(动画来源：日照职业学院精品课程建设，传感器与检测技术)光电式测速传感器的测量原理示意图如上图所示，遮光测量盘与被测物体一起转动，上面开有一个小孔可以透光，当圆盘转一圈，光源就会照射在光敏元件上一次，通过计算固定时间内光源照射在光敏元件上的次数，便可以计算出转速来。
直射式光电转速传感器的结构如上图所示。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。传感器的输入轴与待测轴相连接，光源发出的光通过开孔盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔盘上有很多个小孔(如20，30，60……)，开孔盘每转一周，光敏元件接受光的次数等于盘上的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，即
式中：n - 转速
f - 脉冲频率
N - 圆盘开孔数。
光敏元件将光信号转换成电信号，通过放大、整形、计数最终得到与转速对应的计数值输出。