任务2.3 传感检测技术应用

1、任务2.3 传感检测技术应用,知识与能力目标,熟悉常用开关量传感器及其应用,1,熟悉常用数字量传感器及其应用,2,熟悉常用模拟量传感器及其应用,3,任务2.3 传感检测技术应用,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，并按照一定的规律转换成与之相对应的有用电信号进行输出,自动化设备中用于实现以上信息的传感检测功能的装置就是传感器，在自动化生产线等领域中得到广泛的应用。,任务2.3 传感检测技术应用,开关量传感器,数字量传感器,模拟量传感器,传感器种类,输出电信号的类型不同,任务2.3 传感检测技术应用,开关量传感器,又称接近开关，是一种采用非接触式检测、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、电感式接近开关、电容式接近开关和光电式接近开关等。,2.3.1 开关量传感器认知及应用,磁感应式接近开关,简称磁性开关，其工作方式是当有磁性物质接近磁性开关传感器时，传感器感应动作，并输出开关信号。,2.3.1 开关量传感器认知及应用,a） b） 图2- 33 磁性开关实物及电气符号图 a）磁性开关

2、实物 b）电气符号,利用自身的测量头构成电容器的一个极板，被检测物体构成另一个极板，当物体靠近接近开关时，物体与接近开关的极距或者介电常数发生变化，引起静电容量发生变化，使得和测量头连接的电路状态也相应的发生变化，并输出开关信号 。,电容式接近开关,2.3.1 开关量传感器认知及应用,金属零件,木材的非金属物体,绝缘的液体,电容式接近开关检测,电容式接近开关一般应用在一些尘埃多、易接触到有机溶剂及需要较高性价比的场合中。由于检测内容的多样性，使其得到更广发的应用。,2.3.1 开关量传感器认知及应用,2.3.1 开关量传感器认知及应用,a） b） 图2- 34 电容式接近开关实物及电气符号图 a）电容式接近开关实物 b）电气符号,2.3.1 开关量传感器认知及应用,2.3.1 开关量传感器认知及应用,a） b） 图2- 35 电感式接近开关实物及电气符号图 a）电感式接近开关实物 b）电气符号,利用光电效应制成的开关量传感器,光发射器,光接收器,光发射器用于发射红外光或可见光,光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。,2.3.1 开关量传感器认知及应用,

3、光电式接近开关,2.3.1 开关量传感器认知及应用,a） b） 图2- 36 各种光电式接近开关的实物及电气符号图 a）常开型 b）常闭型,对射式,反射式,漫反射,接收器接收光的方式,这三种形式光电接近开关的检测原理和方式特点都有所不同,2.3.1 开关量传感器认知及应用,对射式光电接近开关,此开关最常用于检测不透明物体，对射式光电接近开关的光发射器和光接收器有,是指光发射器与光接收器处于相对的位置工作，根据光路信号的有无判断信号是否进行输出改变的光电接近开关。,2.3.1 开关量传感器认知及应用,2.3.1 开关量传感器认知及应用,a） b） 图2- 37 对射式光电接近开关的检测原理图,2.3.1 开关量传感器认知及应用,图2- 38 反射式光电接近开关的检测原理图,2.3.1 开关量传感器认知及应用,图2- 39 漫反射式光电接近开关的检测原理图,2.3.1 开关量传感器认知及应用,光电接近开关,自动包装机,光电接近开关安装时，不能安装在水、油、灰尘多的地方，应回避强光及室外太阳光等直射的地方，注意消除背景物景的影响,自动封装机,自动灌装机,自动或半自动装配流水线,数字量传感器,

4、测量精度高,分辨率高,抗干扰能力强,稳定性好,易于与计算机接口,便于信号处理,实现自动化测量,适宜于远距离传输,一种能把被测模拟量直接转换为数字量输出的装置，可直接与计算机系统连接。,在一些精度要求较高的场合应用极为普遍。工业装备上常用的数字量传感器主要有数字编码器、数字光栅和感应同步器等。,2.3.2 数字量传感器认知及应用,数字编码器在实际工程中应用最多的是光电编码器。光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的测量装置的位置信息的。,数字编码器,2.3.2 数字量传感器认知及应用,图2- 40 光电编码器实物图,通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的，二进制位数越多，测量精度越高，输出信号线对应越多，结构越复杂，价格越高。,直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲信号A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位；其测量精度取决于码盘的刻线数，但结构相对绝对式简单，价格便宜,2.3.2 数字量传感器认知及应用,光电编码器,广泛应用,优点,体积小,精度高,工作可靠,接口数字化,数控机床

5、,回转台,伺服传动,机器人,光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输入给轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量,2.3.2 数字量传感器认知及应用,数字光栅传感器是根据标尺光栅与指示光栅之间形成的莫尔条纹制成的一种脉冲输出数字式传感器。它广泛应用于数控机床等闭环系统的线位移和角位移的自动检测以及精密测量方面，测量精度可达几微米。,2.3.2 数字量传感器认知及应用,数字光栅传感器,图2- 41 数字光栅传感器实物图,测量精度高,测量范围大,适合于非接触式动态测量，易于实现自动控制，广泛用于数控机床和精密测量设备中,数字光栅传感器,但是光栅在工业现场使用时，对工作环境要求较高，不能承受大的冲击和振动，要求密封，以防止尘埃、油污和铁屑等的污染，成本较高,2.3.2 数字量传感器认知及应用,应用定尺与滑尺之间的电磁感应原理来测量直线位移和角位移的一种精密传感器。由于感应同步器是一种多极感应元件，对误差起补偿作用，所以具有很高的精度,2.3.2 数字量传感器认知及应用,感应同步器,图2- 42 直线式感应同步器的结构,图2- 43 旋转式感应同步器的结构,对环境温度、湿度

6、变化要求低，测量精度高，抗干扰能力强，使用寿命长和便于成批生产等优点在各领域应用极为广泛,已经广泛应用于大型精密坐标镗床、坐标铣床及其它数控机床的定位、数控和数显,常用于雷达天线定位跟踪、导弹制导、精密机床或测量仪器设备的分度装置等,2.3.2 数字量传感器认知及应用,模拟量传感器,是将被测量的非电学量转化为模拟量电信号的传感器它检测在一定范围内变化的连续数值，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,在工程应用中模拟量传感器主要用于生产系统中位移、温度、压力、流量及液位等常见模拟量的检测,2.3.3 模拟量传感器认知及应用,认知,应用,在工业生产实践中为了保证模拟信号检测的精度，提高抗干扰能力，便于与后续处理器进行自动化系统集成，所使用的各种模拟量传感器一般都配有专门的信号转换与处理电路，两者组合在一起使用，把检测到的模拟量变换成标准的电信号输出，这种检测装置称为变送器。,变送器,2.3.3 模拟量传感器认知及应用,2.3.3 模拟量传感器认知及应用,a） b） c） d） 图2- 44 各种变送器实物图 a）压力变送器 b）温度变送器 c）液位变送器 d）差压变送器,

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