光感器電路

1. 感光開關原理

電開關的定義：此種產品以光源為介質、應用光電效應，當光源受物體遮蔽或發生反射、輻射和遮光導致受光量變化來檢測對象的有無、大小和明暗，而向產生接點和無接點輸出信號的開關元件。光電開關包括幾種類型，自身不具備光源，利用被測物體發射的光的變化量進行檢測的；利用自然光對光電開關的照射，物體遮蔽自然光產生的關變化量；光電開關自身具備光源，發射的光源對被檢測物體反射、吸收、和透射光的變化量進行檢測。常用的光源為紫外光、可見光、紅外光等波段的光源，光源的類型有燈泡、LED、激光管等；輸出信號有開關量或模擬量和通訊數據信息等。 光電開關的叫法，主要是輸出為開關量的開關元件。 光電感測器的叫法，涵蓋了輸出開關量、模擬量、通訊數據等。 目前市面光電開關的叫法有分光源、檢測形式、用途、結構等命名的。 如：利用紅外光源的叫紅外光電開關、紅外線光電開關、紅外線光電感測器等。 利用自然光的叫光控開關、光電繼電器等。 利用激光為光源的叫激光光電開關、激光光電感測器等。 利用檢測形式叫熱金屬檢測器，俗稱熱檢等。 利用用途的叫光電距離感測器、安全光幕感測器等。 利用結構的叫光幕感測器等。 這里就簡要舉幾個例子，還有很多的叫法，在此無法一一介紹。 一、光電開關原理與分類 1：按檢測形式的分類 （1）對射式 對射式是由一個發射器與一個接收器相對配置的，發射器發射出的光指向接收器，發射器與接收器之間組成一個閉合光路，通過對光路的光被遮斷或光衰減來進行檢測的一種檢測形式。這種檢測形式作用距離比較長，但需要一個發射器並需要配電；在某些應用場合比如空間狹小，不合適配電的運用上比較麻煩。如圖1a： 圖1a ②發射器與接收器一體化，光傳輸為直流方式的非調制信號，主要小型縫隙光電開關，如U型、C型的槽型光電開關。如圖1b: 圖1b （2）直接反射式 這種方式是把發射器與接收器構為一體，發射器發射的光直接照射到被檢測物上，根據反射光的變化情況來進行檢測的。可以說是近似人的眼睛的一種檢測器。與對射式相比作用距離比較短，只需要單線配電即可，屬於通用檢測器。如圖2： 圖2 （3）鏡面反射式 ①這種方式是把發射器與接收器構為一體，光電開關對置反角矩陣射鏡，發射器的光被反射鏡後反饋回接收器，光電開關與角矩陣反射鏡（多棱鏡）形成閉合光路，通過對光路的光被遮斷或光衰減來進行檢測的一種檢測形式，這種檢測形式作用距離比對射式短，比直接反射式較長。只需要單線配電即可，由於採用反射鏡光軸的調整比對射式容易；反射鏡由多棱鏡角矩陣板或微晶玻璃顆粒反射膜等。如圖3a： 圖3a ② 具有M.S.R功能的反射器式光電開關，如果被檢測物是平面而且有光澤，則會產生誤動作，欲解決此問題，可採用M.S.R功能，它的主要工作原理是基於角矩陣反射器能使偏振光方向改變90°，採用互相垂直的偏振光膜片放在雙鏡頭前，所以使用角矩陣反射器，光路閉合。如果是平面鏡或反光率比較的物體（如：玻璃瓶等）不能改變偏振方向，由它阻擋而產生的反射光不能進入受光器，因此它可以很容易被檢測到，從而解決了由它表面反射而它引起的誤動作問題。如圖3b: 圖3b （4）輻射光檢測形式 通過對被檢測物體輻射出的光進行檢測的形式。如用於鋼鐵行業的對加熱的鐵輻射出的紅外線進行檢測的光電開關。如圖4： 圖4 （5）限定反射式 這種方式是把發射器與接收器構為一體，發射器與接收器形成一個角度，發射光軸與接收光軸交叉區域靈敏度最佳。如圖5： 圖5 （6）夾角式 這種方式是把發射器與接收器構為一體，發射器與接收器形成一個角度，發射光聚焦點與接收光聚焦交叉區域檢測物體，用於精細檢測，如標記檢測等。如圖6： 圖6 （7）同軸檢測式（單鏡頭） 這種方式是把發射器與接收器構為一體，發射光通過鍍膜的半透明鏡片45°折射後通過鏡頭聚焦發射出去，接收光線通過聚焦鏡頭入射到接收器，主要用於標志檢測。目前主流的顏色感測器、標志感測器大多採用這樣方式。如圖7： 圖7 （8）光導纖維式 光導纖維簡稱光纖，目前光纖式光電開關的光纖基本是兩種，一種塑料光纖，價位比較低，普通檢測使用；另一種玻璃光纖，價位比較高，一些檢測精度比較高的場合。 ①：對射式，把光纖套入發射器，把光纖套入接收器，光纖檢測頭相對安置。如圖8a： 圖8a ②：直接反射式，發射器與接收器構為一體，把光纖套入發射器與接收器（光纖放大器），光纖頭為兩根光纖並行，直接檢測物體。如圖8b： 圖8b ③：同軸反射，發射器與接收器構為一體，把光纖套入發射器與接收器（光纖放大器）。光纖頭為兩根光纖並為一根的形式，發射光纖在中間，接受光纖圍著其圓周排列。可以直接反射與鏡面反射，取決於光纖放大器的光學結構。如圖8c： 圖8c 2：按檢測方法的分類 （1）光量法 目前大多數光電開關用來檢測物體有無的均為光量方式，既光源受物體遮蔽或發生反射、輻射和遮光導致受光量變化來檢測對象的有無。 （2）三角測距法 光量方式容易受到物體表面的光潔度、粗糙度、顏色所影響，因此在一些要求比較高的場合就需要採用距離法檢測。 （3）激光測量法 由激光器對被測目標發射一個光信號， 然後接受目標反射回來的光信號，通過測量光信號往返經過的時間， 計算出目標的距離。 3：按光源種類的分類 光源目前採用的大多是發光二極體（LED），根據不同使用目的的區別使用。 （1）白熾燈式（可見光） 用於需要白光的標志檢測器，由於壽命與抗震性能，現在使用比較少。 （2）發光二極體（LED）式（可見光、近紅外光） 具有調制容易、壽命長、小型、功耗小、抗震等優點是光電開關理想的光源，可用於各種用途。 （3）熒光式（可見光） 主要用於需要長度的光電系統（圖像感測器等） （4）紫外光式（不可見光） 通過照射紫外線用於檢測發生可見光的物體（熒光整理疵點、食品中的異物等）。 （5）氣體激光式（可見光） 光束比較強，用於探傷系統、條形碼系統、及強光衰減大的場合，如蒸汽、煙霧、火焰等場合。 （6）半導體激光式（紅光、近紅外光） 具有較強的透射率和容易調制的特性，用於如蒸汽、煙霧、火焰等場合鋼鐵行業與安防。 4：按光源調制種類的分類 （1）直流光式 使發射器的光線為不變的直流光，包括白熾燈和用直流驅動的發光二極體。這種方式有線路簡單、響應速度快的特點，但是抗光干擾比較弱，目前僅在較短的距離檢測中使用。 （2）調制式 ①、脈沖調制式 使發射器發的出光線為具有一定頻率的脈沖波，一般稱為調制光，採用這種方式除了可以獲得峰值很高的光脈沖功率外，還可以對接收器輸出採用具有頻率選擇的交流放大器進行放大，從而減少周圍光線和電氣雜訊的影響，這是目前國內外使用最廣的一種方式。 ②機械旋轉調制式 對光源用棱鏡或轉盤孔旋轉後，提取脈沖信號，如用於區域檢測和熱金屬輻射的掃描檢測等。 ③、掃描式 將多個發射器與接收器組合，通過同步信號逐一掃描，防止相互干擾。如用於光幕感測器。 5：按供電種類的分類 （1）直流式 採用直流電壓供電的形式，一般大多採用12-24V（10-30V）的直流電壓的供電。 （2）交流式 採用交流電壓供電，電壓范圍為90-240V交流電，滿足110VAC與220VAC場合的供電 （3）直流交流混合式 直流電壓與交流電壓都可以直接接入同一個供電迴路的形式，直流電壓范圍12-240V，交流電壓范圍24-240V，此形式適應性比較靈活，不需要考慮配電的問題。 6：按輸出種類的分類 （1）三極體NPN輸出 （2）三極體PNP輸出 （3）三極體NPN與PNP混合輸出 （4）固態隔離無觸點輸出 （5）繼電器觸點輸出 （6）可控硅輸出 （7）模擬電壓 （8）模擬電流 （9）數據信號 7：按結構種類的分類 （1）內藏放大器式 即把發光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關驅動電路裝配在一個殼體里，接通直流電源就可以獲取ON-OFF開關輸出，不需要專用放大器，抗噪音能力強，壽命長，電纜線可延長等優點，是主流的一種光電開關。 （2）放大器分離式 這是種早期採用比較多的方式，發光、感光元件裝在探頭內，用屏蔽線與專用放大器（光電開關主體）連接。主要是探頭可以安裝在比較狹小的空間對比較小的物體進行檢測，但是有抗雜訊能力的問題。隨著技術的發展，內藏放大器式的光電開關的體積越來越小；這種形式採用相對較少，尤其是光纖感測器的發展。 （3）光纖式 這種光電開關是放大器分離式與內藏放大器式結合的產品，通過光纖才傳輸光信號，光電開關主體上套上光纖線，另一頭光纖探頭可以對被檢測物體進行檢測，其優點光纖探頭比較小，可以檢測比較微小的物體，光纖線傳輸的只是光信號，所以不用考慮放大器分離式那樣需要考慮抗雜訊能力的問題。 （4）自控式 這種光電開關是具有一定功能性的。把發光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關驅動電路、電源、繼電器等都裝配在一起，接上交流或直流電源就可以工作。同時還具有其他一些功能如動作信號的延時、光電開關的信號靈敏度調節等。

2. 光感感測器工作原理

光感感測器工作原理：

利用激光技術發展而成的高性能感測器。激光，是20世紀60年代初迅速發展起來的又一新技術，它的出現標志著人們掌握和利用光波進入了一個新的階段。

由於以往普通光源單色度低，故很多重要的應用受到限制，而激光的出現，使無線電技術和光學技術突飛猛進、相互滲透、相互補充。利用激光已經製成了許多感測器，解決了許多以前不能解決的技術難題，使它適用於煤礦、石油、天然氣貯存等危險、易燃的場所。

用激光製成的光導纖維感測器，能測量原油噴射、石油大罐龜裂的情況參數。在實測地點，不必電源供電，這對於安全防爆措施要求很嚴格的石油化工設備群尤為適用，也可用來在大型鋼鐵廠的某些環節實現光學方法的遙測化學技術。

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光感感測器的種類：

1、環境光感測器：在手機、筆記本等移動應用中，顯示器消耗的電量高達電池總電量的30%，採用環境光感測器可以最大限度地延長電池的工作時間。

另一方面，環境光感測器有助於顯示器提供柔和的畫面。當環境亮度較高時，使用環境光感測器的液晶顯示器會自動調成高亮度。當外界環境較暗時，顯示器就會調成低亮度，實現自動調節亮度。 環境光感測器需要在晶元上貼一個紅外截止膜，甚至直接在矽片上鍍制圖形化的紅外截止膜。

2、紅外光感測器

該紅外光感測器使用充電的熱電堆與溴碘化鉈（KRS-5）窗口來感應580到40000nm的波長。該感測器使得學生可以自己測量一系列現象，包括自己手掌的紅外輻射。

3、太陽光感測器：可識別水平，垂直各360度。太陽所在的位置，識別，陰天，多雲天，半陰天，晴天及晚上白天。跟蹤方位識別。識別電路處理和侍服驅動。採用數字晶元完成以上各信息的處理。可侍服各種普通電機，步進電機。整機功耗電流3mA，晶元工作電壓5V。

3、紫外光感測器：使用一個過濾片測量紫外光波段（315nm-400nm）。除去濾光片，感測器可同時感應可見光。感測器包括紫外光濾光片，一個瞄準儀，和感測器手柄。

3. 求光感開關的工作原理及電路圖

光感開關的工作原理光感開關可以將脈沖拉低一次.光電開關工作電壓為20V.主板上PCELL插件從右到左順序依次為1空-2RM信號-3+20V-4GND.若有物體經過,2腳的20V拉低到0V,在萬用表上不反應到0V,只能看到電壓跳到5V附近.經過D1降壓送到HC04.HC04是 施密特觸發器,有反向和調整功能.信號經D1二極體降壓到HC04-1腳進,2腳連3腳,4腳出到LVC4225A的3腳此時晶元也是同相和保護CPU的,假如信號電平電壓超過8V,溫度超過80度,該晶元就保護不了工作.信號從21 腳送到CPU的23腳.脈沖電平拉低一次就成0V即前面提到的幾個腳末工作時為5V的高電平,一經物體經過,則這型腳的電平降為0V,可依次測量判斷.註：帶延時光感式插鑰取電開關——適用於賓館客房。 電路圖： http://circuit.eeworld.com.cn/dianlu/9082384559.gif

4. 光敏電阻的具體原理及適用電路

光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應。當有光照時電阻很小。無光照時電阻很大。可用晶體管組成放大器，做成自動控制電路。實現你所需要的電路。把光敏電阻作為晶體管的偏流電阻。這樣當有光照時晶體管導通，驅動靈敏繼電器。用繼電器接通電動機。將窗簾打開。繼電器可用JRX--13F靈敏繼電器。其吸合電流不大於50MA。前級放大器可用達林頓管組成。放大器後可接一個反向器。反向器驅動繼電器。你可在網上搜索一下「光電控制電路，有很多資料。

5. 如何製作光敏開關電路

如何製作光敏開關電路，可用於在規模自動照明等應用，一束光的內作用下自動打開門，可使容用電子計劃從下圖。這種光敏開關電路使用照片的檢測方法電橋電路，並放置在一個比較「平衡電橋」探測器使用的元素 。比較器輸出通過一個晶體管可控硅。對於這條賽道，必須採取防護措施，因為它不是從光致抗蝕劑（LDR）的絕緣。IC1是比較配置和使用的電壓會在反相輸入端（負）的潛力將超過同相輸入端電壓約1.8 V時 。
電阻R5創建一個滯後約1 V的振盪光的限制，以防止T1和晶閘管 。比較器的臨界點，可從P1調整。隨著電位設置為最低（最小阻力）燈將被點亮黃昏。如果您想了解更多的靈活性，取代的1Mohm價值P1 。如果你想反向操作，在光敏計劃的立場是可以改變的P1/R4組 。LA1燈熄滅，在這種情況下，在黑暗中。最大柵電流250微安的Th1，這意味著你需要使用一個非常敏感的晶閘管 。

6. 光感應開關的原理和簡單製作方法。

工作原理：

光控燈開關的電路如圖虛線框內所示。VS是普通單向晶閘管，其觸發信號由電阻器R和光敏電阻器RL對220V交流電的分壓（忽略電燈絲電阻）得到。

VD是普通二極體，主要用於防止RL兩端反向電壓對VS控制極的損壞。白天，環境自然光線較強，RL呈低阻值（≤2kΩ，RL兩端交流電壓小於VD和VS控制極的導通電壓（約0.65V＋0.65V=1.3V），VS處於阻斷狀態，電燈H不亮。

夜晚，環境自然光線變暗，RL呈高阻值（＞1MΩ），VS從RL兩端獲得足夠觸發電壓而導通，H通電自動點亮。

元器件選擇：

VS選用MCR100-8（1A、600V）或BT169D（1A、400V）型普通塑封單向晶閘管，要求控制（也叫門極）觸發電流Ig＜20μA。VD用1N4004型硅整流二極體。

RL用MG45-12型非密封光敏電阻器，其它亮阻≤2kΩ、暗阻≥1MΩ的光敏電阻器也可代用。R採用RTX-1/8W型碳膜電阻器。

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光控開關/光控時控器採用先進的嵌入式微型計算機控制技術，融光控功能和普通時控器兩大功能為一體的多功能高級時控器（時控開關），根據節能需要可以將光控探頭（功能）與時控功能同時啟用，將達到最佳節能效果。

是路燈、景觀燈、廣告燈箱、霓虹燈等設備的最佳節能控制裝置；可廣泛應用於街道、鐵路、車站、航道、學校及供電部門等一切需要時間控制的應用場所。現在國內主要的品牌有燈聯網、艾貝斯等，代表型號有ET101.1、ET102.1等。

7. 光敏感應開關的電路功能和工作原理

要知道只有當左邊的三極體截止右邊的三極體才會導通，那個器件才會導電。
有光的時候光敏電阻減小，左邊三極體基極電流增大，集電極電流增大，左邊三極體導通，右邊三極體基極相當於接地，右邊三極體截止，器件不通電。同理分析沒有光的時候就可以了。

8. 用光敏電阻、LED設計一個光控電路，要求暗的時候lLED發光，亮的時候LED滅。 電路盡量簡單，請畫出電路圖

「光」黑天10M白天1K，與10K分壓，通過運放lm358進行電壓比較，使得三極體導通或者截止，控制燈的亮滅，圖中假設的led是小led，vcc電壓是5V。如是1Wled，可以把led串的電阻1k改成10歐，並且圖中的三極體兩個電阻「10,10」要是功率電阻，不過這樣功耗比較大，用專門的恆流晶元可代替三極體，當然這個另說。三極體假定9013.圖中變阻器是為了調節具體要用多大的電壓與「光」的分壓相比較，如果比光的分壓大，則三極體截止，小則導通，白天「光」1K。圖中A點電壓會變低，則LM358輸出低電平，三極體不導通，燈就滅了，反之亦然。

當然也有辦法讓在不用光照下實現不同的led亮度，當然也還用這個電路，不過需要引入負反饋，當然這件事另說了。

9. 光纖感應器是否可以實現直接控制電路

可以實現，但是需要做好保護。
光線感應器也叫做亮度感應器，英文名稱為Light-Sensor，很多平板電腦和手機都配備了該感應器。一般位於手持設備屏幕上方，它能根據手持設備目前所處的光線亮度，自動調節手持設備屏幕亮度，給使用者帶來最佳的視覺效果。例如在黑暗的環境下，手持設備屏幕背光燈就會自動變暗，否則很刺眼。
軟體可以利用光線感測器的數據自動調節顯示屏亮度——當環境亮度高時，顯示屏亮度會相應調高;當環境亮度低時，顯示屏亮度也會相應調低。三星高端Galaxy型號手機能利用先進的光線感測器，獨立地測量白、紅、綠和藍光的亮度。Adapt Display功能利用這些數據優化顯示屏的畫面質量。
光線感應器是由兩個組件即投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡將之聚焦，經傳輸而至受光器之透鏡，再至接收感應器，接收感應器將收到之光線訊號轉變成電信號，此電信訊號更可進一步做各種不同的 開關 及控制動作，其基本原理即對投光器受光器間之光線做遮蔽之動作所獲得的信號加以運用以完成各種自動化控制。
我們再說一下它的另外一個功能：我們每個人打電話時，為了聽的更清晰，都會將手機湊近耳朵接聽電話。 這樣我們就會注意到一個有趣的現象：當我們將手機貼在臉上時，手機屏幕就會自動熄滅，防止因臉部不小心碰到手機引發操作。而當我們打完電話需要掛電話時，手機一旦離開臉部就會自動亮起。這其中就是光線感應器的功勞了。