傳感器教育資料實(shí)用教案

1、傳感器分類傳感器分類(fn li)第1頁/共29頁第一頁，共30頁。1. 光電傳感器光電傳感器 光電傳感器原理是由發(fā)光器件將電信號轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)射(fsh),然后通過光敏器件將光信號的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱拇笮≥敵? 常用(chn yn)的有兩類:透過型和反射型.(1) 透過型： 以上只是其中兩種的示意圖，還有很多種類，原理大體相似. 當(dāng)無物體在中間時，發(fā)光元件(yunjin)的輻射光直接照射在光敏器件上，光敏器件接受的光強(qiáng)，輸出高電壓； 當(dāng)有物體在中間時，光敏器件接受的光弱，輸出低電壓；第2頁/共29頁第二頁，共30頁。1. 光電傳感器光電傳感器(2) 透過(tu u)型傳感器介紹廠家(chn j

2、i)：SUNX型號：SH-21E廠家(chn ji)：KEYENCE型號：PS-56Ta.b.(3) SS-A5 型放大器介紹a. SS-A5 型放大器實(shí)物圖廠家：SUNX型號：SS-A51:灰色正極2:灰色負(fù)極3:黑色負(fù)極4:黑色正極第3頁/共29頁第三頁，共30頁。1. 光電傳感器光電傳感器(3) SS-A5 型放大器介紹(jisho)b. SS-A5型放大器外觀(wigun)圖c. 感度調(diào)整(tiozhng)方法1）將檢測物體置于想要檢測的位置， 將感度旋紐(粗)順時針旋至輸出指 燈亮，旋紐位置為A 2）取出檢測物體，將旋紐順時針旋， 當(dāng)背景物體使輸出亮?xí)r旋紐位置為 B,從B位置逆時針旋

3、至輸出燈滅時 的位置為C.無背景物體時旋紐最大 位置為C.3）當(dāng)旋紐位置設(shè)定在A與C的中間位置. 以穩(wěn)定操作指示燈來確認(rèn)穩(wěn)定情況. d. 接線此放大器有四根線：棕 藍(lán) 黑 橙BROWN: +VBLUE : -VBLACK: OUTORANGE: ALM第4頁/共29頁第四頁，共30頁。1. 光電傳感器光電傳感器(4) PS-56T 型放大器介紹(jisho)廠家(chn ji)：KEYENCE型號：PS-56T黑色棕色橙色藍(lán)色RRDC控制(kngzh)輸出警報輸出黑色黃色接收器發(fā)射器隔離線隔離線OUTSTBSTBALMOUTOFFSENSTIME(SEC)0.045MODE輸出LED(紅)無輸

4、出LED(綠)SENSOR感光強(qiáng)度調(diào)節(jié)輸出延時調(diào)節(jié)ALARM位置調(diào)節(jié)OUT時蜂鳴器ONSTB時蜂鳴器ON蜂鳴器OFF動作方式選擇開關(guān)a.外觀圖b.接線圖第5頁/共29頁第五頁，共30頁。1. 光電傳感器光電傳感器c.調(diào)節(jié)(tioji)方式廠家(chn ji)：OMRON型號：EE-SX670671672 此類傳感器上標(biāo)注 +，-，L，OUT的字樣，“+”和“L”接電源的正極(同時接入電源時，可改變傳感器的輸出狀態(tài))，“-”接電源的負(fù)極(fj)，“OUT”接輸出.有些型號沒有“L”.(5) 短距離光電傳感器123NO發(fā)光顯示旋鈕調(diào)節(jié)操作綠紅綠紅綠紅透過型當(dāng)被測物體移動后,固定受光部,把發(fā)光部上下

5、左右移動,然后在這兩點(diǎn)中間選一點(diǎn),此時綠燈亮.旋轉(zhuǎn)旋鈕,反時針從最大值旋到綠燈亮把旋鈕定在最大值和最小值的中間,此時綠燈亮第6頁/共29頁第六頁，共30頁。1. 光電傳感器傳感器(6) 反射(fnsh)型 由圖可見(kjin)，發(fā)光元件與受光元件以一定的角度并排安裝，由發(fā)光元件發(fā)出的光被物體反射，再由光敏器件予以檢測并轉(zhuǎn)換為信號輸出.第7頁/共29頁第七頁，共30頁。1. 光電傳感器傳感器(6) 反射(fnsh)型傳感器介紹 此型傳感器是限定反射式，有效距離32至53mm，感測頭與放大器集成在一起，使用時比較(bjio)方便.廠家(chn ji)：KEYENCE型號：PS-49此型傳感器有三根

6、線：棕 黑 綠. BROWN: +V BLACK: OUT BLUE : -V第8頁/共29頁第八頁，共30頁。2. 磁性(cxng)傳感器 利用(lyng)磁場作用使物質(zhì)的電性能發(fā)生各種物理效應(yīng)制成的，從而使磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號大小輸出.(1)霍爾效應(yīng)(xioyng)原理： 當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng).兩端具有的電位差種為霍爾電勢U，其表達(dá)式為:U=K*I*B/d 其中 K 為霍爾系數(shù)，I 為薄片中通過的電流，B 為外加磁場（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d 是薄片的厚度.由此可見霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加

7、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系.霍爾效應(yīng)原理圖第9頁/共29頁第九頁，共30頁。2. 磁性(cxng)傳感器(2) 霍爾元件(yunjin)結(jié)構(gòu) 霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡單，如圖 7-9(a) 所示，從一個矩形薄片(bo pin)的半導(dǎo)體上兩個相互垂直方向的側(cè)面上，各分出一個電極，用于加激勵電壓或電流，稱激勵電極（控制電極）；另兩個側(cè)面正中引出霍爾電勢，稱霍爾電極.在基片外面用金屬或陶瓷環(huán)氧樹脂等封裝作為外殼，圖 7-9(b)是霍爾元件的圖形符號.第10頁/共29頁第十頁，共30頁。2. 磁性(cxng)傳感器(3) 磁性(cxng)傳感器原理圖(4) 輸入/輸出的轉(zhuǎn)移(zhuny)特性第11頁/共2

8、9頁第十一頁，共30頁。2. 磁性(cxng)傳感器(5) 磁性(cxng)傳感器介紹 磁性傳感器的型號比較(bjio)多，大小不一，其功能都是一樣。(6) 磁性傳感器接線a.三根線的：棕 藍(lán) 黑.BROWN: + V BLUE : - V BLACK: OUTb.兩根線的：棕 藍(lán).BROWN: OUT BLUE : + V (7) 萬用表確認(rèn)法a.萬用表打到二極管檔.b.紅筆連接棕色線，黑筆連接藍(lán)色線，當(dāng)磁鐵靠近后會顯示導(dǎo)通.c.三根線的紅筆連接黑色線 （使用的磁鐵磁性不能過強(qiáng)，容易擊穿傳感器）第12頁/共29頁第十二頁，共30頁。3. 光纖傳感器傳感器光纖傳感器原理是利用光學(xué)原理光的強(qiáng)弱的

9、變化(binhu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柛叩偷妮敵?常用的有兩種類型：對射型和反射型.其功能與光電傳感器基本相似(xin s)，只是其采用的是光纖技術(shù).(1) 對射型 當(dāng)物體(wt)擋住光線時，接收光纖接受的光弱，輸出低電壓.第13頁/共29頁第十三頁，共30頁。3. 光纖傳感器傳感器(2) 對射型傳感器介紹(jisho) 此傳感器從側(cè)面(cmin)發(fā)射與接受光.廠家(chn ji)：OMRON型號：E32-T24S(3) FS-V12 型放大器介紹 a. FS-V12 型放大器實(shí)物圖廠家：KEYENCE型號：FS-V12 此類放大器既可以進(jìn)行手動調(diào)整還可以進(jìn)行自動調(diào)整.可以在使用自動設(shè)定鈕作快速調(diào)整后

10、使用手動對靈敏度作微調(diào).單獨(dú)使用自動校正或手動校正都可以獲得良好的檢測效果.第14頁/共29頁第十四頁，共30頁。3. 光纖傳感器傳感器(3) FS-V12 型放大器介紹(jisho) b. 感度調(diào)整(tiozhng)方法 1）自動調(diào)整：按一下(yxi) SET 鍵，棒狀 LED 上“SET” 顯示黃燈.再按下 SET 鍵，棒狀 LED 閃爍幾秒就 完成了. 2）手動調(diào)整：自動調(diào)整后還不理想可以采用手動調(diào)整. 先按一下 MODE 鍵數(shù)位式 LED 顯示“123P”和“- HLD”交替變換，再按下 MODE 顯示接受光強(qiáng)度 “1234”，再按一下顯示“-HLD”和“1234”交替 變換再按顯示額

11、外增益“123P”.再按就回到第一 次顯示的內(nèi)容依次循環(huán). 3）當(dāng)顯示接受光強(qiáng)或額外增益時，按一次 UP 或 DOWN 鍵設(shè)定值會閃爍兩秒鐘再恢復(fù)，要改變設(shè)定值需在閃 爍時按 UP 或 DOWN 調(diào)整. 4）棒狀 LED 顯示下四個亮?xí)r，光線接受不規(guī)律，接受 部分中斷；全顯示時光線接受穩(wěn)定，無顯示光接受中 斷.第15頁/共29頁第十五頁，共30頁。3. 光纖傳感器傳感器(4) FX-7 型放大器介紹(jisho) a. 外型圖1）在測知范圍內(nèi)放置光纖電纜.2）將模態(tài)選擇開關(guān)設(shè)定為 SET .3）當(dāng)檢測(jin c)到有物體時按 ON .4）當(dāng) SENSOR 確認(rèn)出 ON 狀態(tài)，穩(wěn)定操作指示燈會

12、閃.5）拿走物體后按 OFF .6）如果穩(wěn)定操作指示燈不斷閃爍，表示不穩(wěn)定；如只閃爍兩次說明感度穩(wěn)定. 7）設(shè)定模態(tài)選擇開關(guān)為 RUN . b. 感度調(diào)整(tiozhng)方法 c. 接線BROWN: + VBLACK: OUTBLUE : 0 VORANGE: ALM第16頁/共29頁第十六頁，共30頁。3. 光纖傳感器傳感器(5) 反射(fnsh)型 當(dāng)物體擋住光線時，接收(jishu)光纖接受的光弱，輸出低電壓. 反射是根據(jù)多卜勒效應(yīng)(xioyng)其相位發(fā)生變化，檢測出光相位的變化便可知物體的有無，物體彩色及明暗的差異.也可根據(jù)反射光的有無來判斷.廠家：KEYENCE型號：FU-68第

13、17頁/共29頁第十七頁，共30頁。4. 計數(shù)(j sh)傳感器 計數(shù)傳感器工作通常要與光敏類傳感器或磁性傳感器配合使用.其工作原理是用光敏傳感器或磁性傳感器的輸出(shch)信號來給計數(shù)傳感器,實(shí)現(xiàn)計數(shù). 計數(shù)(j sh)傳感器 計數(shù)傳感器接線圖“1”和“2”端是輸入，“3”和“4”端是復(fù)位.接線：1: +24 V2: - 0 V3: +24 V4: - 0 V第18頁/共29頁第十八頁，共30頁。5. 溫度傳感器傳感器(1) 溫度傳感器原理(yunl) 我們使用的溫度傳感器屬于熱電偶傳感器，其原理是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個閉合回路(hul)，如圖 11-5 所示.當(dāng)兩接點(diǎn)溫度不同時，

14、則在該回路(hul)中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動勢稱為電勢.這兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶.兩個接點(diǎn)，一個稱工作端，又稱測量端或熱端，測溫時將它置于被測介質(zhì)中；另一個稱自由端，又稱參考端或冷端. 在圖 11-5 所示的回路在，所產(chǎn)生(chnshng)的熱電勢由兩部分組成：溫差電勢和接觸電勢. 接觸電勢是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢.兩種導(dǎo)體接觸時，自由電子由密度大的導(dǎo)體向小的擴(kuò)散，在接觸處失去電子的一側(cè)帶正電，得到電子的一側(cè)帶負(fù)電，形成穩(wěn)定的接觸電勢. 溫差電勢是同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢.同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時，高溫

15、端的電子能量要比低溫端的電子能量大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電，因此，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電勢.第19頁/共29頁第十九頁，共30頁。5. 溫度傳感器傳感器(2) 熱電偶傳感器測溫方法(fngf) 熱電偶傳感器是接觸式測溫法，使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸，當(dāng)被測溫度與感溫元件達(dá)到熱平衡時，溫度敏感元件與被測溫度對象的溫度相等.溫度傳感器的測量系統(tǒng)(xtng)通常由現(xiàn)場的感溫元件和控制室的顯示裝置兩部分組成，如圖 11-1 所示. 熱電偶傳感器 溫度(wnd)控制器 溫度控制器第20頁/共29頁第二

16、十頁，共30頁。6. 壓力(yl)傳感器(1) 真空(zhnkng)傳感器 壓力傳感器是將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的器件.其分類(fn li)很多，本工程常用的真空傳感器、液壓傳感器和電阻應(yīng)變式傳感器三類. 半導(dǎo)體擴(kuò)散抵抗型壓力傳感器是在膜片（DIAPHRAGM）的表面形成半導(dǎo)體變形感應(yīng)體.承受到外部來力時，膜片會發(fā)生變形而產(chǎn)生壓力抵抗效果，這種效果會造成電氣抵抗產(chǎn)生變化，然后再將此變化變換成電氣信號. 真空傳感器使用是要與真空元件(真空電磁閥等)配合使才可.第21頁/共29頁第二十一頁，共30頁。6. 壓力(yl)傳感器(2) 真空(zhnkng)傳感器 DP-200a.外型圖b.調(diào)整(tio

17、zhng)方法1）設(shè)定真空 ON,未吸起物體，此時顯示值為 M .2）完全吸起物體，此時值為 M.3）設(shè)定必需滿足重要條件：M M1 M2 M .4）確認(rèn)物體是否滿足條件.第22頁/共29頁第二十二頁，共30頁。6. 壓力(yl)傳感器(3) 液壓式傳感器 通過無定型膜片受力產(chǎn)生變形，使自身的導(dǎo)磁率發(fā)生變化，從而使線圈的電感量發(fā)生變化，用檢測電路測出這種變化，就得出(d ch)了液壓的大小.粗調(diào)微調(diào)第23頁/共29頁第二十三頁，共30頁。6. 壓力(yl)傳感器(4) 電阻(dinz)應(yīng)變式傳感器 電阻應(yīng)變式傳感器是指在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴(kuò)散電阻，當(dāng)它受外力作用時，其阻值由

18、于電阻率的變化而改變.圖 11-30 是電阻應(yīng)變式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖.在一塊圖形的單晶硅膜片上，布置四個擴(kuò)散電阻，組成(z chn)一個全橋測量電路.膜片用一個圓形硅杯固定，將兩個氣腔隔開.一端接被測壓力，另一端接參考壓力.當(dāng)存在壓差時，膜片產(chǎn)生變形，使兩對電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，其輸出電壓反映膜片承受的壓差的大小.第24頁/共29頁第二十四頁，共30頁。7. 接近(jijn)傳感器(1) 工作(gngzu)原理 電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大電路組成利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流.這個渦流反作用于接近開頭，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制(kngzh)開關(guān)的通或斷.這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體.(2) 工作流程方框圖第25頁/共29頁第二十五頁，共30頁。7. 接近(jijn)傳感器(3) 接線(ji xin