版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)傳感器CQJTU機(jī)電與汽車工程學(xué)院伍岳光電式傳感器電感式傳感器電容式傳感器光電式傳感器(安全光幕)一.安全光幕簡(jiǎn)介
安全光幕由投光器和受光器兩部分組成。投光器發(fā)射出調(diào)制的紅外光,由受光器接收,形成了一個(gè)保護(hù)網(wǎng),當(dāng)是有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng),當(dāng)從中有光線被物體擋住,通過(guò)內(nèi)部控制線路,受光器電路馬上作出反應(yīng),即在輸出部分輸出一個(gè)信號(hào)用于機(jī)床如沖床,壓力機(jī)等緊急剎車。
光幕有著非常廣泛的應(yīng)用,比如在需要不斷送取料的沖壓設(shè)備上,如果安裝接觸式安全防護(hù)門,則需要操作人員頻繁地開關(guān)防護(hù)門,這樣不但增加了操作人員的工作量,而且降低了生產(chǎn)效率。在這種情況下,采用光柵和光幕就是最佳的選擇。在操作人員送取料時(shí),只要有身體的任何一部分遮斷光線,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器進(jìn)入安全狀態(tài)而不會(huì)給操作人員帶來(lái)傷害。二.基本工作原理及分類
光電保護(hù)裝置一般由光幕裝置、信號(hào)電纜、控制器、控制電纜組成。光幕裝置能夠產(chǎn)生紅外光幕,并檢測(cè)光幕的通光、遮光狀態(tài),通過(guò)信號(hào)電纜傳送通光、遮光狀態(tài)信號(hào);控制器一方面為光幕傳感器提供工作電源,一方面處理光幕傳感器傳送過(guò)來(lái)的通光、遮光狀態(tài)信號(hào),利用繼電器輸出接通、斷開信號(hào),通過(guò)控制電纜與壓力機(jī)的行程控制回路連接,或與其他設(shè)備的安全保護(hù)電路連接,達(dá)到保護(hù)人身安全的目的。
光電保護(hù)裝置根據(jù)光幕產(chǎn)生方式的不同,可分為反射式、對(duì)射式、多面保護(hù)三種形式,下面分別用示意圖加以描述。T為發(fā)光器的控制端,K為受光器的繼電器端安全光幕實(shí)物圖反射式光電保護(hù)裝置對(duì)射式光電保護(hù)裝置多面保護(hù)式光電保護(hù)裝置2.相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)
1.保護(hù)高度:根據(jù)不同的工業(yè)環(huán)境的保護(hù)需求,得到不同的光柵距離,從而對(duì)其進(jìn)行不同的標(biāo)定。2.安全距離:
安全距離是指為了保證安全,光電保護(hù)裝置的光幕與危險(xiǎn)點(diǎn)之間允許的最小距離,安全距離可參照下表確定,或依據(jù)公式計(jì)算得出。對(duì)于滑塊能在行程的任意位置制停止的壓力機(jī),安全距離依公式計(jì)算
=()控制器控制器的作用有如下四種:1.為光幕傳感器供電
輸入電源一般為AC220V/AC110V,接入控制器后,經(jīng)過(guò)變壓、整流、穩(wěn)壓,產(chǎn)生DC12V電源,為光幕傳感器供電,保證其正常工作。
如果用戶要求輸入電源為DC24V,供貨時(shí)按訂單要求提供相應(yīng)產(chǎn)品。2.信號(hào)處理
通過(guò)信號(hào)電纜與光幕傳感器連接,并將光幕傳感器傳輸過(guò)來(lái)的通光、遮光狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理,驅(qū)動(dòng)輸出繼電器。3.輸出控制接點(diǎn)信號(hào)
通過(guò)控制電纜與機(jī)械設(shè)備的控制電路連接,輸出繼電器接點(diǎn)信號(hào),當(dāng)光幕處于通光狀態(tài)時(shí),繼電器接點(diǎn)接通,當(dāng)光幕處于遮光狀態(tài)時(shí),繼電器接點(diǎn)斷開。4.提供接地點(diǎn)
為整個(gè)裝置提供接地點(diǎn),保證安全用電和有效防止電磁干擾。
電感式傳感器是利用線圈自感或互感的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置??梢詼y(cè)量位移、振動(dòng)、壓力、流量、比重等參數(shù)。
電感式傳感器的核心部分是可變的自感或互感,在將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感的變化時(shí),一般要利用磁場(chǎng)作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器的主要特征是具有電感繞組。
習(xí)慣上講的電感式傳感器通常指自感式傳感器,而互感式傳感器由于它利用變壓器原理,又往往做成差動(dòng)式,故稱作差動(dòng)變壓器。
此外,利用渦流原理的電渦流式傳感器,而在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中常常使用電渦流傳感器(電磁式接近開關(guān))。電容式傳感器(接近開關(guān))
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈漩渦狀流動(dòng)的感應(yīng)電流,稱之為電渦流,這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。
渦流的大小與金屬的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ、幾何尺寸、產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈與金屬的距離x,線圈的激磁電流及其頻率等參數(shù)有關(guān)。若固定其中的若干參數(shù),就能按渦流的大小測(cè)量出另外某一參數(shù)。
特點(diǎn)(1)工作可靠、壽命長(zhǎng);(2)靈敏度高、分辨率高;
位移:0.01μm;角度0.1”;輸出信號(hào)強(qiáng),電壓靈敏度可達(dá)數(shù)百mV/mm。(3)精度高、線性好;
在幾十μm到數(shù)百mm的位移范圍內(nèi),輸出特性的線性度較好,且比較穩(wěn)定。非線性誤差:0.05%~0.1%;(4)性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。不足:存在交流零位信號(hào),不宜于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。高頻反射式電渦流傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理1234561-線圈2-框架3-襯套4-支架5-電纜6-插頭測(cè)量時(shí)線圈的等效阻抗為:
測(cè)量時(shí)線圈阻抗隨金屬導(dǎo)體的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ、線圈激勵(lì)電流的角頻率ω以及線圈與金屬導(dǎo)體的距離x等參數(shù)變化,即:
若能控制式中其它參數(shù)不變,只改變其中一個(gè)參數(shù),這樣阻抗就能成為這個(gè)參數(shù)的單值函數(shù),從而實(shí)現(xiàn)該參數(shù)的測(cè)量。工作原理工作原理示意圖
電感式接近開關(guān)由三大部分組成:振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)變交磁場(chǎng),并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí),在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導(dǎo)致振蕩衰減,以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào),觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件,從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。標(biāo)離傳感器越近,線圈內(nèi)的阻尼就越大,阻尼越大,傳感器振蕩器的電流越小。電感式接近傳感器應(yīng)用舉例每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度:被測(cè)物總長(zhǎng)度:1、生產(chǎn)中測(cè)量產(chǎn)品的長(zhǎng)度2、生產(chǎn)線工件的計(jì)數(shù)3、機(jī)械手的限位4、生產(chǎn)工件加工定位5、時(shí)序控制電容式傳感器(接近開關(guān))電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。特點(diǎn):(1)小功率、高阻抗。(2)小的靜電引力和良好的動(dòng)態(tài)特性。(3)本身發(fā)熱影響小。(4)可進(jìn)行非接觸測(cè)量。應(yīng)用:壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測(cè)量之中。工作原理及類型電容式傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件為一體的電容量可變的電容器和測(cè)量電路組成,其變量間的轉(zhuǎn)換關(guān)系原理如圖所示。由物理學(xué)可知,當(dāng)忽略電容器邊緣效應(yīng)時(shí),對(duì)圖示平行極板電容器,電容量為+
S
r d
_
可見:在S、d、ε三個(gè)參量中,改變其中任意一個(gè)量,均可使電容量C改變。也就是說(shuō),如果被檢測(cè)參數(shù)(如位移、壓力、液位等)的變化引起S、d、ε三個(gè)參量中之一發(fā)生變化,就可利用相應(yīng)的電容量的改變實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量。據(jù)此,電容式傳感器可分為以下三大類:(1)極距變化型電容傳感器;(2)面積變化型電容傳感器;(3)介質(zhì)變化型電容傳感器。電容式傳感器的全等效電路如圖所示。圖中,L為包括引線電纜的電感和電容式傳感器本身的電感;r包括引線電阻、極板電阻和金屬支架電阻;Rg是極間等效漏電阻,包含極板間的漏電損耗和介質(zhì)損耗、極板與外界間的漏電損耗和介質(zhì)損耗;C0為傳感器本身的電容;Cp為引線電纜、所接測(cè)量電路及極板與外界所形成的總寄生電容。
電容式傳感器電容量一般很小,容抗很大,而工作頻率一般較高,故略去圖中電阻的影響,電容式傳感器的等效阻抗為:式中,C=CP+C0則等效電容為實(shí)際電容相對(duì)變化為因此實(shí)際的靈敏度為可見電容傳感器的等效靈敏度Ke與傳感器的固有電感L有關(guān),且隨ω變化而變化。因此,在實(shí)際應(yīng)用前必須要進(jìn)行標(biāo)定,否則將會(huì)引入測(cè)量誤差。調(diào)頻測(cè)量電路
調(diào)頻測(cè)量電路把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分。當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時(shí),振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。當(dāng)被測(cè)信號(hào)為零時(shí),△C=0,振蕩器有一個(gè)固有振蕩頻率f0,即:調(diào)頻測(cè)量電路具有較高的靈敏度,可測(cè)至0.01μm級(jí)位移變化量,易于用數(shù)字儀器測(cè)量,并與計(jì)算機(jī)通訊,抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)電容發(fā)生變化時(shí),頻率變?yōu)槿鐖D,C1、C2為傳感器的差動(dòng)電容,當(dāng)電源接通時(shí),設(shè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的A端為高電位,B端為低電位,因此A點(diǎn)通過(guò)R1對(duì)Cl充電,直至F點(diǎn)上的電位等于參考電壓Ur時(shí),比較器A1產(chǎn)生一個(gè)脈沖,觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),A點(diǎn)成低電位,B點(diǎn)成高電位。此時(shí)F點(diǎn)電位經(jīng)二極管VD1迅速放電至零,而同時(shí)B點(diǎn)的高電位經(jīng)R2向C2充電。當(dāng)G點(diǎn)的電位充至Ur時(shí),比較器A2產(chǎn)生一脈沖,使觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)一次,使A點(diǎn)成高電位,B點(diǎn)成低電位,又重復(fù)上述過(guò)程。如此周而復(fù)始,在雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩輸出端各自產(chǎn)生一寬度受C1、C2調(diào)制的脈沖方波。
C1=C2時(shí)
C1>C2時(shí)
1.電容式接近開關(guān)齊平式非齊平式電容式接近開關(guān)外形圖示為電容
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 贛東學(xué)院《微生物與發(fā)酵工程》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 2022年上海審計(jì)師(初級(jí))《審計(jì)理論與實(shí)務(wù)》考試題庫(kù)(含典型題)
- 《心電圖的臨床應(yīng)用》課件
- 三年級(jí)科學(xué)上冊(cè)13風(fēng)教案冀教版
- 2021年消防工程師綜合能力模擬題及答案
- 《森林環(huán)境微生物》課件
- 《信息系統(tǒng)運(yùn)作》課件
- 2021年試驗(yàn)檢測(cè)師(含助理)-道路工程-集料試題
- 2021年度證券從業(yè)資格證券發(fā)行與承銷預(yù)熱階段綜合測(cè)試題(含答案)
- 國(guó)家安全線上教育課件
- 房地產(chǎn)中介業(yè)務(wù)管理制度
- 3.2《遵守規(guī)則》-教學(xué)設(shè)計(jì)2024-2025學(xué)年統(tǒng)編版道德與法治八年級(jí)上冊(cè)
- 拆除高空廣告牌的施工方案
- 天津市部分區(qū)2024-2025學(xué)年九年級(jí)上學(xué)期11月期中數(shù)學(xué)試題
- 全國(guó)職業(yè)院校技能大賽中職(大數(shù)據(jù)應(yīng)用與服務(wù)賽項(xiàng))考試題及答案
- 學(xué)校食堂從業(yè)人員培訓(xùn)制度
- 審計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)
- DB43 873-2014 箱式暖腳器標(biāo)準(zhǔn)
- 【學(xué)易金卷】2023-2024學(xué)年四年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)期末全真模擬提高卷(三)(答題卡)(北師大版)
- 部編 2024版歷史七年級(jí)上冊(cè)期末(全冊(cè))復(fù)習(xí)卷(后附答案及解析)
- 2024年煤礦安全管理人員(機(jī)電運(yùn)輸)考試題庫(kù)(濃縮500題)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論