培训三传感检测技.ppt

培训三培训三 传感检测技术应用传感检测技术应用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培训三 传感检测技术开关量传感器开关量传感器 数字量传感器 模拟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 培训三 传感检测技术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一 开关量传感器及其应用磁感应式接近开关磁感应式接近开关 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，并输近磁性开关传感器时，传感器感应动作，并输出开关信号出开关信号 一 开关量传感器及其应用磁性开关 为了方便使用，每一磁性开关上都具有动作指示为了方便使用，每一磁性开关上都具有动作指示灯。

当检测到磁信号时，输出电信号，指示灯亮当检测到磁信号时，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，即使磁性开关的引线极性接反，也不会使其烧坏，但是不能正常检测工作 123同时，磁性开关内部都具有过电压保护电路，即使同时，磁性开关内部都具有过电压保护电路，即使磁性开关的引线极性接反，也不会使其烧坏，但是磁性开关的引线极性接反，也不会使其烧坏，但是不能正常检测工作不能正常检测工作 在自动化设备中，磁性开关主要与内部活塞（或活在自动化设备中，磁性开关主要与内部活塞（或活塞杆）上安装有磁环的各种气缸配合使用，用于检塞杆）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测气缸等执行元件的两个极限位置 磁性开关实物及电气符号图磁性开关实物及电气符号图一 开关量传感器及其应用它应用在自动化生它应用在自动化生产线各单元的气缸产线各单元的气缸上限位检测上限位检测 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 。

电容式接近开关一 开关量传感器及其应用纸张 塑料 金属零件金属零件 绝缘的液体绝缘的液体 木材的非金属物体 电容式接近开关检测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、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，使其场合中由于检测内容的多样性，使其得到更广泛的应用得到更广泛的应用应用于检测单元中应用于检测单元中检测有无工件检测有无工件 一 开关量传感器及其应用电容式接近开关实物及电气符号图电容式接近开关实物及电气符号图一 开关量传感器及其应用一 开关量传感器及其应用电容式接近开关调试：电容式接近开关调试： 在调试时，让被检测物体尽量在其得测量范围内，在调试时，让被检测物体尽量在其得测量范围内，观察显示灯是否会亮观察显示灯是否会亮 当有物体靠近时，状态指示灯会亮，则有信号输当有物体靠近时，状态指示灯会亮，则有信号输出，如果状态指示灯依旧不亮，可以通过调节旋钮对出，如果状态指示灯依旧不亮，可以通过调节旋钮对检测灵敏度的调节，直到状态指示显示正常稳定为止；检测灵敏度的调节，直到状态指示显示正常稳定为止； 当没有物体靠近时，状态指示灯不亮，没有信号当没有物体靠近时，状态指示灯不亮，没有信号输出。

这样电容式接近开关调试就完成了这样电容式接近开关调试就完成了在安装调试时，让被检测物体尽量在其在安装调试时，让被检测物体尽量在其得测量范围内，观察显示灯是否会亮得测量范围内，观察显示灯是否会亮 当有物体靠近时，状态指示灯会亮，则有信号当有物体靠近时，状态指示灯会亮，则有信号输出，如果状态指示灯依旧不亮，可以通过调输出，如果状态指示灯依旧不亮，可以通过调节旋钮对检测灵敏度的调节，直到状态指示显节旋钮对检测灵敏度的调节，直到状态指示显示正常稳定为止；示正常稳定为止； 当没有物体靠近时，状态指示灯当没有物体靠近时，状态指示灯不亮，没有信号输出这样电容不亮，没有信号输出这样电容式接近开关调试就完成了式接近开关调试就完成了电感式接近开关LC高频振荡器高频振荡器 放大处理电路放大处理电路 它利用金属物体在接近时能使其内部产生电涡流，它利用金属物体在接近时能使其内部产生电涡流，使得接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发使得接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，进而控制开关的通断生变化，进而控制开关的通断 由于电感式接近开关基于涡流效应工作，因此由于电感式接近开关基于涡流效应工作，因此它检测的对象必须是金属。

它检测的对象必须是金属 但由于电感式接近开关对金属与非金属的筛选但由于电感式接近开关对金属与非金属的筛选性能好，工作稳定可靠，抗干扰能力强，在现性能好，工作稳定可靠，抗干扰能力强，在现代工业检测中也得到广泛应用代工业检测中也得到广泛应用 一 开关量传感器及其应用利用涡流效应制成的开关量输出位置传感器利用涡流效应制成的开关量输出位置传感器 电感式接近开关的实物及图形符号一一 开关量传感器及其应用开关量传感器及其应用 主要应用在操作手单元的摆动气缸位置检测、检测单元检测金主要应用在操作手单元的摆动气缸位置检测、检测单元检测金属工件、立体存储单元移动块原点位置检测属工件、立体存储单元移动块原点位置检测一 开关量传感器及其应用利用光电效应制成的开关量传感器光发射器光发射器 光接收器光接收器 光发射器和接收器有一体式和分体式两种 光发射器用于发射光发射器用于发射红外光或可见光红外光或可见光 光接收器用于接收发射器光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式换成电信号以开关量形式输出输出 光电式接近开关光电式接近开关光电式接近开关的实物及图形符号光电式接近开关的实物及图形符号一 开关量传感器及其应用对射式对射式 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 一 开关量传感器及其应用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一体式分体式 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。

一 开关量传感器及其应用对射式光电开关的工作原理对射式光电开关的工作原理一 开关量传感器及其应用它在供料单元、它在供料单元、提取安装单元中提取安装单元中有应用有应用反射式光电接近开关的光发射器与光接收器为一体化的结构在其相对的位置上安置一个反射镜光发射器发出的光以反射镜是否有反射光线被光接收器接收来判断有无物体反射式光电开关的工作原理反射式光电开关的工作原理 一 开关量传感器及其应用它在提取安装它在提取安装单元中有应用单元中有应用漫反射光电开关的工作原理漫反射光电开关的工作原理漫反射式光电接近开关 漫反射式光漫反射式光电接近开关的电接近开关的光发射器和光光发射器和光接收器集于一接收器集于一体，体，利用光照利用光照射到被测物体射到被测物体上反射回来的上反射回来的光线而进行工光线而进行工作作 漫反射式漫反射式光电开关的光电开关的可可调性很好，其调性很好，其敏感度可通过敏感度可通过其背后的旋钮其背后的旋钮进行调节进行调节一 开关量传感器及其应用工作原理理优优 点点它在分拣输送单它在分拣输送单元、检测单元中元、检测单元中有应用有应用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、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一 开关量传感器及其应用数字量传感器数字量传感器 测量精度高测量精度高 分辨率高分辨率高 抗干扰能力强抗干扰能力强 稳定性好稳定性好 易于与计算机接口易于与计算机接口 便于信号处理便于信号处理 实现自动化测量实现自动化测量 适宜于远距离传输适宜于远距离传输 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 二 数字量传感器及其应用数字编码器在实际工程中应用最多的是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表示与光电编码器相连的测量装置的位置信息 光电编码器 光电编码器光电编码器二 数字量传感器及其应用经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速此外，为判断的个数就能反映当前电动机的转速此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信的两路脉冲信号 光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转方形孔由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转时，光栅盘与电动机同速旋转。

它是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量它是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器光电编码器是由光栅转换成脉冲或数字量的传感器光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成盘和光电检测装置组成 光光电电编编码码器器 二 数字量传感器及其应用光电编码器原理示意图光电编码器原理示意图  通过读取编码盘上的二通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对进制的编码信息来表示绝对位置信息的，二进制位数越位置信息的，二进制位数越多，测量精度越高，输出信多，测量精度越高，输出信号线对应越多，结构越复杂，号线对应越多，结构越复杂，价格越高价格越高 直接利用光电转换原理输出三直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲信号组方波脉冲信号A、B和Z相；相；A、B两两组脉冲相位差组脉冲相位差90º，从而可方便地判，从而可方便地判断出旋转方向，而断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，相为每转一个脉冲，用于基准点定位；其测量精度取决于用于基准点定位；其测量精度取决于码盘的刻线数，但结构相对绝对式简码盘的刻线数，但结构相对绝对式简单，价格便宜单，价格便宜 根据光电编码器的工作原理可分为二 数字量传感器及其应用绝对式光电编码器增量式光电编码器光电编码器 广泛应用 优点 体积小 精度高精度高 工作可靠工作可靠 接口数字化接口数字化 数控机床数控机床 回转台回转台 伺服传动伺服传动 机器人机器人 雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中 光电编码器是光电编码器是一种角度（角一种角度（角速度）检测装速度）检测装置，它将输入置，它将输入给轴的角度量，给轴的角度量，利用光电转换利用光电转换原理转换成相原理转换成相应的电脉冲或应的电脉冲或数字量数字量 二 数字量传感器及其应用在自动化生产线的分拣输送单元中在自动化生产线的分拣输送单元中数字光栅传感器是根据标尺光栅与指示光栅之间形成的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以及精密测量方面，测量精度可达几微米二 数字量传感器及其应用数字光栅传感器测量精度高 分辨率高 测量范围大 动态特性好 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但是光栅在工业现场使用时，对现场使用时，对工作环境要求较工作环境要求较高，不能承受大高，不能承受大的冲击和振动，的冲击和振动，要求密封，以防要求密封，以防止尘埃、油污和止尘埃、油污和铁屑等的污染，铁屑等的污染，成本较高成本较高 二 数字量传感器及其应用二 数字量传感器及其应用应用定尺与滑尺之间的电磁感应原理来测量直线位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它是一种多极移和角位移的一种精密传感器由于它是一种多极感应元件，对误差起补偿作用，所以具有很高的精感应元件，对误差起补偿作用，所以具有很高的精度度感应同步器感应同步器实物图感应同步器实物图 二 数字量传感器及其应用对环境温度、湿度变化要求低，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 直线式感直线式感应同步器应同步器 圆盘式感圆盘式感应同步器应同步器 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 感应同步器 三 模拟量传感器及其应用模拟量传感器器它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在工程应用中模拟量传感器传感器主要用于生产主要用于生产系统中位移、温度、系统中位移、温度、压力、流量及液位等压力、流量及液位等常见模拟量的检测常见模拟量的检测 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，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成标准的电信号输出，这种检测装置称为变送器变送器三 模拟量传感器及其应用 变送器所输出的标准信号有标准电压或标准电流，电压型为变送器所输出的标准信号有标准电压或标准电流，电压型为-5V～～+5V、、0～～+5V、、0～～10V等，电流型为等，电流型为0～～20mA及及4～～20mA等。

等由于电流信号抗干扰能力强，便于远距离传输，所以各种电流型变由于电流信号抗干扰能力强，便于远距离传输，所以各种电流型变送器得到了广泛使用变送器的种类很多，用在工业自动化系统上送器得到了广泛使用变送器的种类很多，用在工业自动化系统上的变送器主要有温度变送器，压力变送器，液位变送器，电流变送的变送器主要有温度变送器，压力变送器，液位变送器，电流变送器，电压变送器等器，电压变送器等在过程控制系统中的压力传感器有应用在过程控制系统中的压力传感器有应用电流变电流变送器送器温度变温度变送器送器温湿度温湿度变送器变送器压力变压力变送器送器液位变液位变器器三 模拟量传感器及其应用各种变送器的实物图各种变送器的实物图 。