光电传感器的类型

光电传感器的测量属于非接触式测量，目前越来越广泛地应用于生产的各个领域。因光源对光电元件作用方式不同而确定的光学装置是多种多样的，按其输出量性质，可分为模拟输出型光电传感器和数字输出型光电传感器两大类。

1.模拟输出型光电传感器

光电传感器的模拟量检测，即把被测量转换成连续变化的光电流。属于这一类有下列几种应用：

①用光电元件测量物体温度。如光电高温计就是采用光电元件作为敏感元件，将被测物在高温下辐射的能量转换为光电流。

②用光电元件测量物体的透光能力。如测量液体、气体的透明度、混浊度的光电比色计，预防火警的光电报警器等。

③用光电元件测量物体表面的反射能力。如测量表面光洁度、粗糙度等仪器的传感器。

④用光电元件测量物体的位移。如用以检查加工零件的直径、长度、宽度、椭圆度等尺寸的自动检测装置，常采用这类传感器。

2.数字输出型光电传感器

光电传感器的数字量检测，即把被测量转换成断续变化的光电流。这一类应用中，利用光电元件在受光照或无光照时 “有”或 “无”电信号输出的特性，用作开关式光电转换元件，如开关式温度调节装置及转速测量中的光电传感器等。

在选用光电元件时，应结合光源性质及光电元件的特性参数两方面来选用，才能更好地发挥光电器件的功能，达到预期的测量效果。

无论是哪一种测量类型的光电传感器，依被测物与光电元件和光源之间的关系，光电传感器的应用可分为以下四种基本类型，如图10－9所示。

图10－9 光电传感器应用的四种基本类型

（a）被测物是光源；（b）被测物吸收光通量；（c）被测物具有反射能力；（d）被测物遮挡光通量1—被测物；2—光电元件；3—恒光源

①光源本身是被测物，由被测物发出的光通量到达光电元件上。光电元件的输出反映了光源的某些物理参数，如光电比色温度计和光照度计等。

②恒光源发出的光通量穿过被测物，部分被吸收后到达光电元件上。吸收量决定于被测物的某些参数，如测液体、气体透明度和浑浊度的光电比色计等。

③恒光源发出的光通量到达被测物，再从被测物体反射出来投射到光电元件上。光电元件的输出反映了被测物的某些参数，如测量表面粗糙度、纸张白度等。

④从恒光源发射到光电元件的光通量遇到被测物被遮挡了一部分，由此改变了照射到光电元件上的光通量，光电元件的输出反映了被测物尺寸等参数，如振动测量、工件尺寸测量等。

以上提到的 “恒光源”特指辐射强度和波谱分布均不随时间变化的光源。同一光路系统可用于不同物理量的检测，不同光路系统可用于同一物理量的检测，但一般总可归结为以上四种类型，在下面介绍的光电传感器应用举例中，注意：由于背景光频谱及强度等因素对光电元件的影响较大，在模拟量的检测中一般有参比信号和温度补偿措施，用来削弱或消除这些因素的影响。