傳感器的基礎1.ppt

1、營業(yè)者研修初級教程傳感器基礎1,講座目的 通過對光電傳感器、 接近傳感器、壓力傳感器的學習來掌握傳感器的檢測原理、分類和構成。 學習本教程是使你成為選擇，使用傳感器高手的第一步。 SUNX 株式會社 平成15年3月19日 第2版,光電傳感器 接近傳感器 壓力傳感器,1.光電傳感器,2.接近傳感器,3.壓力傳感器,4.共通項目,5.練習問題及解答,6.參考資料,P107,P103,序言,為了使初學者能夠在實踐中掌握傳感器的基礎，本課程隨處設有實習部分。有特殊標記的內容是要進行實習的內容。實習內容、實習程序、實習目的意義在課程中有說明。本課程和相應的實習都要完成。 為了使學到的內容得到鞏固，設下了

2、練習問題，每題有4各選項。在課程最后有答案，請試著不看答案作一作。 第4章將各種傳感器（光電、接近、壓力）的共同點作了一下總結。,用語索引和技術指南,關于傳感器相關的用語請看傳感器綜合目錄里的用語索引。這里面還有檢測原理和注意事項等內容。,1、光電傳感器,用光作為檢測媒介的傳感器一般叫做光電傳感器。 光就存在于我們身邊。沒有它的話就不可能進行生活，光重要到了這個程度?？梢哉f，人類的信息有60%以上來自眼睛，而對于人類傳感器的眼睛來講光是不可或缺的媒介。熟練使用光電傳感器的精髓就是：檢測物體不同時光會有什么變化，然后在這種情況下變化有多大。需要掌握的就是這一點。,波長,我們都認為對光已經(jīng)很了解，

3、實際上不是十分了解?？梢园压饪闯墒枪庾硬?，一種能量的流動。與海的波相同，也存在一個波峰到波峰的距離，這個距離就是波長，用米來表示。實際上光是電磁波的一部分，光和電磁波不同的地方就是波長不一樣。光的波長從短波到長波形成一個連續(xù)的體系，人們所說的光處在（眼睛所能看見的范圍，即可見光）波長從400nm700nm的狹小范圍內。波長短于400nm的叫紫外線，長于700nm的叫紅外線。紫外線能引起燒傷，紅外線作為一種熱量我們人類能感覺到。,1-1光的性質,五官接收信息的比率,同樣，眼睛能見到的光（可見光）波長不同，性質也不一樣，可見光中波長最長的是紅光，最短的是紫光。 可以這樣說，人們感覺到的各種不同的顏

4、色，是光的波長不同造成的。,波長,光通過密度不同的兩種物質時，在交界處會發(fā)生彎折，這叫做折射。,密度越大光的傳播速度越慢，折射率就越大，折射率大也就是所說的彎曲變大。,折射,入射角i,折射角r,nAsini=nBsinr,折射率不只和媒介有關，光的波長不同折射率也會發(fā)生變化，這叫做色散。這種現(xiàn)象可以通過棱鏡和彩虹來觀察。光發(fā)生折射的時候，波長短的彎曲大，波長長的彎曲小。我們平時所見的是各種波長的光的混合物，叫做白光。光在棱鏡中折射形成彩虹色，是因為光由各種波長的單色光構成，波長的大小不同，按不同的角度折射。 正因為如此對照相機來說，由于使用幾個物鏡，為了把焦點位置調到一致需費一番功夫。如果不調

5、整鏡片直接拍攝，顏色不同的光焦點位置就有偏差，不能拍出清晰的照片。,色散,在鏡面上發(fā)生的反射稱為鏡面反射，鏡面以外的反射稱為漫反射。鏡面反射由于入射角和反射角相等，可以成像，紙面等表面放大之后可以看到是有很多平面和曲面構成，反射面不同，反射方向不會像在鏡面那樣一致。由于反射角度不同故不能成像。,那白紙為什么是白的呢？ 這是因為大部分波長的光（可見光）在所有方向發(fā)生漫反射，故看見的是白色 黑紙看起來是黑色是因為大部分波長的光都被吸收的緣故。 依此類推，紅紙顯紅色是因為波長長的紅光被反射，波長短的光被吸收的緣故。,反射,漫反射,鏡面反射,光在空間和物質中傳播會發(fā)生衰減，發(fā)生衰減有兩大原因： 1、由

6、于光有個發(fā)散的角度，從一點出來的光按照這個角度一邊擴散一邊向前傳播。所以，前進一段距離的光單位面積上的能量，用函數(shù)表示，即與距離的平方成反比。,衰減,順便提一下，激光在自然界中是不存在的，它是一種特殊的人工光。因為光的發(fā)散角大大縮小，傳播相同的距離其衰減量比自然光小的多。 光通信和高精度檢測等場合使用激光就是出于那樣的原因。 2、由于媒介而衰減 光在物質中傳遞時由于會碰上各種粒子，光被粒子反射和吸收而發(fā)生衰減。光電傳感器就是利用光的這個性質。 通過考慮我們身邊的事情，就會發(fā)現(xiàn)光有很多有趣的地方。,P1,P2,L,L1,P2=P1/(L/L1)2,1-2 光電傳感器 光電傳感器是使用光對物體進行

7、檢測的傳感器的屬名。通過檢測物體的反射、傳輸和吸收等，從傳感器投光部發(fā)送的光信號發(fā)生改變，然后被傳感器受光部檢測到，并產(chǎn)生相應的輸出信號。此外，它還能檢測到被檢測物體的光輻射，并產(chǎn)生輸出信號。也可以說是以光為媒體，對檢測物體非接觸檢測的輸入機器。,非入光狀態(tài),（OFF:L-ON設定的場合）,入光狀態(tài),（ON:L-ON設定的場合）,1-3用光電傳感器檢測 如前所述，光電傳感器是以光為媒介，然后為了檢測物體而捕獲光的變化。 通常我們用“檢測”這個詞表述，如果換一種表達方法，可以解釋成“檢測”就是區(qū)別入光量的差別。 用1-2節(jié)中出現(xiàn)的光電傳感器檢測物體的例子來說明，當沒有檢測物時，入光量少（0），當

8、有檢測物時，從檢測物反射的入光量變大，這就產(chǎn)生了入光量的差。（距離設定式.限定反射型和FZ-11除外） 那么，根據(jù)有、無檢測物體時的各種入光量，再插入動作水平狀態(tài)加以區(qū)別，既能檢測出物體。,非入光狀態(tài),入光狀態(tài),光源 光源20多年前主要以白熱燈充當，今天用發(fā)光二極管。有紅外、紅色、綠色、藍色等種類。 大部分的光電傳感器都是調制式（脈沖變換型），所以具有檢測距離長，耐外來光干擾，耐噪音的特點，如上圖所示。 然而，還有一部分非調制式（直流點燈方式）的光電傳感器，它們不具備抗外來光干擾的特點，但反應速度快。,練習1-1 下列商品中哪個是非調制式（直流點燈方式）的光電傳感器？ 1：FX-301 2:C

9、X-28IR 3:SH-31G 4:FX2-A3R,1-4 光電傳感器的原理、構造,光強,非調制式,脈沖變換式,光強,光電傳感器的投光方式,用光電二極管和光電晶體管接受從光源發(fā)出的光，并將其轉換為電信號,受光部,主電路,提供電源讓光電傳感器動作。通過脈沖振動回路，脈沖從光電二極管中發(fā)出，這個光被受光部接收之后，通過光電變換電路將光變成電，又通過放大器將電信號輻值增大。然后通過檢波、積分電路檢查這個光是不是自己發(fā)出的，如果是自己發(fā)出的就說明有檢測物體，并將信號傳給輸出電路。,輸出電路,根據(jù)從主電路獲取的信號，輸出ON/OFF信號，同時，也有對應受光量的模擬輸出。,ON/OFF信號,試著看看反射型

10、光電傳感器的檢測構造。,感度調整,動作表示,整形電路,輸出電路,放大器,光電變換電路,脈沖震蕩電路,LED安裝座,檢波、積分,受光二極管,投光二極管,電源輸入,投光,受 光,t,OFF,ON,OFF,投光,受光,放大器（VR?。?放大器（VR大）,同期,檢波AND,積分,輸出,判定閥值,判定閥值,積分值在判定閥值以上輸出ON,練習問題1-2 圖中的“t”指什么？ 1：反應速度 2：延遲時間 3：最小檢測物體 4：反應時間,1-5光電傳感器的分類,光電傳感器主要從以下4個方面來分類。,具體分類情況后面有敘述，每種分類還能細分成幾種類型，加在一起有數(shù)十種之多。為了牢固掌握各種類型的特點，根據(jù)檢測要

11、求來選擇合適的傳感器，編寫了這一方面的內容。,1、檢測狀態(tài) 2、構成 3、輸出 4、光源,根據(jù)檢測形態(tài)分類,投光二極管,投光器,傳感器,受光 二極管,投光 二極管,傳感器,受光 二極管,投光 二極管,受光二極管,受光器,透過型,回歸反射型,反射型,反射光,檢測物體,透過光,用檢測物體遮光,檢測物體,反射光,透過光,檢測物體,反射光,透過光,用檢測物體反射光,用檢測物體遮光,透過型,檢測方式 沒有檢測物體時的狀態(tài)稱為通常入光狀態(tài) 光被遮住時判斷為有檢測物體，根據(jù)投 光、受光的配置狀態(tài)及光軸數(shù)可進一步分為 通用型 U字形 區(qū)域型,關聯(lián)事項 光軸調整、感度調整、動作設定 輸出電路 配線 檢測特性,入

12、光狀態(tài),遮光狀態(tài),有效光芒,投光器,受光器,傳感器,檢測物體,投光器,受光器,投光器,受光器,回歸反射型,檢測方式 完全按透過型的原理在對面放置反射鏡面，投光器和受光器放在同一個外殼內利用反射鏡的反射率比檢測物體大得多這一特點來檢測。 按有無偏極慮光器等偏光方案可進一步分為 通用型 偏極慮光器型 透明體檢測型,關聯(lián)事項 光軸調整、感度調整、動作設定 輸出電路 配線 檢測特性,入光狀態(tài),遮光狀態(tài),傳感器,反射鏡,帶偏極濾光器的回歸反射型傳感器,相對的偏極濾光器放置在投光二極體的前面，放置在投光二極體前面的水平偏極濾光器僅可通過水平偏振光并且垂直偏極濾光器放置在受光器的前面以確保僅受垂直偏振光。使

13、用這種結構，可穩(wěn)定檢測有光澤物體。,1、從LED投射來的正常非偏振光束任意震蕩，當它穿過水平偏極慮光器時，振蕩被水平對齊并且光束被水平偏振。 2、當偏振光落到反射鏡上，它的偏振現(xiàn)象受到破壞并且反射光任意振蕩。因此反射光能夠穿過垂直偏振濾光器并到達受光二極體。,但是光澤物體不會破壞偏振，反射光水平振蕩，且不能夠穿過垂直偏振濾光器。,投光素子,受光素子,水平偏振濾光器,垂直偏振濾光器,反射鏡,水平偏振濾光器,垂直偏振濾光器,鏡面物體,投光素子,受光素子,傳感器,反射型,檢測方式 沒有檢測物體時光不能返回 有檢測物體時能接收到從那里反射回的光,反射型傳感器可進一步分為： 擴散反射型 窄視角反射型 限

14、定反射型 距離設定反射型 標記檢測型,入光狀態(tài),非入光狀態(tài),關聯(lián)事項 光軸調整、感度調整、動作設定 輸出電路 配線 檢測特性,傳感器,檢測區(qū)域,檢測區(qū)域,檢測區(qū)域,傳感器,距離設定式的原理 EQ20型傳感器采用PSD（位置檢測素子）作受光二極管，距離設定式與擴散反射型不同，它是根據(jù)入光位置來檢測。因此，不受顏色變化和背景物體的影響，可穩(wěn)定檢測。,分割二極管的距離檢測原理 一般的反射型傳感器是檢測反射光的光量變化，而用2分割二極管的反射型傳感器是檢測反射光進入受光器的入光角度不同，輸出與距離對應的動作。,按構成分類,電源內藏型,放大器內藏型,由于裝備了所有必要的光電傳感器的功能，只要連接電源，就

15、能提供繼電器節(jié)點輸出,內藏放大器，需提供直流電源提供驅動,放大器 + 輸出電路,電源 電路,AC/DC電源,繼電器接點輸出,受光二極管,投光二極管,放大器 + 輸出電路,受光二極管,投光二極管,DC電源 無接點輸出,當檢測頭只包含受光二極體和投光二極體時，它的尺寸可以縮小，而且靈敏度調節(jié)可以在遠處進行,它有較好的環(huán)境性能，因其檢測部分（光纖）絕無電器部件,練習問題1-4 下列傳感器哪一個是放大器分離型？ 1：FX-302 2：GH-2S 3：SH-82R 4：SL-CH1,3、按輸出分類,參考4-1 傳感器的輸出電路,傳感器的主要輸出電路,ON/OFF輸出,模擬輸出,無接點輸出,有接點輸出,N

16、PN晶體管.閘流管,直流雙線式,PNP晶體管.閘流管,繼電器接點,模擬電壓輸出,模擬電流輸出,ON/OFF信號,4、按光源分類,投光顏色和檢測物體顏色的關系,光源顏色的使用區(qū)分,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,R,G,G,G,G,G,R,R,紅色光型,綠色光型,藍色光型,背景色,標記色,標記,為了避免用標記和背景色的光澤判斷時發(fā)生誤判，將傳感器（光纖）傾斜20度角。,1-6光電傳感器使用上的3個必要設定、調整,光電傳感器使用前應該進行的基本設定，調整有3項,1、光軸調整（透過型、回歸反射型） 對于透過型、回歸反射型，將沒有檢測物體時設定為常時入光狀態(tài)，這個調整稱為光軸調整。 調整順

17、序 1、沿著直線設置投、受光器，使它們面對面 2、左右調整受光器，通過動作狀態(tài)指示燈來找到中間位置 3、上下方向采用同樣的方法設置 4、也可對投光器進行相應的調整,2 動作設定（透過型、回歸反射型、反射型）,設定入光狀態(tài)和非入光狀態(tài)輸出什么信號（ON信號或OFF信號），叫做動作設定。,Light-ON：入光狀態(tài)時輸出ON Dark-ON：非入光狀態(tài)時輸出ON,動作設定，可以通過切換動作切換開關，也可通過操縱電纜線來進行?？梢栽O定成入光狀態(tài)輸出ON，也可設定遮光狀態(tài)輸出ON。,練習問題 1-5 請在下面表格的空白處寫入輸出狀態(tài)。,動作設定,狀態(tài),Light-ON,Dark-ON,入光狀態(tài),非入光

18、狀態(tài),3、靈敏度調節(jié)（透過型、回歸反射型、反射型）,為了檢測出被檢測物體，要對放大器增幅進行調節(jié)。這個調節(jié)叫靈敏度調節(jié)。一般要靠操作靈敏度VR來完成。,調節(jié)順序 遵循以下步驟的同時請注意工作狀態(tài)指示燈。 1、逆時針方向旋轉靈敏度調節(jié)器到靈敏度最小位置處 2、在入光狀態(tài)下，旋轉靈敏度調節(jié)器并確認傳感器進入“入光”狀態(tài)工作下的點A 3、在非入光狀態(tài)下旋轉靈敏度調節(jié)器并順時針方向直到傳感器進入“入光”工作狀態(tài)，然后恢復原位確認傳感器返回到“非入光”狀態(tài)下的點B 4、A與B兩點的中間位置即為最佳檢測位置,入光狀態(tài),非入光狀態(tài),種類,透過型,回顧反射型,反射型,有無 檢測,光量差檢測,有無 檢測,有無

19、檢測,紅光 綠光 工件檢測,光量差檢測,檢測物體（白、黃、橙系）,檢測物體（白、黃、橙、紅系）,檢測物體（黑、青、綠系）,檢測物體（黑、青、綠、紅系）,投光器,受光器,投光器,受光器,檢測物體,輸出OFF（動作設定：Dark-ON）,輸出ON（動作設定：Dark-ON）,不進行前面的靈敏度調節(jié)順序，又會怎么樣呢？試著用透過型光電傳感器考慮一下。,第一種，檢測物體不透明，有效光芒完全被遮住的情況。這個情況下靈敏度VR為MAX的狀態(tài)也能進行檢測。換句話說，不調節(jié)靈敏度也能進行檢測。,第二種，被檢測物體為名片等薄狀物的情況。 投光器發(fā)出的光一部分透過被檢物被受光器接收（一部分反射掉），但無論有沒有被

20、檢測物體，入光量都處在感應數(shù)據(jù)以上。,投光器,受光器,輸出OFF（動作設定：Dark-ON）,投光器,受光器,檢測物體,輸出OFF（動作設定：Dark-ON）,閥值,入光量,入光量多（比沒有名片時少）,非入光狀態(tài),無法區(qū)別，不能檢測,練習問題 1-6 上面的例子提到“入光量多”，是指哪一個部件的入光量和什么相比多？ 1：投光器的入光量與感應數(shù)值相比多 2：受光器的入光量與入光數(shù)值相比多 3：投光器的入光量與遮光數(shù)值相比多 4：受光器的入光量與感應數(shù)值相比多,那樣，就要對靈敏度進行調解（降低受光器放大器的增幅），入光量就會變少。那樣，有和沒有被檢測物體的時候，受光器接收的入光量不一樣，就可以檢測

21、。,投光器,受光器,輸出OFF（動作設定：Dark-ON）,投光器,受光器,檢測物體,輸出ON（動作設定：Dark-ON）,閥值,入光量,入光狀態(tài),閥值,入光量,非入光狀態(tài),靈敏度調節(jié)前,靈敏度調節(jié)后,靈敏度調節(jié)前,靈敏度調節(jié)后,能夠區(qū)別，可以檢測,一般情況下，靈敏度調節(jié)不是對受光器進行調解，而是對投光器和感應數(shù)值進行調解。前面提到的A點和B點的中間位置是最適合的靈敏度，檢測物體有或者沒有的任何一種情況，如果受光器接收的入光量不穩(wěn)定，可將靈敏度向上或向下微調，檢測就變得穩(wěn)定了。,1-7 光電傳感器的特點,非接觸檢測,以光作媒介，檢測時不接觸被檢對象，不管是被檢測物體還是傳感器都不會受到損傷，可

22、長期使用。尤其是在食品和半導體行業(yè)，對于一些不能碰的物體的檢測，是最適合的。,檢測距離長 透過型傳感器最長可檢測50m，擴散反射型最長也可檢測到5米之內的物體，幾乎適用所有用途。 可檢測大部分物體 如果根據(jù)對象的材質讓光起變化，那么幾乎在各種場合都能檢測 反應速度快 由于是用高速傳播的光作媒介，全部由電路構成，故反應時間短，高速度的系統(tǒng)可能很輕松的應對 近來，反映時間在0.5ms以下的傳感器以成了主流,能判斷顏色,這是使用光作為媒介的光電傳感器的特點。每一種顏色都對應一個特定的波長，根據(jù)其反射率和吸收率不同，就能夠檢測出不同的顏色來。近年來，通過一些特殊的處理已經(jīng)可以判別顏色的成分，所以可以進

23、行高精度的顏色判斷。 高精度檢測 由于具備精密的光學系統(tǒng)和電路技術，實現(xiàn)了20m以下的調節(jié)精度。,*光電傳感器有下面的不足之處。 鏡面有污染和灰塵，影響光信號的輸出，就不可能檢測。,1-8 SUNX光電傳感器的主要產(chǎn)品分類,請參考傳感器綜合目錄,2 接近傳感器,2-1 接近傳感器,接近傳感器可以以非接觸方式檢測金屬等檢測物體的靠近。它的檢測方式有利用電磁波的高頻示波型，利用磁石的帶磁型，用來檢測被檢物體與傳感器間靜電容量變化的靜電容量型，以上3種方式有很大不同。特別是靜電容量型，用在水、塑料等金屬以外的物體檢測上。,接近傳感器,使用磁場,使用電場,高頻發(fā)振型,帶磁型,靜電容量型,SUNX接近傳

24、感器是高頻示波形和帶磁性接近傳感器。,2-2 高頻示波形接近傳感器的原理,位于傳感器前部的檢測線圈產(chǎn)生高頻磁場，當物體（金屬）接近磁場時，感應電流流入金屬內部，造成失熱并使振蕩減少或停止，由振蕩狀態(tài)檢測電路檢測此種狀態(tài)的變化，然后啟動輸出電路。,振蕩狀態(tài) 檢測電路,振蕩電路,輸出電路,檢測線圈,檢測方向,動作指示燈,2-3 高頻示波形接近傳感器的分類,接近傳感器可以從以下三個方面分類。,1 構成,2 線圈外殼,3 輸出電路,*放大器內藏型 *放大器分離型,*屏蔽型 *非屏蔽型,*有接點輸出 *無接點輸出,1 按構成分類,以組成電路元件是內置還是分離為基礎進行分離。這對于選擇傳感器的安裝空間，電

25、源與耐噪音有用。,接近傳感器 （高頻示波形）,放大器內藏型,放大器分離型,直流電源型,交流電源型,練習問題 2-1 下列產(chǎn)品中，屬于放大器分離高頻示波形的接近傳感器是哪一個？ 1：CK-100 2：GH-3S 3：BGX-8MK 4：GL-N12F10,種類,長處,短處,放 大 器 內 藏 型,放 大 器 分離 型,能與PLC連接 耐噪音和溫度變化,檢測距離長 檢測部分小 根據(jù)輸出功率和電源來選擇放大器 可在工作場所外調節(jié)靈敏度,與放大器分離型比檢測部分大比放大器分離型檢測距離短,耐噪音性不如放大器內藏型好 必須用專用放大器,練習問題2-2 5.4的高頻示波形接近傳感器體長短的是哪一個？ 1：

26、GH-5S 2：GX-5S 3：GH-5S和GX-5S 4：GL-N12F 10,按檢測頭構造分類,接近傳感器 （高頻示波形）,屏蔽,無屏蔽,以檢測頭（檢測線圈）周圍的構造為基礎進行分類。這對于選擇傳感器的安裝類型，檢測距離，環(huán)境影響等有用。,種類,屏蔽,非屏蔽,示意圖,概要和特征,金屬殼將檢測線圈的側面屏蔽 為了減小周圍金屬的影響，傳感器可嵌入金屬內。,檢測線圈的側面不受金屬的屏蔽 所有樹脂殼傳感器（GXL系列、GL-6系列、GL-8/8U系列、GL-N12系列、GL-18H/18HL系）均為無屏蔽型 與相同尺寸屏蔽型相比，它們的檢測距離更長 由于容易受周圍金屬的影響，應注意不使金屬接近傳感

27、器的前端,檢測線圈,金屬外殼,金屬外殼,檢測線圈,周圍金屬的影響,接近傳感器的周圍有金屬時，對檢測造成影響的情況也有，應按照金屬和傳感器的位置關系，分開指定的間隔。,圓柱形和螺紋型（屏蔽）,請注意背景金屬,頂端檢測型（無屏蔽）,注意背景和側面金屬,正面檢測型（無屏蔽）,注意背景和側面金屬,螺紋型（無屏蔽）,請注意背景和周圍金屬,3、按輸出電路分類,參考4-1 傳感器的輸出電路,傳感器的主要輸出電路,ON/OFF輸出,模擬輸出,無接點輸出,有接點輸出,NPN晶體管.閘流管,直流雙線式,PNP晶體管.閘流管,繼電器接點,模擬電壓輸出,模擬電流輸出,光線狀態(tài) 檢測電路,光振電路,輸出電路,檢測線圈,

28、檢測方向,動作指示燈,2-4 高頻示波型接近傳感器的輸出動作,大部分放大器內藏型的接近傳感器有接近時輸出ON和離開時輸出ON兩種。 放大器分離型接近傳感器接近時輸出ON、離開時輸出ON，這兩種情況可以切換。,接近時輸出ON：被檢測物體接近檢測區(qū)域時輸出ON信號 離開時輸出ON：被檢測物體離開檢測區(qū)域時輸出ON信號,靠近狀態(tài),離開狀態(tài),2-5 高頻示波型接近傳感器的特征 非接觸式檢測 與限定開關不同，無需任何機械接觸便可檢測物體，因此不會有檢測物體或傳感器因接觸而損壞的情況。 可以在惡劣環(huán)境下使用 在水中等惡劣環(huán)境下也可以檢測。 多數(shù)傳感器有IP67g耐油構造。 反應迅速 由于有高反射頻率（最大

29、3.3HZ），所以可以穩(wěn)定檢測快速運動的物體 長壽命 由于無接點輸出，所以使用壽命長且無特別維護,上面說了它的優(yōu)點，但它也有以下的缺點 不能檢測金屬以外的物體 由于檢測是基于感應電流引起的熱量損失，因此無法檢測不能通過電流的非金屬 檢測距離短 用于改進檢測距離的方法很多，如增加檢測線圈尺寸，使用無屏蔽檢測頭等，可使檢測距離仍比光電傳感器小。,練習問題2-4用高頻示波型接近傳感器（GL-18MU）檢測電源，結果，有的地方能檢測，有的地方不能檢測，為什么？ 1：高頻示波型接近傳感器不能檢測樹脂，所以檢測結果是間斷的 2：因為要透過外殼來檢測內部電池 3：接近傳感器不穩(wěn)定 4：干擾,2-5 SUNX

30、高頻示波型接近傳感器的主要產(chǎn)品分類,請參考傳感器綜合目錄,3.壓力傳感器,3-1 壓力的基礎知識,大氣和空氣壓力,大氣就存在我們身邊。地球表面的氣體密度大，地表面的上空比較稀薄，1000km以上的空間就十分稀少了。那一部分氣體稱為大氣。從地表到15km的高度的氣體叫空氣。 我們呼吸，火的燃燒，飛機的飛行，氣球和風箏的上升，風車的旋轉等。我們的生活每天都離不開空氣。,大氣,空氣壓,我們平?？赡芨惺懿坏酱髿鈮毫?。但由于地球的引力作用，我們要承受1000km高的大氣重量。海面附近每1m3 大氣約重1.2kg。高760mm的水銀柱底部的壓力與其相等，這個叫大氣壓。我們感受不到大氣壓的存在是因為體內有相

31、同的壓力與之平衡。從地表開始向上空氣的密度越來越稀薄，大氣壓也不斷降低。根據(jù)壓力及溫度的不同取空氣的各種狀態(tài)，為了用這個統(tǒng)一表示空氣的狀態(tài)，右圖規(guī)定了基本狀態(tài)和標準狀態(tài)。物理上使用基準狀態(tài)，工業(yè)上使用標準狀態(tài)。,空氣的基準狀態(tài)和標準狀態(tài),1.2kg/m3,海面上,密度,大氣壓,水銀柱高度760mm=101325Pa,空氣如果以大氣壓的壓力狀態(tài)存在，是不能作為能源來使用的，如果壓力大的話，就可以成為能源。空氣壓就是把空氣作為壓縮能量來使用。也可以說空氣壓就是壓縮空氣。,空氣壓的利用現(xiàn)狀,壓力的單位和定義 給彈簧施加一個力它會收縮，撤掉后會恢復原來的長度，空氣有受壓縮體積要縮小，膨脹后體積變大的特

32、點。把這個性質叫空氣的壓縮性，空氣的壓縮狀態(tài)用壓力來表示。 壓力即單位面積上所受的力的大小，單位是Pa，經(jīng)常使用MPa，但壓力傳感器主要使用KPa，到目前為止，在壓力單位上普遍使用重力單位系，現(xiàn)以統(tǒng)一成國際單位。,1m,1m,1N,1cm,1kgf,1cm,壓力大致有標準壓力和絕對壓力兩種表示方法。下圖中，把大氣壓作為基準0點的表示方法叫標準壓力。以大氣壓做基準，比它高的稱為正壓，比它低的是負壓。把真空狀態(tài)作為基準0點的表示方法稱為絕對壓力。 參考：完全真空狀態(tài)時的壓力為0。 這兩個壓力用gage和abs加以區(qū)別的情況很多，它用下面的公式換算。 絕對壓力=標準壓力+大氣壓力 大氣壓：0MPa（

33、gage）=0.1013MPa（abs） 完全真空：-0.1013MPa（gage）=0MPa（abs） 例0.5MPa（gage）=（0.5+0.1013）MPa（abs）=0.6013MPa（abs）,標準壓力,標準壓力,大氣壓,標準壓力0點,絕對壓力,正壓,負壓,高空壓,中空壓,低真壓,絕對壓力0點,絕對壓力表示,標準壓力表示,完全真空,3-2壓力傳感器,壓力傳感器是用壓敏元件將氣體和液體的壓力變化轉換為電器信號，輸出對應的模擬電信號、在這個壓力作用下輸出ON或OFF信號。壓力傳感器大致分為電子式和機械式兩種。用空氣作為驅動的系統(tǒng)必須使用壓力傳感器，以前普遍使用較為便宜的機械式，因為機械

34、的信賴性低，壽命短，所以，使用半導體的電子式成了主流。,3-3 電子式壓力傳感器的構造,非腐蝕性氣體用 擴散型半導體轉換器將壓力轉換為電信號，然后由放大器和輸出電路進行處理。,用于各種氣體、液體 不銹鋼隔板受壓力，發(fā)生變形，用于內部連接的半導體轉換器轉換成電信號，用放大器輸出電路處理信號。,3-4 壓力傳感器的分類和特征,壓力傳感器主要從以下三個方面進行分類,1、適用流體,2、壓力種類,3、壓力端口形狀,1、按適用流體分類,被測量的流體可以是氣體、水、油等，能夠采用的轉換器取決于流體，請注意如果傳感器使用指定以外的流體，可以在腐蝕或損壞橫隔膜的危險。,壓力傳感器,用于非腐蝕性氣體 （擴散型半導

35、體轉換器）,各種氣體、液體用,練習問題3-1 下列產(chǎn)品中，不腐蝕SUS302及SUS304的流體用壓力傳感器是哪一個？ 1：DP2-60Z 2：PLX-10L 3：PE-22Z 4：PAD-D1L,按適用的流體分類,2、按壓力的種類分類,以測定的壓力基準進行分類 表壓類型，在定格壓力范圍內可以分為正壓、負壓、連成壓。,按壓力的種類分類,練習問題3-2 下列產(chǎn)品中，使用差壓的壓力傳感器是哪一個？ 1：DP3-42Z 2：-1L 3:DP4-57 4:DP-M2ZA,3 按壓力孔分類,所需的壓力孔由于接管情況不同而有所差異。用戶根據(jù)使用的空壓機形狀來選定。如果壓力孔所需的形狀或尺寸變化，就需要使用

36、附件。,壓力傳感器,Rc(PT)1/8內螺紋,M5內螺紋,10-32UNF內螺紋,NPT1/8內螺紋,NPTF1/8內螺紋,G(PF)1/8內螺紋,R(PT)1/4外螺紋,NPT1/4外螺紋,G(PF)1/8外螺紋,4.8管道,按壓力孔形狀分類,3-5 壓力傳感器的輸出動作,應差,ON,OFF,ON,OFF,比較輸 出1,比較 輸出2,0,設定值1（P-1）,設定值2（P-2）,高壓力（正壓型）高真空（負壓型）,比較輸出的應差在設定值范圍內可任意設定,ON,OFF,ON,OFF,0,設定值1（P-1）,設定值2（P-2）,高壓力（正壓型）高真空（負壓型）,用設定范圍內的壓力可使比較輸出為ON或

37、OFF,應差,應差,ON,OFF,ON,OFF,設定值1（P-1）,設定值2（P-2）,應差,比較輸 出1,比較 輸出2,比較輸 出1,比較 輸出2,高壓力（正壓型）高真空（負壓型）,工件檢測、控制、警報等用途可區(qū)別使用,ON,OFF,ON,OFF,設定值1（P-1）,設定值2（P-2）,應差,比較輸 出1,比較 輸出2,高壓力（正壓型）高真空（負壓型）,可記錄混合物體中OK物體和NG物體中的壓力值，然后由傳感器進行自動設定,設定值3（P-3）,泄漏試驗形式,ON,OFF,ON,OFF,設定值1,應差（可變）,比較輸 出1,比較 輸出2,高壓力（正壓型）高真空（負壓型）,設定值2,設定值3,設

38、定值4,（P-1）,（P-2）,（P-3）,（P-4）,應差（固定）,應差（固定）,3-6 壓力傳感器的應用,基板實裝部品的吸著確認,空壓機的壓力檢測,能感知吸著情況異常時壓力的變化,能感知機械的空氣壓力變化,練習問題3-3 下列傳感器中，可以進行吸著確認的壓力傳感器是哪一個？ 1：PE-21Z 2：PLX-1L 3：DP4-50Z 4：DP-M2ZA,3-7 SUNX壓力傳感器的主要產(chǎn)品分類,請參考傳感器綜合目錄,4.共通項目,4-1 輸出電路,傳感器的主要輸出電路,ON/OFF輸出,模擬輸出,無接點輸出,有接點輸出,NPN晶體管.閘流管,直流雙線式,PNP晶體管.閘流管,繼電器接點,模擬電

39、壓輸出,模擬電流輸出,少,多,入光量,ON,OFF,ON/OFF輸出（LightON）,少,多,入光量,模擬輸出,輸出電壓,輸出電流,練習問題4-1 H處應稱作什么？,少,多,入光量,ON,OFF,ON/OFF輸出（LightON）,H,各輸出電路的特征,1：窗口 2：滯后 3：追差 4：跳躍,PNP開路集電極晶體管,主電路,負荷,DC電源,ZD,Tr,0V,輸出,內部電路,用戶電路,+V,D,NPN開路集電極晶體管,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,Tr,+V,0V,輸出,NPN通用晶體管,D1,ZD,D2,交流無接點（半導體閘流閥）,主電路,負荷,AC電源,AC IN,輸出,內部

40、電路,用戶電路,AC IN,半導體閘流閥,模擬電流輸出（0-5V）,直流雙線式,主電路,DC電源,內部電路,用戶電路,Tr,ZD,負荷,負荷,繼電器接點,主電路,內部電路,用戶電路,電源電路,輸出繼電器,AC/DC電源,AC/DC電源,模擬電壓輸出,主電路,負荷抵抗2K以上,內部電路,用戶電路,負荷,模擬電壓輸出,+V,0V,D2,D3,47,D1,+7V,主 電 路,47,47,100,Tr,ZD,D1,D2,負載,模擬電壓輸出（0-5V）,0V（模擬輸出）,+V,0V,24V DC 10%,外部0 校正輸出,實際輸出,內部電路,用戶電路,傳感器頭部,傳感器頭部連接器,輸出電路的作用,根據(jù)連

41、接的負載來傳輸主電路判斷的傳感器狀態(tài)?？梢援斪鏖_關。因此光電傳感器又被稱為光電開關/接近開關。,負荷,非檢測時,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,ZD,Tr,+V,0V,輸出,D,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,+V,0V,輸出,D,非檢測時,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,ZD,Tr,+V,0V,輸出,D,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,+V,0V,輸出,D,檢測時,檢測時,4-2 配線,傳感器的配線根據(jù)其結構和檢測形態(tài)、輸出電路等變化。（因為是一些基本機種的通用配線，具體的配線方法請逐一確認）,放大器內藏（ON/OFF輸出）型的配線,光電傳感器

42、 透過型,其他傳感器 光 電、接近、壓力、光纖、區(qū)域,放大器分離型的配線（例：SH系列、SU-7）,傳感器頭部的配線,研修用AC電源的內部,內部電路,用戶電路,主電路,負荷,DC電源,ZD,Tr,+V,0V,輸出,D,+24V,IN,0V,研修用AC電源的內部,傳感器,負荷為蜂鳴器或燈,Power Supply(AC-DC)內藏,聯(lián)系問題4-2 RX2-M5（放大器內藏直流雙線式透過型光電傳感器）的正確配線是哪一個？,1.,2.,3.,4.,青色芯線,茶色芯線,4-3目錄的查看方法,傳感器有很多種類，有必要根據(jù)對應的用途選擇使用的種類。記住目錄的查看方法對進一步詳細的比較傳感器的規(guī)格是很重要的

43、。尤其是規(guī)格的查看方法，各種特性圖的查看方法都是重要的地方。,檢測距離,在穩(wěn)定檢測的情況下可以設置投光器和受光器之間的距離。（縮寫的0是從0開始設定的）,在穩(wěn)定檢測時可在傳感器與反射鏡間設定此距離（縮寫的0是從0開始設定的）,在穩(wěn)定檢測的情況下，可在傳感器與檢測物體（通常為白色無光澤紙）之間設定此距離（縮寫的0是從0開始設定的）,限定反射型傳感器或標記傳感器的靈敏度與設定距離不成比例，且最大靈敏度在一個中間位置，這個靈敏度最大的點被稱為中心并連同檢測距離一起被框定,檢測感度,中心檢測距離,距離設定,限定反射型,擴散反射型,標準檢測物體,標準檢測物體用于決定反射型傳感器的基本規(guī)格。通常是采用無光

44、澤紙，但是一些特殊傳感器采用其他物體來配合使用（如玻璃），檢測物體大的情況反射光量變大。檢測距離長，但是，如果光線擴散，超出了受光視野，即使是大的物體，檢測距離也不會變長。,在透過型和回歸反射型里，規(guī)定了不透明的尺寸，在擴散反射型里，指定了金線和銅線的直徑。透過型一般由鏡面直徑?jīng)Q定最小檢測物體，但如果裝有狹縫，則可以檢測更小的檢測物體,最小檢測物體,檢測距離,檢測物體面積,標準檢測物體,鏡面直徑,應差,對于反射型傳感器，隨著標準檢測物體沿著檢測軸靠近，輸出首次轉入ON，此時工作距離之間的差別即為應差。同樣，隨著標準檢測物體后退，輸出首次轉為OFF，此時為返回距離。它與動作距離的比用%表示。應差

45、是用來防止由于檢測物體的振動等原因導致的傳感器輸出不穩(wěn)定的情況。,重復精度,一定情況下反復進行時的工作位置的差別,動作距離,應差,復歸距離,檢測軸方向,返回精度,返回精度,反應時間,在檢測狀態(tài)改變和檢測輸出ON/OFF之間轉換的時間差,如果檢測狀態(tài)時間比反應時間短，則無檢測輸出。 檢測時間變短的原因 1）檢測物體移動速度快 2）檢測物體小,周圍照明度,不會引起誤動作的照明度界限 它表示在受光面上所允許的光纖強度,t,t,t,t,檢測狀態(tài),輸出動作,入光,非入光,ON,OFF,t:應答時間,照度計,標準檢測物體,光源,傳感器,30,保護構造,對水、人體和固體外物的保護構造等級。保護構造等級依據(jù)IEC（International Electrotechnical Commission）規(guī)定。,IEC標準,IP,第二位數(shù)字防止水滲透的保護構造,第一位數(shù)字對人體和固體外物的保護構造,第一位數(shù)字指定的保護構造等級,注:IEC標準為上述每個保護構造等級都指定了檢測步驟,產(chǎn)品規(guī)格中所指明的保護構造等級都是由這些檢測決定的.,透過型,回歸反射型,40,20,0,20,40,左,中,右,0,5,10,工作角度（mm）,設定距離,