幾種常用反射型紅外光電傳感器件的性能探析

吳天強　朱劍　葉敏臺

摘要：文章通過給定的測試電路與裝置，測試五種不同型號的反射型紅外線光電傳感器件的反射特性，以電壓值表示檢測輸出結果，用于比較各器件在白色、黑色與亞光鋁箔的表面反射特性。檢測結果表明，不同種類的紅外反射型光電傳感器件，有效檢測距離不同；同一類型的反射式紅外光電傳感器件采用不同的封裝型式，其有效檢測范圍亦不同。

關鍵詞：紅外線；反射型；光電傳感器件；電壓值；測試電路；測試裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：O434 文章編號：1009-2374（2016）14-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.032

反射型紅外光電傳感器件的檢測效果，受反射光的強弱影響，也與發射管工作電流、檢測距離、反射面材料、環境光照等因素相關。參考文獻[1]采用控制變量法，給出對于同一傳感器件，以上幾種因素變化與檢測結果之間的相互影響關系。在此基礎上，本文采用相同的實驗方法，檢測RPR220、RPR359、TCRT5000、ST188、ITR20001五種常用反射型紅外光電傳感器件，在白色、黑色與亞光鋁箔表面的反射特性。

1 實驗方法

圖1為檢測裝置實物照片，游標卡尺用于測量傳感器離反射面的距離，被測傳感器件固定在游標卡尺的外測量爪上，可以更換；被測傳感器件的檢測窗口端面與量爪測量面齊平，是反射面、平口鉗作為底座，夾住游標卡尺的另一個外測量爪，使尺身與平口鉗的臺面垂直，且固定不動。裝置檢測電路，R2取20kΩ。檢測電路中的各連接線，宜編織成對絞線，可減少外界電磁信號的干擾。

檢測實驗在室內、晴天晚上進行，室溫為20℃，桌面照度為120Lx（日光燈）。測試各傳感器件在白色、黑色與亞光鋁箔表面的反射特性時，對應傳感器件發射管的工作電流均取10mA。

2 實驗結果分析

圖2是RPR220、RPR359測試特性曲線。黑色表面，RPR220檢測距離為6mm時，最低電壓值為3.95V，RPR359在檢測距離4mm時，最小電壓值為3.68V；白色表面，RPR220距離處于3～13mm時，輸出電壓不超過0.8V，RPR359的距離范圍則為1～12mm；亞光鋁箔表面，RPR220的低電平檢測距離范圍增加為2～22mm，RPR359的距離范圍為1～26mm。

圖3是TCRT5000測試特性曲線，黑色表面，在檢測距離為4mm，輸出電壓最小值為2.5V；白色表面，檢測距離范圍為1～19mm，輸出電壓小于0.8V；亞光鋁箔表面，輸出電壓小于0.8V的檢測范圍為1～25mm。

圖4是ST188測試特性曲線，黑色表面，在檢測距離為9mm，輸出電壓最小值為2.99V；白色表面，檢測距離范圍為4～30mm，輸出電壓小于0.8V；亞光鋁箔表面，輸出電壓小于0.8V的檢測范圍為3～63mm。

圖5是ITR20001測試特性曲線，黑色表面，在檢測距離為8mm，輸出電壓最小值為3.98V；白色表面，檢測距離范圍為4～16mm，輸出電壓小于0.8V；亞光鋁箔表面，輸出電壓小于0.8V的檢測范圍為2～51mm。

各器件在黑色表面，檢測輸出電壓的最小值，均大于TTL邏輯高電平輸入最小限值（2V），符合TTL邏輯高電平匹配要求。通過各器件的有效檢測距離對比可以得到，ST188與ITR20001傳感器件，亞光表面有效檢測距離范圍相對較大。ST188在白色表面，小于4mm的距離范圍為其無效檢測區域，RPR359與TCRT5000白色表面無效檢測距離均小于1mm。表1是RPR220、RPR359、TCRT5000、ST188、ITR20001五種傳感器件，在本實驗條件下，測得黑色表面的最小輸出電壓，與白色、亞光鋁箔表面的有效檢測距離范圍，為選用上述傳感器件提供參考。

3 結語

以上測試結果表明，不同種類的紅外反射型光電傳感器件，其有效檢測距離各不相同，其中RPR220與RPR359兩種傳感器件檢測結果相比較，白色表面的測試特性曲線，在實驗誤差范圍內基本重合，黑色與亞光鋁箔表面測試特性曲線相似。從兩者的測試特性曲線推斷，RPR220與RPR359應是采用相同類型的紅外檢測器件，只是封裝型式不同，使兩者的檢測范圍有所差異，即同一類型的紅外反射型光電傳感器件，采用不同的封裝形式，其有效檢測范圍亦不相同。

參考文獻

[1] 吳天強，葉敏，朱劍，等.RPR220反射式光電傳感器的性能測試與分析[J].科技與企業，2015，（7）.

[2] 馮笑笑，胡佳娟，等.紅外光電傳感器的性能分析與應用[J].蘇州大學學報（工科版），2012，32（1）.

[3] 張文娜，葉湘濱.傳感器接口電路的抗干擾技術及其應用[J].計算機自動測量與控制，2001，9（3）.

基金項目：本文為2015年浙江省教育廳一般科研項目，項目編號：Y201533061。

作者簡介：吳天強（1977-），男，浙江天臺人，臺州科技職業學院講師，碩士，研究方向：電子電路教學。

（責任編輯：王 波）