光电开关原理及应用|三线光电开关工作原理
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-08-11
光电开关原理及应用 邓重一
摘 要： 介绍了光电开关的原理、术语、种类和使用注意事项；并通过一些实例说明了光电开关的应用。 关键词： 传感器；光电开关；原理；应用
中图分类号：TP212.14 文献标识码：A
一、前言
光电开关是传感器大家族中的成员，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（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍
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的强弱或有无对目标物体进行探测。工作原理如图1所示。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释
（1）、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，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，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，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，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：它包含了在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型槽且阻断光轴时，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。
它们的工作光线示意图如图3所示。
（2）术语解释
常见的术语示意图如图4所示。
①检测距离：是指检测体按一定方式移动，当开关动作时测得的基准位置（光电开关的感应表面）到检测
面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
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的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。
④输出状态：分常开和常闭。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出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。
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，可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。
⑥输出形式：分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/常闭多功能等几种常用的输出形式。
⑦指向角：见光电开关的指向角示意图,即如图4的下部三个小图所示。
⑧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受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须垂直于光电开关的发射光线。常用材料的反射率如表1所示。
表1 常用材料的反射率
⑨环境特性：光电开关应用的环境亦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粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至其使用参数和可靠性降低。较简便的解决方法就是根据光电开关的最大检测距离（Sn）降额使用来确定最佳工作距离。
（3）使用注意事项
①红外线传感器属漫反射型的产品，所采用的标准检测体为平面的白色画纸。
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对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。
④当使用感性负载（如灯、电动机等）时，其瞬态冲击电流较大，可能劣化或损坏交流二线的光电开关，在这种情况下，请将负载经过交流继电器来转换使用。
⑤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。
⑥针对用户的现场实际要求，在一些较为恶劣的条件下，如灰尘较多的场合，所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%，以适应在长期使用中延长光电开关维护周期的要求。
⑦产品均为SMD工艺生产制造，并经严格的测试合格后才出厂，在一般情况下使用均不会出现损坏。为了避免意外性发生，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。
以上各注意事项示意图见图5。
三、应用举例
从图6可以看出光电开关的各种应用。其中，图6（a）为光电开关用于对材料的定位剪切控制；图6（b）为用光电开关来控制液面位的上下限值，当液面位高于或低于上下极限液面位时，光电开关控制电路可使阈门打开或关闭，使液面位的高度保持在上下限之间；图6（c）为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；图6（d）为利用光的直线传播性，检验产品是否等高排列；图6（e）为将光电开关用在流水生产线上，来检测产品的个数；图6（f）为用光电开关检测液面位的高低。
四、结束语
除了以上介绍的例子外，光电开关还在许多方面得到了应用，例如在行程控制、直径限制、转速检测、气流量控制等方面。我们相信光电开关会做得越来越先进，它的应用也会越来越广泛。
三线常开光电开关可以并联使用吗为什么
答：三线常开光电开关可以并联使用。因为并联多个光电开关是为了增加检测面积、扩大感应范围或者提高可靠性。在并联多个光电开关时，需要保证所有的探头都能够被有效地覆盖到。并联的多个光电开关通过电缆将信号传递出去，一般需要设置判定信号的电路来判断何时发生工件运动或者产生异常，从而控制相关的系统。
光电开关为什么有2线制3线制
答：2根线的光电开关表示只有触点的两根线，而3根线的是一对电压线和一根触点线（标有+ -的是电压线，另一根是触点线）
NPN常开三线光电开关怎样接,让光电【不感应时继电器常亮也就是吸合,感...
答：NPN 常开 三线式 光电开关 ：棕色接+24V，蓝色接0V负，黒色是输出：（NPN的黒色输出0V）在棕色线(+24V)与黒色线上接24伏继电器的线圈 。常开：有光感应时，黒色线有输出，继电器吸合。要实现不同的输出逻辑可按以下接负载：最终你要用继电器的触点去控制外部设备，所以常开触点和常闭触点 对输入...
光电开关时怎样接线的
答：光电开关一般是两线和三线的多，两线的就直接接就行，其实就是相当于一个开关，三线的两根是电源，一根是通断的信号线，其中三线的分pnp和npn，一种和0v是一组，一种和电源正是一组，电源电压别搞错了。
光电开关怎么接,光电开关怎么选购?
答：现在常用的红外线光电开关，是运用物体对近红外线光束的反射原理。红外光电开关的种类也非常多，有镜反射式光电开关、漫反射式、槽式、对射式、光纤式等。在实际生活中，光电开关的应用也比较普遍。那么，光电开关怎么接，光电开关又该怎么选购呢？光电开关怎么接 光电开关一般是两线与三线的多，两线的就...
光电开关和继电器怎样控制一个电磁阀动作
答：1、光电开关的棕黑蓝三根线，其中棕黑是电源线，棕线接24V电正极，黑线接负极。蓝线是信号线。2、继电器分输入端和输出端。输入端是接的继电器内部的线圈。输出端有两组，一组是常开的开关，和一组是常闭的开关。3、蓝色信号线接继电器的输入端的一个端子。另一个端子，如果光电开关信号是输出高...
三线光电开关PNP怎么用俩线NPN光电开关代替接线?
答：加个光电耦合开关。NPN光开也是三芯线啊，还是宗+蓝-，黑接到光耦input-，input+加24V，光耦输出是两根线就是高电平输出了
电工:三线光电开关(NPN)的问题。
答：黄/黑是输出.国产的一般是棕黑兰这几个颜色，棕接+ 兰接- 黑接负载比如PLC等。一般驱动100MA以下的负载。如故非要直接驱动大负载的话，推荐你使用继电器输出型的光电开关。一般个头要大些。
光电开关PNP输出与NPN输出有何区别
答：输出形式：分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/常闭多功能等几种常用的形式输出 用万用表的电阻挡测.他们的原理就是放大器的原理.把万用表打到电阻挡,用万用表的2个表笔分别测,会发现电阻无穷大的2跟线,是电源线.那么剩...
摘 要： 介绍了光电开关的原理、术语、种类和使用注意事项；并通过一些实例说明了光电开关的应用。 关键词： 传感器；光电开关；原理；应用
中图分类号：TP212.14 文献标识码：A
一、前言
光电开关是传感器大家族中的成员，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（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍
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的强弱或有无对目标物体进行探测。工作原理如图1所示。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释
（1）、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，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，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，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，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：它包含了在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型槽且阻断光轴时，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。
它们的工作光线示意图如图3所示。
（2）术语解释
常见的术语示意图如图4所示。
①检测距离：是指检测体按一定方式移动，当开关动作时测得的基准位置（光电开关的感应表面）到检测
面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
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的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。
④输出状态：分常开和常闭。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出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。
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，可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。
⑥输出形式：分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/常闭多功能等几种常用的输出形式。
⑦指向角：见光电开关的指向角示意图,即如图4的下部三个小图所示。
⑧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受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须垂直于光电开关的发射光线。常用材料的反射率如表1所示。
表1 常用材料的反射率
⑨环境特性：光电开关应用的环境亦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粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至其使用参数和可靠性降低。较简便的解决方法就是根据光电开关的最大检测距离（Sn）降额使用来确定最佳工作距离。
（3）使用注意事项
①红外线传感器属漫反射型的产品，所采用的标准检测体为平面的白色画纸。
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对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。
④当使用感性负载（如灯、电动机等）时，其瞬态冲击电流较大，可能劣化或损坏交流二线的光电开关，在这种情况下，请将负载经过交流继电器来转换使用。
⑤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。
⑥针对用户的现场实际要求，在一些较为恶劣的条件下，如灰尘较多的场合，所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%，以适应在长期使用中延长光电开关维护周期的要求。
⑦产品均为SMD工艺生产制造，并经严格的测试合格后才出厂，在一般情况下使用均不会出现损坏。为了避免意外性发生，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。
以上各注意事项示意图见图5。
三、应用举例
从图6可以看出光电开关的各种应用。其中，图6（a）为光电开关用于对材料的定位剪切控制；图6（b）为用光电开关来控制液面位的上下限值，当液面位高于或低于上下极限液面位时，光电开关控制电路可使阈门打开或关闭，使液面位的高度保持在上下限之间；图6（c）为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；图6（d）为利用光的直线传播性，检验产品是否等高排列；图6（e）为将光电开关用在流水生产线上，来检测产品的个数；图6（f）为用光电开关检测液面位的高低。
四、结束语
除了以上介绍的例子外，光电开关还在许多方面得到了应用，例如在行程控制、直径限制、转速检测、气流量控制等方面。我们相信光电开关会做得越来越先进，它的应用也会越来越广泛。
答：三线常开光电开关可以并联使用。因为并联多个光电开关是为了增加检测面积、扩大感应范围或者提高可靠性。在并联多个光电开关时，需要保证所有的探头都能够被有效地覆盖到。并联的多个光电开关通过电缆将信号传递出去，一般需要设置判定信号的电路来判断何时发生工件运动或者产生异常，从而控制相关的系统。
答：2根线的光电开关表示只有触点的两根线，而3根线的是一对电压线和一根触点线（标有+ -的是电压线，另一根是触点线）
答：NPN 常开 三线式 光电开关 ：棕色接+24V，蓝色接0V负，黒色是输出：（NPN的黒色输出0V）在棕色线(+24V)与黒色线上接24伏继电器的线圈 。常开：有光感应时，黒色线有输出，继电器吸合。要实现不同的输出逻辑可按以下接负载：最终你要用继电器的触点去控制外部设备，所以常开触点和常闭触点 对输入...
答：光电开关一般是两线和三线的多，两线的就直接接就行，其实就是相当于一个开关，三线的两根是电源，一根是通断的信号线，其中三线的分pnp和npn，一种和0v是一组，一种和电源正是一组，电源电压别搞错了。
答：现在常用的红外线光电开关，是运用物体对近红外线光束的反射原理。红外光电开关的种类也非常多，有镜反射式光电开关、漫反射式、槽式、对射式、光纤式等。在实际生活中，光电开关的应用也比较普遍。那么，光电开关怎么接，光电开关又该怎么选购呢？光电开关怎么接 光电开关一般是两线与三线的多，两线的就...
答：1、光电开关的棕黑蓝三根线，其中棕黑是电源线，棕线接24V电正极，黑线接负极。蓝线是信号线。2、继电器分输入端和输出端。输入端是接的继电器内部的线圈。输出端有两组，一组是常开的开关，和一组是常闭的开关。3、蓝色信号线接继电器的输入端的一个端子。另一个端子，如果光电开关信号是输出高...
答：加个光电耦合开关。NPN光开也是三芯线啊，还是宗+蓝-，黑接到光耦input-，input+加24V，光耦输出是两根线就是高电平输出了
答：黄/黑是输出.国产的一般是棕黑兰这几个颜色，棕接+ 兰接- 黑接负载比如PLC等。一般驱动100MA以下的负载。如故非要直接驱动大负载的话，推荐你使用继电器输出型的光电开关。一般个头要大些。
答：输出形式：分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/常闭多功能等几种常用的形式输出 用万用表的电阻挡测.他们的原理就是放大器的原理.把万用表打到电阻挡,用万用表的2个表笔分别测,会发现电阻无穷大的2跟线,是电源线.那么剩...
