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光电开关式设计说明书 学 校：重庆三峡学院 班 级：10级机械4班 小组成员： 1、光电开关介绍 1.1 光电开关的介绍 光电开关（即光电传感器）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。 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。 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。 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??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 光电开关的相关术语 图1 光电开关相关术语 (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。 (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降额使用来确定最佳工作距离。 2、光电开关的原理 2.1 光电开关的基本原理 光电开关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,从而检测遮挡物体的有无。所有能反射光线的物体均可被检测(物体不限于金属)。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出, 接