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各类型工业传感器工作原理及概述

传感检测技术有什么用?


传感检测技术是实现自动化的关键技术之一,通过传感检测技术能有效实现各种自动化生产设备大量运行信息的自动检测。


掌握常用传感器的基本原理、输入输出特性,根据实际应用系统的要求,能够选择恰当的信号调理电路,并对电路进行分析和计算,以便得到符合后续电路所需要的信号范围和要求;掌握传感器的工程应用方法和正确处理测量数据,根据系统的要求和性能指标,能够设计/开发现代测量系统。


通过这些传感器可以实现各种自动化生产的信息自动检测,并按照一定的规律转换成相对应有用的电信号输出。


开关量传感器的认知以及应用


开关量传感器又称为接近开关,是一种非接触式检测、输出开关量的传感器。


在自动化设备中,应用较为广泛的主要有磁感应式接近开关、电容式接近开关、电感式接近开关、光电式接近开关等。


磁感应接式近开关


概述:磁感应接近开关是一种具有将磁学量信号转换为电信号功能的器件或装置。利用磁学量与其他物理量的变换关系,以磁场作为媒介,也可将其他非电物理量转变为电信号。磁感应接近开关是磁感应传感器的一种,是一种非接触式位置检测开关。非接触式位置检测不会磨损和损伤检测对象,且响应速度快。


工作原理:磁感应接近开关,简称为磁性接近开关,它的工作方式是当有磁性物体靠近时传感器感应动作,并输出信号。


在自动化设备中,磁性开关主要与内部活塞上安装有磁环的各种气缸配合使用,用于检测气缸等执行元件的两个极限位置。为了方便使用,磁性接近开关上都安装有指示灯。

当检测到磁性物体信号时输出电信号,指示灯亮。同时磁性开关内部都具有过电压保护电路,即使磁性开关的线接反,也不会使其烧坏,只是不能正常的检测工作。


电容式接式近开关


概述:电容式接近开关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。


工作原理:电容式传感器的感应面同两个同心布置的金属电极组成,这两个电极相当于一个非线绕电容器的电极。电极的表面a和b连接到一个高频振荡器的反馈支路中,对该振荡器的调节要使得它在表面自由时不发生振荡。


当物体接近传感器的有效表面时,它就进入了电极表面前面的电场,并引起耦合电容发生改变。振荡器开始发生振荡,振荡幅度由一个评价电路记录下来并被转换为一个开关命令。


电感式接式近开关


概述:电感式接近开关由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场,并达到感应距离时,在金属目标内产生涡流,从而导致振荡衰减,以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号,触发驱动控制器件,从而达到非接触式之检测目的


工作原理:线性接近传感器是一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在传感器的感应面将产生一个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量,使振荡器输出幅度线性衰减,然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。


该接近传感器具有无滑动触点,工作时不受灰尘等非金属因素的影响,并且低功耗,长寿命,可使用在各种恶劣条件下。线性传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。


光电式传感器


概述:光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。


工作原理:光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的 。


光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。


数字量传感器认知以及应用


1数字量传感器是一种能把被检测模拟量直接转换为数字量输出的装置


光电编码器


工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角,由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向.


数字光栅传感器


工作原理:


光栅传感器实际上是光电传感器的一个特殊应用。由于光栅测量具有结构简单、测量精度高、易于实现自动化和数字化等优点,因而得到了广泛的应用。

光栅主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。通常,标尺光栅固定在活动部件上, 如机床的工作台或丝杆上。光栅读数头则安装在固定部件上,如机床的底座上。当活动部件移动时,读数头和标尺光栅也就随之做相对的移动。


模拟量传感器认知以及应用


模拟量传感器发出的是连续信号,用电压、电流、电阻等表示被测参数的大小。比如温度传感器、压力传感器等都是常见的模拟量传感器

模拟量----控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值,比如温度,从0-100度,压力从0-10MPA,从1-5米,电动阀门的开度从0-100%,等等,这些量都是模拟量。

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