正常情况下，光电传感器由处理路径和处理元件两部分组成。它的基本原理是利用光电效应，将测量到的变化转化为光信号的变化，再借助光电元件将非电信号进一步转化为电信号。
“光电效应”是指用光照射某一物体，可视为以一定能量为序列的光子对该物体进行轰击，此时光子的能量传递给电子，而电子的所有能量被一个电子一次性吸收，当电子获得光子所传递的能量时，它的状态就会改变，因此受光照射的物体就会产生相应的电效应。一般将光电效应分为三类：
(1 )在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等;
(2 )在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等;
(3 )在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏应，如光电池等。
光电传感器是将光信号(可见及紫外镭射光)转化为电子信号的装置，是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。
光电传感器是以光电子器件为转换元件的传感器。该系统可以检测出直接导致光量变化的非电物理量，如光强，光照度，辐射温度，气体成分分析等;还可以检测出其它一些非电因素，如零件直径，表面粗糙度，应变，位移，振动，速度，加速度，物体形状，工况识别等，从而转化为光量变化。光电子传感器具有非接触性，响应速度快，性能可靠的特点，因而被广泛应用于工业自动化设备和机器人中。新型光电子器件不断涌现，尤其是 CCD图像传感器的诞生，为光电子传感器的进一步应用开辟了新的天地。
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