《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目五物位檢測(cè)

1、項(xiàng)目五 物位檢測(cè)任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置任務(wù)導(dǎo)入電渦流式接近開(kāi)關(guān)的特性檢測(cè) 按圖 a）或圖 b）所示將電感式接近開(kāi)關(guān)與繼電器連接，分別用金屬塊和塑料板靠近、遠(yuǎn)離電感式接近開(kāi)關(guān)，觀察繼電器的動(dòng)作情況。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置一、了解電渦流式接近開(kāi)關(guān) 電渦流式接近開(kāi)關(guān)固定在支架上，工件在傳送帶上依次自左向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工件進(jìn)入接近開(kāi)關(guān)的額定動(dòng)作距離范圍內(nèi)之后，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，內(nèi)部晶體管導(dǎo)通，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以觸發(fā)別的機(jī)械動(dòng)作或程序處理，從而對(duì)工件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。加工、分類等。圖（b）所示是一個(gè)手持式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

2、。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置二、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理 金屬導(dǎo)體放置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，就會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電流，這種電流在導(dǎo)體中是自行閉合的，這就是所謂電渦流。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分能量，從而使產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器是利用渦流效應(yīng)，將非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化而進(jìn)行測(cè)量的。1.渦流任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置二、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理 由印刷電路板石英晶體振動(dòng)器產(chǎn)生的中高頻振蕩電流通過(guò)延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng)，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此

3、同時(shí)該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng)，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。2. 電渦流式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置二、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理 上圖是電感式接近開(kāi)關(guān)的工作框圖，它由LC高頻振蕩器探頭和放大處理電路組成，接通電源后探頭形成固定頻率的交變振蕩磁場(chǎng)。當(dāng)金屬物體靠近接近開(kāi)關(guān)達(dá)到檢測(cè)距離時(shí)，金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，吸收振蕩器的能量，使接近開(kāi)關(guān)的振蕩能力衰減而停振，開(kāi)關(guān)的狀態(tài)發(fā)生變化，從

4、而識(shí)別出金屬物體。2. 電渦流式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置三、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的特性（1）動(dòng)作距離：檢測(cè)物體按照一定的方式移動(dòng)時(shí)，從接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)表面到開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的基準(zhǔn)位置的空間距離。（2）復(fù)位距離：與動(dòng)作距離類似，復(fù)位距離指的是檢測(cè)物體離開(kāi)檢測(cè)表面到開(kāi)關(guān)動(dòng)作復(fù)位時(shí)的位置之間的空間距離，復(fù)位距離大于動(dòng)作距離，兩者的關(guān)系如圖所示。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置三、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的特性（3）設(shè)定距離：接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際工作中的整定出來(lái)的距離，一般為額定動(dòng)作距離的0.8倍。（4）回差值：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之差的絕對(duì)值。（5）響應(yīng)頻率：在1s內(nèi)，接

5、近開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作的次數(shù)。（6）響應(yīng)時(shí)間：指從接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)頭檢測(cè)到有效物體，到輸出狀態(tài)出現(xiàn)電平翻轉(zhuǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。（7）導(dǎo)通壓降：指接近開(kāi)關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)輸出晶體管上的電壓降。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置四、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的接線交流二線輸出接近開(kāi)關(guān)的接線直流四線輸出接近開(kāi)關(guān)的接線直流三線輸出接近開(kāi)關(guān)的接線任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用1. 電磁爐 電磁爐就是利用渦流效應(yīng)工作的，它將工頻交流電通過(guò)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換成高頻交流電流，高頻交流電流通過(guò)勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在鐵質(zhì)鍋底產(chǎn)生無(wú)數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開(kāi)鍋內(nèi)食物。電磁爐的工作原

6、理示意圖如左上所示，其內(nèi)部勵(lì)磁線圈如左下所示。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用2. 電子探雷器 電子探雷器如圖所示，其原理與電渦流式傳感器相同，是利用探雷器輻射電磁場(chǎng)，使地雷的金屬零件受激產(chǎn)生渦流，渦流電磁場(chǎng)又作用于探雷器的電子系統(tǒng)，使之失去原來(lái)的平衡狀態(tài)，或者通過(guò)探雷器的接收系統(tǒng)檢測(cè)渦流電磁場(chǎng)信號(hào)，從而得知金屬物體（地雷）的位置。它能可靠地發(fā)現(xiàn)帶有金屬零件的地雷，但容易受到戰(zhàn)場(chǎng)上彈片等金屬物體的干擾。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用連接電渦流式接近開(kāi)關(guān)和西門(mén)子S7-200 結(jié)合左圖可以知道，當(dāng)電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)

7、到有金屬物靠近時(shí)，在黃色線上輸出高電平，在黑色線上輸出低電平。相反地，沒(méi)有金屬物靠近時(shí)，黃色線上輸出低電平，黑色線上輸出高電平。實(shí)際選用的接近開(kāi)關(guān)是24V直流供電，分別將紅、藍(lán)色線連接到24V電源的正負(fù)端即可，然后按照?qǐng)D5-15所示，將接近開(kāi)關(guān)的黃色線和黑色線分別連接到西門(mén)子S7-200 CPU上集成的兩個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)。任務(wù)一 使用電渦流式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用連接電渦流式接近開(kāi)關(guān)和西門(mén)子S7-200名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量名稱型號(hào)數(shù)量電渦流式接近開(kāi)關(guān)PNPNC+NO型（直流24V）1PLC西門(mén)子S7-2001直流穩(wěn)壓電源24V1小金屬塊1主要實(shí)驗(yàn)器材任務(wù)一 使用電渦流式

8、接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體的位置五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用連接電渦流式接近開(kāi)關(guān)和西門(mén)子S7-200操作步驟1）按照上面步驟完成接線之后，先給24V直流電源上電，然后再給西門(mén)子S7-200 CPU上電。觀察此時(shí)S7-200 CPU上輸入點(diǎn)指示燈的。2）如果指示燈不亮，則應(yīng)馬上關(guān)閉S7-200，再關(guān)閉24V直流電源，檢查電路，確認(rèn)無(wú)誤后再上電測(cè)試，直至指示燈被點(diǎn)亮。3）用一個(gè)小金屬塊靠近檢測(cè)頭，觀察S7-200 CPU上指示燈的點(diǎn)亮情況。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置任務(wù)導(dǎo)入自制霍爾開(kāi)關(guān) 把一塊可以導(dǎo)電的物體置于磁場(chǎng)之中，比如磁力線向北，當(dāng)你給它施加從西向東的電流時(shí)，根據(jù)左手定則，這個(gè)電流會(huì)

9、受到一個(gè)向上的力。這時(shí)把電流表的正極放在物體的上邊，負(fù)極接在物體的下邊，電流表中就會(huì)有電流通過(guò)。通常進(jìn)入電流表的電流比較微弱，需用放大電路進(jìn)行放大，放大之后的電流再去控制開(kāi)關(guān)（實(shí)際上是一個(gè)繼電器），這就是霍爾開(kāi)關(guān)。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置一、了解霍爾開(kāi)關(guān) 霍爾開(kāi)關(guān)是利用半導(dǎo)體的磁電轉(zhuǎn)換的原理，將磁場(chǎng)信息變換成相應(yīng)的電信息的元器件。它可以直接測(cè)量磁場(chǎng)及微小位移量，也可以間接測(cè)量液位、壓力等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置一、了解霍爾開(kāi)關(guān)1. 霍爾接近開(kāi)關(guān)的工作原理 將半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于薄片，如圖所示，當(dāng)有電流I流過(guò)薄

10、片時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH（稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)），這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)也就越高。這種半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置一、了解霍爾開(kāi)關(guān)1. 霍爾接近開(kāi)關(guān)的工作原理 霍爾接近開(kāi)關(guān)工作原理電路如圖所示，當(dāng)磁性物體靠近霍爾元件時(shí)，霍爾元件產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH與基極直流電壓疊加使晶體管VT飽和導(dǎo)通，其集電極的繼電器吸合或光耦合器工作，使霍爾接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，改變電路原來(lái)的通、斷狀態(tài)，即接通或斷開(kāi)電路。需要注意的是，霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)象必須是磁性物體。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置一、了解霍爾開(kāi)關(guān)2. 霍

11、爾接近開(kāi)關(guān)的分類1）霍爾式傳感器按被測(cè)量的性質(zhì)可分成電量型（電流型、電壓型）和非電量型（開(kāi)關(guān)型和線性型）兩大類。 2）按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線形器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 3）按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將霍爾開(kāi)關(guān)的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置一、了解霍爾開(kāi)關(guān)3. 霍爾接近開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)1）霍爾接近開(kāi)關(guān)為非接觸檢測(cè)，不影響被測(cè)物的運(yùn)動(dòng)狀況；無(wú)機(jī)械磨損和疲勞損傷，工作壽命長(zhǎng)。2）霍爾接近開(kāi)關(guān)為電子器件，響應(yīng)快（一般響應(yīng)時(shí)間可達(dá)幾毫秒或幾十毫秒）。3）霍爾接近開(kāi)關(guān)采用全封閉結(jié)構(gòu)，防潮、防塵，可靠性高且維護(hù)方便。4）霍爾接近開(kāi)

12、關(guān)可以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，易與計(jì)算機(jī)或PLC配合使用。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置二、霍爾接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用1. 控制氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的位置 左圖為氣缸活塞運(yùn)動(dòng)位置的測(cè)量、控制元件實(shí)物。在氣缸活塞的兩端部裝上磁性物質(zhì)（如磁鐵），在氣缸兩端安裝霍爾接近開(kāi)關(guān)（也稱磁性開(kāi)關(guān)）即可檢測(cè)、控制活塞運(yùn)動(dòng)的極限位置。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置二、霍爾接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用1. 控制氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的位置 如圖所示，在機(jī)械手的手臂上安裝兩個(gè)磁極，刺激與霍爾接近開(kāi)關(guān)處于同一水平面上，當(dāng)磁鐵隨機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到距霍爾開(kāi)關(guān)幾毫米時(shí)，霍爾接近開(kāi)關(guān)工作驅(qū)動(dòng)電路使控制機(jī)械手動(dòng)作的繼電器或電磁閥釋放，控制機(jī)械手停止運(yùn)動(dòng)，起

13、到限位的作用。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置二、霍爾接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用2. 轉(zhuǎn)盤(pán)（轉(zhuǎn)軸）的速度測(cè)量 在轉(zhuǎn)盤(pán)上均勻地固定幾個(gè)小磁鐵，如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在轉(zhuǎn)盤(pán)附近的霍爾接近開(kāi)關(guān)便可在每一個(gè)小磁鐵通過(guò)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，檢測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)即頻率，結(jié)合轉(zhuǎn)盤(pán)上小磁鐵的數(shù)目便可測(cè)定轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置實(shí)踐操作數(shù)控車(chē)床換刀效果模擬 如圖所示，用直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)模擬刀架伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，人為移動(dòng)磁鋼模擬刀架在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)，霍爾式接近開(kāi)關(guān)模擬刀架上的位置檢測(cè)元件。任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置實(shí)踐操作數(shù)控車(chē)床換刀效果模擬名稱代號(hào)數(shù)量名稱

14、代號(hào)數(shù)量霍爾接近開(kāi)關(guān)HA101K型M820mm1中間繼電器KA1直流電源DC24V1續(xù)流二極管V11小型直流電動(dòng)機(jī)M1磁鋼1主要實(shí)驗(yàn)器材任務(wù)二 使用霍爾接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁性物體的位置實(shí)踐操作數(shù)控車(chē)床換刀效果模擬1）使霍爾接近開(kāi)關(guān)固定，而讓貼有磁鋼的被測(cè)物體從側(cè)面向傳感器靠近。2）當(dāng)兩者相距較遠(yuǎn)時(shí)，觀察直流電機(jī)動(dòng)作（VOUT輸出高電平，中間繼電器線圈不得電，常閉觸點(diǎn)閉合，直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)）。3）移動(dòng)物體接近霍爾接近開(kāi)關(guān)一定位置時(shí)，觀察霍爾接近開(kāi)關(guān)及電機(jī)的動(dòng)作（開(kāi)關(guān)動(dòng)作，VOUT輸出低電平，中間繼電器線圈得電，觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)）。4）移開(kāi)被測(cè)物體，觀察電動(dòng)機(jī)動(dòng)作（中間繼電器失電，常閉觸點(diǎn)恢復(fù)導(dǎo)通，電動(dòng)

15、機(jī)又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)）。操作步驟任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置任務(wù)導(dǎo)入電容式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)物體實(shí)驗(yàn) 按左圖所示將NPN-NO型電容式接近開(kāi)關(guān)（直流24V）與三菱FP系列PLC連接，檢查接線正確后給電路上電，然后將金屬、塑料圓柱體慢慢靠近電容式接近開(kāi)關(guān)到一定的距離時(shí)，觀察到繼電器動(dòng)作或PLC相應(yīng)的輸入指示燈點(diǎn)亮。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置 一、了解電容式接近開(kāi)關(guān)1. 認(rèn)識(shí)電容式接近開(kāi)關(guān)任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置 一、了解電容式接近開(kāi)關(guān)2. 電容式接近開(kāi)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)及原理dAC任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置 一、了解電容式接近開(kāi)關(guān)2. 電容式接近開(kāi)關(guān)的

16、基本結(jié)構(gòu)及原理 圖（a）通過(guò)改變極距來(lái)改變電容量，可用作線位移傳感器；圖（b）通過(guò)改變平板相對(duì)變面積改變電容量，也可用作線位移傳感器；圖（c）通過(guò)改變扇形面積改變電容量，可用作角位移傳感器；圖（d）通過(guò)改變極板間的介質(zhì)即改變介電常數(shù)來(lái)改變電容量，常用于固體或液體的物位測(cè)量以及各種介質(zhì)的濕度、密度的測(cè)定。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置 一、了解電容式接近開(kāi)關(guān)3. 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)

17、也隨之發(fā)生變化，由此便可控制接近開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置二、電容式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用1. 電容式液位限位儀 左圖所示為某電容式液位限位儀的實(shí)物。智能化液位限位儀的設(shè)定方法十分簡(jiǎn)單，如右圖所示，液體快到需要限定的位置時(shí)，用手指壓住設(shè)定按鈕，當(dāng)液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，放開(kāi)按鈕，智能限位儀器就記住該設(shè)定。正常使用時(shí)，當(dāng)水位高于該點(diǎn)后，液位限位儀即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置二、電容式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用2. 壓力測(cè)量 電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，圖中膜片電極1為電容器的動(dòng)極板，2為電容器的固定電極。當(dāng)被測(cè)壓力作用于膜片電極上時(shí)，膜

18、片電極產(chǎn)生位移，兩極板間距離發(fā)生改變，使電容器的電容量改變。當(dāng)兩極板間距離d很小時(shí)，壓力和電容量之間為線性關(guān)系。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置二、電容式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用3. 轉(zhuǎn)速測(cè)量 在齒狀物如齒輪旁邊安裝一個(gè)電容式傳感器（接近開(kāi)關(guān)），如圖5-所示，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電容式接近開(kāi)關(guān)周期地檢測(cè)到齒輪的齒端端面，就能輸出周期性的變化信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大、變換后，可以用頻率計(jì)測(cè)出其變化頻率，從而測(cè)出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。zfn60任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置二、電容式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用4. 帶材厚度測(cè)量 被測(cè)金屬帶材與其兩側(cè)電容器極板構(gòu)成兩個(gè)電容C1和C2，把兩電容極板連接起來(lái)，它們和帶材間的電

19、容為C=C1+C2。當(dāng)帶材厚度發(fā)生變化時(shí)，電容量也隨之變化。任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置實(shí)踐操作使用電容式接近開(kāi)關(guān)測(cè)量水箱水位任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置實(shí)踐操作使用電容式接近開(kāi)關(guān)測(cè)量水箱水位名稱代號(hào)數(shù)量名稱代號(hào)數(shù)量帶玻璃連通管的水箱1電容式接近開(kāi)關(guān)GDKG2可調(diào)直流電源025V1萬(wàn)用表1主要實(shí)驗(yàn)器材任務(wù)三 使用電容接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)接近物體的位置實(shí)踐操作使用電容式接近開(kāi)關(guān)測(cè)量水箱水位操作步驟1）清空水箱，手動(dòng)打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，觀察水箱液位由低到高，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)電容式接近開(kāi)關(guān)，它們會(huì)產(chǎn)生什么動(dòng)作。2）然后再打開(kāi)放水閥門(mén)，同樣觀察水箱液位由高到低，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)電容式接近開(kāi)關(guān)時(shí)，

20、它們又產(chǎn)生什么動(dòng)作。3）記錄兩次操作電容式接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，比較兩次動(dòng)作的特點(diǎn)，填寫(xiě)完成下表。液位變化檢測(cè)元件動(dòng) 作低高電容式接近開(kāi)關(guān)1（上）電容式接近開(kāi)關(guān)2（下）高低電容式接近開(kāi)關(guān)1（上）電容式接近開(kāi)關(guān)2（下）任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體任務(wù)導(dǎo)入用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量光敏電阻的亮電阻與暗電阻 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量光敏電阻受光照射時(shí)的電阻，這種狀態(tài)下的電阻稱為亮電阻。在用黑紙將光敏電阻嚴(yán)密包封起來(lái)，露出引腳，測(cè)量其電阻值，這種沒(méi)有光照時(shí)的電阻，稱為暗電阻。比較亮電阻與暗電阻，對(duì)于同一光敏電阻，暗電阻一定大于亮電阻。任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體 一、了解光敏電阻1. 認(rèn)識(shí)光敏電阻任務(wù)四 使用光敏

21、電阻檢測(cè)接近物體 一、了解光敏電阻2. 光敏電阻的主要參數(shù)1）光電流、亮電阻2）暗電流、暗電阻3）靈敏度4）光譜響應(yīng)5）伏安特性任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體二、光敏電阻的應(yīng)用由SG555構(gòu)成的光控開(kāi)關(guān)電路任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏電阻設(shè)計(jì)制作光電報(bào)警器任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏電阻設(shè)計(jì)制作光電報(bào)警器名稱型號(hào)數(shù)量名稱型號(hào)數(shù)量整流二極管VD1VD41N40071電容C1100MF/16V1集成電路IC178061電容C20.033F1三極管VT190111電阻R12K1三極管VT290131電阻R247K1三極管VT390121電阻R31K1三極管V

22、T490131可調(diào)電阻RP100K1光敏電阻R揚(yáng)聲器B1主要實(shí)驗(yàn)器材任務(wù)四 使用光敏電阻檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏電阻設(shè)計(jì)制作光電報(bào)警器操作步驟1）按照原理圖制作電路板；2）調(diào)節(jié)報(bào)警點(diǎn)。采用遮擋的方法來(lái)調(diào)節(jié)，觀察當(dāng)R有光照和無(wú)光照時(shí)，電路的工作狀態(tài)。正常情況下，適當(dāng)調(diào)節(jié)RP，當(dāng)遮住照射到R的光線時(shí)，揚(yáng)聲器應(yīng)發(fā)出聲響，且光線越暗，聲音越大。若電路不發(fā)出聲響，則應(yīng)檢測(cè)相應(yīng)的電路。任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體任務(wù)導(dǎo)入測(cè)試光敏二極管的反向電阻 測(cè)試光敏二極管的方法與測(cè)試普通二極管的極性方法一樣，可以用帶有二極管極性測(cè)試功能的萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試，先測(cè)試有光照情況下的反向電阻，記錄下阻值；然后在黑暗環(huán)

23、境或者用墨紙包封住二極管，只露出管腳，然后進(jìn)行測(cè)試，記錄下測(cè)試值，對(duì)比兩次測(cè)量結(jié)果，能得到什么結(jié)論？任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體 一、了解光敏二極管1. 光敏二極管的結(jié)構(gòu) 光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似，它裝在透明玻璃外殼中，其PN結(jié)裝在管頂，可直接受到光照射。光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)。任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體 一、了解光敏二極管2. 光敏二極管工作原理光敏二極管的反向偏置連接法光敏二極管的工作原理 任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體 一、了解光敏二極管3. 光敏二極管的類型（1）PIN型光敏二極管任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體 一、了解光敏二極管3. 光

24、敏二極管的類型（2）雪崩光敏二極管（APD）任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體二、光敏二極管的應(yīng)用防入侵報(bào)警器的結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏二極管制作路燈控制器 光線較暗時(shí)，VD1產(chǎn)生的光電流很小，經(jīng)R1和VR1電阻后，產(chǎn)生的電壓比較小（3V），此時(shí)，IC1輸出高電平（4.9V），VT1導(dǎo)通，繼電器K得電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，被控電器得電工作；當(dāng)光線逐漸增強(qiáng)時(shí)，VD1中光電流逐漸增大，當(dāng)IC1輸入電壓超過(guò)3V時(shí)，其輸出電壓變?yōu)榈碗娖剑?.1V），VT1截止，繼電器K失電，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，被控電器失電停止工作。任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏二極管制作路

25、燈控制器名稱型號(hào)數(shù)量名稱型號(hào)數(shù)量整流二極管VD11N41481電阻R1100K1集成電路IC1401061電阻R22K1三極管VT190131顯敏度調(diào)節(jié)電阻VR150K1光敏二極管VD12CU2B1繼電器K1主要實(shí)驗(yàn)器材任務(wù)五 使用光敏二極管檢測(cè)接近物體實(shí)踐操作利用光敏二極管制作路燈控制器操作步驟1）根據(jù)電路選擇合適的元器件；2）制作電路板并焊接元件；3）調(diào)試電路，調(diào)節(jié)給VD1的光線，看被控電器是否按設(shè)計(jì)要求工作，并可適當(dāng)調(diào)節(jié)VR1，改變電路的起控點(diǎn)，以便達(dá)到控制的要求。任務(wù)六 使用熱釋紅外傳感器檢測(cè)接近物體任務(wù)導(dǎo)入練習(xí)使用熱釋電元件1、觀察傳感器探頭，探頭表面的濾光片使傳感器對(duì)10m左右的紅外光敏感，可以安裝在傳感器前的菲涅爾透鏡是一種特殊的透鏡組，每個(gè)透鏡單元都有一個(gè)不大的視場(chǎng)，相鄰的兩個(gè)透鏡單元既不連續(xù)也不重疊，都相隔一個(gè)盲區(qū)，它的作用是將透鏡前的運(yùn)動(dòng)的發(fā)熱體發(fā)出的紅外光轉(zhuǎn)變成一個(gè)又一個(gè)斷續(xù)的紅外信號(hào)，使傳感器能正常工作。2、連接主機(jī)與實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源線及傳感器接口，轉(zhuǎn)換電路輸出端接電壓表。3、開(kāi)啟主機(jī)電源，待傳感器穩(wěn)定后，人體從傳感器探頭前移過(guò)，觀察輸出信號(hào)電壓變化，再用手放在探頭前不動(dòng)，觀察輸出信號(hào)變化（熱釋電紅外傳感器只對(duì)變化的溫度信號(hào)敏感，這一特性也決定了它的應(yīng)用范圍）。4、將傳