傳感器培訓(xùn)講座原理及應(yīng)用

歡迎參加OMRON系列產(chǎn)品講座OMRON自動化（中國）統(tǒng)轄集團(tuán)制造工程方案統(tǒng)轄部汽車行業(yè)項目1組項目專員王斌傳感器的基本概念傳感器(Transducer/Sensor)的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中敏感元件是指傳感器中能直接感受被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。接近傳感器（檢測金屬）工作原理(1)高頻發(fā)震機使線圈發(fā)出高頻磁場(2)被測對象產(chǎn)生渦電流，而渦電流又會引發(fā)新磁場(3)發(fā)震機受到渦電流的相反磁場的影響而停止振動(4)通過振動的有無輸出ON/OFF檢測對象是會發(fā)生渦電流的電導(dǎo)體，越接近磁性體（容易變成磁鐵）產(chǎn)生的渦電流越大、靈敏度越高。但是即便是磁性體，象鐵酸鹽那樣的熔鑄合金是絕緣體，不會發(fā)生渦電流，所以不易被檢測。

利用交流磁場的變化通過接近傳感器把生產(chǎn)線上不同的金屬罐分類。E2E/E2E2/E2F/E2EV檢測距離:

0.8-10mm接近傳感器應(yīng)用（一）接近傳感器（檢測非金屬）工作原理根據(jù)檢測物體的有無，電極和大地間的靜電電容（capacitance）會發(fā)生變化，靜電電容的增加引起了振動物體的誘電率（分極的難易程度）越大Capacitance也越大，就越容易檢測（靈敏度高）由于產(chǎn)品中具有不同的靜電容量，利用靜電容量型接近傳感器可以檢測出紙盒包裝內(nèi)有無飲品。E2K-C/E2K-X/E2K-F接近傳感器應(yīng)用（二）檢測距離:

3-25mm接近傳感器應(yīng)用（三）接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器術(shù)語接近傳感器注意事項１．檢測物體的材質(zhì)（參照后面曲線圖）

額定檢測距離為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體：定為純鐵（PureIron）。

磁性接近傳感器的檢測距離由材質(zhì)的透磁率（磁束通

過的容易度）決定、距離隨材質(zhì)變化。２．檢測物體的大小

每種型號的大小不同，但如果小于標(biāo)準(zhǔn)檢測物體，會引起檢測距離低下。３．檢測物體的厚度（參照后面曲線圖）

一般檢測物體以1mm為準(zhǔn)。檢測物體的厚度比0.1mm薄會產(chǎn)生表皮效果（SkinEffect），檢測距離延長。４．相互干擾

接近傳感器以高頻率振動。相鄰設(shè)置的話會引起相互干擾、

相鄰使用不同頻率的傳感器可以防止相互干擾。５．電源復(fù)位/電源OFF時負(fù)載與傳感器連接在不同的電源上時請先接通傳感器電源，傳感器通電100毫秒后即處于可檢測狀態(tài)。關(guān)閉電源時要先將負(fù)載關(guān)閉。

６．傳感器導(dǎo)線顏色（所有傳感器通用）電源：褐（＋）藍(lán)（－）交流兩線也是褐/藍(lán)控制輸出：輸出1（黑）輸出2（白）７．傳感器動作指示燈顏色日本美國的標(biāo)準(zhǔn)為紅色。歐洲為橙色，所以IEC使用橙色，現(xiàn)歐姆龍的產(chǎn)品多為紅色。接近傳感器注意事項接近傳感器特性曲線圖（一）檢測物體的大小、材料與檢測距離的關(guān)系物體的大小小于標(biāo)準(zhǔn)檢測物體時，檢測距離變小。對于同等大小的物體來說，依材料不同而不同。鐵的檢測距離最長。接近傳感器特性曲線圖（二）檢測物體的厚度與檢測距離的關(guān)系根據(jù)表皮效果（SkinEffect）、檢測物體越薄，產(chǎn)生的渦電流強，檢測距離越長。（即便是Al也比厚鐵片的距離長）漏電流特性10300.4漏電流（mA）電源電圧（V）對2線式傳感器很重要＋V0V負(fù)載回路i傳感器即使不處于ON狀態(tài)，也存在讓回路動作的電流i。負(fù)載過大或不想讓電流流過負(fù)載的情況下，需要加入泄放電阻（BleederResister）瀉放電阻E2E-X□D接近傳感器的應(yīng)用接近傳感器檢測電機的轉(zhuǎn)速光電傳感器介紹一、光電傳感器概述二、光電傳感器的工作原理及特點三、光電傳感器術(shù)語四、光電傳感器型號標(biāo)準(zhǔn)五、光電傳感器選型六、光電傳感器實驗光電傳感器概述

OMRON的光電傳感器非常有名，產(chǎn)品豐富。有許多技術(shù)都是獨一無二的。光電傳感器由投光器與受光器組成，一般用來檢測物體的通過，投光器中的投光元件從最早的燈泡發(fā)展到現(xiàn)在的LED，受光器中的受光元件從最初的光電阻元件發(fā)展到現(xiàn)在的PD。

傳感器的外部構(gòu)造也由最初的放大器內(nèi)藏型發(fā)展到現(xiàn)在的放大器分離型。能在更廣范圍下使用?，F(xiàn)在歐姆龍的主流發(fā)展機型為光纖式光電傳感器，這個在后面將會詳細(xì)介紹。對射型光電傳感器原理圖實際應(yīng)用：車輛的通過檢測檢測距離較長。投光器/受光器兩者都需要接通電源。光軸對合比較費力。對射型光電傳感器30m，型號E3S-CT11/CT61回歸反射型光電傳感器實際應(yīng)用：透明瓶的通過檢測檢測距離小于對射型。只需在一處配線，反射板在光的入射方向上形成反射光光軸對合方便。擴散反射型光電傳感器實際應(yīng)用：紙箱的通過檢測檢測距離短。只需在一處配線，無需反射板。有投光/受光二個透鏡，檢測位置精度不高。限定反射型光電傳感器實際應(yīng)用：檢測磁帶上有無IC片部件呈正反射的光學(xué)結(jié)構(gòu)，受到被測物體顏色的影響小，檢測距離限定于某個范圍，不易受到背景物的影響。適合檢測段差和傳送帶上流過的薄型物體。距離設(shè)定型光電傳感器實際應(yīng)用：不同流水線上的瓦楞紙箱檢測黑輪胎以細(xì)光束投光，讓被測物體上的光點的像能在PSD上成像，根據(jù)光點位置演算傳感器表面到物體的距離。檢測距離可由旋鈕設(shè)定，也能去除背景的影響。E3MC全色彩傳感器的原理?構(gòu)造E3MC紅LED綠LED藍(lán)LEDFAO①FAO②PDFAO＝FreeAngleOptics使用歐姆龍開發(fā)的光學(xué)多層膜避免光的不同入射角度的影響。

FAO①－紅透過/綠反射

FAO②－紅?綠透過/藍(lán)反射被測物體投光脈沖反射光脈沖（以紫色為例）RGB光依次以同樣的水平（混合時為白光）投光，根據(jù)物體顏色RGB的反射水平會發(fā)生變化，所以與PD的的投光同期受光之后以RGB的水平來判斷物體的顏色。光纖式光電傳感器

光纖式光電傳感器是一種放大器分離型的光電傳感器，光纖傳感器中也有對射型、回歸反射型和擴散反射型。光纖傳感器能夠檢測一些由于空間太小一般傳感器無法安裝的場合，或在特殊環(huán)境下。光纖傳感器因為光纖的優(yōu)點以及它的數(shù)字化顯示，是目前光電傳感器發(fā)展的主流。下面先介紹光纖傳感器的發(fā)展。高溫下的通過檢測1990199520002005能在狹小空間里使用的傳感器能輕松地調(diào)整靈敏度數(shù)值化管理（操作的標(biāo)準(zhǔn)化）省配線手動調(diào)節(jié)（旋鈕）式示教式數(shù)字式E3X-A型E3X-NA型E3X-DA(DA-N)型E3X-NT/NM型E3X-NH型E3X-DA-S／MDA型高精度?穩(wěn)定檢測發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)履歷（可靠性）隨著高速、高精度檢測用途，數(shù)值化管理（使用的簡便性）要求的增加，數(shù)字式產(chǎn)品的需求在急速提升。光纖傳感器的發(fā)展E3X-DA-S／MDA型系列調(diào)整到最容易使用的光量、?光量調(diào)整?功能。（１）無需復(fù)雜的模式設(shè)定。（２）能解決近距離設(shè)置的光量飽和以及光量不足的問題。無需模式選擇原來新提案按一下無變化有變化不能檢測可以檢測無工件有工件調(diào)整到最容易使用的光量、?光量調(diào)整?功能。專利申請中支持長期穩(wěn)定的高精度檢測的４元素ＬＥＤ＋ＡＰＣ回路。通過采用新開發(fā)的4元素ＬＥＤ＋ＡＰＣ（AutoPowerControl）回路，實現(xiàn)同行業(yè)最高級的長期穩(wěn)定檢測。最高級無無E3X-DA-S/MDA操作的標(biāo)準(zhǔn)化→管理的數(shù)值化

隨著需要的變化，傳感器也在不停進(jìn)化。E3X-DA-S/MDA探頭設(shè)置門檻值調(diào)整操作專利申請中受光量／門檻值受光量／峰值保持百分比／門檻值大型光量條在使用過程中，能從有幫助性的豐富的表示方法中根據(jù)實際用途進(jìn)行選擇。標(biāo)準(zhǔn)（門檻值設(shè)定.功能設(shè)定）應(yīng)用使用散裝包裝裝置時、由于顆粒物大面積下落、不能進(jìn)行精確的檢測。希望能穩(wěn)定地檢測出所有的顆粒物。使用Ｅ３Ｘ－ＤＡ１１－Ｓ＋Ｅ３２－Ｔ１６Ｗ可進(jìn)行檢測。解決附加值由于應(yīng)答時間也很快，能進(jìn)行迅速包裝。E3X-DA-S應(yīng)用＜應(yīng)用圖、解決方法＞?光纖探頭緊密安裝在玻璃面上。?無水時，玻璃內(nèi)徑的反射光數(shù)值為４０００。?有水時，由于光擴散到水里、反射光的數(shù)值將減少30左右。

能檢測出這個差值。標(biāo)題：

槽內(nèi)水位的檢測

行業(yè)：

藥品工程ｏｒ裝置名：

調(diào)和機

檢測物體：水檢測開關(guān)名稱：

光纖開關(guān)

型號：

E3X-DA11-S＋E32-D11L

＜問題點＞?希望檢測直徑為１ｍ的槽內(nèi)的水位。?希望通過６點檢測水位、由于在加壓槽中，所以只能通過探視窗口進(jìn)行檢測。＜課題＞?在不振動的條件下，能穩(wěn)定地進(jìn)行有無檢測的開關(guān)。＜適合采用＞?能穩(wěn)定檢測出透明的水。＜效果＞?能穩(wěn)定控制槽內(nèi)的水位。１ｍD11L無水有水E3X-MDA性能參數(shù)（一）E3X-MDA性能參數(shù)（二）應(yīng)用：檢測物體的有無并且判定其正反面首先檢測物體的有無，然后判定物體的正、反面。以往實現(xiàn)此功能需要兩個傳感器，但是現(xiàn)在使用E3X-MDA只要一個就可以實現(xiàn)。解決E3X-MDA應(yīng)用５個特長◎與數(shù)字式光纖放大器同樣大?。▽挿保埃恚恚┑哪茯?qū)動激光的放大器單元◎激光光束有點狀、線狀、塊狀3種光學(xué)結(jié)構(gòu)可供選擇?以3種型號實現(xiàn)長距離１０００ｍｍ的檢測?通過焦點聚焦調(diào)整結(jié)構(gòu)、可變化光束的形狀?尺寸

◎搭載有最適合長距離定位用的光軸調(diào)整結(jié)構(gòu)

可調(diào)整橫方向±２°的激光出射角度○在探頭單元上采用了清晰易見的大型表示燈

在傳感器探頭上裝有能一目了然地確認(rèn)檢測動作的大型指示燈，為現(xiàn)場的簡便使用提供了視覺上的支持。○探頭單元的接插件化使安裝更簡便

傳感器的放大器和探頭通過接插件可實現(xiàn)即時裝卸。

因此，探頭更換、接線操作、維護(hù)等場合下能多次反復(fù)地連接。E3C-LDA介紹E3C-LDA介紹數(shù)字式激光傳感器是什么樣的產(chǎn)品！E3C-LDA系列是放大器分離型的產(chǎn)品的升級產(chǎn)品。數(shù)字式顯示，并使用激光的ON/OFF傳感器。由于該產(chǎn)品是SmartSensor中的一員，所以與SmartSensor家族的其他成員一樣擁有共同操作性，再加上與激光驅(qū)動的探頭單元組合使用，是功能強大的數(shù)字式放大器分離型產(chǎn)品。E3C-LDA介紹檢測距離50mm處光點直徑是Φ50μm，檢測距離是1m處光點直徑是Φ1mm，可以輕松檢測小物體。E3C-LDA具有將光束隨心所欲的改變形狀的特征：例如點狀探頭（E3C-LD11）上裝上光束變化單元就能變成線狀光、塊狀光。激光光束有點狀、線狀、面狀3種可供選擇，各種光束的大小可調(diào)所以可以對物體做出最合適的檢測，實現(xiàn)檢測的高質(zhì)量。主攻行業(yè)！應(yīng)用方面，通過激光的透射性（窄視野）和數(shù)字顯示的有效利用，有以下兩點:①能在遠(yuǎn)距離檢測１ｍｍ以下的微小物體②是適合伸出檢查和定位檢查的傳感器。應(yīng)用：鐘表齒輪的中心針壓入工程部分E3C-LDA介紹光電傳感器術(shù)語（一）指向角光電傳感器發(fā)生動作的范圍；（主要指對射性和回歸反射型）無感應(yīng)地帶處于投受光區(qū)域以外的無動作區(qū)域，在這塊區(qū)域內(nèi)不能檢測；（距離設(shè)定型，限定反射型，擴散反射型，回歸反射型）應(yīng)差距離動作距離與復(fù)位距離的差；（主要指擴散反射型）應(yīng)答時間從輸入光的斷續(xù)開始到控制輸出的動作或復(fù)位為止的時間

光電傳感器術(shù)語（二）光電傳感器術(shù)語（三）遮光動作與入光動作遮光是遮斷或者減少進(jìn)入受光器的光束時使用輸出型；入光則是增加進(jìn)入受光器的光束時使用輸出型。對于對射型和回歸反射型的光電開關(guān)，置為LIGHTON的情況下，沒有檢測物體時輸出ON，在DARKON的情況下，有檢測物體的情況下輸出ON；而擴散反射型則正好相反。自我診斷通過光量的穩(wěn)定度判斷。與一般光電傳感器都帶有的綠色穩(wěn)定指示燈連動，穩(wěn)定指示燈熄滅則輸出ON，表示不穩(wěn)定。

外部診斷輸入外部診斷輸入ON/OFF時如控制輸出變化的話，傳感器正常，若傳感器一直處于ON或OFF不變的情況下，那么該傳感器有故障。光電傳感器術(shù)語（四）光電傳感器術(shù)語（五）標(biāo)準(zhǔn)檢測物體與最小檢測物體對射型和回歸反射型是根據(jù)光學(xué)結(jié)構(gòu)的對角線長度將直徑較大的不透明體的尺寸作為標(biāo)準(zhǔn)物體，一般的對射型是以投、受光器的對角線長度作為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體的長度?；貧w反射型則是從反射板的對角線長度作為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體的直徑。擴散反射型是根據(jù)投光束的直徑將大張的白紙作為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體。

最小檢測物體：對射型和回歸反射型的是在額定檢測距離下，對靈敏度正確調(diào)整把能檢測到的最小檢測物體記錄下來，反射型的光電開關(guān)將靈敏度設(shè)定到最大，把可檢測的最小檢測物體記錄下來。光電傳感器術(shù)語（六）環(huán)境照明指受光器的表面照度

（Lux）的允許值（即傳感器不會發(fā)生誤動作的照度。）光電傳感器術(shù)語（七）M.S.R功能利用回歸反射型的光電傳感器內(nèi)置的過濾器與回歸反射板的特性，擁有只接受從回歸反射出的反射光功能的結(jié)構(gòu)。通過M.S.R檢測無光澤物通過1與2來區(qū)分，檢測有光澤物體通過1與3來區(qū)分.M.S.R.功能應(yīng)用特性曲線－平行移動特性光電傳感器術(shù)語（八）旋轉(zhuǎn)編碼器的介紹一、旋轉(zhuǎn)編碼器的原理二、旋轉(zhuǎn)編碼器的分類三、旋轉(zhuǎn)編碼器的選型四、旋轉(zhuǎn)編碼器的命名五、旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用六、旋轉(zhuǎn)編碼器的實驗旋轉(zhuǎn)編碼器的原理（一）旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，光敏二極管斷續(xù)的收到發(fā)光二極管發(fā)出的光輸出方波。增量型編碼器原理旋轉(zhuǎn)編碼器的原理（二）

增量型編碼器通過對產(chǎn)生的方波的脈沖進(jìn)行計數(shù)來檢測角度。

正轉(zhuǎn)時A相超前B相90度，反轉(zhuǎn)時A相落后B相90度，Z相為原點信號。旋轉(zhuǎn)編碼器的原理（二）絕對型編碼器原理絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器通過與位數(shù)相對應(yīng)的發(fā)光二極管和光敏二極管對輸出的二進(jìn)制編碼來檢測旋轉(zhuǎn)角度。檢測到的角度是絕對角度。多旋轉(zhuǎn)絕對型編碼器采用部分單旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的絕對信號，根據(jù)內(nèi)部的計數(shù)器累計作為絕對代碼輸出圈數(shù)（多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)）通過對單旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和圈數(shù)的計算位置和角度。旋轉(zhuǎn)編碼器的分類一、增量型編碼器：E6A2，E6B2，E6D，E6H二、絕對型編碼器：E6CP，E6C2-A，E6G2三、多旋轉(zhuǎn)編碼器：E6C-M，E6C-N旋轉(zhuǎn)編碼器的選型標(biāo)準(zhǔn)（一）一、增量型與絕對型增量型：輸出脈沖系列，通過計數(shù)器計數(shù)換算成角度或位置絕對型：輸出單轉(zhuǎn)角度（脈沖）和圈數(shù)，直接是一個二進(jìn)制數(shù)或BCD碼二、分辨率與精度分辨率：一圈輸出的增量信號脈沖數(shù)或絕對型的絕對地址精度：輸出的相位或角度的誤差三、最高響應(yīng)頻率最高響應(yīng)頻率＝（轉(zhuǎn)速/60）×分辨率旋轉(zhuǎn)編碼器的選型標(biāo)準(zhǔn)（二）四、輸出電路方式１、集電極開路(NPN與PNP)旋轉(zhuǎn)編碼器的選型標(biāo)準(zhǔn)（三）2、電壓輸出３、線性驅(qū)動輸出六、外形尺寸選定軸的類型（中空軸或桿軸）。使用中空軸時驅(qū)動側(cè)的軸直接與中空穴連接，可節(jié)