電氣培訓(傳感器)課件

1、電氣培訓（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關（接近開關、光電開關）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構和工作原理 (1)結構： 接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(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，依靠它帶動觸點的閉合與斷開。 觸點系統(tǒng)：觸點是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對觸點的損傷。為了

2、迅速熄滅斷開時的電弧，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，并配有強磁吹弧回路。 其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構等。 (2)工作原理： 當接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，接通電路，輔助接點隨之動作。 繼電器1.用途：根據(jù)信號變化，接通或斷開電路（信號變換）2.構成：觸發(fā)信號（傳感器）+輸出觸點3.分類：中間、電流（過、欠）、電壓（過、欠）、時間、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機（籠型）的過載保護。（含斷相保護）2.分類：雙金屬片式(常用) 電子式3.結構：熱元件+觸頭+動作機構+整定裝置+復位裝置 4.原理：由雙金屬片的變形，通過導板，分斷觸點。 復位：故障排除后，手動復位 整定：通常整定在電動機的額定電流上。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.構成：由電力開關器件組成，由輸入信號電壓，控制輸出電子器件導通。2.用途：為無觸點繼電器，無火花。廣泛應用在數(shù)字電路和計控系統(tǒng)。3.分類：交流輸出和直流輸出兩大類。 4.主要參數(shù)：輸入信號電壓范圍 輸出額定電壓/電流 耐壓強度

4、 固態(tài)繼電器 1.用途：用于低壓電路的短路保護。 2.構成：外殼+熔體（芯） 。 3.材料：低熔點、鋁錫合金、銅等金屬 4.保護（熔斷）特性： -熔體成流超過IfN,熔斷。 -熔斷時間與熔體電流成反比。 -熔體電流小于等于IfN時，不會熔斷、可以長期工作。5.分類：插入式、螺旋式、管式（無填料封閉管式、填料封閉管式）、導軌式、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、下級電路保護熔體的配合，電流比值不小于1.6：1照明或阻性負載，熔體電流IfNI.單臺電機。IfN（1.5.）多臺電機不同時起動IfN（1.5.）A熔斷器1.

5、主令電器的用途：發(fā)布控制信號或指令2.類別：按鈕、執(zhí)行開關、萬能轉換開關、主令控制器等按鈕和指示燈轉換開關位置開關傳統(tǒng)機械式行程開關接近開關光電開關主令電器1、按鈕的構成：靜觸點、動觸點、復位彈簧、按鈕帽外殼。2、分類： -按結構形式：組合式、指示燈式； -按操作方式：帶鎖定按動式（無自動復位功能）、不帶鎖定按動式、旋轉式 ）。3、工作原理：按下時，動靜橋下移、常閉點（3、4）斷開常開點（1、2）閉合按鈕松開時，彈性力使觸橋復位，觸點狀態(tài)復原。按鈕和指示燈4、選用考慮：額定電壓、電流（）、結構形式、操作方式、觸點對數(shù)、按鈕顏色、有無指示燈及帽形（急停式）。5、指示燈：氖泡、燈泡、半導體發(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：用于運部部件的位置或行程的檢測和控制。 主要包括行程開關、微動開關、接近開關、光電開關等。1、行程開關構成：靜觸頭、動靜橋、壓動桿。 工作原理與按鈕相似，但操作形式為擋鐵壓動式。2、行程開關分類：（操作頭型式） 直桿式、單輪式、雙輪式等 （按復位方式為自動復位式和非自動復位式）。位置開關接近開關分類：電感式、電容式、霍爾式用途：非接觸式，能檢測金屬物體的接近狀態(tài)。電感式接近開關的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高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭時，使

7、物體內部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關，使接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是金屬物體。電容式接近開關的工作原理電容式接近開關亦屬于一種具有開關量輸出的位置傳感器，它的測量頭通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的接通和關斷。這種檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測較低介電常數(shù)的物體時，可以順時針調節(jié)多圈電位器（位于開關后部）來增加感應靈敏度，

8、一般調節(jié)電位器使電容式的接近開關在0.7-0.8Sn的位置動作。霍爾傳感器的工作原理霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器,當磁性物體接近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關內部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體 工作原理：利用紅外發(fā)射和接收的原理檢測物體的到來。主要類型：1、漫反射式光電開關漫反射光電開關是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當有被檢測物體經(jīng)過時，將光電開關發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關是首選的

9、檢測模式。 2、鏡反射式光電開關鏡反射式光電開關亦是集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡，反射回接收器，當被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了檢測開關信號。3、對射式光電開關對射式光電開關包含在結構上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器。當被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當檢測物體是不透明時，對射式光電開關是最可靠的檢測模式。4、槽式光電開關槽式光電開關通常是標準的U字型結構，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，當被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關就產(chǎn)生了檢測到的

10、開關量信號。槽式光電開關比較安全可靠的適合檢測高速變化，分辨透明與半透明物體。5、光纖式光電開關光纖式光電開關采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導光線，以實現(xiàn)被檢測物體不在相近區(qū)域的檢測。光電開關熱電阻和熱電偶 熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結構簡單，動態(tài)響應好，更能夠遠傳4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢

11、組成溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相接觸時，因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散，當他們達到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的溫度。目前國際上應用的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其測量溫度的最低可測零下270攝氏度，最高可達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則稱

12、為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結構有兩種，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套管三者組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤?，但是實際中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的

13、連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都采用銅鎳合金。 熱電阻雖然在工業(yè)中應用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應用受到了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點也很多，也可以遠傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強，互換性以及準確性都比較好，但是需要電源激勵，不能夠瞬時測量溫度的變化。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 編碼器如以信號原理來分，有增量型編碼器,絕對型編

14、碼器。 （1）增量型編碼器(旋轉型)工作原理: 編碼器由一個中心有軸的光電碼盤，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,通過檢測、統(tǒng)計信號的通斷數(shù)量來計算旋轉角度。 由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 （2）增量型編碼器(旋轉型)特性: 編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤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數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。 （3）絕對式旋轉編碼器 用光信號掃描分度盤（分度盤與傳動軸相聯(lián)）上的格雷碼刻度盤（BCD碼，二進制碼）以確定被測物的絕對位置值，然后將檢