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文檔簡介
1、 傳感器技術(shù) 培訓(xùn)大綱培訓(xùn)大綱第二章:接近開關(guān)第三章:光電傳感器第四章:旋轉(zhuǎn)編碼器第一章:傳感器概述與原理 第一章:第一章:傳感器概述與原理 傳感檢測技術(shù)是實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過傳感檢測技術(shù)能有效實現(xiàn)各種自動化生產(chǎn)設(shè)備大量運行信息的自動檢測,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的有用電信號進行輸出 自動化設(shè)備中用于實現(xiàn)以上信息的傳感檢測功能的裝置就是傳感器,在自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。1.1傳感器的作用 傳感器的定義:“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。 1.2傳感器的定義及組成 開關(guān)量傳感器 數(shù)字量傳
2、感器 模擬量傳感器 傳感器種類 輸出電信號的類型不同 1.3傳感器分類 開關(guān)量傳感器 又稱接近開關(guān),是一種采用非接觸式檢測、輸出開關(guān)量的傳感器。在自動化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的主要有磁感應(yīng)式接近開關(guān)磁感應(yīng)式接近開關(guān)、電感電感式接近開關(guān)式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)電容式接近開關(guān)和光電式接近光電式接近開關(guān)開關(guān)等。1.3.1開關(guān)量傳感器概述 磁性開關(guān) 為了方便使用,每一磁性開關(guān)上都具有動作指示燈。當(dāng)檢測到磁信號時,輸出電信號,指示燈亮。 同時,磁性開關(guān)內(nèi)部都具有過電壓保護電路,即使磁性開關(guān)的引線極性接反,也不會使其燒壞,但是不能正常檢測工作。 123同時,磁性開關(guān)內(nèi)部都具有過電壓保護電路,即使磁性開關(guān)的引
3、線極性接反,也不會使其燒壞,但是不能正常檢測工作。 在自動化設(shè)備中,磁性開關(guān)主要與內(nèi)部活塞(或活塞桿)上安裝有磁環(huán)的各種氣缸配合使用,用于檢測氣缸等執(zhí)行元件的兩個極限位置。磁感應(yīng)式接近開關(guān) 簡稱磁性開關(guān),其工作方式是當(dāng)有磁性物質(zhì)接近磁性開關(guān)傳感器時,傳感器感應(yīng)動作,并輸出開關(guān)信號。 磁性開關(guān)實物及電氣符號圖它應(yīng)用在自動化生產(chǎn)線各單元的氣缸上限位檢測1.3.1開關(guān)量傳感器概述 利用自身的測量頭構(gòu)成電容器的一個極板,被檢測物體構(gòu)成另一個極板,當(dāng)物體靠近接近開關(guān)時,物體與接近開關(guān)的極距或者介電常數(shù)發(fā)生變化,引起靜電容量發(fā)生變化,使得和測量頭連接的電路狀態(tài)也相應(yīng)的發(fā)生變化,并輸出開關(guān)信號 。電容式接近
4、開關(guān)1.3.1開關(guān)量傳感器概述 紙張 塑料 金屬零件 絕緣的液體 木材和非金屬物體 電容式接近開關(guān)檢測 電容式接近開關(guān)一般應(yīng)用在一些塵埃多、易接觸到有機溶劑及需要較高性價比的場合中。由于檢測內(nèi)容的多樣性,使其得到更廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于檢測單元中檢測有無工件。 1.3.1開關(guān)量傳感器概述 電容式接近開關(guān)實物及電氣符號圖1.3.1開關(guān)量傳感器概述 電感式接近開關(guān)LC高頻振蕩器 放大處理電路 它利用金屬物體在接近時能使其內(nèi)部產(chǎn)生電渦流,使得接近開關(guān)振蕩能力衰減,內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化,進而控制開關(guān)的通斷。 由于電感式接近開關(guān)基于渦流效應(yīng)工作,因此它檢測的對象必須是金屬。 但由于電感式接近開關(guān)對金屬與非
5、金屬的篩選性能好,工作穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強,在現(xiàn)代工業(yè)檢測中也得到廣泛應(yīng)用。 利用渦流效應(yīng)制成的開關(guān)量輸出位置傳感器 1.3.1開關(guān)量傳感器概述 電感式接近開關(guān)的實物及圖形符號 主要應(yīng)用在操作手單元的擺動氣缸位置檢測、檢測單元檢測金屬工件、立體存儲單元移動塊原點位置檢測。1.3.1開關(guān)量傳感器概述 利用光電效應(yīng)制成的開關(guān)量傳感器光發(fā)射器 光接收器 光發(fā)射器和接收器有一體式和分體式兩種。 光發(fā)射器用于發(fā)射紅外光或可見光 光接收器用于接收發(fā)射器發(fā)射的光,并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號以開關(guān)量形式輸出。 光電式接近開關(guān)1.3.1開關(guān)量傳感器概述 光電式接近開關(guān)的實物及圖形符號1.3.1開關(guān)量傳感器概述 對
6、射式 反射式 漫反射 接收器接收光的方式 這三種形式光電接近開關(guān)的檢測原理和方式特點都有所不同 1.3.1開關(guān)量傳感器概述 數(shù)字量傳感器 測量精度高 分辨率高 抗干擾能力強 穩(wěn)定性好 易于與計算機接口 便于信號處理 實現(xiàn)自動化測量 適宜于遠距離傳輸 一種能把被測模擬量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出的裝置,可直接與計算機系統(tǒng)連接。 在一些精度要求較高的場合應(yīng)用極為普遍。工業(yè)裝備上常用的數(shù)字量傳感器主要有數(shù)字編碼器、數(shù)字光柵和感應(yīng)同步器等。 1.3.2 數(shù)字量傳感器概述 數(shù)字編碼器在實際工程中應(yīng)用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的測量裝置的位置信息。
7、 光電編碼器 光電編碼器1.3.2 數(shù)字量傳感器概述 經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號,通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。此外,為判斷旋轉(zhuǎn)方向,碼盤還可提供相位相差90的兩路脈沖信號。 光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸,電動機旋轉(zhuǎn)時,光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)。它是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。 光電編碼器 光電編碼器原理示意圖 1.3.2 數(shù)字量傳感器概述 通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示絕對位置信息的,二進制位數(shù)
8、越多,測量精度越高,輸出信號線對應(yīng)越多,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,價格越高 直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖信號A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90,從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,用于基準(zhǔn)點定位;其測量精度取決于碼盤的刻線數(shù),但結(jié)構(gòu)相對絕對式簡單,價格便宜 根據(jù)光電編碼器的工作原理可分為絕對式光電編碼器增量式光電編碼器1.3.2 數(shù)字量傳感器概述 光電編碼器 廣泛應(yīng)用 優(yōu)點 體積小 精度高 工作可靠 接口數(shù)字化 數(shù)控機床 回轉(zhuǎn)臺 伺服傳動 機器人 雷達、軍事目標(biāo)測定等需要檢測角度的裝置和設(shè)備中 光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)
9、的電脈沖或數(shù)字量 在自動化生產(chǎn)線的分揀輸送單元中1.3.2 數(shù)字量傳感器概述 1.3.3 模擬量傳感器概述模擬量傳感器它是將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為模擬量電信號的傳感器。它檢測在一定范圍內(nèi)變化的連續(xù)數(shù)值,發(fā)出的是連續(xù)信號,用電壓、電流、電阻等表示被測參數(shù)的大小在工程應(yīng)用中模擬量傳感器主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)中位移、溫度、壓力、流量及液位等常見模擬量的檢測 認知應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)實踐中為了保證模擬信號檢測的精度,提高抗干擾能力,便于與后續(xù)處理器進行自動化系統(tǒng)集成,所使用的各種模擬量傳感器一般都配有專門的信號轉(zhuǎn)換與處理電路,兩者組合在一起使用,把檢測到的模擬量變換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出,這種檢測裝置稱為變送器。變
10、送器 變送器所輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號有標(biāo)準(zhǔn)電壓或標(biāo)準(zhǔn)電流,電壓型為-5V+5V、0+5V、010V等,電流型為020mA及420mA等。由于電流信號抗干擾能力強,便于遠距離傳輸,所以各種電流型變送器得到了廣泛使用。變送器的種類很多,用在工業(yè)自動化系統(tǒng)上的變送器主要有溫度變送器,壓力變送器,液位變送器,電流變送器,電壓變送器等。在過程控制系統(tǒng)中的壓力傳感器有應(yīng)用。1.3.3 模擬量傳感器概述 電流變送器溫度變送器溫濕度變送器壓力變送器液位變送器各種變送器的實物圖 1.3.3 模擬量傳感器概述 第二章:接近開關(guān)第二章:接近開關(guān)Page : Page : 2727FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得
11、您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)簡介接近開關(guān)又稱無觸點行程開關(guān),它能在一定的距離內(nèi)(零點幾毫米至幾十毫米)內(nèi)檢測有無物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時,就可以發(fā)出動作信號。接近開關(guān)的核心部分是“感辨頭”,它對正在接近的物體有很高的感辨能力。Page : Page : 2828FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)外型Page : Page : 2929FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)外型(續(xù)一)Page : Page : 3030FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章
12、:接近開關(guān)接近開關(guān)外型(續(xù)二)Page : Page : 3131FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)常見分類n電感式(也稱電渦流式)n電容式、n光電式n霍爾式、n微波式 n超聲波式n無源式等。Page : Page : 3232FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)的特點 由于能以非接觸方式進行檢測,所以不會磨損和損傷被測物體 與接觸式開關(guān)相比,可實現(xiàn)高速響應(yīng) 由于采用無接點輸出方式,因此壽命延長 無觸點、無火花、無噪聲體積小、安裝、調(diào)整方便 不受檢測物體顏色的影響Page : Page : 3333F
13、ATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電感式接近開關(guān)Page : Page : 3434FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電感式接近開關(guān)工作原理接近開關(guān)的磁力線感應(yīng)電流的反磁力線信號線高頻振蕩器使線圈發(fā)出高頻磁場被測對象接近產(chǎn)生渦電流引發(fā)反向的感應(yīng)磁場振蕩器受到反向感應(yīng)磁場影響停止振動通過振動有無使控制輸出ON/OFF振蕩器停止工作控制輸出OFFONPage : Page : 3535FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電感式接近開關(guān)電路構(gòu)成被測物體 電感式接近開關(guān)是一種利用渦流感知
14、物體接近的接近開關(guān)?;窘M成部分由高頻振蕩器、開關(guān)級和輸出級組成,如圖所示。 感知敏感元件為檢測線圈,它是振蕩電路的一個組成部分,在檢測線圈的工作面上存在一個交變磁場。當(dāng)金屬物體接近檢測線圈時,金屬物體就會產(chǎn)生渦流而吸收振蕩能量,使振蕩減弱直至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測電路轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號輸出U信號振蕩器開關(guān)級輸出級檢測對象:具備產(chǎn)生感應(yīng)電流的能力,否則不能被檢測出來;(特殊材料/導(dǎo)電體)檢測距離:產(chǎn)生感應(yīng)電流能力越強,檢測距離越長。注:不能用于非金屬對象檢測Page : Page : 3636FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電感式接近開關(guān)的應(yīng)用
15、由于不同金屬之間產(chǎn)生渦電流的能力不同,因此通過接近傳感器對不同的金屬的檢測距離也有不同,利用此特點可以把生產(chǎn)線上不同的金屬罐分類。鋁罐鐵罐鋁罐鋁罐檢測距離檢測距離:0.6 - 50mm此包裝罐為鐵罐電感式接近開關(guān)OFFONPage : Page : 3737FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 n觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。n存在交流零位信號,不宜高頻動態(tài)測量。 第二章:接近開關(guān)n結(jié)構(gòu)簡單、可靠n分辨率高l機械位移0.1m,甚至更??;角位移0.1角秒l輸出信號強,電壓靈敏度可達數(shù)百mV/mm 。n重復(fù)性好,線性度優(yōu)良l在幾十m到數(shù)百mm的位移范圍內(nèi),輸出特性的線性度較好
16、,且比較穩(wěn)定。n能實現(xiàn)遠距離傳輸、記錄、顯示和控制響應(yīng)快;n無觸點、無火花、無噪聲。n與被測物不接觸、不會產(chǎn)生機械磨損和疲勞損傷。電感式接近開關(guān)工的優(yōu)缺點Page : Page : 3838FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電容式接近開關(guān)Page : Page : 3939FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電容式接近開關(guān)工作原理原理 在給電極施加電壓所產(chǎn)生的電場中存在物體時,物體受靜電感應(yīng)而發(fā)生極化現(xiàn)象,離電極越近電極的電荷增量便越大。電極的靜電電容量與電荷、電壓的關(guān)系,由于電容量隨電荷而增大,因而物體大小、厚度、
17、電容度越大靜電感應(yīng)的范圍便越寬,就能檢測離開的物體。検出物體検出物體 s04KLs (介電常數(shù),相對于真空) 04KL0 (真空的介電常數(shù))L被檢測物體不受材質(zhì)限制Page : Page : 4040FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電容式接近開關(guān)電路構(gòu)成主回路主回路檢測檢測物體物體檢測物體被極化振蕩回路沒有振蕩OFFONPage : Page : 4141FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電容式接近開關(guān)的電路構(gòu)成U信號振蕩器開關(guān)級輸出級被測物體靜電電容式接近開關(guān) 應(yīng)用上述原理,取出局部振蕩電路的電極電容變化,以使
18、振蕩開始或停止,從而獲得檢測信號。在電路構(gòu)成上,除振蕩電路外,其余結(jié)構(gòu)與電感式基本一致。Page : Page : 4242FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)電容式接近傳感器的應(yīng)用空空空此包裝盒內(nèi)有飲品電容式接近開關(guān)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。檢測距離: 1 - 35mmOFFONPage : Page : 4343FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 n壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和 成分含量等測量之中。第二章:接近開關(guān)n小功率、高阻抗。n小的靜電引力和良好的動
19、態(tài)特性。n本身發(fā)熱影響小。n可進行非接觸測量。電容式接近開關(guān)工特點和應(yīng)用Page : Page : 4444FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)常見術(shù)語Page : Page : 4545FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語n標(biāo)準(zhǔn)檢測物體作為測定傳感器基本性能的被檢測物體,其材料和尺寸 等都有規(guī)定。Page : Page : 4646FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語動作區(qū)域OFF接近傳感器檢測物體 ON區(qū)域外區(qū)域內(nèi)OFFONn動作時間t1 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)
20、檢測物體進入傳感器的動作區(qū)域,傳感器從處于動作 狀態(tài)到輸出為ON的時間n復(fù)位時間t2 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)檢測物體離開傳感器的動作區(qū)域,傳感器從處于動作 狀態(tài)到輸出為OFF的時間t1t2Page : Page : 4747FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語t3t1t2f=t1 + t21n響應(yīng)頻率 反復(fù)接近標(biāo)準(zhǔn)檢測物體時,每秒鐘檢測產(chǎn)生的輸 出次數(shù);測定方法請參見圖示。2MM標(biāo)準(zhǔn)檢測物體 檢測距離Page : Page : 4848FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語磁力線集中檢磁力線集中檢測距離較短測距離
21、較短磁力線分散檢磁力線分散檢測距離長測距離長齊平齊平又叫屏蔽又叫屏蔽/埋入埋入非齊平非齊平又叫非屏蔽又叫非屏蔽/非埋入非埋入檢測物體檢測物體Page : Page : 4949FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語輸出形式NPN晶體管輸出PNP晶體管輸出無極性無接點輸出用一般的晶體管,可直接連接在可編程顯示控制器及計數(shù)器上主要是組裝在出口歐洲等的機械上用于交流2線式、交流直流兩用型,無需擔(dān)心極性出錯輸出狀態(tài)NO型(常開)NC型(常閉)NO/NC切換型在檢測區(qū)域中有檢測物體時,輸出開關(guān)元件將處于ON在檢測區(qū)域中無檢測物體時,輸出開關(guān)元件將處于ON通
22、過切換開關(guān)等,可對輸出開關(guān)元件的NO/NC動作進行選擇Page : Page : 5050FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)術(shù)語主回路棕藍負荷+V0V負荷主回路負荷棕藍黒信號+V0V+V主回路負荷棕藍黒信號0V直流2線式交流2線式直流三線式(NPN)直流三線式(PNP)n3線:2根電源線+1根信號線,用于直流電的技術(shù);要選擇輸出方式NPN/PNPn2線:檢查開關(guān)與負荷串聯(lián)連結(jié),但存在誤差是由于產(chǎn)品本身的消耗即剩余電壓、剩余電 流的作用。主回路主回路棕棕藍藍負荷負荷Page : Page : 5151FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信
23、賴的品牌 第二章:接近開關(guān)接近開關(guān)注意事項Page : Page : 5252FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)注意事項檢測物體和檢測距離物體的大小小于標(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。鐵的檢測距離最長鋁、黃銅等非磁性金屬的檢測距離較小。 相對于標(biāo)準(zhǔn)檢測物,規(guī)定的檢測距離在指定的測量條件下,一般會降低檢測距離,校正系數(shù)越小,則對某一特定材料的動作距離就越小,這個衰減系數(shù)根據(jù)外殼尤其是屏蔽材料的不同是會變化的。對電感式接近開關(guān)而言,檢測物材料的導(dǎo)電性是影響衰減系數(shù)的主要參數(shù)。Page : Page : 5353FATE
24、K FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)注意事項檢測厚度和檢測距離 一般檢測物體以1mm為準(zhǔn)。 磁性金屬(鐵、鎳等)的 厚度請大于1mm。 厚度小于0.01mm的箔,可 以得到與磁性體同 等的檢測距離表皮效應(yīng)。 此外,對蒸膜等極薄材料 及無導(dǎo)電性物體也無法檢測。注:表皮效應(yīng)僅非磁性金屬才有。Page : Page : 5454FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)注意事項其他注意事項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。傳感器導(dǎo)線顏色(幾乎所有傳感器通用)電源:棕()藍
25、() 交流兩線也是褐/藍控制輸出:輸出1黑輸出2橙特殊功能粉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)永宏傳感器現(xiàn)為紅色。Page : Page : 5555FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)注意事項其他注意事項(續(xù)一)電源復(fù)位時間/電源OFF時(傳感器電源先通后斷)將負載與傳感器連接在不同電源時,傳感器在電源接通后100ms以內(nèi)即處于可檢測狀態(tài)。請務(wù)必先接通傳感器電源。因為電源OFF時會發(fā)生輸出脈沖,需設(shè)計成讓負載或負載線路的電源先行OFF。檢測物體的材質(zhì)金屬電感式非金屬電容式(電容式的也可用于金屬物體的檢測)另外,有
26、些專門檢測某種物質(zhì)的接近傳感器,如E2CY專用于檢測鋁。Page : Page : 5656FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)注意事項其他注意事項(續(xù)二)檢測物體的大小、厚度大小要求大于標(biāo)準(zhǔn)檢測物體。對于磁性金屬、非金屬,要求厚度大于1mm;對于非磁性金屬,小于0.1mm的比大于1mm的檢測效果好。檢測距離電感式0.650mm電容式135mm接近傳感器通常直徑(檢測面的面積)越大,檢測距離越遠。輸出形式和接線方式交流二線式、直流二線式、直流三線式Page : Page : 5757FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章:接近開關(guān)
27、注意事項其他注意事項(續(xù)三)響應(yīng)頻率規(guī)定了傳感器檢測物體時所能達到的最快速度,如果超過該頻率則傳感器來不及反應(yīng)輸出,就會導(dǎo)致漏檢測的情況發(fā)生。一般電感式接近傳感器的響應(yīng)頻率在25Hz3KHz不等,電容式接近傳感器則比較低,在10100Hz。屏蔽/非屏蔽屏蔽檢測距離近,不易受周圍物體干擾非屏蔽型檢測距離要遠,較易受周圍物體的干擾,安裝時要留有一定的空間余量。Page : Page : 5858FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 接近傳感器型號標(biāo)準(zhǔn)及選型選型要點選型要點(1)檢測物體的材質(zhì)金屬電感式非金屬電容式(電容式的也可用于金屬物體的檢測)另外,有些專門檢測某種物質(zhì)的接近
28、傳感器,如E2CY專用于檢測鋁。(2)檢測物體的大小、厚度大小要求大于標(biāo)準(zhǔn)檢測物體。對于磁性金屬、非金屬,要求厚度大于1mm;對于非磁性金屬,小于0.1mm的比大于1mm的檢測效果好。(3)檢測距離 電感式0.830mm電容式325mm接近傳感器通常直徑(檢測面的面積)越大,檢測距離越遠。第二章:接近開關(guān)Page : Page : 5959FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 (4)輸出形式和接線方式交流二線式直流二線式直流三線式(5)響應(yīng)頻率規(guī)定了傳感器檢測物體時所能達到的最快速度,如果超過該頻率則傳感器來不及反應(yīng)輸出,就會導(dǎo)致漏檢測的情況發(fā)生。一般電感式接近傳感器的響應(yīng)
29、頻率在25Hz3KHz不等,電容式接近傳感器則比較低,在10100Hz。(6)屏蔽/非屏蔽屏蔽檢測距離近,不易受周圍物體干擾非屏蔽型檢測距離要遠,較易受周圍物體的干擾安裝時要留有一定的空間余量。NPN:用于一般的晶體管,可直接連接在可編程顯示器控制器及計數(shù)器上PNP:主要是組裝在出口歐洲的機械上 接近傳感器型號標(biāo)準(zhǔn)及選型第二章:接近開關(guān)Page : Page : 6060FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 接近傳感器故障排除第二章:接近開關(guān)Page : Page : 6161FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Page : Page : 6262FA
30、TEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Page : Page : 6363FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Page : Page : 6464FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)第三章:光電開關(guān)Page : Page : 6565FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)光電傳感器簡介光電傳感器是利用光的各種性質(zhì),檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光電傳感器主要由發(fā)光的投光部和接受光線的受光部構(gòu)成。如果投射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射,到達受光部的量將會發(fā)生變化。受光部
31、將檢測出這種變化,并轉(zhuǎn)換為電氣信號,進行輸出。大多使用可視光(主要為紅色,也用綠色、藍色來判斷顏色)和紅外光。光電傳感器主要分為漫反射,反射板,對射式。Page : Page : 6666FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)光電傳感器特點特點:較接近開關(guān)檢測距離遠、可實現(xiàn)多類型檢測。漫反射、鏡面反射,對射等。主要用于較遠距離檢測。主要行業(yè)如包裝,印刷等Page : Page : 6767FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)鏡面反射型光電傳感器原理 鏡面反射型光電傳感器是把發(fā)射器和接收器封裝在同一外殼內(nèi),在對面安裝一塊反
32、射板,將發(fā)射器發(fā)出的光經(jīng)反射鏡反射回接收器。當(dāng)光束被遮擋時產(chǎn)生一個開關(guān)變化。Page : Page : 6868FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)帶極性濾光片的鏡面反射型光電傳感器原理 反射系統(tǒng)的典型問題是對于光面和反射物體來說,檢測不可靠。因為簡單的鏡面反射系統(tǒng)不能清晰的分辨出“反射鏡反射的光線”或“物體反射的光線”,因此會造成誤動作。所以用一個極性濾波器可以解決這個問題。在發(fā)射器和接收器前放置一個線性極性濾波器。濾波器的偏振平面垂直。這些濾波器覺得了兩個偏振:平面相互偏差90度。這樣只有來自三角反射鏡的光線能回到接收器,因為反射鏡改變了光的偏振平面,
33、使光可以無阻礙的通過接收器前的濾波器。Page : Page : 6969FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)鏡面反射型光電傳感器的應(yīng)用投受光器投受光器回回歸歸反射板反射板主回路主回路電電源源負載負載應(yīng)用:透明瓶的通過檢測Page : Page : 7070FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)鏡面反射型光電傳感器的特點檢測距離為長(數(shù)cm數(shù)m);光線通過檢測物兩次,所以適合透明體檢測布線、光軸調(diào)整比對射型方便(反射板側(cè)不需配線)Page : Page : 7171FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌
34、 第三章:光電開關(guān)漫反射型光電傳感器原理 漫反射型光電傳感器的原理與鏡面反射型光電傳感器的原理相同,但是它不帶反射鏡,發(fā)射器發(fā)出的光線直接由被測物發(fā)射回接收器。檢測物體反射回的光線有接收器來估量,對物體的定位不是十分嚴格。當(dāng)被測物體進入有效光線區(qū)域,輸出狀態(tài)將發(fā)射變化。檢測范圍取決于被測物體的尺寸、形狀、顏色和表面特性。Page : Page : 7272FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)漫反射型光電傳感器的應(yīng)用投受光器投受光器主回路主回路電電源源負載負載應(yīng)用:紙箱的通過檢測Page : Page : 7373FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得
35、您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)漫反射型光電傳感器的特點檢測距離較長(數(shù)cm數(shù)m)在檢測物體的表面狀態(tài)(顏色、凸凹)中光的反射光量會變化,檢測穩(wěn)定性能也會發(fā)生變化安裝方式最為簡單,只需在一處配線,而且沒有反射板Page : Page : 7474FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)對射型光電傳感器原理 對射型光電傳感器有獨立的發(fā)射器和接收器組成,結(jié)構(gòu)上兩者是相互分離的。發(fā)射器直接傳送到接收器。在安裝時必須將兩者對準(zhǔn)以建立光路,無論任何物體擋住了光線,接收器的電壓下降,發(fā)生開關(guān)變化。Page : Page : 7575FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值
36、得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)對射型光電傳感器的應(yīng)用主回路主回路電電源源投光器投光器電電源源負載負載主回路主回路受光器受光器茶茶青青黒黒茶茶藍藍+L3+L3-L3-L3應(yīng)用:車輛的通過檢測Page : Page : 7676FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)對射型光電傳感器的特點動作的穩(wěn)定度高,檢測距離長(數(shù)cm數(shù)m)檢測物體的光澤、顏色等對傳感器的影響小即使檢測物體的通過線路發(fā)生變化,其檢測位置也不變投光器和受光器都需接通電源,光軸對合比較麻煩Page : Page : 7777FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開
37、關(guān)光電傳感器的術(shù)語檢測距離 對射型:投光器與受光器直接的距離反射型:投受光器到反射板的距離漫反射型:投受光器與檢測物體直接的距離Page : Page : 7878FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)光電傳感器的術(shù)語(續(xù)一)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) 響應(yīng)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 Page : Page : 7979FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)光電傳感器的術(shù)語(續(xù)二)標(biāo)準(zhǔn)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)
38、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。 反射型則是以反射板的對角線長度作為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體的直徑。 漫反射型是根據(jù)投光束的直徑將大張的白紙作為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體。 Page : Page : 8080FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)光電傳感器的術(shù)語(續(xù)三)暗通 對當(dāng)光線接收器無光時,開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài);當(dāng)光線接收器有光時,開關(guān)處于不導(dǎo)通狀態(tài)。亮通 與暗通相反,無光時不導(dǎo)通,有光時導(dǎo)通。導(dǎo)通延時 傳感器接通電源的瞬間到其準(zhǔn)備完畢且輸出正常信號的時間間隔關(guān)斷延時 傳感器切斷電源的瞬間到其準(zhǔn)備完畢且關(guān)斷正常信號的時間間隔遮光動作與入光動
39、作 遮光動作是遮斷或者減少進入受光器的光束時輸出信號;入光動作則是增加進入受光器的光束時輸出信號。Page : Page : 8181FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)沾有油污、化學(xué)品的地方有腐蝕性氣體的地方沾有有機溶劑的地方有震動、沖擊的地方灰塵多的地方水中、戶外、陽光直射的地方濕度高、容易結(jié)露的地方注意:在以下環(huán)境場合中使用容易出現(xiàn)光電傳感器誤動作甚至造成傳感器的損壞注意事項Page : Page : 8282FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)注意事項(續(xù)一)無感應(yīng)地帶處于投光區(qū)、受光區(qū)域以外的無動作區(qū)域,在這
40、塊區(qū)域內(nèi)不能檢測。(主要指距離設(shè)定型、限定反射型、擴散反射型、回歸反射型)投光區(qū)域受光區(qū)域無感應(yīng)地帶Page : Page : 8383FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)選型要點1. 檢測物體 確認檢測物體的透明程度和表面顏色、狀態(tài)。 對射型的光電傳感器不適宜檢測透明物體; 回歸反射型如果要檢測表面光滑且有光澤的物體時要選帶濾光片; 擴散反射型檢測物體時會受到檢測物體表面顏色和反光程度的影響。2. 檢測物體大小 無論使用哪種形式的光電傳感器,都要求檢測物體要大于其最小檢測物的尺寸。Page : Page : 8484FATEK FATEK 值得您信賴的品
41、牌值得您信賴的品牌 第三章:光電開關(guān)選型要點(續(xù)一)3. 檢測距離對射型:檢測距離較遠,最遠的一款可以達到30米;反射型:配合不同的反射板,可達到不同的檢測距離,最遠不超過15米;漫反射型:檢測距離最遠不超過0.8米,它受物體表面顏色影響較大,比如檢測相同大小的黑色物體和白色物體,前者一般只能達到后者的一半距離。4. 輸出形式和電源電壓交流、直流或交直流通用型三種。交流型或交直流通用型有繼電器輸出,也有DC無觸點輸出型;直流型一般為晶體管輸出,需要根據(jù)后續(xù)的輸入設(shè)備確認是選擇NPN還是PNP型Page : Page : 8585FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章:
42、光電開關(guān)選型要點(續(xù)二)5. 入光動作/遮光動作 對射型和反射型的光電傳感器:在入光動作的情況下,沒有檢測物體時輸出為ON,在遮光動作的情況下,有檢測物體的情況下輸出ON;而漫反射型則正好相反。6. 響應(yīng)頻率 和接近傳感器一樣,光電傳感器在選擇時也要考慮響應(yīng)頻率的問題,否則會造成脈沖輸出的遺漏。光電傳感器的響應(yīng)頻率差別較大,具體在選擇傳感器時,可以通過樣本手冊查找相關(guān)參數(shù)。Page : Page : 8686FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第四章:旋轉(zhuǎn)編碼器第四章:旋轉(zhuǎn)編碼器Page : Page : 8787FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌
43、第四章:旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器簡介旋轉(zhuǎn)編碼器是將旋轉(zhuǎn)的機械位移量轉(zhuǎn)換為電氣信號,對該信 號進行處理后檢測位置、速度等的傳感器。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,從而輸出方波。Page : Page : 8888FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 主要內(nèi)容主要內(nèi)容什么是編碼器什么是編碼器編碼器的種類編碼器的種類 編碼器的主要組成部分編碼器的主要組成部分增量編碼器的原理增量編碼器的原理絕對值編碼器的原理絕對值編碼器的原理編碼器的機械安裝編碼器的機械安裝編碼器的應(yīng)用編碼器的應(yīng)用. .我們能夠提供的總線接口我們能夠提供的總線接口Page : Page : 898
44、9FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 什么是編碼器什么是編碼器? ?編碼器是一個機械與電子緊密結(jié)編碼器是一個機械與電子緊密結(jié)合的精密測量器件合的精密測量器件, ,它通過光電它通過光電原理或電磁原理將一個機械的原理或電磁原理將一個機械的幾何位移量幾何位移量轉(zhuǎn)換為電子信號(轉(zhuǎn)換為電子信號(電子脈沖信號或者數(shù)據(jù)串)。電子脈沖信號或者數(shù)據(jù)串)。這種電子信號通常需要連接到控這種電子信號通常需要連接到控制系統(tǒng)制系統(tǒng)(e.g. PLC(e.g. PLC、高速計數(shù)模、高速計數(shù)模塊、變頻器等塊、變頻器等),),控制系統(tǒng)經(jīng)過控制系統(tǒng)經(jīng)過計算便可以得到測量的數(shù)據(jù),計算便可以得到測量的數(shù)據(jù),以便
45、進行下一步工作。編碼器以便進行下一步工作。編碼器一般應(yīng)用于機械角度、速度、一般應(yīng)用于機械角度、速度、位置的測量。位置的測量。Page : Page : 9090FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 編碼器的分類編碼器的分類編碼器的分類編碼器的分類:增量式編碼器增量式編碼器和和絕對式編碼器絕對式編碼器Page : Page : 9191FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 光電編碼器的基本部件電氣輸出電氣輸出 放大電路 抗干擾電路等 數(shù)據(jù)輸出 增量/絕對值機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸安裝法蘭/安裝附件軸承支架數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)LED光源&光敏電阻/永磁&霍
46、爾元件增量碼盤/絕對值碼盤數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Page : Page : 9292FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 光電編碼器讀出原理發(fā)光二極管發(fā)光二極管光電二極管光電二極管輸出型號輸出型號(增量式增量式)柵格柵格,慮光鏡慮光鏡碼盤碼盤Page : Page : 9393FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 磁編碼器讀出原理永久磁鐵用來激發(fā)霍爾傳感器磁鐵安裝在軸的中心 磁場切割線圈產(chǎn)生電壓 霍爾傳感器檢測方向和運動永磁鐵永磁鐵霍爾傳感器霍爾傳感器Cross Hall sensorPage : Page : 9494FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得
47、您信賴的品牌 磁和光電編碼器的區(qū)別高分辨率精度更高通孔軸套堅固抗 振動 灰塵 臟 潮濕成本底Page : Page : 9595FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量編碼器顯示速度與旋轉(zhuǎn)方向顯示角度位置(歸零后)分辨率通過每轉(zhuǎn)多少脈沖表示如果電源出現(xiàn)故障,所有的位置信息丟失Page : Page : 9696FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 通道A增量編碼器輸出信號:增量編碼器輸出信號:單通道信號編碼器碼盤只有一圈光柵,編碼器有一對光電掃描系統(tǒng),輸出一通道脈沖信號,后續(xù)設(shè)備根據(jù)單位時間檢測到的脈沖數(shù)及編碼器
48、的分辨率計算出的角速度及線速度信號輸出如圖: 可以測試速度 不能測試旋轉(zhuǎn)方向Page : Page : 9797FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 增量編碼器輸出信號:增量編碼器輸出信號:雙通道信號編碼器碼盤有2圈光柵,并且以90度相位差排列,編碼器有2對光電掃描同,輸出2通道脈沖信號,由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)信號輸出如圖: 可以測試速度 可以測試旋轉(zhuǎn)方向通道A通道 BPage : Page : 9898FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 通道Z增量編碼器輸出信號:增量編碼器輸出信號:3通道信
49、號在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個零位信號,用于基準(zhǔn)點定位一般測長度使用該信號,測速一般不使用該信號。 信號輸出如圖: 可以測試速度 可以測試旋轉(zhuǎn)方向 可以定位通道A通道 BIncremental EncodersPage : Page : 9999FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量編碼器輸出信號:增量編碼器輸出信號:6通道信號在3通道編碼器的基礎(chǔ)上將每一通道信號增加一個反向輸出,即為6通道編碼器,反向信號的存在主要是為了消除干擾及補償損耗,以便可以長距離的傳輸。信號輸出如圖:Output A順時針方向順時針方向Output
50、B逆時針方向逆時針方向Output Z Output AOutput BOutput ZPage : Page : 100100FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders輸出信號電路 (1/2)適應(yīng)于:電磁兼容性環(huán)境長電纜線(最大到 1000 m)高的數(shù)據(jù)速率(300 kHz) 05V/24V Complementary line-driver (TTL)(refer to encoder catalog)Page : Page : 101101FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encode
51、rs輸出信號電路 (2/2)適應(yīng)于: 直接連接到 PLC(24 V 供電)最大電纜長度 (最大至 200 m)高的數(shù)據(jù)速率 (200 kHz) 24V Push pull short circuit protection(HTL)(refer to encoder catalog)Page : Page : 102102FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量編碼器的產(chǎn)品范圍光電式增量編碼器多種外型尺寸24, 30, 40, 58, mm軸型編碼器BTIV, BDK, BDT, 通孔型編碼器BHF, BHG, BHW, 盲孔型編碼器
52、BTIH, BHK, BHT, Page : Page : 103103FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Absolute Encoders絕對值編碼器在0360的每一個角度位置傳輸一個唯一的信號 (看下面的脈沖盤)即使在調(diào)電或者電源出現(xiàn)故障時,位置信息一直可用.不必復(fù)零 !也不必PLC中計數(shù)!Page : Page : 104104FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Bit 1Bit 2Bit nselectF/R*strobeshaft infraredtransmitter-LEDpulse diskphoto diodearrayonly
53、for absolute encoderwith code convertercompa-ratorsmemorycode-converteroutputdriver數(shù)據(jù)盤設(shè)計圖數(shù)據(jù)盤設(shè)計圖絕對輸出信號 分辨率達到18BIT的絕對信號 格雷碼與二進制碼輸出 ASIC光電編碼Absolute Encoders01111100Page : Page : 105105FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Absolute Encoders格雷碼和二進制碼7124816 格雷碼二進制碼Page : Page : 106106FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌
54、Absolute Encoders絕對值和增量編碼器的區(qū)別傳送在一轉(zhuǎn)中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現(xiàn)故障時顯示速度與方向在掉電或電源出現(xiàn)故障時位置信息丟失Page : Page : 107107FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 機械接口盲孔軸套編碼器軸徑 1.5 .50,8 mm外殼直徑 24.80 mm安裝附件豐富軸型編碼器軸徑 4.12 mm外殼直徑 24.89 mm夾緊或者伺服法蘭安裝附件豐富通孔軸套編碼器軸徑 1.5 .110 mm外殼尺寸 58.227 mm安裝附件豐富Page : Page : 108108FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 編碼器安裝編碼器安裝外殼固定,使用柔性聯(lián)軸器使用柔性聯(lián)軸器coupling適配器板Page : Page : 109109FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 機械編碼器安裝類型 2:外殼固定,使用柔性聯(lián)軸器使用柔性聯(lián)軸器伺服法蘭連軸器Page : Page : 110110FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 機械編碼器安裝 類型 3:外殼可移動, 軸固定,通過銷釘力矩安裝螺絲(盲孔)力矩銷/力矩 彈片Page : Page : 111111FAT
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