【选型】反射式光电传感器的6大设计考量

时间： 2017-03-23 来源：世强作者：TonyBro

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【摘要】反射式光电传感器的选择需要考量的因素很多：包括反射面的类型及大小、传感器与反射面的距离及其一致性、反射表面的反射率、传感器差异和对比度等等。

反射式光电传感器通常由一个光发射器（红外光居多）及一个光电传感器。这样做的好处非常明显，即产品在安装在一侧便可完成检测，从而节省了空间。然而，为了准确地检测到目标物体，需要考量的因素很多，包括反射面的类型及大小、传感器与反射面的距离及其一致性、反射表面的反射率、传感器差异和对比度等等。了解这些对于选择合适的传感器非常有帮助。

1) 传感器类型差异

拿TTE光电传感器为例，TTE将光电传感器分为两大类：聚焦型和非聚焦型。聚焦型，如图1所示，传感器内部往往集成了镜头，用于将光路聚焦到一个更小的角度，以达到更精确的检测尺寸。此类传感器Ic峰值通常在2.5mm-7.5mm距离范围内，特殊的设计可以检测760mm的距离。聚焦型传感器最佳检测目标是光滑的表面，这类传感器的型号有：OPB7xx系列。

图1：聚焦型光电传感器

非聚焦型，如图2所示，不同于聚焦型，此类传感器内部没有镜头设计，所以光路是平行的，Ic峰值通常在1.25mm-2mm范围内，检测距离相对短，在几十毫米左右，多用于检测粗糙的表面，OPB9000即属于这种类型。

图2：非聚焦型光电传感器

2）对比度

对比度是设计需要考虑的最重要因素，它定义为被检测目标出现与不出现，传感器的反馈的信号比，用CR表示：

CR=Ic（目标出现）/ Ic（目标没有出现）

这个值从设计角度来讲，不应小于3：1。通常，这个比例是很容易达到的，当然，实际设计中可能还要考虑其他因素影响，下表是一个测试案例：

表1：对比度测试案例

3）输出VS检测距离

能否选择匹配自己应用距离的传感器对于设计的成败非常关键，参考传感器datasheet中不同反射面常规集电极电流输出和距离对比表可以很容易选出理想的器件。如下是以OPB700为例的对比表，选择图表中最佳的线性段即可预估芯片最佳的检测距离，从表中可以看出OPB700最佳曲线坐落在0.1''~0.3''（inches）之间。当距离超过0.3''，曲线变得更平，这意味着芯片对距离的响应不再明显，这会导致CR值变得不理想。

图3：OPB700不同反射面常规集电极电流输出和距离对比表

4）输出VS检测表面

这个很好理解，不同的表面有不同的反射率，对传感器的信号反馈当然是不一样的，如下是一个基于OPB7xx系列测试常用表面的表格，可供参考。从中很容易地可以得到几个结论：

1）对于光滑的金属表面，聚焦型传感器具有最佳反射特性。

2）平面黑色哑光漆和深黑胶带是理想的非反射平面，几乎等同于没有反射平面。

3）塑料带的颜色和质地对传感器反馈信号的影响非常微小。

表2：基于OPB7xx系列测试常用表面的表格

5）检测表面大小

最佳检测表面大小的方式可以通过试验来判断，当Ic不再随着表面大小的增大而增大，但是表面大小减小时Ic会减小，即随着表面增大，Ic达到临界点达时，检测表面的大小最佳。

6）芯片规格一致性

通常，芯片规格一致会满足芯片datasheet说明，TTE产品是经过严格测试才会出货的，以保证芯片一致性。

到了这里，相信攻城狮们对光电传感器设计已经有了一定理解，如果还有问题，不妨登录世强元件电商直接提问，我们会快速回答您的问题。

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