De foto-elektrische sensor bestaat in het algemeen uit twee delen: een verwerkingspad en een verwerkingselement. Het basisprincipe is gebaseerd op het foto-elektrisch effect, dat de gemeten veranderingen omzet in optische signaalveranderingen en vervolgens niet-elektrische signalen verder omzet in elektrische signalen met behulp van foto-elektrische elementen. Het foto-elektrisch effect verwijst naar het verlichten van een object met licht, dat kan worden gezien als een reeks fotonen met een bepaalde energie die het object bombardeert. Op dit moment wordt de energie van het foton overgebracht naar het elektron en is de volledige energie van een foton in één keer. Wanneer het elektron wordt geabsorbeerd, zal de toestand van het elektron veranderen nadat het de energie heeft gekregen die door het foton is overgedragen, zodat het door het licht bestraalde object het overeenkomstige elektrische effect zal produceren. Het foto-elektrisch effect wordt meestal onderverdeeld in 3 categorieën:
(1) Het fenomeen dat elektronen van het oppervlak van een object kunnen ontsnappen onder invloed van licht, wordt een extern foto-elektrisch effect genoemd, zoals een foto-elektrische buis, fotomultiplicatorbuis, enz.;
(2) Het fenomeen dat de soortelijke weerstand van een object kan worden veranderd onder invloed van licht wordt het interne foto-elektrische effect genoemd, zoals fotoweerstanden, fototransistoren, enz.;
(3) Onder invloed van licht wordt het fenomeen dat een object een bepaalde gerichte elektromotorische kracht genereert het fotovoltaïsche effect genoemd. Foto-elektrische sensoren zoals fotocellen realiseren controle door veranderingen in lichtintensiteit om te zetten in veranderingen in elektrische signalen.
Over het algemeen bestaat de foto-elektrische sensor uit drie delen, die zijn onderverdeeld in: zender, ontvanger en detectiecircuit.
De zender is gericht op het doel om een lichtstraal uit te zenden, en de uitgezonden lichtstraal is over het algemeen afkomstig van een halfgeleiderlichtbron, een lichtemitterende diode (LED), een laserdiode en een infrarood-emitterende diode. De straal wordt ononderbroken uitgezonden of de pulsbreedte wordt gewijzigd. De ontvanger bestaat uit een fotodiode, een fototransistor en een fotocel. Voor de ontvanger zijn optische componenten zoals lens en diafragma geïnstalleerd. Daarachter bevindt zich het detectiecircuit, dat het effectieve signaal kan uitfilteren en het signaal kan toepassen.