傳感器基本知識課件

1、關(guān)于傳感器基本知識第1頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【反射式光電傳感器介紹】 反射式光電傳感器是將紅外發(fā)光管和硅光敏三極管等，以相同的方向裝在支架上。當(dāng)紅外線發(fā)光管通電發(fā)光時，光通過被照射物反射到硅光敏三極管窗口上，使硅光敏三極管導(dǎo)通，從而有一定大的電流輸出，以此檢測物體的有無。第2頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【反射式光電傳感器的應(yīng)用舉例】由于反射式光電傳感器的反射光通量的多少取決于被測對象表面的性質(zhì)和狀態(tài)，因此它常被用來測量工件表面的粗糙程度，紙張的白度等。第3頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四一、條形碼掃描筆掃描筆

2、的結(jié)構(gòu)如圖所示，前方為光電讀入頭，當(dāng)掃描筆頭在條形碼上移動時，若遇到黑色線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光線將被黑線吸收，光敏三極管接受不到反射光，呈現(xiàn)高阻抗，處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線，被反射到光敏三極管，光敏三極管產(chǎn)生光電流而導(dǎo)通。整個條形碼被掃描筆掃過之后，光敏三極管將條形碼變成了一個個電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整形后便形成了脈沖列，再經(jīng)計算機處理后，完成對條形碼信息的識讀。 條形碼掃描筆第4頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【電渦流傳感器原理】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體將產(chǎn)生呈渦漩狀的

3、感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。電渦流傳感器就是利用這種效應(yīng)，在其傳感器內(nèi)部存在線圈，當(dāng)線圈中通以交變的電流時，就會產(chǎn)生交變的磁場，則在傳感器前面的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，此電流又對傳感器線圈產(chǎn)生影響。根據(jù)這個影響來得到導(dǎo)體的一些參數(shù)。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四一：電渦流涂層厚度儀 【電渦流傳感器應(yīng)用】第6頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四電渦流涂層厚度儀原理第7頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四二、電渦流式通道安全檢查門 安檢門的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)射線圈和接收線圈。當(dāng)有金屬物體通過時，交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流

4、，會在接收線圈中感應(yīng)出電壓，計算機根據(jù)感應(yīng)電壓的大小、相位來判定金屬物體的大小。在安檢門的側(cè)面還安裝一臺“軟x光”掃描儀，它對人體、膠卷無害，用軟件處理的方法，可合成完整的光學(xué)圖像。 第8頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四安檢門演示當(dāng)有金屬物體穿越安檢門時報警第9頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四三、電渦流表面探傷 手持式裂紋測量儀油管探傷第10頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四滾子渦流探傷機 滾子渦流探傷機是由計算機控制的軸承滾子表面微裂紋探傷的專用設(shè)備，可探出深 30m的表面微小裂紋。第11頁，共34頁，2022年，5月20

5、日，19點7分，星期四手提式探傷儀外形（參考廈門愛德華檢測設(shè)備有限公司資料）第12頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四掌上型電渦流探傷儀第13頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四用掌上型電渦流探傷儀檢測飛機裂紋第14頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四臺式電渦流探傷儀第15頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁

6、場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓 【霍爾傳感器原理】第16頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四一、檢測磁場(數(shù)字高斯計）用霍爾線性器件作探頭，測量6T10T的交變和恒定磁場，已有許多商品儀器。HT20系列手持式數(shù)字高斯計/特斯拉計可用于測量直流磁場、 交流磁場、輻射磁場等各類磁場的磁感應(yīng)強度。該儀器可以隨身攜帶，量程范圍寬，操作方便，液晶顯示清晰。電源為一節(jié)9V干電池，可連續(xù)使用20小時。應(yīng)用范圍永磁材料表面磁場、直流電機、揚聲器、磁選機、永磁除鐵器的工作磁場。第17頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四二、無損探傷 霍爾無損探傷已在炮膛探傷、管道

7、探傷，纜繩探傷，船體探傷以及材料檢驗等方面得到廣泛應(yīng)用。鐵磁材料受到磁場激勵時，因其導(dǎo)磁率高，磁阻小，磁力線都集中在材料內(nèi)部。若材料均勻，磁力線分布也均勻。如果材料中有缺陷，如小孔、裂紋等，在缺陷處，磁力線會發(fā)生彎曲，使局部磁場發(fā)生畸變。用霍爾探頭檢出這種畸變，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，可辨別出缺陷的位置，性質(zhì)（孔或裂紋）和大小（如深度、寬度等）注：電渦流傳感器與霍爾傳感器在這方面應(yīng)用的區(qū)別第18頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四鐵磁材料裂紋檢測 NS第19頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四在霍爾器件背后偏置一塊永久磁體，并將它們和相應(yīng)的處理電路裝在一個殼體內(nèi)，

8、做成一個探頭，將霍爾器件的輸入引線和處理電路的輸出引線用電纜連接起來，構(gòu)成霍爾接近傳感器?；魻柧€性接近傳感器主要用于黑色金屬的自控計數(shù)，黑色金屬的厚度檢測、距離檢測、齒輪數(shù)齒、轉(zhuǎn)速檢測、測速調(diào)速、缺口傳感、張力檢測、棉條均勻檢測、電磁量檢測、角度檢測等。 三、霍爾接近傳感器和接近開關(guān)霍爾接近傳感器的外形圖第20頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。 霍爾接近開關(guān)主要用于各種自動控制裝置，完成所需的位

9、置控制，加工尺寸控制、自動計數(shù)、各種計數(shù)、各種流程的自動銜接、液位控制、轉(zhuǎn)速檢測等等。霍爾開關(guān)具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。這是最常用的霍爾開關(guān)，它的直徑為12毫米，固定時只要在設(shè)備外殼上打一個12毫米的園孔就能輕松固定，長度約30毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測到物體時紅色LED點亮，平時處于熄滅狀態(tài)。第21頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四四、電流傳感器 當(dāng)電流流過導(dǎo)線時，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測。既

10、可測直流也可測交流?？ㄐ坞娏饔嫷慕Y(jié)構(gòu) 第22頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四五、霍爾液位傳感器霍爾器件裝在容器外面，永磁體支在浮子上，隨著液位變化，作用到霍爾器件上的磁場的磁感應(yīng)強度改變，從而可測得液位。 第23頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【色標(biāo)傳感器原理】色標(biāo)傳感器常用于檢測特定色標(biāo)或物體上的斑點，它是通過與非色標(biāo)區(qū)相比較來實現(xiàn)色標(biāo)檢測，而不是直接測量顏色。色標(biāo)傳感器實際是一種反向裝置，光源垂直于目標(biāo)物體安裝，而接收器與物體成銳角方向安裝，讓它只檢測來自目標(biāo)物體的散射光，從而避免傳感器直接接收反射光，并且可使光束聚焦很窄。調(diào)節(jié)傳感器靈敏度能

11、改變檢測出的色標(biāo)范圍，靈敏度較低時，能檢測出白色物體。 第24頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四第25頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四案例賞析：自主尋跡電動小車 設(shè)計要求：小車必須沿規(guī)定路線行駛，控制部分設(shè) 計不能采用無線遙控，具體控制要求如下: (1)電動車從起跑線出發(fā)，沿規(guī)定引導(dǎo)直線行駛到達(dá)B點。在“直道區(qū)”下沿引導(dǎo)線埋有1一3塊寬度為15cm、長度不等的薄鐵片。電動車在行駛中檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。電動車在“直道區(qū)”行駛過程中，存儲并顯示每個薄鐵片(中心線)至起跑線間的距離;第26

12、頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四 (2)電動車到達(dá)B點以后進(jìn)人“彎道區(qū)”，沿圓 弧引導(dǎo)線到達(dá)C點。C點下埋有邊長為 15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達(dá)C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息; (3)電動車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)人停車區(qū)并到達(dá)車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸; (4)電動車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車。停車后，能準(zhǔn)確顯示電動車全程行駛時間。第27頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四第28頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四系統(tǒng)方案：將控制對象及檢測目標(biāo)劃分為不同模塊，即

13、障礙物檢測、路面鐵片檢測、路面軌跡檢測、光源檢測、速度路程檢測等模塊。針對不同模塊的控制要求分別采用不同的設(shè)計方案實現(xiàn)。系統(tǒng)組成及原理框圖如圖1所示。其中色標(biāo)傳感器用來檢測小車的運行軌跡，電渦流傳感器用來檢測路跡下薄鐵片的數(shù)目，超聲波傳感器用來檢測小車前進(jìn)方向的障礙物，霍爾傳感器用于檢測小車行駛的速度及距離。第29頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四小車起始點車庫第30頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【路面黑線檢測電路】采用四個色標(biāo)傳感器組成檢測電路。探測路面黑線的大致原理是:光線照射到路面并射，由于黑線和白紙的反射系數(shù)不同，根據(jù)接收到的反射光強弱判斷是否沿黑線前進(jìn)。 第31頁，共34頁，2022年，5月20日，19點7分，星期四【路面下金屬片檢測電路】在車底中部安裝了一個電渦流傳感器，將其檢測面對準(zhǔn)運行路面，當(dāng)小車通過金屬鐵塊時，傳感器給出電平信號，送單片機Pl端口，通過對脈沖計數(shù)可知金屬片數(shù)目。第32頁，共34