電氣培訓(xùn)(傳感器)課件

1、電氣培訓(xùn)（元器件傳感器）目錄接觸器繼電器固態(tài)繼電器熔斷器主令電器按鈕和指示燈位置開(kāi)關(guān)（接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)）熱電阻和熱電偶編碼器PNP和NPN型傳感器接觸器電磁式交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理 (1)結(jié)構(gòu)： 接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)。 觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈罚刂戚^大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來(lái)保證觸點(diǎn)斷開(kāi)電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了

2、迅速熄滅斷開(kāi)時(shí)的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。 其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 (2)工作原理： 當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時(shí)，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)位置。當(dāng)電磁線圈通過(guò)控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動(dòng)主觸點(diǎn)閉合，接通電路，輔助接點(diǎn)隨之動(dòng)作。 繼電器1.用途：根據(jù)信號(hào)變化，接通或斷開(kāi)電路（信號(hào)變換）2.構(gòu)成：觸發(fā)信號(hào)（傳感器）+輸出觸點(diǎn)3.分類：中間、電流（過(guò)、欠）、電壓（過(guò)、欠）、時(shí)間、熱繼電器、速度、壓力、溫度等 常用繼電器分類：中間繼電器時(shí)間繼電

3、器電流繼電器電壓繼電器液位繼電器速度繼電器熱繼電器1.用途：用于三相交流異步電動(dòng)機(jī)（籠型）的過(guò)載保護(hù)。（含斷相保護(hù)）2.分類：雙金屬片式(常用) 電子式3.結(jié)構(gòu)：熱元件+觸頭+動(dòng)作機(jī)構(gòu)+整定裝置+復(fù)位裝置 4.原理：由雙金屬片的變形，通過(guò)導(dǎo)板，分?jǐn)嘤|點(diǎn)。 復(fù)位：故障排除后，手動(dòng)復(fù)位 整定：通常整定在電動(dòng)機(jī)的額定電流上。5.參數(shù)：額定電流熱元件額定電流及整定范圍熱繼電器1.構(gòu)成：由電力開(kāi)關(guān)器件組成，由輸入信號(hào)電壓，控制輸出電子器件導(dǎo)通。2.用途：為無(wú)觸點(diǎn)繼電器，無(wú)火花。廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路和計(jì)控系統(tǒng)。3.分類：交流輸出和直流輸出兩大類。 4.主要參數(shù)：輸入信號(hào)電壓范圍 輸出額定電壓/電流 耐壓強(qiáng)度

4、 固態(tài)繼電器 1.用途：用于低壓電路的短路保護(hù)。 2.構(gòu)成：外殼+熔體（芯） 。 3.材料：低熔點(diǎn)、鋁錫合金、銅等金屬 4.保護(hù)（熔斷）特性： -熔體成流超過(guò)IfN,熔斷。 -熔斷時(shí)間與熔體電流成反比。 -熔體電流小于等于IfN時(shí)，不會(huì)熔斷、可以長(zhǎng)期工作。5.分類：插入式、螺旋式、管式（無(wú)填料封閉管式、填料封閉管式）、導(dǎo)軌式、速熔式。 6、 主要參數(shù)：熔斷器額定電流（外殼）熔體額定電流（熔體） 7、 選擇、確定熔體電流，選配合適外殼。上、下級(jí)電路保護(hù)熔體的配合，電流比值不小于1.6：1照明或阻性負(fù)載，熔體電流IfNI.單臺(tái)電機(jī)。IfN（1.5.）多臺(tái)電機(jī)不同時(shí)起動(dòng)IfN（1.5.）A熔斷器1.

5、主令電器的用途：發(fā)布控制信號(hào)或指令2.類別：按鈕、執(zhí)行開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器等按鈕和指示燈轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)傳統(tǒng)機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)光電開(kāi)關(guān)主令電器1、按鈕的構(gòu)成：靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、復(fù)位彈簧、按鈕帽外殼。2、分類： -按結(jié)構(gòu)形式：組合式、指示燈式； -按操作方式：帶鎖定按動(dòng)式（無(wú)自動(dòng)復(fù)位功能）、不帶鎖定按動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式 ）。3、工作原理：按下時(shí)，動(dòng)靜橋下移、常閉點(diǎn)（3、4）斷開(kāi)常開(kāi)點(diǎn)（1、2）閉合按鈕松開(kāi)時(shí)，彈性力使觸橋復(fù)位，觸點(diǎn)狀態(tài)復(fù)原。按鈕和指示燈4、選用考慮：額定電壓、電流（）、結(jié)構(gòu)形式、操作方式、觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、按鈕顏色、有無(wú)指示燈及帽形（急停式）。5、指示燈：氖泡、燈泡、半導(dǎo)體發(fā)光器件

6、等。主要參數(shù)及選擇： 額定電壓、.等 發(fā)光器件、顏色。按鈕和指示燈用途：用于運(yùn)部部件的位置或行程的檢測(cè)和控制。 主要包括行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等。1、行程開(kāi)關(guān)構(gòu)成：靜觸頭、動(dòng)靜橋、壓動(dòng)桿。 工作原理與按鈕相似，但操作形式為擋鐵壓動(dòng)式。2、行程開(kāi)關(guān)分類：（操作頭型式） 直桿式、單輪式、雙輪式等 （按復(fù)位方式為自動(dòng)復(fù)位式和非自動(dòng)復(fù)位式）。位置開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)分類：電感式、電容式、霍爾式用途：非接觸式，能檢測(cè)金屬物體的接近狀態(tài)。電感式接近開(kāi)關(guān)的工作原理電感式接近開(kāi)關(guān)屬于一種有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，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)頭時(shí)，使

7、物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，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。電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理電容式接近開(kāi)關(guān)亦屬于一種具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是物體的本身，當(dāng)物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，物體和接近開(kāi)關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。這種檢測(cè)物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測(cè)較低介電常數(shù)的物體時(shí)，可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開(kāi)關(guān)后部）來(lái)增加感應(yīng)靈敏度，

8、一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開(kāi)關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作?；魻杺鞲衅鞯墓ぷ髟砘魻栐且环N基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器,當(dāng)磁性物體接近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體 工作原理：利用紅外發(fā)射和接收的原理檢測(cè)物體的到來(lái)。主要類型：1、漫反射式光電開(kāi)關(guān)漫反射光電開(kāi)關(guān)是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的

9、檢測(cè)模式。 2、鏡反射式光電開(kāi)關(guān)鏡反射式光電開(kāi)關(guān)亦是集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡，反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。3、對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器。當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體是不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)模式。4、槽式光電開(kāi)關(guān)槽式光電開(kāi)關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)到的

10、開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)比較安全可靠的適合檢測(cè)高速變化，分辨透明與半透明物體。5、光纖式光電開(kāi)關(guān)光纖式光電開(kāi)關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)物體不在相近區(qū)域的檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)熱電阻和熱電偶 熱電偶與熱電阻均屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫?zé)犭娕际菧囟葴y(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)控制和集中控制。熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)有兩種電勢(shì)

11、組成溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢(shì)也不相同，而接觸電勢(shì)顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)，因?yàn)樗麄兊碾娮用芏炔煌援a(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)他們達(dá)到一定的平衡后所形成的電勢(shì)，接觸電勢(shì)的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。目前國(guó)際上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)際上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其測(cè)量溫度的最低可測(cè)零下270攝氏度，最高可達(dá)1800攝氏度，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個(gè)則稱

12、為廉價(jià)金屬熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)過(guò)拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號(hào)卻需要一種特殊的導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行傳遞，這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同的補(bǔ)償導(dǎo)線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長(zhǎng)型兩種，延長(zhǎng)導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤?，但是?shí)際中，延長(zhǎng)型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的

13、連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而負(fù)極則連接剩下的顏色。一般的補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。 熱電阻雖然在工業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛，但是由于他的測(cè)溫范圍使他的應(yīng)用受到了一定的限制，熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點(diǎn)也很多，也可以遠(yuǎn)傳電信號(hào)，靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，互換性以及準(zhǔn)確性都比較好，但是需要電源激勵(lì)，不能夠瞬時(shí)測(cè)量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,鉑熱電阻的測(cè)溫的范圍一般為零下200-800攝氏度，銅熱電阻為零下40到140攝氏度。編碼器 編碼器如以信號(hào)原理來(lái)分，有增量型編碼器,絕對(duì)型編

14、碼器。 （1）增量型編碼器(旋轉(zhuǎn)型)工作原理: 編碼器由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線，由光電發(fā)射器和接收器件讀取環(huán)形的通、暗刻線,通過(guò)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)信號(hào)的通斷數(shù)量來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度。 由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)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)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 （2）增量型編碼器(旋轉(zhuǎn)型)特性: 編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤(pán)是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤(pán)是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。 （3）絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器 用光信號(hào)掃描分度盤(pán)（分度盤(pán)與傳動(dòng)軸相聯(lián)）上的格雷碼刻度盤(pán)（BCD碼，二進(jìn)制碼）以確定被測(cè)物的絕對(duì)位置值，然后將檢