目前廣泛應用於工業自動化領域的光電感測器,一般是開關型的,被稱為光電開關。光電感測器由投光器、受光器、積體電路、輸出電路等組成,屬弱電檢測感測器。它容易受到強電裝置的電磁干擾。它工作時,引起電磁輻射,形成電磁干擾。
當動作頻率較高、多個感測器相距較近時,儀器儀表、匯流排系統、計算機等弱電裝置會受到強烈的干擾,感測器本身也會受到強烈的干擾,此時電磁相容問題顯得更突出。電磁相容設計的目的,一是使感測器本身在電磁環境中能正常工作,避免出現誤動作,二是避免感測器成為電磁干擾源。
光電開關是通過把光強度的變化轉換成電訊號的變化來實現控制的。光電感測器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：傳送器，接收器和檢測電路。
傳送器對準目標發射光束，發射的光束一般來源於半導體光源，發光二極體（LED）和鐳射二極體。光束不間斷地發射，或者改變脈衝寬度。接收器有光電二極體或光電三極體組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其後面是檢測電路，它能濾出有效訊號和應用該訊號。
此外，光電感測器的結構元件中還有發射板和光導纖維。
三角反射板是結構牢固的反射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回，具有實用意義。它可以在與光軸0到25的範圍改變發射角，使光束幾乎是從一根發射線，經過反射後，還是從這根反射線返回。
以下就是我們所要注意的設計點。
方法/步驟
光干擾的抑制
光電感測器以光為媒介進行無接觸檢測。光是一種頻率很高的電磁波。光干擾也算是一種電磁干擾,光干擾是感測器誤動作的主要因素之一。環境光、背景光和周圍其它光電感測器發出的光是光干擾源。以紅外線為媒介進行檢測則可減小可見光的影響,紅外光也不影響可見光。紅外線光電感測器可用濾光鏡濾去可見光。對於周圍環境其它光電感測器的光干擾, 可用外殼、套筒、夾縫來抑制 。
投光器外殼結構設計得當,可使發出的光成為規則光束,而非散射狀,使用時又安裝得當,則投光器難成為光干擾源。感測器設計時,採用偏振光及高頻調製的脈衝光,採用同步檢波方式,都有利於抑制光干擾。
電路板電磁相容
光電感測器通過高頻調製產生高頻電訊號。在高頻下,一根導線等效為一個電感。因此,須儘可能縮短感測器內高頻線的長度。印製板跡線設計時要考慮儘可能減小電磁輻射。跡線輻射比積體電路輻射要強。跡線如構成大小相等、方向相反的電流環路,則會向空間輻射磁場,也會接受空間的磁場。環路電流。設環路面積為S ,電訊號頻率為f ,測量天線到輻射平面的距離為d ,測量天線與印製板平面的夾角為θ,此時為差模輻射。可通過減小環路面積S 和環路電流i 來減小差模輻射。共模輻射可用對地電壓激勵的、長度小於1/ 4 波長的短單極天線來模擬。減小地電壓和將差模電流旁路到地可減小共模輻射。
總的來說,印製板跡線長度宜短,宜增加寬度,但不宜突然增寬,不宜突然拐彎。儘可能增大地線面積以減小地線阻抗。高頻訊號線、電源線應儘可能平行地靠近地線。感測器應選用低功耗器件。低功耗器件發熱小,這有利於感測器設計得更緊密,有利於感測器穩定工作。
輸出電路電磁相容設計
輸出電路是感測器的末級電路,一般是無觸點開關電路。常用輸出元件有三極體和閘流體。三極體狀態改變時,引起電磁輻射。在三極體集電極與發射極之間並接RC 吸收電路,用電感L 來抑制d i/ d t , 就可減小電磁輻射的能量。
輸出電路電磁相容設計的另一種方法是遮蔽。閘流體被遮蔽,LC 濾波網路用來抑制閘流體動作時產生的浪湧。濾波網路與遮蔽罩均接地。
抗干擾編碼設計方法
現在,通訊、介面、匯流排技術的發展也促使二進位制感測器的智慧化。一個執行器-感測器- 介面匯流排系統。匯流排系統最多可安裝248 個二進位制感測器。 晶片與光電感測器配合,可使感測器與 匯流排相連。同一總線上,多個感測器相互干擾的問題比較嚴重。這可在感測器通訊時,在資訊中加入監督碼元（冗餘碼）進行抗干擾。如用00000 、11111代替0 、1 。當收到10111,那可認為錯了一位,並自動糾正第二位。
電磁相容試驗設計
電磁相容設計靠電磁相容試驗來驗證與改進。現在,有了比較完善的電磁相容試驗方法和專門的試驗裝置。開關電器動作時,形成強烈的干擾,產生瞬態脈衝 標準對電快速瞬變脈衝干擾作出規定,分為單個脈衝、一群脈衝、脈衝群。脈衝群波形如圖5 所示,週期為300 ms , 脈衝束寬度為15 ms。
單個脈衝和一群脈衝中單個脈衝的寬度要小於15ms。 規定的雷電模擬脈衝的寬度也要小於15 ms。光電感測器內部採用小電容對瞬變脈衝濾波比較適應。感測器若受主機控制,則可在軟體中採用數字濾波、延時指令來抑制瞬變干擾。光電感測器輻射敏感度試驗結果如表1 所示。