光电传感器工作原理：有物体挡光时的电路详解

当物体挡光时，光电传感器内部电路会经历一系列精确的变化，最终输出一个开关信号。其核心原理是基于 “光路阻断” 的检测逻辑。

核心工作流程（以对射式为例）

1. 正常状态（无物体挡光）

• 光路：发射器发出的调制红外光束畅通无阻地直达接收器。

• 电路内部：

  • 接收器内部的光电晶体管因持续受到光照而导通，产生一个较强的电信号。

  • 该信号经过放大和解调后，送入比较器的输入端。

  • 此时，信号电压高于比较器预设的参考电压（阈值）。

  • 比较器输出一个结果（例如低电平），导致输出驱动晶体管（NPN/PNP）保持截止状态。

  • 最终输出：传感器无信号输出（例如，NPN输出为高阻态）。

2. 检测状态（有物体挡光）

• 光路：物体完全阻挡了光束。

• 电路内部（关键变化）：

  • 光电晶体管因失去光信号而截止，产生的电信号急剧减弱或消失。

  • 放大后的信号电压低于比较器预设的参考电压（阈值）。

  • 比较器的输出状态瞬间翻转（例如从低电平变为高电平）。

  • 这个翻转的信号驱动输出晶体管（NPN/PNP）进入饱和导通状态。

  • 最终输出：传感器输出一个有效的开关信号。

    • 对于NPN型：输出线（黑色）内部接通电源负极（0V），输出低电平。

    • 对于PNP型：输出线（黑色）内部接通电源正极（+24V），输出高电平。

电路动作核心总结

实现稳定性的关键技术：调制与解调
在整个过程中，发射器发出的是高频闪烁的调制光，接收电路也只识别这个特定频率。这确保了即使在有环境光（如太阳光、灯光）照射到接收器的情况下，电路也只对自身光束的被遮挡做出反应，从而实现了极高的抗干扰性和可靠性。

结论
有物体挡光时，光电传感器内部电路的核心变化是：接收器信号由强变弱，导致比较器状态翻转，最终驱动输出晶体管从“截止”变为“导通”，从而产生一个清晰的开关控制信号。 这套精密的电路设计，是实现非接触式检测的基石。