光电开关和光电传感器 光电开关与光耦的区别

光电开关与光耦的区别

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的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来计数机械臂的运动次数。

光电开关是传感器的一种，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化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的（即电绝缘），所以它可以在许多场合得到应用。采用集成电路技术和SMT表面安装工艺而制造的新一代光电开关器件，具有延时、展宽、外同步、抗相互干扰、可靠性高、工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强的优点。

光电开关工作原理

右图所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，然后用数字积分光电开关或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。

利用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变化；利用光束来反射物体；使光束发射经过长距离后瞬间返回。光电开关是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接地运行。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

光电开关应用

光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。

常用的红外线光电开关，是利用物体对近红外线光束的反射原理，由同步回路感应反射回来的光的强弱而检测物体的存在与否来实现功能的，光电传感器首先发出红外线光束到达或透过物体或镜面对红外线光束进行反射，光电传感器接收反射回来的光束，根据光束的强弱判断物体的存在。红外光电开关的种类也非常的多，一般来说有镜反射式光电开关、漫反射式、槽式、对射式、光纤式等几个主要种类。光电开关快易优自动化选型有收录。

在不同的场合使用不同的光电开关，例如在电磁振动供料器上经常使用光纤式光电开关，在间歇式包装机包装膜的供送中经常使用漫反射式光电开关，在连续式高速包装机中经常使用槽式光电开关。

二、光耦简介

光耦合器（opTIcalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。

光耦工作原理

耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大提高计算机工作的可靠性。

又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。

光电耦合的主要特点

1.输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于10000MΩ，耐压一般可超过1kV，有的甚至可以达到10kV以上。

2.由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象，其输出信号也不会影响输入端。

3.由于发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大，所以，光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。

4.容易和逻辑电路配合。

5.响应速度快。光电耦合器件的时间常数通常在毫秒甚至微秒级。

6.无触点、寿命长、体积小、耐冲击。

三、光电开关与光耦的区别

光电耦合器就是我们所说的光耦，它的原理是通过发光二极管照射三极管从而使得三极管导通和关短，通过调节二极管电压大小调节发光强度，从而使流过三极管的电流变化，常常用光藕是来反馈用。

而光电开关原理类似，不过它只是用来当作开关用的，也就是发光就三极管开通就是，这需要一个挡光的东西，但并不需要调节电流大小，一般用在一般控制上，不能精确表针。

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.

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