液位传感器光电传感器的结构与原理

光电传感器通过将光强度的变化转换为电信号的变化来实现控制。光电传感器是一种小型电子设备，可以检测其接收到的光强度的变化。早期的光电传感器用于检测物体的存在或不存在。通常，光电传感器由三部分组成，分为：发射器，接收器和检测电路。发射器配有校准透镜，可将光聚焦到接​​收器，接收器电缆将设备连接至真空管放大器。在金属圆柱体内有一个小的白炽灯作为光源。这些小巧而坚固的白炽灯传感器是当今光电传感器的雏形。
发​​射器对准目标以发射光束。发射的光束通常来自半导体光源，发光二极管（LED），激光二极管和红外发光二极管。光束连续发射，或者脉冲宽度改变。接收器由光电二极管，光电晶体管和光电管组成。在接收器的前面，安装了诸如镜头和光圈之类的光学组件。它的背后是检测电路，它可以滤除有效信号并施加信号。光电二极管是最常见的传感器。光电传感器的光电二极管的外观与普通二极管的外观相同，不同之处在于光电传感器的外壳上的玻璃中嵌有一个窗口，以便光可以进入。为了增加受光面积，使PN结的面积变大，光电二极管在反向偏置工作状态下工作，并与负载电阻串联，当没有光时，是与普通二极管相同，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，称为光电载流子。在外部电场的作用下，光电载流子参与传导，形成比暗电流大得多的反向电流，这种反向电流称为光电流。光电流的大小与光强度成正比，因此可以在负载电阻上获得随光强度变化的电信号。

光电传感器除了光电二极管具有将光信号转换为电信号的功能外，光电晶体管还具有放大电信号的功能。光敏三极管的形状与普通三极管的形状差别不大。通常，光敏三极管仅引出两个电极-发射极和集电极。底座未引出，外壳还具有允许光线进入的窗口。为了增加照明度，将基区的面积做大，发射区小，入射光主要被基区吸收。工作时，集电极结被反向偏置，发射结被正向偏置。当没有光时，流过灯管的电流为暗电流Iceo =（1 +β）Icbo，该电流小于普通三极管的穿透电流。当有光时，大量的电子-空穴对被激发，使基极产生电流Ib增大，此时流过管的电流称为光电流，集电极电流Ic =（1 +β从图1b可以看出，光电传感器的光电晶体管具有比光电二极管更高的灵敏度。

此外，光电传感器的结构元件中还包含发射板和光纤。角反射器是一种坚固的发射装置。它由小的三角锥反射材料组成，可以使光束准确地从反射镜反射回来，具有实际意义。它可以将发射角度相对于光轴从0更改为25，从而使光束几乎来自发射线，并且在反射之后，它仍然从该反射线返回。