什么是光電開關?
光電開關(光電傳感器)是光電接近開關的簡稱,它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射,由同步回路接通電路,從而檢測物體的有無。物體不限于金屬,所有能反射光線(或者對光線有遮擋作用)的物體均可以被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出,接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。安防系統中常見的光電開關煙霧報警器,工業中經常用它來計數機械臂的運動次數。
光電開關工作原理
右圖所示是反射式光電開關的工作原理框圖。圖中,由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后,然后用數字積分光電開關或RC積分方式排除干擾,最后經延時(或不延時)觸發驅動器輸出光電開關控制信號。
利用光學元件,在傳播媒介中間使光束發生變化;利用光束來反射物體;使光束發射經過長距離后瞬間返回。光電開關是由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。發射器對準目標發射光束,發射的光束一般來源于發光二極管(LED)和激光二極管。光束不間斷地發射,或者改變脈沖寬度。受脈沖調制的光束輻射強度在發射中經過多次選擇,朝著目標不間接地運行。接收器有光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面的是檢測電路,它能濾出有效信號和應用該信號。
光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發光源和受光器兩部分組成。把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內,彼此間用透明絕緣體隔離。發光源的引腳為輸入端,受光器的引腳為輸出端,常見的發光源為發光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多,常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。工作原理在光電耦合器輸入端加電信號使發光源發光,光的強度取決于激勵電流的大小,此光照射到封裝在一起的受光器上后,因光電效應而產生了光電流,由受光器輸出端引出,這樣就實現了電一光一電的轉換。
由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后,由發光管GL輻射出光脈沖。當被測物體進入受光器作用范圍時,被反射回來的光脈沖進入光敏三極管DU。光電開光快易優自動化選型有收錄,并在接收電路中將光脈沖解調為電脈沖信號,再經放大器放大和同步選通整形,然后用數字積分或RC積分方式排除干擾,最后經延時(或不延時)觸發驅動器輸出光電開關控制信號。 光電開關一般都具有良好的回差特性,因而即使被檢測物在小范圍內晃動也不會影響驅動器的輸出狀態,從而可使其保持在穩定工作區。同時,自診斷系統還可以顯示受光狀態和穩定工作區,以隨時監視光電開關的工作。
光電開關NPN類型
NPN類光電開關是指當有信號觸發時,信號輸出線OUT和0V線連接,相當于輸出低電平0V。對于NPN-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是0V線和OUT線斷開。有信號觸發時,發出與0V相同的電壓,也就是OUT線和0V線連接,輸出低電平0V。對于NPN-NC型,在沒有信號觸發時,發出與0V線相同的電壓,也就是OUT線和0V線連接,輸出低電平0V。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是0V線和OUT線斷開。對于NPN-NC+NO型類似,多出一個輸出線OUT,及兩條信號反相的輸出線,根據需要取舍。
光電開關PNP類型
PNP類光電開關是指當有信號觸發時,信號輸出線OUT和電源線VCC連接,相當于輸出高電平的電源線。對于PNP-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和OUT線斷開。有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是OUT線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。對于PNP-NC型,在沒有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是OUT線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和OUT線斷開。對于PNP-NC+NO型,其實就是多出一個輸出線OUT,根據需要取舍。
光電開關NPN和PNP的區別
光電開關PNP的導通壓降小,但反向耐壓低;光電開關NPN的導通壓降大,但反向耐壓高。如果輸入一個高電平,而輸出需要一個低電平時,選擇NPN;如果輸入一個低電平,而輸出需要一個低電平時,選擇PNP;如果輸入一個低電平,而輸出需要一個高電平時,選擇NPN;如果輸入一個高電平,而輸出需要一個高電平時,選擇PNP。
NPN基極高電壓,極電極與發射極短路;NPN基極低電壓,極電極與發射極開路,也就是不工作。PNP基極高電壓,極電極與發射極開路,也就是不工作;如果PNP基極加低電位,集電極與發射極短路。我們一般常用的是NPN型光電開關,即低電平有效狀態,PNP很少使用。
光電開關接線原理
PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止,輸出兩種狀態,屬于開關型傳感器。但輸出信號是截然相反的,即高電平和低電平。PNP輸出是低電平0,NPN輸出的是高電平1。PNP與NPN型傳感器(開關型)分為六類:NPN-NO(常開型);NPN-NC(常閉型) ;NPN-NC+NO(常開、常閉共有型);PNP-NO(常開型);PNP-NC(常閉型);PNP-NC+NO(常開、常閉共有型)。PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線,即電源線VCC、0V線,OUT信號輸出線。
NPN類:NPN是指當有信號觸發時,信號輸出線OUT和電源線VCC連接,相當于輸出高電平的電源線。對于NPN-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和OUT線斷開。有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是OUT線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。對于NPN-NC型,在沒有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是OUT線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和OUT線斷開。對于NPN-NC+NO型,其實就是多出一個輸出線OUT,根據需要取舍。
PNP類:PNP是指當有信號觸發時,信號輸出線OUT和0V線連接,相當于輸出低電平0V。對于PNP-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是0V線和out線斷開。有信號觸發時,發出與0V相同的電壓,也就是OUT線和0V線連接,輸出輸出低電平0V。對于PNP-NC型,在沒有信號觸發時,發出與0V線相同的電壓,也就是OUT線和0V線連接,輸出低電平0V。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是0V線和OUT線斷開。對于PNP-NC+NO型,和NPN-NC+NO型類似,多出一個輸出線OUT,及兩條信號反相的輸出線,根據需要取舍。我們一般常用的是NPN型,即高電平有效狀態。PNP很少使用。
光電開關接線方法
以三菱亞洲版(即電流漏型輸入型) FX-PLC 光電開關為例,三菱 FX-PLC 的輸入端子既可以接受電流輸入也可接受電流輸出的連接方式(即 FX-PLC 的輸入端子既可作為漏型輸入也可作為源型輸入連接),關鍵要掌握接線方式。具體接線方式按下述:NPN 型光電開關接成漏型輸入方式,只需將接近開關的開關輸出端子( + )接入 PLC 的輸入端子,接近開關的另一端子(-)接 PLC 的 COM 端。 PNP 型接近開關接成源型輸入,則應把 PLC 的 24V+ 端子接外部電源的負極,外部電源的正極接接近開關的( + )端子,接近開關的另一端(-)則接 PLC 的輸入端子。
光電開關使用說明
塑料或金屬外殼,有圓柱形、方形、叉型、玻璃或塑料光纖等直射系統檢測距離長,最大100m,檢測不透明物體準確、可靠,抗惡劣條件好(灰塵、散射光導)反射系統檢測距離中等,最大15m,易于安裝,檢測不透明物體或非反射性透明物體;極性反射系統可以檢測反射物體漫射系統檢測距離短,最大2m,取決于物體的反射系數,安裝及設置簡單,可檢測透明、反射或半透明的物體,需要潔凈的環境帶背景抑制功能的漫射系統對背景物體不敏感,檢測距離與物體的顏色無關繼電器或固態輸出兩種方式,還有模擬量(4-20mA)輸出的專用系列產品可選擇的功能:時間延遲、分離放大器、靈敏度調節等三種接線方式:螺絲端子、插接件、電纜引線,最高防護等級為IP67Design18市場上最廣泛使用的標準,第一代?18且具備背景抑制功能。
步驟/方法
1、自身調節。繞線機光電開關在使用之初請先檢查開關本身是否完好,外觀是否完好等。
2、避開遮擋物時EL130光電開關使用時,對于一些貨物如帶色貨物、反射性較弱的貨物、小件間間隙較大的貨物、透明貨物或在陽光或鹵光照射環境下,光電開關就會有不起作用的現象,那是因為光線被干憂了。
3、高度調節時碼盤上面另外一個ITR8402-A槽寬6mm的槽型光電開關感測不到貨物時,可適當修正光電開關方向,使其直射貨物中心;如不見效,可打開光電開關外殼調整感測距離,順時針方向調節靈敏度旋鈕,順時針方向旋轉,直至達到可靠感測到為止。
4、方向調節,光電開關感測到貨物或電機轉盤以外時,可逆時針調節靈敏度旋鈕,逆時針方向向旋轉,直至達到感測不到外物為止,再后是值得注意的地方是嚴禁帶電操作!注意安全!
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