光学传感器基础知识和应用
一种光学传感器将光线转换为电子信号。光学传感器的目的是测量光的物理量，然后根据传感器的类型将其转换为集成测量设备可读的形式。光学传感器用于零件的非接触式检测、计数或定位。光学传感器可以是内部的也可以是外部的。外部传感器收集和传输所需数量的光，而内部传感器最常用于测量弯曲和其他微小的方向变化。
不同光学传感器可能的测量是温度、速度、液位、压力、位移(位置)、振动、化学种类、力辐射、pH值、应变、声场和电场
光学传感器的类型
有多种不同类型的光学传感器，我们在实际应用中最常用的类型如下所示。
- 光电导器件用于通过将入射光的变化转换为电阻的变化来测量电阻。
- 光伏电池（太阳能电池）将一定量的入射光转换为输出电压。
- 光电二极管将一定量的入射光转换为输出电流。
光电晶体管是一种双极晶体管，其基极-集电极结暴露在光线下。这导致与光电二极管相同的行为，但具有内部增益。
工作原理是光传感器中光的发射和接收，被检测物体反射或中断发光二极管发出的光束 .根据设备类型，评估光束的中断或反射。这使得可以独立于构建物体的材料（木材、金属、塑料或其他）来检测物体。特殊设备甚至可以检测透明物体或具有不同颜色或对比度变化的物体。不同类型的光学传感器如下所述。
对射式传感器
该系统由两个独立的组件组成，发射器和接收器彼此相对放置。发射器将光束投射到接收器上。光束的中断被接收器解释为开关信号。中断发生在哪里无关紧要。
优点： 可实现较大的工作距离，识别不受物体表面结构、颜色或反射率的影响。
为了保证高度的操作可靠性，必须确保物体足够大以完全遮断光束。
逆反射传感器
发射器和接收器都在同一个房子里，发射的光束通过反射器被引导回接收器。光束的中断启动开关操作。中断发生在哪里并不重要。
优点： 后向反射式传感器可通过开关点实现较大的工作距离，这些开关点可精确再现，几乎不需要安装工作。所有阻挡光束的物体都可以独立于其表面结构或颜色而被准确检测。
漫反射传感器
发射器和接收器都在一个外壳中。透射光被待测物体反射。
优点： 接收器处的漫射光强度用作切换条件。无论灵敏度设置如何，后部总是比前部反射得更好。这会导致错误的切换操作。
光学传感器的不同光源
光源有很多种。太阳和火炬火焰发出的光是最早用于研究光学的光源。事实上，来自某些（释放的）物质（例如碘、氯和汞离子）的光仍然提供光谱中的参考点。光通信的关键部件之一是单色光源。在光通信中，光源必须是单色的、紧凑的和持久的。这是两种不同类型的光源。
1. LED（发光二极管）
在n掺杂和p掺杂半导体的结处，电子与空穴复合的过程中，能量以光的形式释放出来。激发是通过施加外部电压发生的，复合可能正在发生，或者它可能被激发为另一个光子。这有助于将 LED 灯与光学器件耦合。
2.激光（受激发射辐射的光放大）
当特殊玻璃、晶体或气体中原子中的电子从电流中吸收能量时，就会产生激光。被激发的电子从较低能量的轨道移动到围绕原子核的较高能量轨道。当它们恢复到正常或基态时，这会导致电子发射光子（光粒子）。这些光子都处于相同的波长并且相干。普通可见光包含多个波长，不相干。
光学传感器的应用
这些光学传感器的应用范围从计算机到运动检测器。为了使光学传感器有效工作，它们必须是适用于应用的正确类型，以便它们保持对所测量属性的灵敏度。光学传感器是许多常见设备的组成部分，包括计算机、复印机 (xerox) 和在黑暗中自动打开的灯具。一些常见的应用包括警报系统、照相闪光灯的同步和可以检测物体存在的系统。
环境光传感器
大多数情况下我们都在手机上看到过这种传感器。它将延长电池寿命并实现针对环境优化的易于查看的显示。
生物医学应用
光学传感器在生物医学领域有着强大的应用。一些示例 使用可调二极管激光器的呼吸分析、光学心率监测器 光学心率监测器使用光测量您的心率。 LED 透过皮肤照射，光学传感器检查反射回来的光。由于血液吸收更多的光线，光线水平的波动可以转化为心率。这个过程称为光体积描记术。
基于光学传感器的液位指示器
基于光学传感器的液位指示器由两个主要部分组成，一个是红外 LED 和一个光晶体管，另一个是前面的透明棱镜尖端。 LED 向外投射红外光，当传感器尖端被空气包围时，光线会在返回晶体管之前通过在尖端内部反弹来做出反应。当传感器浸入液体中时，光会分散到整个区域，返回到晶体管的光很少。反射到晶体管的光量会影响输出电平，使点电平检测成为可能
光学传感器的基本信息你掌握了吗？我们承认上述信息通过相关图像和各种实时应用阐明了光学传感器概念的基础。此外，对这个概念或实施任何基于传感器的项目有任何疑问，请对本文提出您的建议和意见，您可以在下面的评论部分中写下。这里有一个问题，光学传感器的不同光源是什么？
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