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正常情況下，光電傳感器由處理路徑和處理元件兩部分組成。它的基本原理是利用光電效應，將測量到的變化轉化為光信號的變化，再借助光電元件將非電信號進一步轉化為電信號。“光電效應”是指用光照射某一物體，可視為以一定能量為序列的光子對該物體進行轟擊，此時光子的能量傳遞給電子，而電子的所有能量被一個電子一次性吸收，當電子獲得光子所傳遞的能量時，它的狀態就會改變，因此受光照射的物體就會產生相應的電效應。一般將光電效應分為三類：

(1)在光線作用下能使電子逸出物體表面的現象稱為外光電效應，如光電管、光電倍增管等;

(2)在光線作用下能使物體的電阻率改變的現象稱為內光電效應，如光敏電阻、光敏晶體管等;

(3)在光線作用下，物體產生一定方向電動勢的現象稱為光生伏應，如光電池等。

光電傳感器是將光信號(可見及紫外鐳射光)轉化為電子信號的裝置，是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件。

光電傳感器是以光電子器件為轉換元件的傳感器。該系統可以檢測出直接導致光量變化的非電物理量，如光強，光照度，輻射溫度，氣體成分分析等;還可以檢測出其它一些非電因素，如零件直徑，表面粗糙度，應變，位移，振動，速度，加速度，物體形狀，工況識別等，從而轉化為光量變化。光電子傳感器具有非接觸性，響應速度快，性能可靠的特點，因而被廣泛應用于工業自動化設備和機器人中。新型光電子器件不斷涌現，尤其是CCD圖像傳感器的誕生，為光電子傳感器的進一步應用開辟了新的天地。