部件，即无机械磨损；

③与其他传感技术相比，对表面的依赖性较低；

④无盲区；

⑤检测不取决于颜色

感应传感器注意事项

感应传感器仅感应金属物体。

感应传感器应用

①组装线

②机床

③物质/物体的金属检测

④零件分类

⑤识别黑色和有色金属（仅限亚铁选择性传感器）

2、电容传感器

利用静电场内的变化检测金属、非金属、液体和固体的固态元件。

电容传感器工作原理

电容传感器结构内具有四个基本元件，即传感器板、振荡器、触发电路和输出端。

目标物体和传感器板构成了振荡器反馈电路。当物体和传感器板靠近时，反馈电容出现；当大电容出现时，就会开始振荡。触发电路感应振荡水平并得以控制，从而改变输出端开关装置的状态。

物体越远离传感器尖端时振荡幅度降低，而靠近时幅度增加。其在本质上为电容传感器的工作原理。

电容传感器优势

①检测金属、非金属、固体和液体；

②可穿透某些材料（产品包装盒）；

③固态，无磨损，使用寿命长；

④安装配置较多。

电容传感器注意事项

①传感距离较短，随着目标材料的变化而变化（≥ 25mm）；

②易受环境影响，湿度可影响传感输出；

③根本不选择其目标，重要的是控制靠近传感器的物体（假触发）。

电容传感器应用

①液面传感

②产品填装线

③塑料件检测

④材料搬运的货板检测

⑤不规则物体

3、超声传感器

超声传感器利用恒定声速检测有无物体。

基于声音以相对恒速传播的原理，测定超声波离开传感器并在碰到目标物体后反射回来所用的时间与目标物体的距离成正比。

传感器发出声脉冲，反射进入波场的物体。反射声被传感器接收；当物体在规定范围之内时，该声波回声产生输出信号。其在本质上为超声传感器的工作原理。

超声传感器优势

①不依赖于物体的颜色或光反射率；

②可忽视背景物体；

③检测固体和液体；

④随着距离的线性响应，即与测量装置连接时可给出距离指示；

⑤高达15m的较大传感范围

超声传感器注意事项

①嘈杂的噪声可给出错误读数；

②较长范围内可能难以感应吸声物体；

③确保四方平面对齐。

超声传感器应用

①距离和高度测量

②工业水平控制

③玻璃和透明物体检测

④检测缺失的零件或物体

超声波最大的劣势是水雾和颗粒也可以触发信号，适用场景比较受限！

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