Các cảm biến đo vị trí và dịch vụ chuyển theo phƣơng pháp quang học gồm nguồn phát ánh sáng kết hợp với 1 đầu thu quang(thƣờng là tế bào quang điện).
Tuỳ theo cách bố trí đàu thu quang,nguồn phát và thƣớc đo(hoặc đối tƣợng đo),các cảm biến đƣợc chia ra:
-Cảm biến quang soi thấu. Cảm biến quang phản xạ
Cảm biến quang phản xạ(hình 4.16) hoạt động theo nguyên tắc dọi phản quang: đầu thua quang đặt cùng phía với nguồn phát. Tia sáng từ nguồn phát qua thấu kính hội tụ đập tới một thƣớc đo chuyển động cùng vật khảo sát,trên thƣớc có những vạch chia phản quang và không pảhn quang kế tiếp nhau,khi tia sáng gặp phải vạch chia phản quang sẽ bị phản xạ trở lại đầu thu quang.
Hình 4.16. Cảm biến quang phản xạ 1, Nguồn phát 2, Thƣớc đo 3, Đầu thu quang
Cảm biến loại dọi phản quang,không cần dây nối qua vùng cảm nhận nhƣng cự ly cảm nhận thấp và chịu ảnh hƣởng của ánh sáng từ nguồn sáng khác.
Cảm biến quang soi thấu.
Sơ đồ cấu trúc của 1 cảm biến đo vị trí và dịch chuyển theo nguyên tắc soi thấu trình bày trên hình 4.17a. Cảm biến gồm một nguồn phát ánh sáng,một thấu kính hội tụ,một lƣới chia kíc quang và các phần tử thu quang(thƣờng là tế bào quang điện).
Hình 4.17. a, Sơ đồ cấu tạo cảm biến quang soi thấu b, Tín hiệu ra 1, Nguồn sáng 2, Thấu kính hội tụ 3, Thƣớc đo
4, Lƣới chia 5, Tế bào quang điện 6,Mã chuẩn
Khi thƣớc đo(gắn với đối tƣợng khảo sát,chạy giữa thấu kính hội tụ và lƣới chia) có chuyển động tƣơng đối so với nguồn sáng sẽ làm xuất hiện một tín hiệu ánh sáng hình sin. Tín hiệu này đƣợc thu bởi các tế bào quang điện đặt sau lƣới chia. Các tín hiệu đầu ra của cảm biến đƣợc khuyếch đại trong 1 bộ tạo xung điện tử tạo thành tín hiệu xung dạng chữ nhật.
Các tế bào quang điện bố trí thành hai dãy và đặt lệch nhau một phần tƣ độ chia nên ta nhận đƣợc hai tín hiệu lêhj pha nhau 900
(hình 4.17b),nhờ đó không những xác định đƣợc độ dịch chuyển mà còn có thể nhận biết đƣợc cả chiều chuyển động.
Để khôi phục điểm gốc trong trƣờng hợp mất điện nguồn ngƣời ta trang bị thêm mốc đo chuẩn trên thƣớc đo.
Ƣu điểm của các cảm biến soi thấu là cự ly cảm nhận xa,có khả năng thu đƣợc tín hiệu mạnh và tỷ số độ tƣơng phản sáng tối lớn,tuy nhiên có hạn chế là khó bố trí và chỉnh tăhngr hàng nguồn phát và đầu thu.