如何給光電傳感器確定合理的輻射強(qiáng)度與集電極電流？

光電傳感器的輸出電流是光電傳感器十分關(guān)鍵的一個(gè)性能參數(shù)。光電傳感器的輸出電流不僅與發(fā)射器輻射強(qiáng)度和接收器集電極電流的大小、發(fā)射器與接收器之間的距離或角度、發(fā)射器與接收器前槽孔的大小等設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，還與元件及外殼的制造工藝控制、裝配過(guò)程的工藝控制、測(cè)試過(guò)程等有關(guān)。在分析設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中影響光電傳感器輸出電流因素的基礎(chǔ)上，提出了包括合理確定發(fā)射器和接收器的輻射強(qiáng)度與集電極電流、加強(qiáng)生產(chǎn)與制造過(guò)程工藝控制、分等級(jí)匹配等提高產(chǎn)品良品率的措施。  

光電傳感器廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療器械、光控玩具等行業(yè)，且不斷在一些新的研究領(lǐng)域中得以應(yīng)用，如智能車自動(dòng)尋跡系統(tǒng)、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)、焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、軍事裝備、能源利用系統(tǒng)等。常用的光電傳感器有槽型光電傳感器（TransmissiveOpticalSensor）、反射型光電傳感器（ReflecTIveOpTIcalSensor）等。槽型和反射型光電傳感器均由發(fā)光器件即發(fā)射器（Emitter）和光接收器件即接收器（Detector）組裝而成。槽型光電傳感器將發(fā)射器與接收器隔開一定距離安裝在外殼中，發(fā)射器發(fā)射的紅外或可見光通過(guò)外殼的槽縫到達(dá)接收器，用以檢測(cè)發(fā)射器與接收器之間是否有物體遮擋。反射型光電傳感器則將發(fā)射器與接收器按某一角度安裝在外殼中，用以檢測(cè)傳感器前是否有反射介質(zhì)或反射介質(zhì)的類型。光電傳感器的基本特性包括輸出電流與接收器兩端電壓之間的關(guān)系曲線、輸出電流與發(fā)射器輸入電流之間的關(guān)系曲線、輸出電流隨溫度變化的關(guān)系曲線、脈沖響應(yīng)特性曲線等。盡管從工作原理上槽型和反射型光電傳感器都并不復(fù)雜，但要設(shè)計(jì)與制造一款滿足要求、性能穩(wěn)定、可靠性好、成本合理的光電傳感器亦并非易事，更何況有些應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)傳感器性能參數(shù)的要求十分苛刻。本文從設(shè)計(jì)與制造角度討論影響光電傳感器輸出電流的因素，并提出提高傳感器生產(chǎn)制造過(guò)程良品率的一些相應(yīng)措施。  

光電傳感器的輸出電流ICON是光電傳感器一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)。對(duì)槽型光電傳感器而言，在給定條件下，ICON不僅與發(fā)射器輻射強(qiáng)度Ee、接收器集電極電流IC有關(guān)，還和發(fā)射器與接收器的距離以及發(fā)射器與接收器前槽縫的寬度有關(guān)。圖1為側(cè)面發(fā)光發(fā)射器與側(cè)面受光接收器之間距離改變時(shí)，發(fā)射器電流10mA時(shí)測(cè)量得到的接收器集電極電流IC隨距離的變化曲線。距離越大，相同條件下接收器集電極電流IC就越小。而發(fā)射器與接收器前槽縫的寬度越大，相同條件下光電傳感器的輸出電流ICON就越大。在槽型光電傳感器設(shè)計(jì)過(guò)程中，發(fā)射器輻射強(qiáng)度與接收器集電極電流應(yīng)結(jié)合發(fā)射器與接收器之間的距離，以及槽縫寬度進(jìn)行選取。