電感式傳感器

1、電感式傳感器1 .電感式傳感器工作原理電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交 變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而 導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān) 信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。j-極楮歲體ft七; 1、高理交交砥場(chǎng)2 .傳感器選型指南選擇的依據(jù)是要決定哪一個(gè)是合適的傳感器原理。這取決于將要測(cè)定的目標(biāo)的材料。如果目標(biāo)是金屬的，那么需要一個(gè)電感傳感器。如果目標(biāo)是塑料做的，紙做的；或 油基或水基）流體、顆粒、或者粉末，那么需要個(gè)電容傳感器。如果目標(biāo)帶有磁

2、性，那么電磁傳感器是合適的。為你的應(yīng)用選擇最佳傳感器的4個(gè)步驟：步驟1按外殼形狀步驟2按動(dòng)作距離步驟3按電氣數(shù)據(jù)和輸出形式 步驟4按其它技術(shù)參數(shù)步驟 1 按外殼形狀 圓柱形傳感器這此傳感器在它們的正面有一個(gè)感應(yīng)區(qū)域，指向軸線方向?，F(xiàn)有的直徑是從3mm役有螺紋和4mm營(yíng)螺紋,，一直到現(xiàn)有的罩殼材料有： 高級(jí)不銹鋼 黃銅，鍍鎳或者復(fù)蓋聚四氟乙稀 塑料矩形傳感器槽型傳感器步驟 2 按動(dòng)作距離動(dòng)作距離是一個(gè)接近開關(guān)的最重的特征。根據(jù)物理原理，對(duì)于電感傳感器和電容傳感器，可以應(yīng)用下面的近似公式：S& D/2式中，D是傳感器的傳感面直徑。S 是傳感器的動(dòng)作距離動(dòng)作距離的定義當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板軸向接近開關(guān)感應(yīng)面

3、，使開關(guān)輸出信號(hào)發(fā)生變化時(shí)測(cè)量的開關(guān)感應(yīng)面和測(cè)試板之間的距離。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板尺寸：其邊長(zhǎng)或?yàn)閭鞲衅鞯闹睆?，或?yàn)?3Sn3倍額定動(dòng)作距離）取二者中較大者，厚度為 1mm材料：為ST37或碳鋼例如：傳感器直徑為 D=18mmSn=5mm則 D3Sn(3X5mm=15mm取 18X18X1 為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板如直徑為 D=18mmSn=8mm則 D(18mm則 D18m)m 取 24X24X1 為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板額定動(dòng)作距離Sn開關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)理想的動(dòng)作距離，即不考慮制造及外部條件所引起的偏差。有效動(dòng)作距離Sr開關(guān)在額定工作電壓及室溫下23 50)測(cè)得的動(dòng)作距離0.9SnSr l.1Sn可用動(dòng)作距離Su開關(guān)在允許的環(huán)境溫

4、度- 25 - +70下，輸入電壓在額定電壓的85%到 110%范圍內(nèi)，測(cè)得的動(dòng)作距離0. 9Sr Su l.1Sr可靠動(dòng)作距離Sa在這個(gè)動(dòng)作距離內(nèi)，開關(guān)的動(dòng)作是可靠的0Sa 0.81Sn重復(fù)精度是指在外殼溫度為23 5)，相對(duì)濕度為隨機(jī)的，供電電壓為Ue 5%,在 8個(gè)小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的有效作用距離的變化量：R 0.1Sr回環(huán)寬度 H當(dāng)測(cè)試板靠近接近開關(guān)和當(dāng)測(cè)試板離開接近開關(guān)時(shí)所獲得的兩個(gè)開關(guān)點(diǎn)之間的距離差。這個(gè)距離差是相對(duì)于有效作用距離的百分?jǐn)?shù)來表示，測(cè)量的環(huán)境溫度為23 5)，和在額定的工作電壓范圍內(nèi)：H 0.2Sr測(cè)量動(dòng)作距離時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板必須軸向接近開關(guān)，然而，如果測(cè)試板在

5、有效傳感區(qū)內(nèi)橫向移動(dòng)，則會(huì)獲得不同的動(dòng)作距離，并且與離開軸線的距離有關(guān)。對(duì)于槽型傳感器，響應(yīng)只和目標(biāo)插入槽口中的深度有關(guān)。衰減系數(shù)影響動(dòng)作距離的因素衰減或阻尼)材料的性質(zhì)起了重要的作用，這可以用衰減系數(shù)來描述。衰減系數(shù)是指某一種材料的動(dòng)作距離相對(duì)于ST37號(hào)鋼減少了多少。衰減系數(shù)越小，則對(duì)于某種特定材料的動(dòng)作距離就越小。對(duì)于電容傳感器特征參數(shù)是相對(duì)介電常數(shù)齊平 / 非齊平安裝齊平安裝：傳感器埋入金屬性基座內(nèi)，其有效感應(yīng)工作表面與基座面齊平。非齊平安裝：傳感器不可埋入從屬性基座內(nèi)，其有效感應(yīng)工作表面必須與其座保持一定的尺寸。最大的可能動(dòng)作距離與直徑有關(guān)）是用非齊平式傳感器來獲得的。齊平式安裝的電

6、感傳感器和電容傳感器有這些優(yōu)點(diǎn)：它們有更好的機(jī)械保護(hù)性能，與非齊平式安裝的傳感器相比較，對(duì)于錯(cuò)誤的電影響的靈敏度更低。這些都是通過一個(gè)專門的內(nèi)部屏蔽環(huán)來獲得的。齊平式安裝的傳感器與非齊平式安裝的傳感器相比較，其作用距離大約是后者的69%。傳感器常常被一個(gè)先靠著一個(gè)地進(jìn)行安裝。為了避免相互之間的干擾，應(yīng)該保持由表中給出的最小間隙C。步驟 3 按電氣數(shù)據(jù)和輸出型式直流二線制負(fù)載必須串接在傳感器內(nèi)進(jìn)行工作。有短路保護(hù)和極性變換保護(hù)。直流三線制這些傳感器的電源和負(fù)載分開連接。它們有過載保護(hù)、短路保護(hù)和極性保護(hù)，它們的剩余電流可以忽略不計(jì)。直流四線制這些傳感器與三線制相同，只是同時(shí)提供一個(gè)常閉和一個(gè)常開

7、輸出。交流二線制負(fù)載必須串接在傳感器內(nèi)工作。根據(jù)其功能，在開關(guān)斷開的情況下，會(huì)有一個(gè)小的剩余電流過。接通時(shí)會(huì)有一個(gè)電壓降。NAMUR二型二線制NAMUR感器是一種僅僅包含一振蕩器的二線制傳感器。該傳感器的內(nèi)阻隨著感應(yīng)目標(biāo)的遠(yuǎn)近，而發(fā)生變化，相應(yīng)的電流也隨之變化。并聯(lián)和串聯(lián)連接接近開關(guān)可以采用并聯(lián)或串聯(lián)的連接，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯功能與、或、與非、或非）。與機(jī)械開關(guān)組合在一起也是可能的。根據(jù)防暴規(guī)定，NAMUR感器不能采用并聯(lián)或串聯(lián)的連接。三線直流與四線直流傳感器的串聯(lián)當(dāng)串聯(lián)時(shí)，電壓降相加，單個(gè)傳感器的接通延時(shí)間相加三線直流與四線直流傳感器并聯(lián)雙線交流傳感器的串聯(lián)常開觸點(diǎn)：“與”邏輯常閉觸點(diǎn)：“或非

8、”邏輯當(dāng)串聯(lián)時(shí)，在傳感器上的電壓降相加，它減低了在負(fù)載上可利用的電壓，因此要注意：不能低于負(fù)載上的最小工作電壓注意到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)）。機(jī)械開關(guān)與交流傳感器的并聯(lián)斷開的觸點(diǎn)中斷了傳感器的電源電壓，若在傳感器被衰減期間內(nèi)機(jī)械觸點(diǎn)閉合，則會(huì)產(chǎn) 生一個(gè)短時(shí)間的功能故障，傳感器的準(zhǔn)備延遲時(shí)間 t80m避免了立即的通斷動(dòng)作.補(bǔ)償方法：將一人電阻并聯(lián)在機(jī)械觸點(diǎn)上當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)也是一樣），此電阻使傳感器的準(zhǔn)備時(shí)間不會(huì)再起作用，對(duì)與220V 交流，此電阻大約82kW/1w.電阻的計(jì)算方法：近似值大約為400W/V雙線交流傳感器的并聯(lián)常開觸點(diǎn)：“或”邏輯常閉觸點(diǎn)：“與非”邏輯當(dāng)并聯(lián)時(shí)，剩余電流相加，例如：它可以在可

9、編程控制器的輸入端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平的假象。超過小繼電器的維持電流，避免了在觸點(diǎn)上的壓降。機(jī)械開關(guān)與交流傳感器的并聯(lián)閉合的觸點(diǎn)使傳感器的工作電壓短路，當(dāng)觸點(diǎn)斷開之后，只有在準(zhǔn)備延遲時(shí)間t80m之后傳感器才處于功能準(zhǔn)備狀態(tài)。補(bǔ)償辦法：觸點(diǎn)上串聯(lián)一個(gè)電阻，可以可靠地保證了傳感器的最小工作電壓，因此避免了在機(jī)械觸點(diǎn)斷開之后的準(zhǔn)備延遲。計(jì)算電阻的公式： R=步驟 4 按其它技術(shù)參數(shù)空載電流 I 是指?jìng)鞲衅髯陨硭枰碾娏?，即在沒有負(fù)載時(shí)測(cè)量。工作電流持續(xù)電流）I 是指連續(xù)工作時(shí)的最大負(fù)載電流。瞬時(shí)電流 I 是指在開關(guān)閉合時(shí)不會(huì)損壞傳達(dá)室感器的短時(shí)間內(nèi)允許出現(xiàn)的電流。剩余電流I 是指?jìng)鞲衅鲾嚅_時(shí)，流過負(fù)載

10、的電流工作電壓U 是指供電電壓范圍。在這個(gè)電壓范圍內(nèi)，傳感器可以保證安全工作。對(duì)于NAMUR感器，必須標(biāo)明額定電壓。電壓降 U 是指?jìng)鞲衅鹘油〞r(shí)在傳感器二端或者輸出端測(cè)量得到的電壓。紋波電壓 是指疊加在工作電壓之上的交流電壓峰- 峰值），常用算術(shù)平均值的百分比來表示。開關(guān)頻率是指從衰減狀態(tài)轉(zhuǎn)變到?jīng)]有衰減的狀態(tài)的變換的最大次數(shù)，用赫茲Hz）來度量。允許干擾電壓是指作用在電源上的短時(shí)間的電壓尖峰，可能會(huì)損壞無保護(hù)的傳感器。接通延時(shí) 是指在接近開關(guān)的電源電壓接上，到該接近開關(guān)開始工作，所需要的時(shí)間。對(duì)誤脈沖抑制當(dāng)工作電壓加上的時(shí)候，能在TV 這個(gè)時(shí)間階段里，抑制錯(cuò)誤信號(hào)的輸出。短路保護(hù)如果極限電流超

11、過的話，輸出會(huì)周期性地封閉和釋放，直至短路被除。極性保護(hù)直流傳感器具防止輸入電源電壓極性誤接的保護(hù)功能。過載保護(hù)任何過載對(duì)傳感器均無損害斷路保護(hù)電源線斷路不會(huì)引起誤動(dòng)作導(dǎo)線顏色編碼和連接形式形式 功能級(jí)性 導(dǎo)線顏色/端子2-線N.O.自由ACN.C.自由Or N.O.注明L+棕，L-藍(lán)DC N.C.注明L+棕，L-藍(lán)金屬外殼的交流型傳感器外殼需接地注：電氣連接圖中 BN-棕色BI-藍(lán)色BK-黑色 WH-白色電容式傳感器電容式傳感器的工作原理A和B主電除 C建能電短電容式傳感器的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個(gè) 電極構(gòu)成一個(gè)電容，用接在 RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時(shí)，

12、RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加, 振蕩器開始振蕩。通過后級(jí)電路的處理，將振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，從而起 到了檢測(cè)有無物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金 屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料 的介電常數(shù)越大，可獲得的動(dòng)作距離越大。磁式傳感器磁式傳感器的工作原理磁式傳感器是接近傳感器，它 甚至透過非黑色金屬）響應(yīng)于一個(gè)永久的磁場(chǎng)。作用距離大于電感傳感器。響應(yīng)曲線與永久磁場(chǎng)的方向有關(guān)。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)永久磁鐵或外部磁場(chǎng)）接近時(shí)，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性 線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減

13、小， Q值增加。激勵(lì)振蕩器振蕩，并使振蕩電流增 加。當(dāng)一個(gè)磁性目標(biāo)靠近時(shí)，磁式傳感器的電流消耗隨之增加。磁式傳感器與電感式傳感式傳感器相比較之優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳感器可以安裝在金屬中- -傳感器并排安裝時(shí)沒有任何要求- -傳感器頂部 傳感面）可以由金屬制成- -傳感器可以穿過金屬檢測(cè)光電式傳感器光電式傳感器工作原理光電式傳感器工作原理光電傳感器的構(gòu)成光電開關(guān)是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器，接收器和檢測(cè)電路發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管LED和激光二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度

14、。接收器有光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾 出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外，光電傳感器的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的反射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。光纖又稱光導(dǎo)纖維LWL ,它擴(kuò)大了光電傳感器的使用范圍，形成了特殊的嵌裝式收發(fā)裝置。它可以在特殊的環(huán)境中使用，檢測(cè)微小的物體。它在非常高的外界溫度中，在結(jié) 構(gòu)受限制的環(huán)境里，都可以獲得滿意的答案。分類和工作

15、方式1 槽開光電開關(guān)把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘M。2 對(duì)射式光電開光若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為以射分離式光電開光，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾M乃至幾十M使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。

16、3 反光板反射式光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式或反射鏡反射式）光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。4 擴(kuò)散反射式光電開關(guān)它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是收不到的；當(dāng)檢測(cè)物通過時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。5 光纖式光電開關(guān) 把發(fā)光器發(fā)出的光用光纖引導(dǎo)到檢測(cè)點(diǎn)，再把檢測(cè)到的光信號(hào)用光纖引導(dǎo)到光接收器就組成光

17、纖式光電開關(guān)。按動(dòng)作方式的不同，光纖式光電開關(guān)也可分成對(duì)射式、反光板反射式、擴(kuò)散反射式等多種類型。術(shù)語距離滯后 指的是測(cè)量板接近或者移去時(shí)開關(guān)偏移的距離。距離滯后用開關(guān)距離的百分比來表示。參考軸發(fā)送器和接收器對(duì)射型光電傳感器)，或者發(fā)送器和目標(biāo)/ 反射板反射型，反射板型光電傳感器)之間構(gòu)成的相對(duì)的理想軸線。在對(duì)射型光電傳感器的情況下，參考軸就是透鏡的光軸。在反射型和反射板型光電傳感器的情況下，參考軸就是發(fā)送器和接收器透鏡的光軸之間的中線。反射板盲區(qū)光束在反射的過程中，有一段區(qū)域是不能識(shí)別反射板的區(qū)域，這段區(qū)域就是反射板的盲區(qū)。暗通D.on)是指當(dāng)接收裝置無光束射入時(shí)光電傳感器的開關(guān)接通；當(dāng)反射

18、型光電傳感器接收反射光束，如果無物體出現(xiàn)，則開關(guān)接通，而當(dāng)有物體出現(xiàn)在光束射線的中間時(shí)，開關(guān)就斷開。亮動(dòng) 電壓降0 1.8V防短路的輸出完備的極性保護(hù)PNP常開三線直流與四線直流傳感器的串聯(lián) 當(dāng)串聯(lián)時(shí)，電壓降相加，單個(gè)傳感器的準(zhǔn)備延遲時(shí)間相加 四線直流電路原理圖梅黑由二+ _棕黑自二+ _NP N舟閉PNP開+閉接線電壓：10 65V切換開關(guān)防短路的輸出完備的極性保護(hù)電壓降0 1.8V三線直流與四線直流傳感器的并聯(lián)雙線交流電路原理圖常開觸點(diǎn)（NO常閉觸點(diǎn)（NC 接線電壓：20 250V交流漏電電流0 1.7mA電壓降0 7Vt效值）雙線交流傳感器的串聯(lián)常開觸點(diǎn)：“與”邏輯常閉觸點(diǎn)：“或非”邏輯 當(dāng)串聯(lián)時(shí)，在傳感器上的電壓降相加，它減低了負(fù)載上可利用的電壓，因此要注意：不能低于負(fù)載上的最小工作電壓 注意到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)）。機(jī)械開關(guān)與交流傳感器的串聯(lián)斷開的觸點(diǎn)中斷了傳感器的電源電壓，若在傳感器被衰減期間內(nèi)機(jī)械觸點(diǎn)閉和的話，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)