基恩士光電傳感器的組成結(jié)構(gòu)與工作原理
基恩士光電傳感器的組成結(jié)構(gòu)與工作原理
光電傳感器的工作原理是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化,從而實現(xiàn)控制的。
光電開關(guān)是一種小型電子設(shè)備,可以檢測出其接收到光強的變化。
光電傳感器通常由三部分構(gòu)成,它們分別為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。
發(fā)射器帶一個校準(zhǔn)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真空管放大器上。
在金屬圓筒內(nèi)有一個小的白熾燈做為光源,這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。
發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。
接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。
光敏二極管是最常見的傳感器之一,光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣,只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,以便于光線射入,為增加受光面積,PN結(jié)的面積做得較大。
光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,并與負(fù)載電阻相串聯(lián),當(dāng)無光照時,它與普通二極管一樣,反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當(dāng)有光照時,載流子被激發(fā),產(chǎn)生電子-空穴,稱為光電載流子。
在外電場的作用下,光電載流子參于導(dǎo)電,形成比暗電流大得多的反向電流,該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比,于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。
光電開關(guān)光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,還有對電信號放大的功能。
光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,基極不引出,管殼同樣開窗口,以便光線射入。
為增大光照,基區(qū)面積做得很大,發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收。
工作時集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。
在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo,比一般三極管的穿透電流還??;當(dāng)有光照時,激發(fā)大量的電子-空穴對,使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,此刻流過管子的電流稱為光電流,集電極電流Ic=(1+β)Ib,可見光電傳感器光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。
此外,光電傳感器的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。
基恩士光電傳感器角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置,它由很小的三角錐體反射材料組成,能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回。
它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角,使光束幾乎是從一根發(fā)射線,經(jīng)過反射后,仍從這根反射線返回。