圖爾(er)克(ke)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)能(neng)感受(shou)規(gui)定的(de)被(bei)測(ce)量件(jian)並(bing)按(an)照壹定的(de)規(gui)律轉(zhuan)換(huan)成可(ke)用(yong)信(xin)號的器件(jian)或(huo)裝置，通常由(you)敏感(gan)元(yuan)件(jian)和轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)組成。圖爾(er)克(ke)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)壹種(zhong)檢測裝(zhuang)置，能(neng)感受(shou)到被測量的(de)信(xin)息，並能(neng)將(jiang)檢測感(gan)受(shou)到的信(xin)息，按(an)壹定規(gui)律變(bian)換成(cheng)為(wei)電(dian)信(xin)號或其他(ta)所(suo)需(xu)形(xing)式的信(xin)息輸出(chu)，以滿(man)足信(xin)息的傳(chuan)輸(shu)、處(chu)理、存(cun)儲(chu)、顯示(shi)、記錄和(he)控(kong)制(zhi)等要求(qiu)。它是(shi)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)檢測和(he)自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)的首(shou)要環(huan)節(jie)。
圖爾(er)克(ke)傳(chuan)感(gan)器(qi)以(yi)光(guang)電器件作(zuo)為(wei)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)的傳(chuan)感(gan)器(qi)。它可(ke)用(yong)於檢測直接(jie)引(yin)起光量變(bian)化的(de)非(fei)電(dian)量，如(ru)光(guang)強(qiang)、光(guang)照度、輻射(she)測溫、氣(qi)體成分分析等(deng)；也(ye)可(ke)用(yong)來檢測能(neng)轉(zhuan)換(huan)成光量變(bian)化的(de)其(qi)他(ta)非電(dian)量，如(ru)零件直徑(jing)、表面(mian)粗(cu)糙度、應(ying)變(bian)、位移(yi)、振(zhen)動(dong)、速度、加(jia)速度，以(yi)及物體的形(xing)狀、工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)識別(bie)等。光電(dian)式傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有非(fei)接(jie)觸、響應快(kuai)、性能(neng)可(ke)靠等特(te)點(dian)，因(yin)此在(zai)工業自(zi)動(dong)化(hua)裝(zhuang)置和機(ji)器人中(zhong)獲(huo)得廣泛應用(yong)。
光電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)將(jiang)光(guang)信(xin)號轉(zhuan)換(huan)為電信(xin)號的壹種(zhong)器件(jian)。其(qi)工作(zuo)原理基(ji)於光(guang)電(dian)效應(ying)。光(guang)電效應(ying)是(shi)指光(guang)照(zhao)射(she)在(zai)某(mou)些物質上(shang)時(shi)，物質的(de)電(dian)子吸(xi)收光(guang)子(zi)的能(neng)量而(er)發生(sheng)了相(xiang)應(ying)的(de)電(dian)效應現象。根(gen)據光電(dian)效應(ying)現(xian)象(xiang)的(de)不(bu)同將(jiang)光(guang)電效應分為三(san)類：外光電效(xiao)應(ying)、內(nei)光(guang)電(dian)效(xiao)應(ying)及光(guang)生(sheng)伏*應(ying)。光(guang)電(dian)器(qi)件有光(guang)電(dian)管、光(guang)電(dian)倍增管、光(guang)敏(min)電(dian)阻、光敏(min)二(er)極管、光(guang)敏(min)三(san)極管、光(guang)電(dian)池(chi)等。分析了(le)光電(dian)器(qi)件(jian)的(de)性能(neng)、特性曲線(xian)。
工作(zuo)原理
圖爾(er)克(ke)TURCK電源接(jie)通後(hou),振(zhen)蕩(dang)電(dian)路(lu)即(ji)產(chan)生了(le)占(zhan)空比壹定的(de)電(dian)脈沖,此脈沖經過電流放大(da)後(hou)驅(qu)動半(ban)導體發光(guang)二極管,即(ji)產(chan)生相(xiang)應(ying)頻(pin)率(lv)的光脈沖,而(er)當受(shou)光器件收到(dao)來(lai)自(zi)發光(guang)管發出(chu)的光(guang)脈沖(可(ke)以(yi)由(you)對射(she)或(huo)反射得到)而(er)轉(zhuan)變(bian)為微(wei)弱的電(dian)脈沖,這個(ge)連(lian)續(xu)脈沖經過放大電路(lu)放(fang)大(da)再(zai)通(tong)過壹個選擇(ze)電路(lu)進(jin)行(xing)脈沖(沖)選通,以(yi)去掉(diao)其(qi)它電(dian)氣(qi)幹(gan)擾(rao)嗓(sang)聲,經檢波(bo)後(hou)變(bian)為直流信(xin)號,經過開關電路(lu)整(zheng)形(xing)和選(xuan)定後(hou),進(jin)入(ru)輸出(chu)電路(lu),產(chan)生無(wu)接(jie)點(dian)和(he)有接(jie)點(dian)的(de)開(kai)關(guan)信(xin)號,從而(er)達(da)到了(le)檢測的(de)目的(de)。
以(yi)下將(jiang)對上(shang)面(mian)提到的(de)每壹個電路(lu)環節(jie)作(zuo)詳(xiang)細(xi)說明(ming)。
2.2調(tiao)制(zhi)光的(de)產(chan)生
2.2.1半(ban)導體發光(guang)二極管(LED):作(zuo)為(wei)光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)的(de)光源種(zhong)類很多,我(wo)們(men)這裏(li)主要介(jie)紹電致發光(guang)器件(jian)壹發光(guang)二極管,它是(shi)固體發光(guang)材(cai)料(liao)在(zai)電(dian)場激(ji)發下直接(jie)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)成光能(neng),它的(de)典(dian)型(xing)結(jie)構(gou)是(shi)壹個PN結(jie),當它接(jie)正(zheng)向(xiang)電壓時(shi),N區電子(zi)向(xiang)P區運動(dong),與P區的空(kong)穴(xue)結(jie)合(he)發出(chu)壹定頻(pin)率(lv)的(de)光(guang),其(qi)頻(pin)率取(qu)決於FN價帶(dai)與(yu)導帶(dai)的能(neng)差,改(gai)變(bian)其大(da)小可(ke)以(yi)改(gai)變(bian)二極管的(de)發光(guang)頻譜(pu)(即(ji)不(bu)同顏色)。半(ban)導體發光(guang)二極管具(ju)有體積小,壽命長(105~10n),工作(zuo)電(dian)壓低(di)(1-2V),響應速度快(kuai)(幾ns~幾(ji)十ns)的(de)特(te)點(dian),在(zai)光(guang)電開(kai)關(guan)中(zhong)得到了(le)普(pu)遍的應(ying)用(yong),目前(qian)光(guang)電開(kai)關常用的發光(guang)器件(jian)如下
2.2.1.1紅(hong)外(wai)發光(guang)二極管:發射(she)光波(bo)長約在(zai)0.94μ,為(wei)更好(hao)地(di)與接(jie)收器(qi)件(jian)頻譜(pu)相(xiang)匹(pi)配(pei),也(ye)有發射(she)波(bo)長在(zai)0.88左(zuo)右(you),壹般(ban)用(yong)GaAs和(he)GaA1As材(cai)料(liao)制(zhi)成,其(qi)發光(guang)功率(lv)高,適(shi)用(yong)於長距(ju)離的(de)光(guang)電(dian)開關。封裝形(xing)式有塑(su)料(liao)和(he)金(jin)屬外(wai)殼(ke),前者價格(ge)低(di)廉,後(hou)者耗散功率(lv)和溫度範(fan)圍(wei)優(you),發射(she)角小
2.2.1.2紅色發光(guang)二極管:發射(she)光波(bo)長約在(zai)0.64左(zuo)右(you),壹般(ban)用(yong) GaAsP/GaP材(cai)料(liao)制(zhi)成,因(yin)其直觀可(ke)視(shi),在(zai)光(guang)電開(kai)關(guan)中(zhong)應(ying)用較(jiao)多(duo),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)光(guang)纖(xian)開關和(he)帶有M.S.R功(gong)能(neng)的反射器式開關(guan)基(ji)本上(shang)采用(yong)紅(hong)色發光(guang)二極管,其(qi)發射(she)功率(lv)較(jiao)紅(hong)外(wai)發光(guang)管小,尺寸(cun)規(gui)格與(yu)其(qi)相(xiang)近(jin)
2.2.1.3其(qi)它有色半(ban)導體光源:近(jin)陸續出(chu)現了(le)高亮(liang)度(du)的LED發光(guang)二極管,其(qi)中(zhong)有綠(lv)色(~0.56u),黃色(~0.59μ),橙(cheng)色(~0.61μ),藍色(0.461~0.471)及白(bai)色等,這些(xie)光源大(da)都(dou)是(shi)用在(zai)標記檢出(chu)型光(guang)電開(kai)關中(zhong),主要是(shi)利用其良好的(de)分光特(te)性來進(jin)行(xing)顏色識別(bie)。
特點(dian)
1）具(ju)有自(zi)診(zhen)斷(duan)穩(wen)定工作(zuo)區指示(shi)功能(neng)，可(ke)及時(shi)告知工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)是(shi)否可(ke)靠；
（2）對射(she)式、反射式、鏡(jing)面(mian)反射式光電(dian)開(kai)關都(dou)有防止(zhi)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)功能(neng)，安裝方便；
（3）對ES外(wai)同(tong)步(bu)（外(wai)診斷(duan)）控(kong)制(zhi)端的(de)進(jin)行(xing)設置可(ke)在(zai)運(yun)行前(qian)預檢光電(dian)開關(guan)是(shi)否正(zheng)常工作(zuo)。並(bing)可(ke)隨(sui)時(shi)接(jie)受(shou)計(ji)算機(ji)或可(ke)編(bian)程控(kong)制(zhi)器的(de)中(zhong)斷(duan)或(huo)檢測指(zhi)令，外(wai)診斷(duan)與(yu)自(zi)診(zhen)斷(duan)的(de)適(shi)當組合(he)可(ke)使(shi)光(guang)電(dian)開關智能(neng)化；
（4）響應速度快(kuai)，高速光電(dian)開(kai)關的響應速度可(ke)達(da)到0.1ms，每(mei)分鐘可(ke)進(jin)行(xing)30萬(wan)次(ci)檢測操(cao)作(zuo)，能(neng)檢出(chu)高速移動(dong)的(de)微(wei)小物體；
（5）采用(yong)集成(cheng)電路和(he)先(xian)進(jin)的(de)SMT表面(mian)安裝工藝，具(ju)有很高的(de)可(ke)靠性；
（6）體積小（小僅20×31×12mm）、重(zhong)量輕(qing)，安裝調試(shi)簡(jian)單，並(bing)具(ju)有短路保護(hu)功(gong)
