熱軋機(jī)儀表基礎(chǔ)知識教材

儀表基礎(chǔ)知識

第一章儀表及自動化的基本知識1·儀表及自動化的產(chǎn)生和發(fā)展2·儀表的常用信號簡介3·儀表的分類4·儀表的工作原理

2024/6/52

儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀器。

17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。

19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實(shí)現(xiàn)自動化必不可少的技術(shù)工具。2024/6/53

儀表的發(fā)展歷史：

工業(yè)自動化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；

2024/6/54儀表發(fā)展的趨勢常規(guī)儀表的分類一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量儀表四、液位儀表五、接近開關(guān)，光電開關(guān)六、旋轉(zhuǎn)編碼器六、位移傳感器2024/6/55常用儀表的信號儀表常用的電信號包括：4—20mADC信號1—5VDC信號脈沖信號RTD（熱電阻）PT100信號mV信號(熱電偶)2024/6/562024/6/57壓力儀表現(xiàn)場壓力表電接點(diǎn)壓力表壓力變送器/差壓變送器壓力開關(guān)

2024/6/58壓力儀表現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5,1/2NPT,法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級要求）

2024/6/59電接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)作為報警、或啟泵的條件。壓力儀表2024/6/510壓力儀表壓力變送器最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨(dú)特的檢測電路測電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測電路的完美結(jié)合，賦予了電容式壓力變送器以很高的性能。2024/6/511單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動。其諧振頻率取決于梁的長度和張力，其梁的長度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化，對差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號直接輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。單晶硅諧振式壓力變送器

1、精度高

2、穩(wěn)定性好

3、靜壓特性好

4、具有良好的單向受壓特性

5、具有較寬的測量范圍

6、方便的組態(tài)能力和自診斷功能2024/6/512差壓變送器

一般使用來測量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測量流量儀表。該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。

目前國內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對于三閥組類型的儀表有一個開關(guān)投用程序。投用三閥組：開正壓閥，再關(guān)平衡閥，再開負(fù)壓閥；關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥，打開平衡閥，關(guān)正壓閥。2024/6/513壓力儀表—壓力開關(guān)壓力開關(guān)1、壓力開關(guān)是一種簡單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測壓力達(dá)到額定值時，壓力開關(guān)可發(fā)出（警報或控制）信號。2、壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動（開關(guān)元件），改變（開關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測壓力的目的。3.壓力開關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。開關(guān)元件有（磁性開關(guān)）、（水銀開關(guān)）、（微動開關(guān)）等。4.壓力開關(guān)的開關(guān)形式有（常開式）和（常閉式）兩種。5、壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。6.壓力開關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實(shí)際使用壓力范圍調(diào)節(jié)

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溫度儀表

玻璃管溫度計雙金屬溫度計

壓力式溫度計

熱電阻

熱電偶

溫度變送器

溫度開關(guān)

非接觸式溫度計

2024/6/515玻璃管溫度計：這種溫度表非常簡單、普通。目前高精度的往往使用在儀表校驗(yàn)間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。由于價格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。2024/6/516由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計叫雙金屬溫度計。雙金屬溫度計2024/6/517壓力式溫度計壓力表式溫度計的測量原理壓力表式溫度計是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。壓力表式溫度計主要由以下三部分組成：1.溫包——溫包是直接與被測介質(zhì)相接觸來感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強(qiáng)度，小的膨脹系數(shù)，高的導(dǎo)熱率以及抗腐蝕等性質(zhì)，根據(jù)所充工作介質(zhì)和被測介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來制造。2.毛細(xì)管——它是用銅或鋼等材料冷拉成的無縫圓管，用來傳遞壓力的變化。3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。2024/6/518熱電阻熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻測溫原理：熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅。

我們這套液化天然氣項(xiàng)目中采用了大量的PT100型號的鉑熱電阻體。又分為單支、雙支。PT100類型電阻體對應(yīng)0℃時阻值為100Ω。標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻回路國內(nèi)一般采用三線制，采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差。這是因?yàn)闇y量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。熱電阻將鉑熱電阻體的電阻信號直接轉(zhuǎn)換為4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號一體化儀表就是溫度變送器中比較常見的一種。2024/6/519熱電阻接線方式。2024/6/520熱電偶熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理

兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K鎳鉻--鎳硅-200-+1000℃,E型(6.319mV),鎳鉻銅鎳-200-+700℃。

2024/6/521如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。置于被測溫度為t的介質(zhì)中，稱為工作段，另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長度和直徑的粗細(xì)無關(guān)。采用熱電偶為測量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒有太大的區(qū)別。2024/6/522熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是兩熱電極材料相異、兩接點(diǎn)溫度相異。2024/6/523溫度變送器的作用:有人說是測量溫度的，這是不對的。其作用是將檢測的熱電偶或則熱電阻等溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號如4-20mADC,或者1-5VDC.2024/6/524溫度開關(guān)溫度開關(guān)傳統(tǒng)的溫度開關(guān)多為機(jī)械式，其分為：蒸氣壓力式溫控器、液體膨脹式溫控器、氣體吸附式溫控器、金屬膨脹式溫控器。目前我廠沒有使用該產(chǎn)品2024/6/525渦輪流量計孔板流量計（含一體化孔板流量計）質(zhì)量流量計轉(zhuǎn)子流量計渦街流量計超聲波流量計電磁流量計明渠流量計

流量儀表楔形流量計靶式流量計2024/6/526在天然氣國際計量協(xié)會和中國的標(biāo)準(zhǔn)里目前得到認(rèn)可的流量計只有三種：1、渦輪流量計：

GB/T21391-2008“用渦輪流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是EN12261、AGA7號報告和ISO標(biāo)準(zhǔn)9952:19932、孔板流量計：

GB/T21446-2008“用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是AGA3號報告和ISO5167:2003。3、超聲波流量計：GB/T18604-2001“用超聲流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是AGA9號報告和ISO技術(shù)報告12765。天然氣計量2024/6/527流量計渦輪流量計：當(dāng)被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。qv=f/K(7.1)

qm=qvρ(7.2)

式中qv,qm－分別為體積流量，m3/s，

質(zhì)量流量，kg/s；

f－流量計輸出信號的頻率，Hz；

K－流量計的儀表系數(shù)，P/m3。

2024/6/528孔板流量計：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。流量計2024/6/529儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：a:孔板b:噴嘴c:文丘里管對于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，流體的流量與其差壓成（方根）關(guān)系Q=K*SQRT(P)其中P為差壓2024/6/530孔板的取壓口方向1、節(jié)流裝置安裝在垂直管道上時，取壓口的位置在取壓裝置的平面上可任意選擇；2、節(jié)流裝置安裝在水平管道或傾斜管道上時，取壓口的位置選擇取決于被測介質(zhì)的特性，見下圖：問題：如果孔板裝反了會有什情況發(fā)生？2024/6/5312、安裝基本要求①垂直度節(jié)流件上游端面與管道軸線的垂直度不大于1°。②不同軸度節(jié)流件應(yīng)與管道同軸。③直管段長度節(jié)流裝置應(yīng)安裝在兩段有恒定橫截面積的圓筒形直管段之間，最短直管段長度隨節(jié)流件形式、阻流件形式和直徑比而異。2024/6/532質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動時會對管壁產(chǎn)生一個力，它是科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時發(fā)現(xiàn)的，簡稱科氏力。質(zhì)量流量計以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵電壓加到驅(qū)動線圈上時，振動管作往復(fù)周在振管周期振動，工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動管，就會上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號，這兩個信號差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度。2024/6/5332024/6/534轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計。金屬轉(zhuǎn)子流量計是工業(yè)上最常用的，對于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計2024/6/535渦街流量計渦街流量計在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。2024/6/536超聲波流量計超聲波流量計依據(jù)測量原理常見的有兩類：

時間差計量（傳播速度差法）

多普勒原理計量

右圖為丹尼爾超聲波流量計在中國非常具有代表性。2024/6/5372024/6/5382024/6/5392024/6/540多普勒超聲波流量計為利用多普勒效應(yīng)工作。如附圖所示其通過對流體中顆粒與氣泡的反射，使得傳輸頻率被線性改變。其最終結(jié)果是發(fā)射器與接收器頻率之間的轉(zhuǎn)換，該值與流速存在直接關(guān)系。超聲波流量計

2024/6/541電磁波流量計

電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。2024/6/542電磁流量計用于測量導(dǎo)電液體介質(zhì)流量，介質(zhì)溫度不宜超過120度，壓力不宜超1.6MPa，不宜在負(fù)壓狀態(tài)下使用，流速不得低于0.3m/s，被測介質(zhì)中不能含有較多的磁鐵性物質(zhì)和氣泡，被測流體基本無壓損，測量精度可達(dá)0.5%，量程比寬為20：1，其測量原理為法拉第電磁感應(yīng)定理。電磁流量計的基本測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運(yùn)動時，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。流量計的測量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場，此時，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B，測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢E（流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。

其原理公式為：

E=KBDV

式中：

E--------為電極間的信號電壓（v）

B--------磁通密度（T）

D--------測量管內(nèi)徑（m）

V--------平均流速（m/s）2024/6/543差壓液位變送器雙（法蘭液位計）

靜壓式液位計電浮筒式液位磁翻板液位計玻璃板液位計鋼帶式液位計雷達(dá)液位計超聲波液位計液位料位儀表2024/6/544差壓液位變送器雙（法蘭液位計）利用對測量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測量的變送器儀表。和測量阻力表幾乎一樣，只不過壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。2024/6/545靜壓式液位計（靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種測量液位的壓力傳感器．靜壓式液位計（液位計）是基于所測液體靜壓與該液體的高NIVELCO投入靜壓式液位計度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。靜壓式液位計2024/6/546磁翻板液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的

。當(dāng)被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。

超聲波液位計是利用壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到物體或液體的界面產(chǎn)生反射，液位計測量反射時間來計算液、物位，實(shí)現(xiàn)對物位和液位的非接觸測量和控制。適用于各種惡劣和危險環(huán)境下的液體和漿體。超聲波液位計2024/6/548音叉液位開關(guān)的工作原理是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當(dāng)音叉液位開關(guān)的音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉液位開關(guān)的這些變化由智能電路來進(jìn)行檢測，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號。音叉液位開開關(guān)2024/6/549一般來說，接近開關(guān)常見的有電容式、電感式和霍爾接近開關(guān)三種電容式傳感器可用無接觸的方式來檢測任意一個物體。與只能檢測金屬物的電感式傳感器比較，電容式傳感器也可以檢測非金屬的材料電感式接近開關(guān)必須檢測金屬材料?；魻柦咏_關(guān)由霍爾原件組成，有低能耗，無損性長壽命的特點(diǎn)。

接近開關(guān)有個技術(shù)指標(biāo)為檢測距離或者說開關(guān)的動作距離。這個參數(shù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用進(jìn)行選擇。如果是檢測距離不定，而需要一個大概的范圍，推薦使用接近傳感器。1、電感式接近開關(guān)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)生一個交變磁場。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)距離時，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放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。

接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/550接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/5512、電容式接近開關(guān)的工作原理電容式接近開關(guān)的感應(yīng)面由兩個同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個電極構(gòu)成一個電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將振和振蕩兩種信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大。3、霍爾開關(guān)的工作原理磁式開關(guān)是接近開關(guān)，它（甚至透過非黑色金屬）響應(yīng)于一個永久的磁場。作用距離大于電感接近開關(guān)。響應(yīng)曲線與永久磁場的方向有關(guān)。當(dāng)一個目標(biāo)（永久磁鐵或外部磁場）接近時，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性（線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。器振蕩，并使振蕩電流增加。接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/552接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/553光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。工作原理如圖1所示。多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。圖2是德國SICK公司的部分光電開關(guān)外型圖。輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/554接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/555接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/556接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/557接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/558接近開關(guān)，光電開關(guān)2024/6/5592024/6/5602024/6/5旋轉(zhuǎn)光電編碼器2024/6/5光電編碼器，又稱光電角位置傳感器。是集成光—機(jī)—電為一體的數(shù)字測角裝置，主要是以高精度計量光柵為檢測元件，通過光電轉(zhuǎn)換，將軸的機(jī)械角位移信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字代碼，用他可以實(shí)現(xiàn)角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精確測量,輸出信號與計算機(jī)相連接,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字測量與數(shù)字控制,而且與其他同類用途的傳感器相比，具有精度高、測量范圍廣、使用可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因此已普遍應(yīng)用在雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，是自動化設(shè)備理想的角度傳感器。編碼器的前身接近開關(guān)-（齒輪傳感器）接近傳感器的安裝接近傳感器的信號輸出光電編碼器的基本部件電氣輸出短路保護(hù)反極性保護(hù)放大電路抗干擾電路等數(shù)據(jù)輸出增量/絕對值機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸安裝法蘭+附件軸承系統(tǒng)支架外殼數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)LED光源&光敏電阻/永磁&霍爾元件增量碼盤/絕對值碼盤數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)光電編碼器光電編碼器讀出原理發(fā)光二極管光電二極管輸出型號柵格,慮光鏡碼盤光電編碼器光電編碼器結(jié)構(gòu)原理絕對值和增量編碼器的區(qū)別

-----碼盤的不同是本質(zhì)的區(qū)別增量編碼器絕對值編碼器傳送在一轉(zhuǎn)中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現(xiàn)故障時一般應(yīng)用于角度測量及往復(fù)運(yùn)動在卷揚(yáng)機(jī)和探尺控制中一般作為位置反饋一般用來測試速度與方向在卷揚(yáng)機(jī)和探尺控制中一般作為電機(jī)的速度反饋也可以用角度測量，但在掉電或電源出現(xiàn)故障時位置信息丟失增量編碼器顯示速度與旋轉(zhuǎn)方向顯示角度位置(脈沖累計)角度測量時，如果電源出現(xiàn)故障,所有的位置信息丟失分辨率通過每轉(zhuǎn)多少脈沖表示增量編碼器脈沖盤設(shè)計圖增量信號可以達(dá)到

10’000脈沖/圈

A/B/0通道＋反相同道0脈沖參考信號編碼器碼盤的設(shè)計:

一般采用以下3種材質(zhì)玻璃碼盤適宜于高精度,

鎳和塑料碼盤適宜于中等精度通道Z增量編碼器輸出信號：3通道信號在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個零位信號，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位一般測長度使用該信號，測速一般不使用該信號。信號輸出如圖：