傳感器教育資料

1、傳感器概述,傳感器分類,1. 光電傳感器,光電傳感器原理是由發(fā)光器件將電信號轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)射,然后通過光敏器件將光信號的強弱轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱拇笮≥敵?常用的有兩類:透過型和反射型.(1) 透過型,以上只是其中兩種的示意圖，還有很多種類，原理大體相似. 當無物體在中間時，發(fā)光元件的輻射光直接照射在光敏器件上，光敏器件接受的光強，輸出高電壓； 當有物體在中間時，光敏器件接受的光弱，輸出低電壓,1. 光電傳感器,2) 透過型傳感器介紹,廠家：SUNX型號：SH-21E,廠家：KEYENCE型號：PS-56T,a,b,3) SS-A5 型放大器介紹,a. SS-A5 型放大器實物圖,廠家：SUNX型號：S

2、S-A5,1:灰色正極2:灰色負極3:黑色負極4:黑色正極,1. 光電傳感器,3) SS-A5 型放大器介紹,b. SS-A5型放大器外觀圖,c. 感度調(diào)整方法,1）將檢測物體置于想要檢測的位置， 將感度旋紐(粗)順時針旋至輸出指 燈亮，旋紐位置為A,2）取出檢測物體，將旋紐順時針旋， 當背景物體使輸出亮時旋紐位置為 B,從B位置逆時針旋至輸出燈滅時 的位置為C.無背景物體時旋紐最大 位置為C,3）當旋紐位置設定在A與C的中間位置. 以穩(wěn)定操作指示燈來確認穩(wěn)定情況,d. 接線,此放大器有四根線：棕 藍 黑 橙,BROWN: +VBLUE : -V,BLACK: OUTORANGE: ALM,1

3、. 光電傳感器,4) PS-56T 型放大器介紹,廠家：KEYENCE型號：PS-56T,DC,控制輸出,警報輸出,黑色,黃色,接收器,發(fā)射器,隔離線,隔離線,a.外觀圖,b.接線圖,1. 光電傳感器,c.調(diào)節(jié)方式,廠家：OMRON型號：EE-SX670671672,此類傳感器上標注 +，-，L，OUT的字樣，“+”和“L”接電源的正極(同時接入電源時，可改變傳感器的輸出狀態(tài))，“-”接電源的負極，“OUT”接輸出.有些型號沒有“L,5) 短距離光電傳感器,1. 光電傳感器,6) 反射型,由圖可見，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并轉(zhuǎn)換

4、為信號輸出,1. 光電傳感器,6) 反射型傳感器介紹,此型傳感器是限定反射式，有效距離32至53mm，感測頭與放大器集成在一起，使用時比較方便,廠家：KEYENCE型號：PS-49,此型傳感器有三根線：棕 黑 綠. BROWN: +V BLACK: OUT BLUE : -V,2. 磁性傳感器,利用磁場作用使物質(zhì)的電性能發(fā)生各種物理效應制成的，從而使磁場強度轉(zhuǎn)換成電信號大小輸出,1)霍爾效應原理,當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應.兩端具有的電位差種為霍爾電勢U，其表達式為,U=K*I*B/d,其中 K 為霍爾系數(shù)，I 為薄片中

5、通過的電流，B 為外加磁場（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應強度，d 是薄片的厚度,由此可見霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比的關系,霍爾效應原理圖,2. 磁性傳感器,2) 霍爾元件結(jié)構(gòu),霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡單，如圖 7-9(a) 所示，從一個矩形薄片的半導體上兩個相互垂直方向的側(cè)面上，各分出一個電極，用于加激勵電壓或電流，稱激勵電極（控制電極）；另兩個側(cè)面正中引出霍爾電勢，稱霍爾電極.在基片外面用金屬或陶瓷環(huán)氧樹脂等封裝作為外殼，圖 7-9(b)是霍爾元件的圖形符號,2. 磁性傳感器,3) 磁性傳感器原理圖,4) 輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性,2. 磁性傳感器,5) 磁性傳感器介紹,

6、磁性傳感器的型號比較多，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 黑,BROWN: + V BLUE : - V BLACK: OUT,b.兩根線的：棕 藍,BROWN: OUT BLUE : + V,7) 萬用表確認法,a.萬用表打到二極管檔.b.紅筆連接棕色線，黑筆連接藍色線，當磁鐵靠近后會顯示導通.c.三根線的紅筆連接黑色線 （使用的磁鐵磁性不能過強，容易擊穿傳感器,3. 光纖傳感器,光纖傳感器原理是利用光學原理光的強弱的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柛叩偷妮敵?常用的有兩種類型：對射型和反射型.其功能與光電傳感器基本相似，只是其采用的是光纖技術(shù),1) 對射型,當物體擋住光

7、線時，接收光纖接受的光弱，輸出低電壓,3. 光纖傳感器,2) 對射型傳感器介紹,此傳感器從側(cè)面發(fā)射與接受光,廠家：OMRON型號：E32-T24S,3) FS-V12 型放大器介紹,a. FS-V12 型放大器實物圖,廠家：KEYENCE型號：FS-V12,此類放大器既可以進行手動調(diào)整還可以進行自動調(diào)整.可以在使用自動設定鈕作快速調(diào)整后使用手動對靈敏度作微調(diào).單獨使用自動校正或手動校正都可以獲得良好的檢測效果,3. 光纖傳感器,3) FS-V12 型放大器介紹,b. 感度調(diào)整方法,1）自動調(diào)整：按一下 SET 鍵，棒狀 LED 上“SET” 顯示黃燈.再按下 SET 鍵，棒狀 LED 閃爍幾秒

8、就 完成了,2）手動調(diào)整：自動調(diào)整后還不理想可以采用手動調(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 顯示接受光強度 “1234”，再按一下顯示“-HLD”和“1234”交替 變換再按顯示額外增益“123P”.再按就回到第一 次顯示的內(nèi)容依次循環(huán),3）當顯示接受光強或額外增益時，按一次 UP 或 DOWN 鍵設定值會閃爍兩秒鐘再恢復，要改變設定值需在閃 爍時按 UP 或 DOWN 調(diào)整,4）棒狀 LED 顯示下四個亮時，光線接受不規(guī)律，接受 部分中斷；全顯示時光線接受穩(wěn)定，無顯示光接受中 斷,3. 光纖傳感器,4) FX-7 型放大器

9、介紹,a. 外型圖,1）在測知范圍內(nèi)放置光纖電纜.2）將模態(tài)選擇開關設定為 SET .3）當檢測到有物體時按 ON .4）當 SENSOR 確認出 ON 狀態(tài)，穩(wěn)定操作指示燈會閃.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；如只閃爍兩次說明感度穩(wěn)定. 7）設定模態(tài)選擇開關為 RUN,b. 感度調(diào)整方法,c. 接線,BROWN: + VBLACK: OUT,BLUE : 0 VORANGE: ALM,3. 光纖傳感器,5) 反射型,當物體擋住光線時，接收光纖接受的光弱，輸出低電壓,反射是根據(jù)多卜勒效應其相位發(fā)生變化，檢測出光相位的變化便可知物體的有無，物體彩色及明暗的

10、差異.也可根據(jù)反射光的有無來判斷,廠家：KEYENCE型號：FU-68,4. 計數(shù)傳感器,計數(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信號來給計數(shù)傳感器,實現(xiàn)計數(shù),計數(shù)傳感器,計數(shù)傳感器接線圖,1”和“2”端是輸入，“3”和“4”端是復位,接線,1: +24 V2: - 0 V,3: +24 V4: - 0 V,5. 溫度傳感器,1) 溫度傳感器原理,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體或半導體組成一個閉合回路，如圖 11-5 所示.當兩接點溫度不同時，則在該回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，該電動勢稱為電

11、勢.這兩種不同的導體或半導體的組合稱為熱電偶.兩個接點，一個稱工作端，又稱測量端或熱端，測溫時將它置于被測介質(zhì)中；另一個稱自由端，又稱參考端或冷端,在圖 11-5 所示的回路在，所產(chǎn)生的熱電勢由兩部分組成：溫差電勢和接觸電勢,接觸電勢是由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢.兩種導體接觸時，自由電子由密度大的導體向小的擴散，在接觸處失去電子的一側(cè)帶正電，得到電子的一側(cè)帶負電，形成穩(wěn)定的接觸電勢,溫差電勢是同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢.同一導體的兩端溫度不同時，高溫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

12、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電，因此，在導體兩端便形成溫差電勢,5. 溫度傳感器,2) 熱電偶傳感器測溫方法,熱電偶傳感器是接觸式測溫法，使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸，當被測溫度與感溫元件達到熱平衡時，溫度敏感元件與被測溫度對象的溫度相等.溫度傳感器的測量系統(tǒng)通常由現(xiàn)場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,溫度控制器,溫度控制器,6. 壓力傳感器,1) 真空傳感器,壓力傳感器是將各種力學量轉(zhuǎn)換為電信號的器件.其分類很多，本工程常用的真空傳感器、液壓傳感器和電阻應變式傳感器三類,半導體擴散抵抗型壓力傳感器是在膜片（DIAPHR

13、AGM）的表面形成半導體變形感應體.承受到外部來力時，膜片會發(fā)生變形而產(chǎn)生壓力抵抗效果，這種效果會造成電氣抵抗產(chǎn)生變化，然后再將此變化變換成電氣信號,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,6. 壓力傳感器,2) 真空傳感器 DP-200,a.外型圖,b.調(diào)整方法,1）設定真空 ON,未吸起物體，此時顯示值為 M .2）完全吸起物體，此時值為 M.3）設定必需滿足重要條件：M M1 M2 M,4）確認物體是否滿足條件,6. 壓力傳感器,3) 液壓式傳感器,通過無定型膜片受力產(chǎn)生變形，使自身的導磁率發(fā)生變化，從而使線圈的電感量發(fā)生變化，用檢測電路測出這種變化，就得出了液壓的大小,

14、粗調(diào),微調(diào),6. 壓力傳感器,4) 電阻應變式傳感器,電阻應變式傳感器是指在半導體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴散電阻，當它受外力作用時，其阻值由于電阻率的變化而改變.圖 11-30 是電阻應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，布置四個擴散電阻，組成一個全橋測量電路.膜片用一個圓形硅杯固定，將兩個氣腔隔開.一端接被測壓力，另一端接參考壓力.當存在壓差時，膜片產(chǎn)生變形，使兩對電阻的阻值發(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,7. 接近傳感器,1) 工作原理,電感式接近開關屬于一種有開關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能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應應頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流