傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用ppt課件

1、傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用,傳感器概述 傳感器分類 傳感器的應(yīng)用實(shí)例,1,傳感器概述,傳感器是光儀電系統(tǒng)的“感覺器官”，是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)。傳感技術(shù)綜合了物理、化學(xué)、生物、電子和微電子、材料、精密機(jī)械、微細(xì)加工和實(shí)驗(yàn)測(cè)量等方面的知識(shí)和技術(shù)。美、日、英、法、德和獨(dú)聯(lián)體等國都把傳感器技術(shù)列為國家重點(diǎn)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長最快的是汽車市場(chǎng)的需求，占第二位的是過程控制市場(chǎng)，前景看好是通訊市場(chǎng)。,2,傳感器的分類,根據(jù)傳感器工作原理，可分為物

2、理傳感器和化學(xué)傳感器二大類 ： 物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，（鐵磁體在被外磁場(chǎng)磁化時(shí)，其體積和長度將發(fā)生變化的現(xiàn)象。 ）離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。,3,1.按照其用途，傳感器可分類為： 壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器 速度傳感器 加速度傳感器 射線輻射傳感器 熱敏傳感器 2.按照其原理，傳感器可分類為： 振動(dòng)傳感器濕敏傳感器 磁敏傳感器氣敏傳感器 真空度傳感器 生物傳感器等。 3.以其輸出信

3、號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為： 模擬傳感器 將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào) 數(shù)字傳感器將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換),4, 膺數(shù)字傳感器將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。 開關(guān)傳感器當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。 在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬 聚合物 陶瓷 混合物 (2)按

4、材料的物理性質(zhì)分 導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分 單晶 多晶 非晶材料,5,傳感器的應(yīng)用實(shí)例,1.溫度傳感器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 溫度傳感器是一種將溫度高低轉(zhuǎn)變成電阻值大小或其它電信號(hào)的一種裝置。常見的有以鉑、銅為主的熱電阻傳感器、以半導(dǎo)體材料為主的熱敏電阻傳感器和熱電偶傳感器等。在數(shù)控機(jī)床上，溫度傳感器用來檢測(cè)溫度從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償或過熱保護(hù)。 在加工過程中，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)部件的移動(dòng)、切削等都會(huì)產(chǎn)生熱量，且溫度分布不均勻，造成溫差，使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生熱變形，影響零件加工精度，為了避免溫度產(chǎn)生的影響，可在數(shù)控機(jī)床上某些部位裝設(shè)溫度傳感器，感受溫度信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給數(shù)控

5、系統(tǒng)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。,6,2. 霍爾傳感器對(duì)刀具磨損的監(jiān)控 霍爾傳感器是利用霍爾現(xiàn)象制成的傳感器。將鍺等半導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，在一個(gè)方向通以電流時(shí)，則在垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)電位差，這就是霍爾現(xiàn)象。 刀具磨損到一定程度會(huì)影響到工件的尺寸精度和表面粗糙度，因此，對(duì)刀具磨損要進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)?shù)毒吣p時(shí)，機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大，電動(dòng)機(jī)的電流和電壓也會(huì)變化，功率隨之改變，功率變化可通過霍爾傳感器檢測(cè)。功率變化到一定程度，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，機(jī)車停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行刀具調(diào)整或更換。,7,霍爾傳感器,8,3.自動(dòng)真空包裝機(jī),自動(dòng)真空包裝機(jī)中使用的傳感器是電容型鄰近開關(guān)。 電容型鄰近開關(guān)是利用物體中產(chǎn)生的靜電感

6、應(yīng)現(xiàn)象來檢測(cè)物體是否存在的檢測(cè)器。 它與一般鄰近開關(guān)相比，有以下特點(diǎn)： 無論金屬還是非金屬，都能無接觸的檢測(cè)。 透過非金屬壁和容器能檢測(cè)內(nèi)狀物。 不被檢測(cè)物表面狀態(tài)(透明度、顏色、污染)的影 響。,9,自動(dòng)真空包裝機(jī),10,4.超聲波液位計(jì),此液位計(jì)是根據(jù)傳感器發(fā)射的超聲波經(jīng)被測(cè)物體表面反射后，返回到傳感器所需的時(shí)間來測(cè)量液位。其特征如下： a 能以非接觸方式控制大范圍的液位。 b 可用發(fā)光二極管陣列顯示連續(xù)輸出。 c 可用于灌內(nèi)液位檢測(cè)，也可以用于距離檢測(cè)。 d 傳感器具有防水防潮性能好。,11,便攜式液位計(jì),12,此液位計(jì)多用于工廠罐裝液位的監(jiān)測(cè)和控制，通過和控制相連的繼電器來設(shè)定混合液的

7、液位，按一定比率加以混合攪拌。同時(shí)還可以在判斷通過流水線的產(chǎn)品大小時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)。,13,5.光電式帶材跑偏檢測(cè)器 （光電式傳感器） 帶材跑偏檢測(cè)器用來檢測(cè)帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信號(hào)，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。 光電式帶材跑偏檢測(cè)器原理如圖1所示。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡1會(huì)聚為行光束，投向透鏡2，隨后被會(huì)聚到光敏電阻上。在平行光束到達(dá)透鏡2的途中，有部分光線受到被測(cè)帶材的遮擋，使傳到光敏電阻的光通量減少。,14,圖2 為測(cè)量電路簡(jiǎn)圖。R1、R2是同型號(hào)的光敏電阻。R1作為測(cè)量元件裝在帶材下方，R2用遮光罩罩住，起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)帶材處于正確位置（中間位）時(shí)，由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡，使放大器輸出電壓U0為0。當(dāng)帶材左偏時(shí)，遮光面積減少，光敏電阻R1阻值減少，電橋失去平衡。