(2)恒光源发射的光通量穿过被测物，一部分由被测物吸收，剩余部分投射到光电元件上，吸收量决定于被测物的某些参数，如图2-48(b)所示。典型的例子如透明度计、浊度计绝
(3)恒光源发出的光通量授射到被测物上，然后从被测物反射到光电元件上，光电元件的输出反映了被测物的某些参数，如图2-48(c)所示。典型的例子如用反射式光电法测转速，测量工作表面粗糙度、纸张的白度等。
(4)从恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物，因此照射到光电元件上的光通量被遮蔽掉一部分，光电元件的输出反映了被测物的尺寸，如图2-48(d)所示。典型的例子如振动测量、尺寸测量等。
2.应用实例
(l)高温比色温度计
它是根据热辐射定律，使用光电池进行非接触测温的一个典型例子。根据有关的辐射定律，物体在两个特定波长λ1、λ2上的辐射强度Iλ1、Iλ2之比与该物体的温度成指数关系：（2-49）
式中 Kl、K2——与λl、λ2及物体的黑度有关的常数。
因此，我们只要测出Iλ1与Iλ2之比，就可根据式(2-49)算出物体的温度了。图2-49是光电高温比色温度计的原理图。
测温对象发出的辐射线经物镜2投射到半反半透镜3上，它将光线分为两路。第一路光线经反射镜4、目镜5到达使用者的眼睛，以便瞄准测温对象。第二路光线穿过半反半透镜成像于光阑7，通过光导棒8混合均匀后投射到分光镜9上。分光镜的功能是使红外光通过，可见光反射。红外光透过分光镜到达滤光片10，滤光片的功能是进一步起滤波作用，它只让红外光中的某一特定波长λl的光线通过，最后被硅光电池ll所接收，转换为与Iλ1成正比的光电流I1。滤光片12的作用是只让可见光中的某一特定波长λ2的光线通过，最后被硅光电池13所接收，转换与Iλ2成正比的光电流I2。I1、I2分别经电流／电压转换器14、15转换为电压Ul、U2，再经过运算电路算出Ul／U2值。由于Ul／U2值可以代表Iλ1／Iλ2，故采用一定的办法可以进一步根据式(2-49)计算出被测物的温度T，由显示器17显示出来。
(2)光电式浊度计
水样本的浊度是水文资料的重要内容之一，图2-51是光电式浊度计的原理图。
光源发出的光线经半反半透镜3分成两束相等的光线。一路光线直接到达光电池7，产生作为被测水样浊度的参比信号。另一路光线穿过被测样品水到达光电池6，其中一部分光线被样品介质吸收，样品水越混浊，光线的衰减量越大，到达光电池6的光通量就越小。两路光信号均转换成电压信号U1、U2，由运算电路10计算出U1、U2的比值，并进一步算出被测水样的浊度。
采用半反半透镜3及光电池7作为参比通道的好处是：当光源的光通量由于种种原因有所变化(或环境温度变化)引起光电池灵敏度发生改变时，由于两个通道的结构完全一样，所以在最后运算 U1／U2值时，上述误差可自动抵消，减小了测量误差。
(3)光电式转速表
转速是指每分钟或每秒钟内旋转物体转动的圈数。机械式转速表和接触式电子转速表精度不高，影响被测物的运转状态，已不能满足自动化的要求。光电式转速表属于反射式光电传感器，它可以在距被测物数十毫米处非接触地测量转速。由于光电器件的动态特性较好，所以可以用于高转速的测量而又不干扰被测物的转动，图2-52是它的原理图。
光源l发出的光线经透镜2会聚成平行光束，照射到旋转物体上的反光纸4反射回来，经透镜5聚焦后落在光敏二极管6上。它产生与转速对应的电脉冲信号，经放大整形电路8得到了TTL 电平的脉冲信号，再经频率计电路9处理后由显示器10显示出每分钟或每秒钟的转数即转速。
(4)光电式带材跑偏检测器
带材跑偏检测器是用来检测带型材料在加工过程中偏离正确位置的大小及方向，从而为纠偏控制电路提供纠偏信号。例如，在冷轧带钢厂中，某些工艺采用连续生产方式，如连续酸洗，退火，镀锡等。带钢在上述运动过程中易产生走偏。在其他工业部门如印染、造纸、胶片、磁带等生产过程中也会发生类似问题。带材走偏时，边缘经常与传送机械发生碰撞，出现卷边，造成废品。
图2-53(a)是光电式边缘位置检测传感器的原理图。光源 l发出的光线经透镜2会聚为平行光束投射向透镜3，从而又被会聚落到光敏电阻4上。在平行光束到达透镜3的途中，有部分光线受到被测带材的遮挡，从而使到达光敏电阻的光通量减小。图2-53(b)是测量电路简图。图中，R1、R2是同型号的光敏电阻，Rl作为测量元件装在带材下方。R2用遮光罩罩住，起温度补偿作用。当带材处于正确位置(中间位置)时，由Rl、R2、 R3、 R4组成的电桥平衡，放大器输出电压UO为零。当带材左偏时，遮光面积减小，光敏电阻Rl的阻值随之减小，电桥失去平衡。差动放大器将这一不平衡电压加以放大，输出电压UO为负值，它反映了带材跑偏的方向及大小。反之，当带材右偏时，UO为正值。输出信号 UO一方面由显示器显示出来，另一方面被送到执行机构，为纠偏控制系统提供纠偏信号。
四、光电开关及光电断续器
光电开关与光电断续器都是用来检测物体的靠近、通过等状态的光电传感器。近年来，随着生产自动化、机电一体化的发展，光电开关及光电断续器已发展成系列产品，其品种及产量日益增加，用户可根据生产需要，选用适当规格的产品，而不必自行设计光路及电路。
从原理上讲，光电开关及光电断续器没有太大的差别，都是由红外发射元件与光敏接收元件组成，只是光电断续器是整体结构，其检测距离只有几毫米至几十毫米，而光电开关的检测距离可达数十米。
1.光电开关的结构和分类
光电开关可分为两类:遮断型和反射型，如图2-54所示。图a中，发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个电脉冲信号。反射型分为两种情况:反射镜反射型及被测物体反射型(简称散射型)，分别如图b、图c所示。反射镜反射型传感器单侧安装，需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果，它的检测距离不如遮断型。散射型安装最为方便，并且可以根据被检测物上的黑白标记来检测，但散射型的检测距离较小，只有几百毫米。
光电开关中的红外光发射器一般采用功率较大的红外发光二极管(红外LED)。而接收器可采用光敏三极管、光敏达林顿三极管或光电池。为了防止日光灯的干扰，可在光敏元件表面加红外滤光透镜。其次，LED可用高频(4OkHz左右)脉冲电流驱动，从而发射调制光脉冲，相应地，接收光电元件的输出信号经选频交流放大器及解调器处理，可以有效地防止太阳光的干扰。
光电开关可用于生产流水线上统计产量、检测装配件到位与否以及装配质量(如瓶盖是否压上、标签是否漏贴等)，并且可以根据被测物的特定标记给出自动控制信号。目前，它已广泛地应用于自动包装机、自动灌装机、装配流水线等自动化机械装置中。
2.光电断续器
光电断续器的工作原理与光电开关相同，但其光电发射、接收器做在体积很小的同一塑料壳体中，所以两者能可靠地对准，其外形如图2-55所示。它也可分成遮断式和反射式两种。遮断式(也称槽式)的槽宽、深度及光敏元件各不相同，并已形成系列化产品，可供用户选择。反射型的检测距离较小，多用于安装空间较小的场合。由于检测范围小，光电断续器的发光二极管可以直接用直流电驱动，红外LED的正向压降约为(1.2～1.5)V，驱动电流控制在几十毫安。
光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。它广泛应用于自动控制系统、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。例如，在复印机中，它被用来检测复印纸的有无;在流水线上检测细小物体的通过及透明物体的暗色标记，以及检测物体是否靠近的接近开关、行程开关等。图2-56示出了光电断续器的部分应用。
五、热释电元件在红外线检测中的应用
红外线是波长大于0.76μm的不可见光。红外线检测的方法很多，有热电偶检测、光导纤维检测、量子器件检测等。近年来，热释电元件崭露头脚，在红外线检测中得到广泛的应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如:防盗器、自动门、自动灯的控制以及能辐射中红外线的物体温度的检测。
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