由于光通量对光电元件的作用方式不同，光学装置多种多样，按其输出性质可分为两类：模拟量光电传感器和开关量光电传感器。模拟量光电传感器是指光电元件光电流的大小随光通量的大小而变化，为光通量的函数；开关量光电传感器也称脉冲式光电传感器，其光电元件的输出状态只有两种稳定状态，“通”与“断”的开关状态，即光电元件受光照射时，有电信号输出，不受光照射时，无电信号输出。

光电式传感器在工业中的应用可归纳为直射式、吸收式、反射式及遮光式4种基本形式。其基本原理如图3.56所示。

（1）直射式

直射式光电传感器的光源本身就是被测物体，如图3.56（a）所示。被测物体的光通量指向光电元件，产生光电流输出。这类传感器常见的有光电高温计、比色高温计等，也可利用其原理进行红外侦查、红外遥感和防火报警等。

（2）吸收式

如图3.56（b）所示，被测物体位于恒定光源与光电元件之间，根据被测物体对光的吸收程度或对其谱线的选择来测定被测参数，如测量液体、气体的透明度、混浊度，对气体进行成分分析，测定液体中某种物质的含量等。

（3）反射式

图3.56　光电元件测量的基本方式

如图3.56（c）所示，光源发射出的光通量投射到被测物体上，被测物体又将部分光通量反射到光电元件上。反射的光通量取决于被测物体的发射条件。这种反射式光电传感器主要用于测量工件表面粗糙度以及转速等。

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图3.57　检测工件表面

缺陷的光电传感器
1—激光管；2，3，4—透镜；
5—光阑；6—光电池；7—工件

（4）遮光式

如图3.56（d）所示，被测物体位于恒定光源与光电元件之间，光源发出的光通量被被测物体遮挡一部分，使作用在光电元件上的光通量减弱，减弱的程度与被测物体在光学通路中的位置有关。利用这个原理可测量长度、厚度、线位移、角位移及振动等。

下面列举一些具体的光电式传感器的应用实例。

①测量工件表面缺陷。用光电式传感器测量工件表面缺陷的工作原理如图3.57所示。激光管1发出的光束经过透镜2，3变为平行光束，再由透镜4把平行光束聚焦在工件7的表面上，形成宽约0.1mm的细长光带。光阑5用来控制光通量。如果工件表面有缺陷，如非圆、粗糙、裂纹等，则会引起光束偏转或散射，这些光被光电池6接收，转换成电信号输出。

②测量转速。光电式传感器测量转速的原理如图3.58所示。在电动机的转轴上涂上黑白两种颜色或粘贴反光条，当电动机转动时，反射光与不反射光交替出现，光电元件相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，经过放大及整形电路输出方波信号，最后由电子数字显示器输出电动机的转速。

图3.58　光电转速计工作原理

1—转轴；2—光源；3—光电元件；4—放大及整形电路

光电式传感器具有结构简单、质量轻、体积小、价格便宜、响应快、性能稳定、灵敏度高等优点，因此在检测和自动控制等领域应用广泛。