光电传感器的工作原理与电路原理图解析题（光电传感器的工作原理与电路原理图解析）

光电传感器是一种能将可见光信号转换成电信号的器件，也可称为光电器件。主要用于光控开关、光控照明、光控报警等领域，控制各种可见光。

光电传感器电路原理图

从上图可以看出，光电传感器采用光敏电阻作为光电元件。光敏电阻是一种光敏元件，其电阻值随入射光的强度而变化。

当环境光较强时，光电传感器RG的电阻值较小，使得可调电阻RP和光电传感器RG之间的分压较低，达不到双向触发二极管VD的触发电压值。双向触发二极管VD被关断，从而双向晶闸管VS被关断，并且照明灯EL熄灭。

当环境光较弱时，光电传感器RG的电阻值变大，这导致可调电阻器RP和光电传感器RG之间的分压较高。随着光强的逐渐增加，光电传感器RG的电阻值逐渐变大。当可调电阻kP和光电传感器RG之间的分压达到在两个方向上触发两个极管VD的触发电压时，双向触发二极管VD导通，然后双向货物门VS也导通，照明灯EL点亮。

光电传感器的工作原理可以通过将光强的变化转化为电信号的变化来控制。光电开关是一种小型电子器件，可以检测光强的变化。光电传感器通常由三部分组成：发射器、接收器和检测电路。

发射器配有一个校准透镜，将光线聚焦在接收器上，接收器电缆将该设备连接到真空管放大器。金属筒里有一盏小白炽灯作为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器是今天光电传感器的原型。

发射器瞄准目标发射光束，光束一般来自半导体光源、发光二极管(LED)、激光二极管、红外发射二极管。连续发射光束，或者改变脉冲宽度。

接收器由光电二极管、光电晶体管和光电池组成。在接收器的前面，安装了透镜和光圈等光学元件。后面是检波电路，可以过滤掉有效信号，加以应用。光电二极管是当今最常见的传感器。传感器的光电二极管外观和一般二极管一样，只是它的外壳上有一个嵌有玻璃的窗口，便于光线进入。为了增加光接收面积，PN结的面积变得更大。光电二极管工作在反向偏置状态，并与负载电阻串联。没有光的时候和一般二极管一样，反向电流很小，称为光电二极管的暗电流。当有光时，载流子被激发，产生电子空穴，称为光载流子。

在外电场的作用下，光电载流子参与传导，形成比暗电流大得多的反向电流，称为光电流。光电流的大小与光强成正比，因此可以在负载电阻上获得随光强变化的电信号。

光电光电晶体管不仅具有光电二极管将光信号转换成电信号的功能，还具有放大电信号的功能。光电晶体管的外观与普通三极管相似。一般光电晶体管只引出两极，3354发射极和集电极，基极不引出。外壳也有一个让光线进入的窗口。为了增加照度，底面积大，发射面积小，入射光主要被底面积吸收。工作时，集电极结反向偏置，发射极结正向偏置。无光时，流过灯管的电流为暗电流Iceo=(1 )Icbo，小于一般三极管的穿透电流。有光时，大量电子-空穴对被激发，使基极产生的电流Ib增大。这时，电流流动了

此外，光电传感器的结构元件包括发射板和光纤。角板是一种结构牢固的发射器，由小三棱锥反光材料组成，能使光束准确地从反射器返回。它可以随光轴在0 ~ 25范围内改变发射角，使光束几乎是从一条发射线发出，反射后仍从这条反射线返回。