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![光电开关传感器-课程设计[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/342ec96f011ca300a6c39021.png)
天津工业大学传感器及测试技术课程设计2010 年11 月24 日摘要本文介绍了光电传感器中光电开关的工作原理及性能,说明了光电开关在现代生活中的重要地位,显示了光电技术在日常生活生产中推广应用的巨大潜力。
从分析光电传感器的原理出发，着重对它在生产生活等领域进行分析。
通过传感器外形结构图和应用电路图，了解光电传开关的工作原理、结构、使用方法以及主要事项。
介绍了该传感器的特点、应用领域、开始与未来的发展以及成像特点。
关键词：光电开关光电传感器目录摘要 (II)第一章光电开关介绍 (1)1.1 光电开关的介绍 (1)1.2 光电开关的分类 (1)1.2.1 按检测方式分 (1)1.2.2 按结构分类 (3)1.3 光点开关的应用图例 (3)1.4 光电开关专用名词的解释 (5)1.5 光电开关的特点 (6)第二章光电开关的原理 (8)2.1 光电效应 (8)2.2 光电开关中的主要光电元件 (8)2.2.1 光敏电阻 (8)2.2.2 光敏二极管 (8)2.2.3 光敏三极管 (9)2.3 光电开关的基本原理 (9)2.4 光电接近开关 (10)2.5 光电开关与光电耦合器的区别 (11)第三章光电开关在实际生活中的应用 (13)3.1 漫射式烟雾报警器 (13)3.2 光电开关在生产线中的应用 (13)第四章光电开关使用注意事项 (15)4.1 避免强光源 (15)4.2 镜面角度影响 (15)4.3 排除背景物影响 (15)参考文献 (16)第一章光电开关介绍1.1 光电开关的介绍光电开关（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。
安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。
传感器应用课程设计系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：机自082姓名：孟祥杰日期：2010年12月23日1目录目录 (2)第一章：设计题目 (3)第二章：设计要求 (3)第三章：题目分析 (3)第四章：整体构思 (4)第五章：具体实现 (4)5.1电源部分 (4)5.2光电检测部分 (4)5.3单片机控制计数部分 (5)5.4显示部分 (7)5.5报警器部分 (8)5.6程序设计部分 (9)5.7焊接部分 (11)第六章：定性说明 (11)第七章：实验时遇到的困难和排除措施 (11)第八章：设计心得体会 (12)第九章：参考文献 (12)第十章：附录 (14)2传感器应用课程设计组员：孟祥杰，周杨，祖傲松，彭海明，陈飞，郑金福一、设计题目：基于单片机的工业产品自动计数器二、设计要求：1、数码管可以显示产品个数（0-99），自由设定产品报警个数（比如8），当产品数目是8的个数时，发出报警（蜂鸣器响）。
2、独立设计电路，应包括单片机小系统、红外光电开关、数码管显示部分。
3、五人一组，每组选一个组长。
三、题目分析：当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。
计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。
本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。
单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。
在工业生产中。
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
本系统就是充分利用了8052芯片的I/O引脚。
系统以采用MCS-51系列单片机Intel8052为中心器件来设计计算器控制器，实现了能根据实际输入值显示并存储的功能，计算程序则是参照教材。
光电探测的课程设计一、教学目标本节课旨在让学生掌握光电探测的基本原理、方法和应用，培养学生的实验技能和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解光电效应的基本原理；（2）掌握光电探测器的结构和工作原理；（3）熟悉光电探测在实际应用中的重要作用。
2.技能目标：（1）能够运用光电效应解释日常生活中的现象；（2）能够设计简单的光电探测器并进行实验；（3）具备分析光电探测数据和处理实验结果的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学探究的兴趣和好奇心；（2）增强学生的团队协作意识和沟通能力；（3）培养学生关注社会热点、将所学知识应用于实际问题的意识。
二、教学内容1.光电效应的基本原理；2.光电探测器的结构和工作原理；3.光电探测在实际应用中的例子；4.光电探测实验的设计与操作。
三、教学方法1.讲授法：用于讲解光电效应的基本原理和光电探测器的结构；2.讨论法：用于探讨光电探测在实际应用中的意义；3.实验法：用于培养学生的动手能力和实验技能；4.案例分析法：通过分析具体案例，使学生了解光电探测在实际生活中的应用。
四、教学资源1.教材：提供光电效应和光电探测器的基本知识；2.参考书：为学生提供拓展阅读材料；3.多媒体资料：通过动画、视频等形式，形象地展示光电效应和光电探测的原理；4.实验设备：为学生提供光电探测实验所需的器材和试剂。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置与课程内容相关的作业，评估学生的理解和掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、数据处理和分析能力；4.期末考试：全面测试学生对本课程知识的掌握和应用能力。
5.平时表现：积极参与课堂活动，主动提问和回答问题；6.作业：按时完成，答案准确，能体现对知识的理解和运用；7.实验报告：内容完整，数据准确，分析深入，表达清晰；8.期末考试：成绩达到课程设定的一定分数。
目录摘要 (1)一课程设计任务和功能要求 (1)1.1设计应用背景 (1)1.2设计原理 (1)1.3系统结构 (2)二传感器模块设计 (3)2.1脉冲信号的获得 (3)2.2霍尔传感器 (3)2.3光电传感器 (3)2.4光电编码器 (4)2.5三套方案的选择与比较 (4)三.设计总结 (5)3.1硬件连接 (5)3.2实验程序及分析 (6)3.4原理图 (7)3.5 PCB原理图 (7)四.设计总结 (8)五.参考文献 (9)六.成员及分工情况 (9)附录 (9)摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速，首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。
关键词：拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速一课程设计任务和功能要求任务：电机转速自动检测功能要求：请设计一种电机转速监控装置，能够提供电机转速的电量信息。
1.1设计应用背景电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力，广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域，在我国，电动机的用电量已经占到社会总用电量的60％以上。
我国能源相对缺乏，优质能源严重短缺，同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展，从节约能源，保护环境出发，我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品，降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段，是利国利民的大事。
对老式耗能大的电动机必须进行节能改造，因此，研究其节能问题具有非常重要的意义。
1.2设计原理（1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接收开关，圆盘转动一圈即发光电管导通一次，利用此信号作为进行脉冲计数所需。
传感器课程设计论文光电一、教学目标本课程旨在通过学习光电传感器的相关知识，使学生掌握光电传感器的基本原理、主要类型及其应用。
在知识目标方面，要求学生了解光电效应、光电器件的工作原理，掌握光电传感器的组成、特性及基本应用。
在技能目标方面，要求学生能够分析实际问题，选择合适的光电传感器进行设计、调试和应用。
在情感态度价值观目标方面，培养学生对科技创新的兴趣，增强环保意识，明白光电传感器在节能减排方面的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电传感器的基本原理、主要类型及其应用。
首先，介绍光电效应和光电器件的工作原理，使学生了解光电传感器的工作基础。
其次，介绍各种光电传感器（如光敏电阻、光电晶体管、光电二极管等）的组成、特性及应用，使学生掌握实际应用中如何选择和利用光电传感器。
再次，通过实际案例分析，使学生学会分析问题、解决问题，提高学生的实际应用能力。
最后，介绍光电传感器在节能减排方面的应用，提高学生的环保意识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行。
首先，采用讲授法，系统地传授光电传感器的基本原理、主要类型及其应用。
其次，采用讨论法，引导学生主动思考、提问，培养学生的创新思维。
再次，采用案例分析法，使学生学会分析实际问题，提高学生的实际应用能力。
此外，还将安排实验环节，使学生在动手实践中掌握光电传感器的工作原理和应用方法。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：教材《传感器技术与应用》、参考书《光电传感器》、多媒体资料（包括光电传感器的原理动画、实际应用案例等）、实验设备（如光电传感器、实验板等）。
这些教学资源将有助于提高学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解和掌握光电传感器的相关知识。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多元化的评估方式。
平时表现方面，将通过课堂参与、提问、讨论等方式进行评估。
光电传感器应用技术课程设计一、前言光电传感器是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器，广泛应用于自动化控制、光电测量等领域。
在本次课程设计中，我们将学习和探究光电传感器的应用技术。
二、设计目标本次课程设计旨在通过以下几个方面，提高学生对光电传感器的应用技术理论和实践能力：1.掌握光电传感器的工作原理和分类；2.学习光电传感器的电路设计和调试方法；3.熟悉光电传感器的应用技术，并进行相关实验验证；4.进行光电传感器应用案例研究，了解光电传感器在实际工程中的应用。
三、设计内容1. 光电传感器工作原理和分类在课程开始前，先介绍光电传感器的工作原理和分类。
要求学生能够掌握光电传感器的基本工作原理，并对其常见的分类进行了解。
2. 光电传感器电路设计和调试方法在本部分中，要求学生能够掌握光电传感器电路的设计方法、调试方法和注意事项，并进行相关实验验证。
3. 光电传感器应用技术实验在本部分中，要求学生进行光电传感器的应用技术实验，掌握光电传感器在不同应用场景下的应用方法，如基于光电传感器的红外测距、防撞装置等。
4. 光电传感器应用案例研究在本部分中，要求学生进行光电传感器应用案例研究，了解光电传感器在实际工程中的应用，如检测和控制产品质量、自动化工厂流程控制等。
四、教学方法1.理论讲授与实践操作相结合；2.案例分析与应用案例研究相结合；3.导师指导和学生探究相结合。
五、教学评估1.实验报告：学生需要提交实验报告，包括实验目的与要求、实验内容与步骤、实验数据与分析、实验结论与思考等内容，占总成绩的30%；2.应用案例研究：学生需要提交针对光电传感器应用案例的研究报告，占总成绩的40%；3.实践操作：学生需要进行实践操作，并在导师的指导下完成相关任务，占总成绩的30%。
六、总结本次光电传感器应用技术课程设计旨在提高学生对光电传感器的应用技术理论和实践能力，通过课程学习，学生可以掌握光电传感器的工作原理和分类、电路设计和调试方法、应用技术实验和应用案例研究等内容，为日后从事相关工程技术奠定基础。
认识和应用光电传感器公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生了解光电传感器的基本概念和工作原理。
2. 使学生掌握光电传感器的应用方法和技巧。
3. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 光电传感器的基本概念介绍光电传感器的定义、分类和特点。
2. 光电传感器的工作原理讲解光电传感器的工作原理，包括光敏元件、光电器件等。
3. 光电传感器的应用方法介绍光电传感器的应用领域，如自动控制、光电开关等，并演示实际应用案例。
4. 光电传感器的调试与维护讲解光电传感器的调试方法，如参数设置、故障排查等，以及日常维护注意事项。
5. 动手实践：制作光电传感器应用电路分组进行动手实践，引导学生根据实际需求设计并制作光电传感器应用电路。
三、教学过程1. 导入：通过展示光电传感器的实际应用场景，引发学生兴趣，导入新课。
2. 理论讲解：讲解光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法。
3. 案例分析：分析光电传感器在实际应用中的典型案例，让学生更好地理解理论知识。
4. 动手实践：分组进行光电传感器应用电路的制作，培养学生的动手能力和团队协作精神。
5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出课后思考题，拓展学生的知识面。
四、教学评价1. 课堂讲解评价：评估学生对光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法的掌握程度。
2. 动手实践评价：评估学生在动手实践环节的制作效果，包括电路设计、元件焊接等。
3. 课后作业评价：评估学生对课堂内容的复习和拓展情况。
五、教学资源1. 教材：光电传感器相关教材或教学资源。
2. 实验器材：光电传感器、电路元件、实验板等。
3. 辅助工具：示波器、Multimeter 等调试工具。
4. 教学课件：制作光电传感器相关课件，辅助讲解和展示。
六、教学方法1. 讲授法：通过讲解光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法，使学生掌握相关知识。
2. 案例分析法：通过分析实际应用案例，让学生更好地理解光电传感器的工作原理和应用。
传感与检测系统作业实验报告一、课题以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，设计智能家居监控系统。
利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾(烟雾)的检测（检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成）。
各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。
二、设计目的1、掌握温度、气敏、光电开关等传感器检测系统的原理；2、掌握智能家居检测系统的设计方法；3、掌握智能家居检测系统的性能指标和调试方法。
三、设计任务及要求1、任务：设计一个温度检测系统，一个烟雾检测系统，一个红外检测系统；2、要求：（1）温度传感器输出温度由7SEG-MPX4-CA显示，当检测温度值大于设定值时系统自动报警；（2）气敏传感器检测到煤气浓度大于设定值时系统自动报警；（3）光电开关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，即检测外人闯入。
四、设计原理1、设计总体方案据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图所示：智能家居系统原理框图2、各部分功能Ⅰ. 家居温度检测（1）DS 18B20简介（2）利用DS-18B20数字温度传感器，对室内温度进行检测。
该传感器独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0 V 至 5.5V无需备用电源测量温度范围为-55℃至+125℃ 。
华氏相当于是-67℉到257℉-10℃至+85℃范围内精度为±0.5℃。
（3）测量原理:DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理如图所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
课程设计任务书目录1 引言 (1)2 设计原理及概述 (2)3 内容及要求 (2)4 方案设计 (2)5元件清单 (3)6 硬件电路设计 (3)6.1 发射电路 (3)6.2 接收电路 (4)6.3 放大电路 (4)6.4 报警电路 (5)7 软件模拟设计 (6)8 仿真模拟及结果测试 (7)9 设计中的问题及解决方法 (7)10 参考文献 (8)11 课程设计总结 (8)1引言报警器的应用非常广泛。
在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。
随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这点。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
2 原理及概述传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的原理有各种各样，光电式传感器，是将光通量转化为电量的一种传感器，光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。
由于光电测量方法灵活多样，可测参数多众多，一般情况下具有非接触、高精度、高变率、高可靠性和反应快等特点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD 器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器的内容及其丰富，在检测和控制领域中得到广泛的应用。
3 内容及要求内容：本课程设计就是用发光电器件发光二极管和光敏二极管组成防盗电路。
发光二极管和光敏二极管组成一类似开关作用，再通过一发光二极管和蜂鸣器发出警告。
设计电路应包括两部分：硬件电路和软件模拟。
其中，硬件电路又包括调制电路，发光电路，接收电路，放大电路和报警电路。
天津工业大学传感器及测试技术课程设计2010 年11 月24 日摘要本文介绍了光电传感器中光电开关的工作原理及性能,说明了光电开关在现代生活中的重要地位,显示了光电技术在日常生活生产中推广应用的巨大潜力。
从分析光电传感器的原理出发，着重对它在生产生活等领域进行分析。
通过传感器外形结构图和应用电路图，了解光电传开关的工作原理、结构、使用方法以及主要事项。
介绍了该传感器的特点、应用领域、开始与未来的发展以及成像特点。
关键词：光电开关光电传感器目录摘要 (II)第一章光电开关介绍 (1)1.1 光电开关的介绍 (1)1.2 光电开关的分类 (1)1.2.1 按检测方式分 (1)1.2.2 按结构分类 (3)1.3 光点开关的应用图例 (3)1.4 光电开关专用名词的解释 (5)1.5 光电开关的特点 (6)第二章光电开关的原理 (8)2.1 光电效应 (8)2.2 光电开关中的主要光电元件 (8)2.2.1 光敏电阻 (8)2.2.2 光敏二极管 (8)2.2.3 光敏三极管 (9)2.3 光电开关的基本原理 (9)2.4 光电接近开关 (10)2.5 光电开关与光电耦合器的区别 (11)第三章光电开关在实际生活中的应用 (13)3.1 漫射式烟雾报警器 (13)3.2 光电开关在生产线中的应用 (13)第四章光电开关使用注意事项 (15)4.1 避免强光源 (15)4.2 镜面角度影响 (15)4.3 排除背景物影响 (15)参考文献 (16)第一章光电开关介绍1.1 光电开关的介绍光电开关（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。
安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。
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。
光电开关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。
接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。
但是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、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。
目前，这种新型的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。
图1 开关传感器1.2 光电开关的分类1.2.1 按检测方式分常用光电开关的分类方法：按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型。
对射式检测距离远，可检测半透明物体的密度（透光度）。
反射式的工作距离被限定在光束的交点附近，以避免背景影响。
镜面反射式的反射距离较远，适宜作远距离检测，也可检测透明或半透明物体。
表1给出了光电开关的检测分类方式及特点说明。
表1 光电开关的检测分类方式及特点说明1.2.2 按结构分类光电开关按结构可分为放大器分离型、放大器内藏型和电源内藏型三类。
放大器分离型是将放大器与传感器分离，并采用专用集成电路和混合安装工艺制成，由于传感器具有超小型和多品种的特点，而放大器的功能较多。
因此，该类型采用端子台连接方式，并可交、直流电源通用。
具有接通和断开延时功能，可设置亮、音动切换开关，能控制6种输出状态，兼有接点和电平两种输出方式。
放大器内藏型是将放大器与传感一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成，使用直流电源工作。
其响应速度局面（有0.1ms和1ms两种），能检测狭小和高速运动的物体。
改变电源极性可转换亮、暗动，并可设置自诊断稳定工作区指示灯。
兼有电压和电流两种输出方式，能防止相互干扰，在系统安装中十分方便。
电源内藏型是将放大器、传感器与电源装置一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成。
它一般使用交流电源，适用于在生产现场取代接触式行程开关，可直接用于强电控制电路。
也可自行设置自诊断稳定工作区指示灯，输出备有SSR固态继电器或继电器常开、常闭接点，可防止相互干扰，并可紧密安装在系统中。
1.3 光点开关的应用图例表2 光点开关的应用图例13.开关位置的确认1.4 光电开关专用名词的解释表2 光电开关的名词解释1.5 光电开关的特点1、检测距离长如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无法离检测。
2、对检测物体的限制少由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。
3、响应时间短光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。
4、分辨率高能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。
也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。
5、可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。
因此，传感器能长期使用。
6、可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。
利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。
7、便于调整在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
第二章光电开关的原理2.1 光电效应用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
通常把光电效应分为3类，如表3所示。
表3 光电效应的分类即相关元件2.2 光电开关中的主要光电元件2.2.1 光敏电阻光敏电阻如图2所示。
在半导体光敏材料两端装上电极引线，，将其封装在带有透明窗的管壳里。
两电极常做成梳状，可增加灵敏度，如图2b所示。
图 2 光敏电阻a）原理图 b）外形图 c）图形符号2.2.2 光敏二极管光敏二极管如图3所示。
从图3c可以看出，光敏二极管在电路中，处于反向偏置状态。
当光照射在光敏二极管的PN结（又称阻挡层）上时，在PN结附近产生的电子－空穴对数量也随之增加，当在光敏二极管两端施加电压后，流过PN结的光电流IΦ也相应增大，光电流与光照度E成正比。
图 3 光敏二极管a）外形图 b）内部结构 c）结构简化图 d）图形符号1－负极引脚 2－管芯 3－外壳 4－聚光镜 5－正极引脚2.2.3 光敏三极管光敏三极管与普通三极管相似，也有电流放大作用。
NPN型光敏三极管示意图如图4所示。
多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正负（C、E）两个引脚，所以其外形与光敏二极管相似，从外观上较难区别。
图4 光敏三极管示意图a）内部组成 b)原理电路 c）图形符号1－集电极引脚 2－管芯 3－外壳 4－聚光镜 5－发射极引脚光线通过透明窗口落在集电结上，当电路按图4b所标示的电压极性连接时，集电极电流I C是原始光电流的β倍2.3 光电开关的基本原理在图中，当无脉冲信号输入时，三极管BG处于截止状态，发光二极管无电流流过不发光，则a、 b两端电阻非常大，相当于开关“断开”。
当输入端加有脉冲信号时，BG导通，发光二极管发光，则a、b两端电阻变得很小，相当于开关“接通”。
故称无信号时开关不通，为常开状态。
下图中（b）所示电路则为“带闭”状态，因为无信号输入时，虽BG截止，但发光二极管有电流通过而发光，使a、b两端处于导通状态，相当于开关“接通”。
当有信号输入时，BG导通，由于BG的集电结压降在0．3V以下，远小于发光二极管的正向导通电压，所以发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻极大，相当于开关“断开”，故称“常闭”式。
图5 光点接近开关原理2.4 光电接近开关光电接近开关电路原理图如图6所示，图6中的元件参数见附表。
由555构成多谐振荡器，从③脚输出38kHz的方波信号。
经VT1驱动红外发射管VD2向外发射频率为38kHz红外调制信号。
之所以选用38kHz的红外调制信号，是由于选用的红外接收头U1的频率响应为38kHz(U1型号AT138B的“38”表示响应频率大小，其外观和引脚如图1右方所示)。
当有障碍物靠近时，红外线反射回来被U1所接收，当接收到的红外信号足够强时输出(OUT)为低电平，否则为高电平。
如果用5V供电，输出(OUT)为TTL电平可直接与微处理器相接。
多谐振荡器的振荡频率计算公式为：t1≈0.7(R1+R2)×C1；t2≈0.7(R3+R4)×C1；f=1/(t1+t2)。
调试时使输出波形的占空比尽量为1:1，经过试验发现只要占空比偏离1:1不太多则无影响，但频率不要偏离38kHz太多，否则探测精度会下降，频率偏离太大时则U1无响应。
经过计算在R1、R3为1k时R2、R4调到880Ω左右（实际有所偏差）。
红外发射管的发射功率可通过改变R5的阻值进行调节，发射管的发射电流大小决定了探测距离的大小。
如果不需调节探测距离的大小，R5、R6可用一固定阻值的电阻代替。
红外接近开关的关键并不在于电路，而是在结构上，特别是U1和VD2的位置不能随便放置。
该红外接接近开关做成探头状，把整个电路板安装在一根塑料管内，并引出三根导线：电源、地、输出(OUT)。
U1、VD2放置在塑料管的前端，并用不透光的塑料片把U1、VD2隔开，为了防止VD2向旁边漏射出红外线可用黑色电胶布在VD2的周围绕一两圈，只让红外线从VD2的前方发出(电路板、隔光塑料片、U1、VD2可用硅胶进行固定)，其结构如图7所示。
图7 光电接近开关原理图2.5 光电开关与光电耦合器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，z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。
