光电传感器的工作原理解析

  光电传感器的技术与工作原理

  距离测量是基于三角测量原理。激光束打在物体上形成一个小点，传感器(光电二极管阵列)的接收器对该点的位置进行探测。入射角随距离而变化，因而激光点在接收器上的位置也相应变化。光电二极管阵列由集成微控制器读取。控制器根据光电二极管阵列上的光分布精确地计算角度，然后据此计算出与目标物之间的距离。此距离值可通过串口发送，也可转换为与距离成正比的输出电流。微处理器确保获得很高的线性度和测量精度。光电二极管阵列与微控制器相结合，抑制了干扰性反射，从而提供了临界表面的可靠数据。

  传感器通过调节内部灵敏度来适应不同的颜色，从而使其不受物体颜色的影响。如果在测量范围内没有物体，或者如果所接收到的光不足以准确地探测物体(例如，如果传感器脏了)，则将触发一个数字输出。分辨率和精度可能会随着距离的变化而变化。对于相同的距离变化Δd，在靠近传感器处，它使角α1发生较大的变化;而在远离传感器处，则使角α2发生较小的变化(见图)。这种非线性行为可以用微控制器进行校正，从而使输出信号与距离保持线性关系。

  运行时间测量

  采用运行时间测量方法，可通过测量信号在所覆盖的范围内的传输时间来直接完成距离测量。在实际应用中，发送器发射一组突发信号，信号遇到物体后被反射，然后被传感器的接收器所捕获。传感器的估算求值电路计算信号所经历的时间以及所发生的相位偏移，然后将其转换成距离信息。采用运行时间技术，即使目标距离较远，也可以精确可靠地进行探测。

  光电传感器的安装与调整

  对于所有的测距传感器，必须确保接收器的光学系统能够直接“看见”激光斑，并且接收器前方没有障碍物。

  对于光亮或反光物体，其直接反射光不得影响接收器。通过稍微倾斜传感器可避免此问题。

  要获得最佳测量结果，安装传感器时，传感器必须与物体的运动方向垂直。三角测量原理传感器的简单规则：对于每一种应用，都应该尽量减小传感器与物体之间的距离。量程越短，分辨率和精度越高(影响极其敏感)。电磁兼容性注意事项：将传感器接地，并使用屏蔽连接线。