
传感器原理及应用技能.ppt
38页单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,SIPIVT,机电工程系,,,,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,SIPIVT,机电工程系,*,,,,,,,,,,SIPIVT,机电工程系,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,,,,,,,,,,,SIPIVT,机电工程系,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,,*,传感器原理及应用技能,,现代工业自动化生产过程中,离不开各种传感器,,,传感器与PLC(可编程序控制器)等构成自动控制系统传感器被称为“电五官〞,作为系统输入检测局部,,,其作用检测外界信息变化,并转换为系统可识别的电信号,传送给PLC、计算机等核心控制器一,、,概 述,第一章,、,传感器原理及应用,1.,传感器定义,,自动检测装置中,,,直接感受,被测量,,,并将其,转换为,,可用,电信号,输出的,器件,。
电信号,敏感元件,转换元件,被测量,辅助电源,传感器组成,:,,,检测局部,,转换局部,,辅助电源,电信号,敏感元件,转换元件,被测量,辅助电源,传感器组成,:,,开关量信号 “ 0,1〞,,模拟量信号,,电压信号(0~5V,0~10V…),,电流信号(4~20mA),PLC;,,,单片机,;,,,计算机,;,,传送,“磁场/电场/光线〞等变化状态;,,“温度/压力/流量/ 速度〞等物理量;,,,红外线测温仪,各类自动门,传感器应用,将,被测量,(,温度,),转换为模拟量的,,电信号,,(,电压,0~5V,或,电流,4~20mA),,将,被测量,(,光线变化状态,),,转换为,,开关量的,电信号,,(0,、,1,状态信号,),2.,传感器的分类,数字量,传感器,:,输出,开关量信号,,(,逻辑状态,0,、,1 ),,(Digital,sensor),,,模拟量,传感器,:,输出,模拟量信号,,(,电压,0~5V, 0~10V,,或 电流,4~20mA),,(,Analog,sensor,),,按,输出信号性质,分类:,NPN型:输出低电平 “0〞 (亚洲标准) ;PNP型:输出高电平 “1〞 (欧洲标准) ;,数字量传感器按,输出特性,分类:,传感器输出特性原理图,,〔以接近开关为例〕,(a),输出特性,NPN,型,(b),输出特性,PNP,型,输出,低电平,(0V),“高电平〞取决于电源电压值,,输出,高电平,(24V),,输出特性:,输出低电平时,,负载得电,输出高电平时,,负载得电,3.,常用数字量传感器分类,接近式,传感器:,电感式,传感器,,,Ind.,,(Proximity),,电容式,传感器,,Cap.,,,磁感应式,传感器,,Mag.,,光电式,传感器,:,透射式,传感器,,Opt.,,(,Optical-electrical),,,反射式,传感器,,Opt.,:,,镜面反射,,漫反射,,,,电气图形符号,1.,电感式传感器,,,Inductive Sensor,二,、,常用数字量传感器工作原理,检测物体,:,,只能检测,金属物体,,检测距离,:,0~10mm,,,,通常,4~8mm,,工作原理,:,,,传感器内部,LC,,高频振荡,等电路产生,一定电磁场,。
当,金属物体,靠近传感检测头时,,,金属物体内部,产生涡流,,,引起,传感器,磁场,磁,,通量,变化↓,,,而使,,传感器,输出信号,接近体,,,振荡器,,,开关器,,,输出器,,L,C,,电感式传感器工作模型,,电气图形符号,2.,电容式传感器,,,Capacitive Sensor,检测物体,:,,非薄片的任何介质,检测距离,:,0~10mm,,,,通常,3~5mm,,,,,+,+,-,-,,,+,-,+,+,+,+,-,-,-,-,,+,+,-,-,-,-,-,-,-,,电容式传感器工作模型,,无物体接近,时,,,,传感器,检测面,,静电荷平衡,电容量,C,不变,,,内部,RC,振荡回路建立,,稳定电场,当物体接近,引起检测面,静电荷变化,,电容量,C,改变,,,使,传感器,产生,输出信号,传感器检测头,工作原理,:,,,电容式传感器的应用,在料位检测中的应用,电容式传感器在液位测量控制中的应用,,,,Capacitive sensor,汉堡检测,电容式传感器应用:,,,,用于物体位置检测,、,行程限位,、,产品计数等;,电气图形符号,3.,磁感应式传感器,,,Magnetic,,Sensor,,,,磁感应传感器工作模型,,工作原理:,传感器内部构造为合金簧片等组成的干簧继电器。
当磁性物体靠近时,其,,生产一定强度磁场,电磁力,,使簧片吸合、触点闭合当磁性物体离开时,,,磁场减弱,使簧片释放、,,触点断开检测物体: 磁性物质 〔永久磁铁、带电线圈〕,检测距离,:,0~10mm,,,,通常,3~5mm,,,,,转子,传感器,磁性齿,转速检测,,磁感应式传感器的应用,,,传感器,A,气缸,传感器,B,气缸运动位置检测,〔在气缸活塞环上包有一层“永久磁铁〞〕,电气图形符号,4.,光电式传感器,,,Optical-electrical,,,Sensor,〔又称“光电式开关〞〕,〔发射接收光线的器件〕,,工作模型,:,,由,发射端,(,Transmit),的,发光二极管,发出光线,,,接收端,(,Receiver),的光敏三极管,接收光线,,,当有物体穿过,,,引起光通量发生变化时,,,使传感器,输出开关信号,工作原理,:,主要包括:,发射端,Transmit,(,发光二极管等器件,),;,,接收端,Receive,(,光敏三极管等器件,),;,原理:,当,被测物体,穿过光线轴时,遮挡住光线,,,引起光通量变化,,,使传感器,输出信号,1),透射式光电传感器:,,发射端和接收端分开安装在两侧;,Receiver,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Object,Transmitter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,被测物体,检测物体,:,,非透明物体,检测距离,:,0~10m,,,,通常,2~5m,,反射型,光电开,振光。
2),镜面反射式光电传感器,反射镜,被测物体,偏振光,发射光,被测物体,反射板,反射光,发射光,发射与接收端,,集成安装于一体,原理:,当,被测物体,穿过传感器与反射板之间时,,,反射光被遮挡,,,引起光通量变化,,,使传感器输出,开关信号,检测物体,:,,非透明物体,检测距离,:,0~10m,,,,通常,2~5m,,漫反射光线,反射光线,被检测物体,,发射光线,漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体当被测物体经过该光电开关时,发射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受,于是产生开关信号额定距离,(3),漫反射式光电传感器,当被测物体靠近传感器,发射端发出的光线,经过被测物体外表反射,使承受端承受到反射光线,从而使传感器产生开关信号工作原理:,检测距离,:,0~1m,,,,,,通常,100,,~400mm,发射与接收端,,集成安装于一体,检测物体,:,,,,非黑色,、,非透明物体,,电动扶梯自动启停,物体倒置区分,产品计数,料位的控制,转速检测,位置控制装置,三、传感器的广泛应用,常用数字量传感器〔小结〕,,光电式,Opt.,,,,电感式,Ind.,,,,电容式,Cap.,,,磁感应式,Mag.,电气图形符号,根据电气图形符号,,,判断传感器类型,二线制,,棕,/,红,线:,DC24V,蓝,线:,0V,三线制,,棕,/,红,线:,DC24V,蓝,线:,0V,黑线,:,输出信号,(,常开,NO,),四线制,,棕,/,红,线:,DC24V,蓝,线:,0V,黑,线:,输出信号,(,常开,NO),白,线:输出信号,(,常闭,NC),四、传感器的安装接线,1.接线规那么,(1),根据,电气图形符号,判断,传感器类型,;,(2),根据,被测物体的性质,及,检测要求,,,选择,适合的,,,传感器类型,(Opt./Ind./Cap./Mag.,等,),;,(3),根据传感器铭牌上,接线图,判断其,输出特性,;,NPN,型,PNP,型,,,2.,传感器铭牌参数识别及接线,(,型号,、,电气图形符号,、,接线图,、,工作电压,、,运行指示灯,、,灵敏度电位器,),(4)按照传感器接线图,正确连接电源“+、-〞极和负载。
5),根据传感器,工作电压,(10~30VDC),,,正确接入,电源,;,(6) 通过传感器的 “运行〞指示灯,观察其运行状态7) 漫反射光电传感器, 调节“灵敏度电位器〞 可微调检测距离1.,实验目标:,熟悉传感器的铭牌参数,,,正确选型接线,(1)分别选择四种类型传感器(Ind. Cap. Mag. Opt.),,,按照铭牌参数正确连接电源及负载(指示灯);,,(2)通电运行,选择适合的被测物体进展检测,记录传感器,,的输出特性、检测物体、检测距离范围;,,(3)选择一个OMRON传感器,记录“型号、工作电压、接线图〞,,等铭牌参数,正确连接电源和负载(指示灯);,,通电运行,记录传感器输出特性、检测物体、检测距离范围;,课堂实践,1,:,传感器的接线与检测,2.,实训内容及要求:,,五、各类传感器的组合应用,方案1:选择输出特性一样的S1和S2, 可直接并联控制;,,现有两个传感器,S,1,和,S,2,,,当任意一个传感器检测到物体时,,,即控制指示灯,HL1,亮,;,分析:两个传感器为“逻辑或〞控制关系;,案例,1,:,方案,2,:,选择,输出特性不同,的,S,1,和,S,2,,,需通过,中间继电器,触点,,,间接并联,控制;,目前常用的控制方式,用S2的输出端控制 S1电源“-〞极的接通,现有两个传感器S1和S2, 当两个传感器同时检测到物体时, 那么控制指示灯HL2亮;,分析:两个传感器为“逻辑与〞控制关系;,方案1:选择输出特性一样的S1和S2, 可直接串联控制;,案例,2,:,思考与练习:,,选择输出特性不同的,S1,和,S2,,如何设计控制电路?,实训工程1:使用检测模块识别材料属性,使用如下图的检测模块,,,识别被测工件材料属性, 要求如下:,,当检测到金属工件时,指示灯HL1亮;,,当检测到塑料红色工件时,指示灯HL2亮;,,当检测到塑料黑色工件时,指示灯HL3亮。
工程说明:,实训要求及步骤:,1.分析工程控制要求,,〔选择传感器类型及输出特性、分析I/O控制逻辑关系〕,,2.设计和绘制控制电路图,,(包括“传感器、中间继电器、指示灯〞等),。
