光电传感器光电开关 一文详解光电开关原理和特点，这五种光电你都用过吗？

一文详解光电开关原理和特点，这五种光电你都用过吗？

光电开关是把发射和接受端之间的光线强弱变化转换为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离（即电绝缘），所以可以再许多场合得到应用。

1 工作原理

光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线强弱或有无对目标物体进行探测，工作原理如图所示。多数光电开关选的是波长接近可见光的红外线光波型。

分类

（1） 漫反射式光电开关：

它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当被测物体经过时，物体将光电开关发射的足够量的光线反射到接受器，于是光电开关就产生了开关信号，当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式光电开关是首选的检测模式。

（2）镜反射式光电开关：

它也是集发射器和接收器于一体的传感器，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。

（3） 对射式光电开关：

它包含了结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号，当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。

4） 槽式光电开关：

它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光线时，光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体，使用安全可靠。

（5） 光纤式光电开关：

它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。

术语解释：

（1） 检测距离：

指检测物体按照一定方式移动，与开关动作时测得的基准位置（光电开关的感应表面）到检测面得空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称制。

（2） 回差距离：

动作距离与复位距离之间的绝对值。

（3） 响应频率：

在规定的1s的时间间格内，允许光电开关动作循环的次数。

（4） 输出状态：

分为常开和常闭，当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输入晶体管的截止而不工作，

当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。常闭型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输入晶体管的导通而工作，当检测到物体时，晶体管截止，负载失电不工作。常用的为常开型。

（5）检测方式：

根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同，分为漫反射式、镜反射式、对射式等。

（6）输出形式：

分为NPN二线、NPN三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC二线、AC五线（自带继电器），及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等常用的输出形式。

（7）表面反射率：

漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回漫反射式开关的接受器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率将决定接收器接收到光线的强度、粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度，而且被检测物体的表面必需垂直于光电开关的发射光线。白纸的反射率为90%，木板的反射率为70%。

（8）环境特性：

光电开关应用的环境也会影响其长期工作可靠性。当光电开关工作于最大检测距离状态时，由于光学透镜会被环境中的污物沾住，甚至会被一些强酸性的物质腐蚀，以至其使用参数和可靠性降低。较简单的解决办法就是根据光电开关的最大检测距离降额使用来确定最佳工作距离。

使用注意事项

1红外线传感器属于谩反射型的产品，采用的标准检测物为平面的白色画纸。

2红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作,但原则上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源.

3 当使用感性负栽(如灯,电动机等)时,瞬态冲击电流较大,可能损坏或劣化交流二线的光电开关,在这种情况下,应将负载经过交流继电器来转换使用.

4 红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭,禁用稀释溶剂等化学品,以免永久损坏塑料镜.

5 针对现场实际要求,可对灵敏度进行选择,以适应在长期使用中延长光电开关维护周期.

光电开关的各种应用.

(1)利用物体对光的遮挡作用,检测物体的通过个数,或物体是否存在;

(2)利用物体对光的直线传播性,检测是否等高排列等;

(3)将光电开关拥在流水线上,来检测产品的个数;

(4)用于材料的定位剪切控制;

(5)控制液面的上下限等.

除上面介绍的外, 光电开关还在许多方面得到了应用,例如行程控制,直径控制,转速检测等方面.

限位开关、光电开关和接近开关怎么应用？行程开关的自动控制！

在工厂的实际应用中很多人分不清限位开关，光电开关和接近开关的区别，今天给大家普及一下。

首先限位开关、接近开关和光电开关是三种原理不同的传感器，但作用一样，都是检测位置用的。

限位开关内部接线图

多种方式的限位开关

接近开关： 一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的检测位置的传感器，接近开关又称无触点行程开关，它可以完成行程控制和限位保护等。

该传感器无需与检测物质接触，但是检测物质的材质需要是金属，因为无需与检测接触，因此它的特点是工作可靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环境等。接近开关分为PNP和NPN两种，因此在选择传感器时需要确认好PLC的接法。

三线制接近开关

金属片检测

光电开关； 它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线（或者对光线有遮挡作用）的物体均可以被检测。光电开关有漫反射型，对射型等等，漫反射只需要一个传感器即可完成发射接收，而对射型需要两个传感器，一个发射一个接收。

光电开关也有NPN和PNP型号，但除此之外光电开关也有干结点的，即可以接任意一种PLC。

我们看一下它们的区别；

一外形

限位开关一般是由一个明显的动作部位，而且该部位可以来回运动，运动角度不同，有的可以180度，有的只能90度。

接近开关比较简单，只是单独的一个传感器。

有些光电开关的外形与接近开关一致，但有些则完全不同，需要有发射和接收两部分组成。

二检测距离

限位开关需要与检测物质直接接触。

接近开关较近，一般检测范围一般是3-20mm，取决与传感器，接近开关的检测距离很大程度上与检测头的直径有关，即检测距离越大，需要的直径越大。

左侧检测距离8mm，右侧检测距离15mm

光电开关的检测距离一般很长，有些甚至可以达到几米。这是一个明显优于接近开关的特点，但光电开关的原理与光有关，那么它就有一个明显的缺陷，那就是容易受到水汽灰尘等影响，一旦水汽灰尘将检测路线遮挡，传感器就会失灵，而接近开关检测金属就没有这个问题。

三功能和应用场合

1限位开关为机械开关，试用于不是很使用频率不是很频繁场合，除此之外，有些机械开关可以做成全金属，就可以工作在高温场合，这是其他传感器做不到的。

2接近开关寿命较长，适用于“通过信号”。气缸上的位置检测一般都是接近开关。但因接近开关内部也有电路，因此不能应用在强磁干扰的地方。

3光电开关应用最为广泛，只需要有物体遮挡光源即可触发，因此不能应用在灰尘较大的地方和强磁干扰的地方。

下面给大家带来行程开关的自动控制

小车往复运动的前进、后退的自动控制和电动机的自动往复循环控制，内容：

1.手动控制：前面介绍的异步电动机起动、停止和正反转控制都是由人通过按钮发布命令的。

2.开关自动控制：在现代生产中,常用一些能自动发布命令的开关来实施各种自动控制。

3.开关自动控制种类：通过把不同的物理量转换为开关命令。

当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来控制其运行状况。生产中由于工艺和安全的要求，常常需要控制某些机械的行程和位置。例如，龙门刨床的工作台要求进行往复运动加工产品，在工作台达到极限位置时，必须自动停下来,像这一类的行程控制可以利用行程开关来实现。

行程控制通常用行程开关来实现。

（一）行程开关

1、什么是行程开关？

行程开关又称位置开关或限位开关，是根据运动部件位移来切换电路的一种自动电器，能实现运动部件极限位置的保护。可将机械信号转换为电信号，以实现对机械运动的控制。

2、行程开关结构和分类

主要由触头系统、操作机构和外壳组成。按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。行程开关动作后，复位方式有自动复位和非自动复位两种。

3、行程开关的工作原理

其工作原理同按钮相似，只是变手动为撞块撞击。撞块安装在机械部件的位移的工作台上当运动机械的挡铁压到滚轮上时,杠杆连同转轴一起转动,并推动撞块。当撞块被压到一定位置时，推动微动开关动作，使常开触头分断，常闭触头闭合。在当动动机械的挡铁离开后，复位弹簧使行程开关各部位部件恢复常态.

4、行程开关的图文符号

（二）自动往返控制线路原

电路结构分析:

1、主电路与正反转电路的相同.

2、控制电路与电气互锁的正反转电路相似，但是多了4个行程开关.

3、行程开关SQ 1和SQ 2分别控制工作台左右移动的行程。

4、行程开关SQ 3和SQ 4分别控制工作台左右移动的极限位置。

5、这些行程开关分别由安装在工作台侧面的撞块撞击这些行程开关来实现。

电路工作过程

电动机正反转既可以通过按钮SB1、SB2、SB3手动控制，也可通过行程开关SQ1、SQ2进行自动控制。

行程开关除用来控制电动机的正反转外，还可实现终端保护、自动循环、制动和变速等各项要求。

电动机的自动往复循环控制

万能铣床要求工作台在一定距离内自动往复运动。

1.结构：将SQF的动合触点与反转按钮SBR并联，将SQR的动合触点与正转按钮SBF并联。

2.工作原理:当电动机带动工作台向右运动到极限位置时：撞块a撞SQF，既使其动断触点断开，电动机停转，也使其动合触点闭合，相当于自动按了反转按钮SQR，使电动机反转带动工作台向左运动。

撞块a离开SQF，其触点自动复位，接触器KMR自锁，电动机继续带动工作台向左运动。

当移动到左面极限位置时：撞块b碰到SQR，既使其动断触点断开，电动机停转，又使其动合触点闭合，相当于按下正转按钮SBF，使电动机正转带动工作台向右运动。

如此往复，直至按下停止按钮SBstop才会停止。

1 合上开关QS，按下起动按钮SB2

2 M1通电自锁，电动机正转，拖动运动部件向左运动

3 当部件运动到使其上的撞块B压下行程开关SQ2时，SQ2动断触点断开，KM1失电释放,SQ2动合触点闭合，使KM2得电自锁，电动机正转变为反转，拖动运动部件朝右运动

4 当撞块A压下行程开关SQ1时，电动机又由反转变正转。如此周而复始，运动部件即在受限制的行程范围内进行往返运动.

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