光電傳感器通過光電裝置將接收到的光信號迅速轉換為電信號。光電傳感器由發射機、接收機和檢測電路三部分組成。發射機對準目標發射半導體光源、發光二極管、激光二極管和紅外發光二極管發出的光束。光束持續發射，或者改變脈沖寬度。接收機由光電二極管、光電三極管和光電管組成。在接收器的前面，有光學元件，如透鏡和光圈。后面是檢測電路，可以濾除有效信號。光電傳感器的框圖如下：

光電傳感器的主要種類：

1.槽型光電傳感器是一種u形控制開關。u形槽的兩端分別安裝有信號發射機和接收機。當一個對象通過時，它等價于提供一個指令操作。光電開關會迅速接收到指令并輸出相應的開關動作。它不僅可以接收不透明物體通過時所發送的信號，還可以檢測快速移動的透明或半透明物體。

2.目標光電感、信號發射機和接收機可以形成一個目標光路。發射機發出光后，接收機要經過一定的發射距離才能接收到信號。此時，在發射機和接收機之間形成一條光路。當被檢測物體通過傳感器范圍時，光路的傳播將被阻擋。收發信機將迅速作出反應并輸出相應的動作。

3.反射型光電傳感器，除了信號發射機、接收機等部件外，還必須有一個反射面，以保證發射機發出的光能夠反射到接收機。在一個固定的位置，從反射器直接反射的光被接收。一旦有物體擋住光路，接收器就會做出相應的反應，發送控制開關的信號。

4.光纖光電傳感器，配置一個發射機和接收機之間的連接光纖的測試點，在這種作用下光纖的光路測試后光的性質本身的物質一定程度的變化，接收方可以快速獲得GuangXianXing這種轉變，迅速做出反應。[1]

光發射器的類型和原理

利用自發發射原理制作了一個LED（W+5W）。LED的基本結構是一種電致發光半導體材料。在p型半導體和n型半導體之間存在一過渡層，該過渡層成為p-N結。當注入的少數載流子與多數載流子結合時，多余的能量以光的形式釋放出來，從而將電能直接轉化為光能。

LD（laserdiode）使用受激輻射原理制成。半導體激光二極管的基本結構：垂直于pN結面的一對平行平面構成法布里-珀羅諧振腔，其余兩側面相對粗糙，用以消除主方向外其他方向的激光作用。當自發輻射所產生的光子通過半導體時，一旦經過已發射的電子-空穴對附近，就能激勵二者復合，產生新光子，這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子，如果注入電流夠大，就會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布，即粒子數反轉。當有源層內的載流子在大量反轉情況下，少量自發輻射產生的光子由于諧振腔兩端面往復反射產生感應輻射，造成選頻正反饋，或者對某一頻率具有增益。當增益大于吸收損耗時，就可以從pN結發出具有良好譜線的激光。

光接收機原理

接收機由光電二極管、光電三極管和光電管組成。根據內部光電效應，在光的作用下，物體內部的原子釋放電子，但電子不脫離物體表面，而是留在物體內部，從而使物體的電阻率發生變化或產生電動勢。[2]

光電二極管在反向電壓作用下工作。它的核心是pN結。為了接收光，使pN結的面積增大，電極面積盡可能小，pN結的深度很淺，小于1微米。在沒有光的情況下，反向電流很小，稱為暗電流。當有光時，攜帶能量的光子進入pN結并將能量傳遞給共價鍵上的束縛電子，因此一些電子脫離共價鍵，從而產生電子-空穴對，被稱為光載子。光電三極管原理圖如下：

光電三極管B-C具有光結并吸收入射光?；酌娣e大，發射面積小。當光入射到基礎表面，產生光的電子-空穴對，在電場的作用下b，c，漂移的電子收集器，和洞底，底部可能上升，外加電壓的作用下c和e電子發射器之間注入，除了少數之外用復合孔，固定在底座與非常薄的基地收集器收集，被稱為輸出光電流。光電三極管的工作原理分為兩個過程：一個是光電轉換，另一個是光電流放大，輸出電流達到mA級，但響應比光電二極管慢得多，溫度效應也比二極管大。

光電管是一種在有光的情況下產生電動勢的半導體器件。原理是半導體的p-N結在光的作用下產生新的電子-空穴對，電子和空穴在p-N結電場的作用下移動到結的兩側，形成附加的電位差。

光電檢測電路

光電探測器接收到的信號一般較弱，而光電探測器的輸出信號可能包含在噪聲中。因此，需要進行預處理，濾除大部分噪聲，并將微弱信號放大到后續處理器所需的電壓幅值。通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路，將待測信號以適當的幅度輸出，濾除大部分噪聲。其框圖如下：

由于光電轉換器所獲得的信號為弱電流信號，需要利用輸入電阻較大的換位放大器（TIA）實現I-V變換和阻抗匹配?？缱栊颓爸梅糯箅娐方Y構如下：

為了保證測量的準確性和良好的信噪比，在前置放大電路后加一個二階帶通濾波電路，去除有用信號頻帶外的噪聲，包括環境噪聲和前置放大帶來的噪聲。過濾結構如下：

為了更好地抑制共模干擾，減少背景光輻射等外部干擾對測量系統的影響，對放大和濾波后的信號必須進行差分處理。差分放大電路原理如下圖所示：