傳感器教育資料實(shí)用教案

1、傳感器分類傳感器分類(fn li)第1頁(yè)/共29頁(yè)第一頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器光電傳感器 光電傳感器原理是由發(fā)光器件將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)射(fsh),然后通過(guò)光敏器件將光信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱拇笮≥敵? 常用(chn yn)的有兩類:透過(guò)型和反射型.(1) 透過(guò)型： 以上只是其中兩種的示意圖，還有很多種類，原理大體相似. 當(dāng)無(wú)物體在中間時(shí)，發(fā)光元件(yunjin)的輻射光直接照射在光敏器件上，光敏器件接受的光強(qiáng)，輸出高電壓； 當(dāng)有物體在中間時(shí)，光敏器件接受的光弱，輸出低電壓；第2頁(yè)/共29頁(yè)第二頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器光電傳感器(2) 透過(guò)(tu u)型傳感器介紹廠家(chn j

2、i)：SUNX型號(hào)：SH-21E廠家(chn ji)：KEYENCE型號(hào)：PS-56Ta.b.(3) SS-A5 型放大器介紹a. SS-A5 型放大器實(shí)物圖廠家：SUNX型號(hào)：SS-A51:灰色正極2:灰色負(fù)極3:黑色負(fù)極4:黑色正極第3頁(yè)/共29頁(yè)第三頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器光電傳感器(3) SS-A5 型放大器介紹(jisho)b. SS-A5型放大器外觀(wigun)圖c. 感度調(diào)整(tiozhng)方法1）將檢測(cè)物體置于想要檢測(cè)的位置， 將感度旋紐(粗)順時(shí)針旋至輸出指 燈亮，旋紐位置為A 2）取出檢測(cè)物體，將旋紐順時(shí)針旋， 當(dāng)背景物體使輸出亮?xí)r旋紐位置為 B,從B位置逆時(shí)針旋

3、至輸出燈滅時(shí) 的位置為C.無(wú)背景物體時(shí)旋紐最大 位置為C.3）當(dāng)旋紐位置設(shè)定在A與C的中間位置. 以穩(wěn)定操作指示燈來(lái)確認(rèn)穩(wěn)定情況. d. 接線此放大器有四根線：棕 藍(lán) 黑 橙BROWN: +VBLUE : -VBLACK: OUTORANGE: ALM第4頁(yè)/共29頁(yè)第四頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器光電傳感器(4) PS-56T 型放大器介紹(jisho)廠家(chn ji)：KEYENCE型號(hào)：PS-56T黑色棕色橙色藍(lán)色RRDC控制(kngzh)輸出警報(bào)輸出黑色黃色接收器發(fā)射器隔離線隔離線OUTSTBSTBALMOUTOFFSENSTIME(SEC)0.045MODE輸出LED(紅)無(wú)輸

4、出LED(綠)SENSOR感光強(qiáng)度調(diào)節(jié)輸出延時(shí)調(diào)節(jié)ALARM位置調(diào)節(jié)OUT時(shí)蜂鳴器ONSTB時(shí)蜂鳴器ON蜂鳴器OFF動(dòng)作方式選擇開(kāi)關(guān)a.外觀圖b.接線圖第5頁(yè)/共29頁(yè)第五頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器光電傳感器c.調(diào)節(jié)(tioji)方式廠家(chn ji)：OMRON型號(hào)：EE-SX670671672 此類傳感器上標(biāo)注 +，-，L，OUT的字樣，“+”和“L”接電源的正極(同時(shí)接入電源時(shí)，可改變傳感器的輸出狀態(tài))，“-”接電源的負(fù)極(fj)，“OUT”接輸出.有些型號(hào)沒(méi)有“L”.(5) 短距離光電傳感器123NO發(fā)光顯示旋鈕調(diào)節(jié)操作綠紅綠紅綠紅透過(guò)型當(dāng)被測(cè)物體移動(dòng)后,固定受光部,把發(fā)光部上下

5、左右移動(dòng),然后在這兩點(diǎn)中間選一點(diǎn),此時(shí)綠燈亮.旋轉(zhuǎn)旋鈕,反時(shí)針從最大值旋到綠燈亮把旋鈕定在最大值和最小值的中間,此時(shí)綠燈亮第6頁(yè)/共29頁(yè)第六頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器傳感器(6) 反射(fnsh)型 由圖可見(jiàn)(kjin)，發(fā)光元件與受光元件以一定的角度并排安裝，由發(fā)光元件發(fā)出的光被物體反射，再由光敏器件予以檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為信號(hào)輸出.第7頁(yè)/共29頁(yè)第七頁(yè)，共30頁(yè)。1. 光電傳感器傳感器(6) 反射(fnsh)型傳感器介紹 此型傳感器是限定反射式，有效距離32至53mm，感測(cè)頭與放大器集成在一起，使用時(shí)比較(bjio)方便.廠家(chn ji)：KEYENCE型號(hào)：PS-49此型傳感器有三根

6、線：棕 黑 綠. BROWN: +V BLACK: OUT BLUE : -V第8頁(yè)/共29頁(yè)第八頁(yè)，共30頁(yè)。2. 磁性(cxng)傳感器 利用(lyng)磁場(chǎng)作用使物質(zhì)的電性能發(fā)生各種物理效應(yīng)制成的，從而使磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)大小輸出.(1)霍爾效應(yīng)(xioyng)原理： 當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng).兩端具有的電位差種為霍爾電勢(shì)U，其表達(dá)式為:U=K*I*B/d 其中 K 為霍爾系數(shù)，I 為薄片中通過(guò)的電流，B 為外加磁場(chǎng)（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d 是薄片的厚度.由此可見(jiàn)霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加

7、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系.霍爾效應(yīng)原理圖第9頁(yè)/共29頁(yè)第九頁(yè)，共30頁(yè)。2. 磁性(cxng)傳感器(2) 霍爾元件(yunjin)結(jié)構(gòu) 霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，如圖 7-9(a) 所示，從一個(gè)矩形薄片(bo pin)的半導(dǎo)體上兩個(gè)相互垂直方向的側(cè)面上，各分出一個(gè)電極，用于加激勵(lì)電壓或電流，稱激勵(lì)電極（控制電極）；另兩個(gè)側(cè)面正中引出霍爾電勢(shì)，稱霍爾電極.在基片外面用金屬或陶瓷環(huán)氧樹(shù)脂等封裝作為外殼，圖 7-9(b)是霍爾元件的圖形符號(hào).第10頁(yè)/共29頁(yè)第十頁(yè)，共30頁(yè)。2. 磁性(cxng)傳感器(3) 磁性(cxng)傳感器原理圖(4) 輸入/輸出的轉(zhuǎn)移(zhuny)特性第11頁(yè)/共2

8、9頁(yè)第十一頁(yè)，共30頁(yè)。2. 磁性(cxng)傳感器(5) 磁性(cxng)傳感器介紹 磁性傳感器的型號(hào)比較(bjio)多，大小不一，其功能都是一樣。(6) 磁性傳感器接線a.三根線的：棕 藍(lán) 黑.BROWN: + V BLUE : - V BLACK: OUTb.兩根線的：棕 藍(lán).BROWN: OUT BLUE : + V (7) 萬(wàn)用表確認(rèn)法a.萬(wàn)用表打到二極管檔.b.紅筆連接棕色線，黑筆連接藍(lán)色線，當(dāng)磁鐵靠近后會(huì)顯示導(dǎo)通.c.三根線的紅筆連接黑色線 （使用的磁鐵磁性不能過(guò)強(qiáng)，容易擊穿傳感器）第12頁(yè)/共29頁(yè)第十二頁(yè)，共30頁(yè)。3. 光纖傳感器傳感器光纖傳感器原理是利用光學(xué)原理光的強(qiáng)弱的

9、變化(binhu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)高低的輸出.常用的有兩種類型：對(duì)射型和反射型.其功能與光電傳感器基本相似(xin s)，只是其采用的是光纖技術(shù).(1) 對(duì)射型 當(dāng)物體(wt)擋住光線時(shí)，接收光纖接受的光弱，輸出低電壓.第13頁(yè)/共29頁(yè)第十三頁(yè)，共30頁(yè)。3. 光纖傳感器傳感器(2) 對(duì)射型傳感器介紹(jisho) 此傳感器從側(cè)面(cmin)發(fā)射與接受光.廠家(chn ji)：OMRON型號(hào)：E32-T24S(3) FS-V12 型放大器介紹 a. FS-V12 型放大器實(shí)物圖廠家：KEYENCE型號(hào)：FS-V12 此類放大器既可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整還可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整.可以在使用自動(dòng)設(shè)定鈕作快速調(diào)整后

10、使用手動(dòng)對(duì)靈敏度作微調(diào).單獨(dú)使用自動(dòng)校正或手動(dòng)校正都可以獲得良好的檢測(cè)效果.第14頁(yè)/共29頁(yè)第十四頁(yè)，共30頁(yè)。3. 光纖傳感器傳感器(3) FS-V12 型放大器介紹(jisho) b. 感度調(diào)整(tiozhng)方法 1）自動(dòng)調(diào)整：按一下(yxi) SET 鍵，棒狀 LED 上“SET” 顯示黃燈.再按下 SET 鍵，棒狀 LED 閃爍幾秒就 完成了. 2）手動(dòng)調(diào)整：自動(dòng)調(diào)整后還不理想可以采用手動(dòng)調(diào)整. 先按一下 MODE 鍵數(shù)位式 LED 顯示“123P”和“- HLD”交替變換，再按下 MODE 顯示接受光強(qiáng)度 “1234”，再按一下顯示“-HLD”和“1234”交替 變換再按顯示額

11、外增益“123P”.再按就回到第一 次顯示的內(nèi)容依次循環(huán). 3）當(dāng)顯示接受光強(qiáng)或額外增益時(shí)，按一次 UP 或 DOWN 鍵設(shè)定值會(huì)閃爍兩秒鐘再恢復(fù)，要改變?cè)O(shè)定值需在閃 爍時(shí)按 UP 或 DOWN 調(diào)整. 4）棒狀 LED 顯示下四個(gè)亮?xí)r，光線接受不規(guī)律，接受 部分中斷；全顯示時(shí)光線接受穩(wěn)定，無(wú)顯示光接受中 斷.第15頁(yè)/共29頁(yè)第十五頁(yè)，共30頁(yè)。3. 光纖傳感器傳感器(4) FX-7 型放大器介紹(jisho) a. 外型圖1）在測(cè)知范圍內(nèi)放置光纖電纜.2）將模態(tài)選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定為 SET .3）當(dāng)檢測(cè)(jin c)到有物體時(shí)按 ON .4）當(dāng) SENSOR 確認(rèn)出 ON 狀態(tài)，穩(wěn)定操作指示燈會(huì)

12、閃.5）拿走物體后按 OFF .6）如果穩(wěn)定操作指示燈不斷閃爍，表示不穩(wěn)定；如只閃爍兩次說(shuō)明感度穩(wěn)定. 7）設(shè)定模態(tài)選擇開(kāi)關(guān)為 RUN . b. 感度調(diào)整(tiozhng)方法 c. 接線BROWN: + VBLACK: OUTBLUE : 0 VORANGE: ALM第16頁(yè)/共29頁(yè)第十六頁(yè)，共30頁(yè)。3. 光纖傳感器傳感器(5) 反射(fnsh)型 當(dāng)物體擋住光線時(shí)，接收(jishu)光纖接受的光弱，輸出低電壓. 反射是根據(jù)多卜勒效應(yīng)(xioyng)其相位發(fā)生變化，檢測(cè)出光相位的變化便可知物體的有無(wú)，物體彩色及明暗的差異.也可根據(jù)反射光的有無(wú)來(lái)判斷.廠家：KEYENCE型號(hào)：FU-68第

13、17頁(yè)/共29頁(yè)第十七頁(yè)，共30頁(yè)。4. 計(jì)數(shù)(j sh)傳感器 計(jì)數(shù)傳感器工作通常要與光敏類傳感器或磁性傳感器配合使用.其工作原理是用光敏傳感器或磁性傳感器的輸出(shch)信號(hào)來(lái)給計(jì)數(shù)傳感器,實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù). 計(jì)數(shù)(j sh)傳感器 計(jì)數(shù)傳感器接線圖“1”和“2”端是輸入，“3”和“4”端是復(fù)位.接線：1: +24 V2: - 0 V3: +24 V4: - 0 V第18頁(yè)/共29頁(yè)第十八頁(yè)，共30頁(yè)。5. 溫度傳感器傳感器(1) 溫度傳感器原理(yunl) 我們使用的溫度傳感器屬于熱電偶傳感器，其原理是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路(hul)，如圖 11-5 所示.當(dāng)兩接點(diǎn)溫度不同時(shí)，

14、則在該回路(hul)中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動(dòng)勢(shì)稱為電勢(shì).這兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶.兩個(gè)接點(diǎn)，一個(gè)稱工作端，又稱測(cè)量端或熱端，測(cè)溫時(shí)將它置于被測(cè)介質(zhì)中；另一個(gè)稱自由端，又稱參考端或冷端. 在圖 11-5 所示的回路在，所產(chǎn)生(chnshng)的熱電勢(shì)由兩部分組成：溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì). 接觸電勢(shì)是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動(dòng)勢(shì).兩種導(dǎo)體接觸時(shí)，自由電子由密度大的導(dǎo)體向小的擴(kuò)散，在接觸處失去電子的一側(cè)帶正電，得到電子的一側(cè)帶負(fù)電，形成穩(wěn)定的接觸電勢(shì). 溫差電勢(shì)是同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢(shì).同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時(shí)，高溫

15、端的電子能量要比低溫端的電子能量大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電，因此，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電勢(shì).第19頁(yè)/共29頁(yè)第十九頁(yè)，共30頁(yè)。5. 溫度傳感器傳感器(2) 熱電偶傳感器測(cè)溫方法(fngf) 熱電偶傳感器是接觸式測(cè)溫法，使溫度敏感元件和被測(cè)溫度對(duì)象相接觸，當(dāng)被測(cè)溫度與感溫元件達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度敏感元件與被測(cè)溫度對(duì)象的溫度相等.溫度傳感器的測(cè)量系統(tǒng)(xtng)通常由現(xiàn)場(chǎng)的感溫元件和控制室的顯示裝置兩部分組成，如圖 11-1 所示. 熱電偶傳感器 溫度(wnd)控制器 溫度控制器第20頁(yè)/共29頁(yè)第二

16、十頁(yè)，共30頁(yè)。6. 壓力(yl)傳感器(1) 真空(zhnkng)傳感器 壓力傳感器是將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件.其分類(fn li)很多，本工程常用的真空傳感器、液壓傳感器和電阻應(yīng)變式傳感器三類. 半導(dǎo)體擴(kuò)散抵抗型壓力傳感器是在膜片（DIAPHRAGM）的表面形成半導(dǎo)體變形感應(yīng)體.承受到外部來(lái)力時(shí)，膜片會(huì)發(fā)生變形而產(chǎn)生壓力抵抗效果，這種效果會(huì)造成電氣抵抗產(chǎn)生變化，然后再將此變化變換成電氣信號(hào). 真空傳感器使用是要與真空元件(真空電磁閥等)配合使才可.第21頁(yè)/共29頁(yè)第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。6. 壓力(yl)傳感器(2) 真空(zhnkng)傳感器 DP-200a.外型圖b.調(diào)整(tio

17、zhng)方法1）設(shè)定真空 ON,未吸起物體，此時(shí)顯示值為 M .2）完全吸起物體，此時(shí)值為 M.3）設(shè)定必需滿足重要條件：M M1 M2 M .4）確認(rèn)物體是否滿足條件.第22頁(yè)/共29頁(yè)第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。6. 壓力(yl)傳感器(3) 液壓式傳感器 通過(guò)無(wú)定型膜片受力產(chǎn)生變形，使自身的導(dǎo)磁率發(fā)生變化，從而使線圈的電感量發(fā)生變化，用檢測(cè)電路測(cè)出這種變化，就得出(d ch)了液壓的大小.粗調(diào)微調(diào)第23頁(yè)/共29頁(yè)第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。6. 壓力(yl)傳感器(4) 電阻(dinz)應(yīng)變式傳感器 電阻應(yīng)變式傳感器是指在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴(kuò)散電阻，當(dāng)它受外力作用時(shí)，其阻值由

18、于電阻率的變化而改變.圖 11-30 是電阻應(yīng)變式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖.在一塊圖形的單晶硅膜片上，布置四個(gè)擴(kuò)散電阻，組成(z chn)一個(gè)全橋測(cè)量電路.膜片用一個(gè)圓形硅杯固定，將兩個(gè)氣腔隔開(kāi).一端接被測(cè)壓力，另一端接參考?jí)毫?當(dāng)存在壓差時(shí)，膜片產(chǎn)生變形，使兩對(duì)電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，其輸出電壓反映膜片承受的壓差的大小.第24頁(yè)/共29頁(yè)第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。7. 接近(jijn)傳感器(1) 工作(gngzu)原理 電感式接近開(kāi)關(guān)屬于一種有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大電路組成利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流.這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)頭，使接近開(kāi)關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制(kngzh)開(kāi)關(guān)的通或斷.這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體.(2) 工作流程方框圖第25頁(yè)/共29頁(yè)第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。7. 接近(jijn)傳感器(3) 接線(ji xin