氣動(dòng)及傳感器課件

一、氣動(dòng)控制技術(shù)的特點(diǎn)：1、經(jīng)濟(jì)：由于氣動(dòng)元件價(jià)格較低，且氣動(dòng)元件的使用壽命長(zhǎng)，所以投入和維修費(fèi)用都較低。2、可靠：氣動(dòng)元件有很長(zhǎng)的工作壽命，所以氣動(dòng)系統(tǒng)有很高的可靠性。3、清潔環(huán)保：壓縮空氣無(wú)論是產(chǎn)生、使用和釋放都不會(huì)污染環(huán)境。4、安全：在危險(xiǎn)場(chǎng)所不會(huì)引起火災(zāi)、氣動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載只會(huì)停車或打滑，而不會(huì)引起發(fā)熱。二、常用氣動(dòng)元件：雙作用氣缸：雙作用氣缸的雙作用是指它有兩個(gè)作用氣口，壓縮空氣從氣口1進(jìn)入，從氣口2排出時(shí)，活塞就被氣壓作用帶動(dòng)活塞桿而伸出，反之，當(dāng)壓縮空氣從氣口2進(jìn)入，從氣口1排出時(shí),活塞就被氣壓作用帶動(dòng)活塞桿而縮回。氣缸的兩個(gè)最主要的指標(biāo)是出力和行程，氣缸的出力由缸徑D和工作壓力P所決定.活塞上的磁環(huán)是用來(lái)感應(yīng)氣缸上安裝的磁性位置傳感器而設(shè)置的。它和磁性位置傳感器一起來(lái)檢測(cè)氣杠活塞動(dòng)作后的位置。

兩位五通雙控電磁閥：電磁閥是用電壓信號(hào)來(lái)控制的流體流動(dòng)的閥門裝置。圖1—11是一裝有三個(gè)兩位五通雙控電磁閥和一個(gè)兩位五通單控電磁閥的示意圖，兩位五通雙控電磁閥對(duì)應(yīng)的元件符號(hào)如圖1—12。兩位是指它有兩個(gè)基本工作位置。五通是指它有五個(gè)通氣孔。雙控是指其兩個(gè)工作位置的切換是由兩個(gè)電磁線圈來(lái)控制。兩位五通閥的五通是指它有五個(gè)通氣孔：工作口A、工作口B（該兩個(gè)工作口通過(guò)氣管與雙動(dòng)氣缸的兩個(gè)氣孔相連接）、一個(gè)氣源口（接入壓縮空氣）、排氣孔A和排氣孔B（與外界大氣相通）。當(dāng)線圈A通電，而線圈B斷電時(shí)，電磁閥切換到A工作位，此時(shí)壓縮空氣由工作口A送出，工作口B則與排氣口B連通。當(dāng)線圈B通電，而線圈A斷電時(shí)，電磁閥切換到B工作位。此時(shí)壓縮空氣由工作口B送出，工作口A則與排氣口A連通。當(dāng)線圈A和線圈B都斷電或都同時(shí)通電時(shí)，電磁閥保持原工作位不變。即一般情況是不允許兩個(gè)線圈同時(shí)通電的。我們?cè)谑褂脮r(shí)要引起注意。當(dāng)線圈A通電，而線圈B斷電時(shí)，電磁閥切換到A工作位，壓縮空氣從工作A出來(lái)，送至氣缸，氣缸排出的空氣由工作口B排至外界大氣，使得氣缸活塞被壓回，即使線圈A斷電后，氣缸也仍然保持為縮回的狀態(tài)。當(dāng)線圈B通電，而線圈A斷電時(shí)，電磁閥切換到B工作位。壓縮空氣從工作B出來(lái)，送至氣缸，氣缸排出的空氣由工作口A排出，使得氣缸活塞被壓伸出，即使線圈B斷電后，氣缸也仍然保持為伸出的狀態(tài)。由此可看出，雙控電磁閥具有自保持功能，屬于雙穩(wěn)態(tài)元件。氣缸節(jié)流閥：氣缸節(jié)流閥：氣缸節(jié)流閥的作用是調(diào)節(jié)氣缸的動(dòng)作速度，一般有限出型和限入型兩種，一般用得最多的是限出型節(jié)流閥。限出型節(jié)流閥是安裝在氣缸的排氣口上.當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥A時(shí)，是調(diào)整氣缸的伸出時(shí)的速度，而節(jié)流閥B則是調(diào)整氣缸縮回的速度。許多節(jié)流閥上都帶有氣管的快速接頭，只要將合適外徑的氣管往快速接頭上一插就可將管連接好了。這樣使用起來(lái)非常方便。幾種常用接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)及特點(diǎn)開(kāi)關(guān)種類開(kāi)關(guān)特點(diǎn)電感接近開(kāi)關(guān)電容接近開(kāi)關(guān)磁性接近開(kāi)關(guān)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)物體金屬金屬、非金屬、液體磁性物體透明體、不透明體檢測(cè)距離≤80mm≤30mm≤30mm0.5mm-幾m-幾十m輸出形式NPN、PNP、晶閘管、繼電器。（常開(kāi)NC、常閉NO）NPN、PNP、晶閘管、繼電器。（常開(kāi)NC、常閉NO）NPN、PNP、晶閘管、繼電器。（常開(kāi)NC、常閉NO）NPN、PNP、晶閘管、繼電器。（亮通、暗通）引出線3線、2線、4線3線、2線、4線3線、2線、4線3線、2線、4線常見(jiàn)外型圓柱、矩形、餅形圓柱、矩形、餅形圓柱、矩形圓柱、矩形

常用電子傳感器：在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，檢測(cè)位置、速度、顏色、壓力、溫度等非電量都是電子傳感器將上述變量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。下面僅介紹我們將要用到的幾種傳感器。接近開(kāi)關(guān)的一般組成和輸出形式：接近開(kāi)關(guān)一般是由感應(yīng)部分、放大器和輸出部分組成，感應(yīng)部分與該接近開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)對(duì)象不同而不同，輸出部分常用的形式有：有極性兩線型、無(wú)極性兩線型、三線的PNP集電極開(kāi)路型和NPN集電極開(kāi)路型、還有可通過(guò)不同接線來(lái)改變輸出類型的可編程型四線型。對(duì)于兩線型的輸出的接線，是將該接近開(kāi)關(guān)與電源和輸出的負(fù)載相串聯(lián)就行了，如是有極性的一定要注意電源的極性。對(duì)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：紅色線接電源正端，蘭色接電源負(fù)端，黃色線接負(fù)載（繼電器或PLC的輸入端）。

如引出的是紅、蘭、黃三種顏色線，則此開(kāi)關(guān)是國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：棕色線接電源正端，蘭色接電源負(fù)端，黑色線接負(fù)載（繼電器或PLC的輸入端）。如引出的是棕、蘭、黑三種顏色線，則此開(kāi)關(guān)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。三線型接近開(kāi)關(guān)的引出線有三條，其中，，輸出只有常開(kāi)（NO）或常閉（NC），，括號(hào)外的所標(biāo)引線的顏色是國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)接近開(kāi)關(guān)所使用，括號(hào)內(nèi)的所標(biāo)引線的顏色及線的標(biāo)號(hào)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（進(jìn)口或外資廠生產(chǎn)）接近開(kāi)關(guān)所使用?，F(xiàn)在許多國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品也大多采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2、電容接近開(kāi)關(guān)：電容接近開(kāi)關(guān)最主要的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)振蕩器，它的電容位于傳感界面，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體或絕緣體（其介電常數(shù)大于1），接近電容接近開(kāi)關(guān)的傳感界面時(shí)，它改變了其耦合電容值從而開(kāi)始振蕩，使得輸出晶體管動(dòng)作。電容接近開(kāi)關(guān)的兩種常電容接近開(kāi)關(guān)可以用來(lái)檢測(cè)金屬物體、介電常數(shù)大于1的非金屬固體或液體。一般的電容接近開(kāi)關(guān)都設(shè)有檢測(cè)靈敏度調(diào)節(jié)功能。3、電感接近開(kāi)關(guān)：電感接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)也是一個(gè)振蕩器，它的線圈位于傳感界面，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體接近電感接近開(kāi)關(guān)的傳感界面時(shí)，振蕩器由于渦流損耗而停振，使得輸出晶體管動(dòng)作。電感接近開(kāi)關(guān)只能用來(lái)檢測(cè)金屬物體。一般的電感接近開(kāi)關(guān)都不設(shè)靈敏度調(diào)節(jié)功能。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)：對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)有一個(gè)光發(fā)射頭和另一個(gè)光接收頭構(gòu)成，正常時(shí)光接收頭被發(fā)射頭的光所照著，當(dāng)有物體進(jìn)入其光路中，遮擋住了光發(fā)射頭照射到光接收頭上的光，使得其輸出晶體管動(dòng)作。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)非透明物體。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離較遠(yuǎn)。鏡面反射式光電接近開(kāi)關(guān)的感受面上也裝有一對(duì)光（一般為紅外光）發(fā)射、接受頭，與漫射式不同的是其接收靈敏度較低，只有當(dāng)置于鏡面反射式光電接近開(kāi)關(guān)對(duì)面的反射鏡把由發(fā)射頭發(fā)射的光反射到接受頭上時(shí)，其輸出晶體管處于一種狀態(tài)（飽和或截止），當(dāng)由非透明物體進(jìn)入光電接近開(kāi)關(guān)與反射鏡之間而遮擋了光的接受時(shí)，使得光電接近開(kāi)關(guān)的輸出晶體管動(dòng)作。鏡面反射式光電接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離較遠(yuǎn)，用于檢測(cè)非透明物體光纖式光電接近開(kāi)關(guān)：光纖式光電接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，放大器與檢測(cè)頭是分離的，由光纖頭來(lái)進(jìn)行連接。其光纖頭分為反射式和對(duì)射式。由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方。光纖式光電接近開(kāi)關(guān)的放大器的靈敏度度調(diào)節(jié)范圍較大，使用起來(lái)比較方便。反射式光纖頭檢測(cè)物與漫射式光電接近開(kāi)關(guān)一樣，也是具有一定光反射率表面的透明或非透明物體。對(duì)射式光纖頭檢測(cè)物與對(duì)射式光電接近開(kāi)關(guān)一樣，也是非透明物體。

磁性接近開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)和原理可分為干簧管型（也稱機(jī)械型）、霍爾型、磁敏電阻型和磁敏二極管型等。干簧管型磁性接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部主要是一個(gè)干簧管，見(jiàn)圖2-10，當(dāng)有磁性物體靠近時(shí)，干簧管的觸點(diǎn)就被吸合而接通或斷開(kāi)。干簧管型磁性接近開(kāi)關(guān)的外型一般做成長(zhǎng)矩形。干簧管型磁性接近開(kāi)關(guān)一般只有兩條引線?；魻栃痛判越咏_(kāi)關(guān)的內(nèi)部有一個(gè)霍爾元件，當(dāng)有磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通