光電傳感器是各種光電檢測系統中用于光電轉換的小型電子器件和關鍵元件。它是利用光的各種特性來檢測物體的存在和表面狀態的變化的傳感器。光電傳感器具有非接觸、響應速度快、性能可靠的特點，因此在工業自動化裝置和機器人中得到廣泛的應用。
光電傳感器
光電傳感器一般由光源、光路、光電元件三部分組成，將被測量的變化轉換成光信號的變化，再借助光電元件將光信號進一步轉換成電信號。
光電效應原理
光電元件是光電傳感器最重要的部件，其核心工作原理是不同類型的光電效應。根據波粒二象性，光是由以光速運動的光子組成的。當物體受到光照射時，其內部的電子吸收光子的能量而發生狀態改變，自身的電性質也會發生變化，這種現象稱為光電效應。
根據電性質變化狀態的不同，光電效應分為以下三種類型：
1）外光電效應
電子在光的作用下從物體表面逸出的現象稱為外光電效應。基于外光電效應的光電元件有光電管、光電倍增管等。
2）光電導效應
半導體中的電子吸收光子后不能跳出半導體，導致物體電導率改變或產生光致電動勢的現象稱為內光電效應。內光電效應按其工作原理可分為光電導效應和光生伏特效應。基于光電導效應的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等。
3）光伏效應
物體在光的作用下，沿一定方向產生電動勢的現象稱為光生伏特效應。基于光生伏特效應的光電元件有光電池、光電二極管、三極管等。
光電元件的工作原理
基于不同的光電效應，我們來看看它們是如何工作的：
外光電效應裝置
利用物質受光照射時發射電子的外光電效應制成的光電器件，一般是真空或充氣的光電器件，例如光電管、光電倍增管等。
以光電管為例，當入射光照射到陰極時，單個光子將其全部能量讓渡給陰極材料中的一個自由電子，從而使自由電子的能量增加。當電子所獲得的能量大于陰極材料的功函數時，它就能克服金屬表面的約束而逃逸，形成電子發射，這種電子發射稱為光電子。只有當入射光的頻率高于極限頻率時，才會產生光電子。
光電子產生后，被真空管中的陽極吸收，從而產生電流。如果此時增加光強度，更多的光子就會照射到陰極材料上，從而產生更多的光電子，光電流也會相應增大。當電阻R值確定后，電路中的光電流就是入射光的光強的函數，從而實現光電轉換。通過測量電路的電流讀數，就可以計算出光強。
內部光電效應裝置
利用材料受光照射時電導率變化或產生電動勢的光電器件稱為內光電效應器件，常見的有光敏電阻、光電池、光敏晶體管等。
能帶理論認為，自由原子中電子的能態并不是任意的，電子只能存在于某些能級上。能帶分為價帶、禁帶和導帶。電子可以在導帶中流動，但不能在價帶中流動。在外界影響下，電子可以從價帶跨越帶隙進入導帶，從而改變導體的電阻。
不同導體的帶隙厚度不同，如下圖所示，絕緣體的帶隙較寬，電子很難從價帶躍遷到導帶，因此它的電阻較大；金屬導體沒有帶隙，其價帶與導帶是相通的，因此導電性較好。
電子吸收光子能量后從價帶躍遷到導帶，從而改變導體電阻的現象稱為內光電效應。利用此效應可制成光敏電阻，通過觀察電阻的變化即可確定被測光量的多少。
光生伏特效應裝置
光生伏特效應又稱光伏效應，是指物體受到光照后，產生電動勢的現象。光電池是一種自發電光電元件，受到光照后，能沿一定方向產生電動勢。無需電源，只要接上外電路，就會有電流通過。具體工作原理如下：
光電池是在N型硅片上用擴散法摻雜一些P型雜質，形成大面積的PN結。P區中存在著大量的空穴，N區中存在著大量的電子。當光照射到P區表面時，如果光子能量大于硅的禁帶寬度，則P型區每吸收一個光子就會產生一個電子空穴對。P區表面吸收的光子越多，激發出來的電子空穴就越多，而向PN結區域激發出來的電子空穴就越少。由于PN結內電場的方向是從N區到P區，所以它把擴散到PN結附近的電子空穴對分開，光生電子被推向N區，而光生空穴則留在P區。結果，N區帶負電，P區帶正電，形成光生電動勢。 如果用導線連接P區和N區，電路中就會流過光電流。
光電傳感器的分類
光電傳感器按檢測方式分為漫反射式、反射板式、對射式：
根據相應的檢測方式，有以下不同結構的光電傳感器：
1.槽型光電傳感器
槽型光電開關是在槽的兩側面對面安裝光發射器和接收器的設備。發射器可以發射紅外光或可見光，光接收器可以在沒有任何遮擋的情況下接收光線。但當被檢測物體經過槽時英語作文，光線被遮擋，光電開關啟??動，輸出開關控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成控制動作。槽型開關由于整體結構的限制，檢測距離一般只有幾厘米。
（2）對射型光電傳感器
如果將發射器和光接收器分開，可以增加檢測距離。由光發射器和光接收器組成的光電開關稱為分束式光電開關，或簡稱為分束式光電開關。它的檢測距離可達幾米甚至幾十米。使用時，將光發射器和光接收器分別安裝在被檢測物體經過的路徑兩側。當物體通過時，光路被遮擋光電效應原理，光接收器啟動，輸出開關控制信號。
3.反射式光電開關
把發光器與受光器裝在同一裝置內，在其前方裝一反射器光電效應原理，利用反射原理完成光電控制功能，稱為反射器反射式（或鏡面反射式）光電開關。正常情況下，發光器發出的光經反射器反射回來，被受光器接收；一旦光路被檢測物體遮擋，受光器收不到光，光電開關就會動作，輸出開關控制信號。
⑷漫反射型光電開關
它的檢測頭也是裝有光發射器和光接收器，但前面沒有反射器，正常情況下光發射器發出的光線不能被光接收器發現，當檢測物體經過時，會遮擋光線，并將部分光線反射回來，光接收器接收到光信號，輸出開關信號。
光電傳感器的基本特性有輸出電流與接收器兩端電壓的關系曲線、輸出電流與發送器輸入電流的關系曲線、輸出電流與溫度的關系曲線、脈沖響應特性曲線等。
F&C 傳感器
光電傳感器的特點
在工業生產應用中它有以下特點：
1.檢測距離遠
如果在對射型中保持10m以上的檢測距離，則可以實現其他檢測方式（磁式、超聲波等）無法實現的長距離檢測。
2.檢測對象限制少
由于檢測原理是基于檢測物體引起的陰影和反射，因此它并不局限于金屬（如接近傳感器）。它可以檢測幾乎所有物體，例如玻璃、塑料、木材、液體等。
3.響應時間短
光本身速度很快，而且傳感器電路是由電子元件構成的，因此除去機械動作時間，響應時間非常短。
4.高分辨率
通過先進的設計技術將投射光束聚焦成微小的光斑，或構建特殊的受光光學系統，可實現高分辨率，并可檢測微小物體及進行高精度的位置檢測。
5.可實現非接觸檢測
由于無需與檢測物體進行機械接觸即可進行檢測，因此不會對檢測物體和傳感器造成損壞。因此，傳感器可使用很長時間。
6.可實現顏色辨別
透過檢測物體的光的反射率和吸收率，根據投射光的波長和檢測物體的顏色的組合而變化，利用該性質，可以檢測出檢測物體的顏色。
7. 易于調整
在投射可見光的類型中，投射的光束是眼睛可見的，從而可以輕松調整檢測物體的位置。