Optische Sensoren

Optische Sensoren werden für die Positionserfassung im Rahmen der Automatisierungstechnik eingesetzt und sind in der heutigen Zeit als „künstliche Augen” in diesem Bereich unersetzlich. Optische Sensoren werden immer dann eingesetzt, wenn eine genaue Position von Objekten erkannt werden soll. Sie arbeiten berührungslos, und es spielt bei den optischen Sensoren keinerlei Rolle, aus welchen Materialien die zu erfassenden Objekte bestehen. Optische Sensoren besitzen einen deutlich höheren Erfassungsbereich, als dies bei den so genannten Näherungsschaltern der Fall ist. So nutzen beispielsweise. Fotozellen einen äußeren Fotoeffekt. Ein optischer Sensor kann auch auf den inneren Fotoeffekt nutzen. Dann bestehen die optischen Sensoren aus Halbleitern, in denen durch das Einwirken des Lichts Ladungsträger entstehen, welche auf die elektrischen Eigenschaften des Materials einwirken und diese abändern.

Optische Sensoren werden nicht nur in der Automatisierungstechnik eingesetzt. Man findet sie zudem auch in digitalen Foto- und Videokameras und bei Barcodescannern. In diesen Bereichen nennt man die optischen Sensoren auch „Bildsensoren“.

Optische Sensoren arbeiten mit unterschiedlichen Lichtschranken. Es gibt zum einen die Einweglichtschranke, die sich durch eine große Reichweite auszeichnet. Bei der Einweglichtschranke ist das System aus zwei einzelnen Bestandteilen zusammengesetzt: Ein Sender und ein Empfänger. Dabei legt das Licht nur einen Weg zurück, nämlich von dem Sender bis hin zu dem Empfänger). Der Vorteil bei diesen optischen Sensoren ist, dass Staub, Nebel oder Dampf nicht zu einer Beeinträchtigungen in der Applikation und damit zu einer Störung der Funktion der optischen Sensoren führen kann. Bei den optischen Sensoren, die mit einer Reflexlichtschranke arbeiten, sind Sender und Empfänger in einem Gehäuse untergebracht. Mithilfe eines Spiegels wird der gesendete Lichtstrahl zu dem Empfänger zurückgeschickt. Eine Reflexlichtschranke ohne einen so genannten „Polarisationsfilter“ arbeitet im Infrarotbereich, optische Sensoren mit einem Polarisationsfilter mit sichtbarem Rotlicht.

Optische Sensoren nutzen einen Reflexlichttaster zur direkten Bestimmung von Objekten. Dabei wird die Spiegelung des Lichtes von einem Objekt ausgewertet. Optische Sensoren verwandeln also eine optische Information in ein elektrisch auswertbares Signal.
Das Licht verursacht dabei entweder eine abgeänderte elektrische Leitfähigkeit (den so genannten Fotowiderstand) oder eine Fotospannung (Fotodiode). Eine Form des inneren Fotoeffekts bei optischen Sensoren ist der Sperrschichtfotoeffekt, der unter anderem auch bei Fototransistoren effizient benutzt wird.

Geräte mit Sensor