传感器教育资料ppt课件

1、共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享传感器概述： 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成使用输出信号的器件或装置.在有些学科领域，传感器又称为SENSOR、敏感元件、检测器、转换器等。在电子技术领域，把能感受信号的电子元件称为敏感元件，如热敏元件、磁敏元件、光敏元件及气敏元件等. 传感器的输出信号通常是电量，它便于传输、转换、处置、显示等。 传感器由敏感元件和转换元件组成.其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分.由于传感器的输出信号一般都很微弱，因此

2、需要有信号调理与转换电路对其进行放大、运算调制等.信号调理转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此，信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分.传感器组成框图如图 2-1 所示：共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享传感器分类共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器 光电传感器原理是由发光器件将电信号转换为光信号发射,然后通过光敏器件将光信号的强弱转变为电压的大小输出. 常用的有两类:透过型和反射型.(1) 透过型： 以上只是其中两种的示意图，还有很多种类，原理大体相似. 当无物体在中间时，发光元件

3、的辐射光直接照射在光敏器件上，光敏器件接受的光强，输出高电压； 当有物体在中间时，光敏器件接受的光弱，输出低电压；共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器(2) 透过型传感器介绍厂家：SUNX型号：SH-21E厂家：KEYENCE型号：PS-56Ta.b.(3) SS-A5 型放大器介绍a. SS-A5 型放大器实物图厂家：SUNX型号：SS-A51:灰色正极2:灰色负极3:黑色负极4:黑色正极共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器(3) SS-A5 型放大器介绍b. SS-A5型放大器外观图c. 感

4、度调整方法1将检测物体置于想要检测的位置， 将感度旋纽(粗)顺时针旋至输出指 灯亮，旋纽位置为A 2取出检测物体，将旋纽顺时针旋， 当背景物体使输出亮时旋纽位置为 B,从B位置逆时针旋至输出灯灭时 的位置为C.无背景物体时旋纽最大 位置为C.3当旋纽位置设定在A与C的中间位置. 以稳定操作指示灯来确认稳定情况. d. 接线此放大器有四根线：棕 蓝 黑 橙BROWN: +VBLUE : -VBLACK: OUTORANGE: ALM共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器(4) PS-56T 型放大器介绍厂家：KEYENCE型号：PS-56T黑色棕色

5、橙色蓝色RRDC控制输出警报输出黑色黄色接收器发射器隔离线隔离线OUTSTBSTBALMOUTOFFSENSTIME(SEC)0.045MODE输出LED(红)无输出LED(绿)SENSOR感光强度调节输出延时调节ALARM位置调节OUT时蜂鸣器ONSTB时蜂鸣器ON蜂鸣器OFF动作方式选择开关a.外观图b.接线图共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器c.调节方式厂家：OMRON型号：EE-SX670671672 此类传感器上标注 +，-，L，OUT的字样，“+”和“L接电源的正极(同时接入电源时，可改变传感器的输出状态)，“-”接电源的负极，“

6、OUT接输出.有些型号没有“L”.(5) 短距离光电传感器123NO发光显示旋钮调节操作绿红绿红绿红透过型当被测物体移动后,固定受光部,把发光部上下左右移动,然后在这两点中间选一点,此时绿灯亮.旋转旋钮,反时针从最大值旋到绿灯亮把旋钮定在最大值和最小值的中间,此时绿灯亮共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器(6) 反射型 由图可见，发光元件与受光元件以一定的角度并排安装，由发光元件发出的光被物体反射，再由光敏器件予以检测并转换为信号输出.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享1. 光电传感器(6) 反射型传感器介绍

7、 此型传感器是限定反射式，有效距离32至53mm，感测头与放大器集成在一起，使用时比较方便.厂家：KEYENCE型号：PS-49此型传感器有三根线：棕 黑 绿. BROWN: +V BLACK: OUT BLUE : -V共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享2. 磁性传感器 利用磁场作用使物质的电性能发生各种物理效应制成的，从而使磁场强度转换成电信号大小输出.(1)霍尔效应原理： 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应.两端具有的电位差种为霍尔电势U，其表达式为:U=K*I*B/d 其中 K 为霍尔

8、系数，I 为薄片中通过的电流，B 为外加磁场洛伦慈力 Lorrentz的磁感应强度，d 是薄片的厚度.由此可见霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系.霍尔效应原理图霍尔效应原理图共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享2. 磁性传感器(2) 霍尔元件结构 霍尔元件的结构很简单，如图 7-9(a) 所示，从一个矩形薄片的半导体上两个相互垂直方向的侧面上，各分出一个电极，用于加激励电压或电流，称激励电极控制电极）；另两个侧面正中引出霍尔电势，称霍尔电极.在基片外面用金属或陶瓷环氧树脂等封装作为外壳，图 7-9(b)是霍尔元件的图形符号.共同工作共同工作

9、 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享2. 磁性传感器(3) 磁性传感器原理图(4) 输入/输出的转移特性共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享2. 磁性传感器(5) 磁性传感器介绍 磁性传感器的型号比较多，大小不一，其功能都是一样。(6) 磁性传感器接线a.三根线的：棕 蓝 黑.BROWN: + V BLUE : - V BLACK: OUTb.两根线的：棕 蓝.BROWN: OUT BLUE : + V (7) 万用表确认法a.万用表打到二极管档.b.红笔连接棕色线，黑笔连接蓝色线，当磁铁靠近后会显示导通.c.三根线的红笔连接黑色线 （使用的

10、磁铁磁性不能过强，容易击穿传感器）共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享3. 光纤传感器光纤传感器原理是利用光学原理光的强弱的变化转变为电信号高低的输出.常用的有两种类型：对射型和反射型.其功能与光电传感器基本相似，只是其采用的是光纤技术.(1) 对射型 当物体挡住光线时，接收光纤接受的光弱，输出低电压.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享3. 光纤传感器(2) 对射型传感器介绍 此传感器从侧面发射与接受光.厂家：OMRON型号：E32-T24S(3) FS-V12 型放大器介绍 a. FS-V12 型放大器实物图厂家：KEYE

11、NCE型号：FS-V12 此类放大器既可以进行手动调整还可以进行自动调整.可以在使用自动设定钮作快速调整后使用手动对灵敏度作微调.单独使用自动校正或手动校正都可以获得良好的检测效果.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享3. 光纤传感器(3) FS-V12 型放大器介绍 b. 感度调整方法 1自动调整：按一下 SET 键，棒状 LED 上“SET” 显示黄灯.再按下 SET 键，棒状 LED 闪烁几秒就 完成了. 2手动调整：自动调整后还不理想可以采用手动调整. 先按一下 MODE 键数位式 LED 显示“123P和“- HLD交替变换，再按下 MODE 显示接

12、受光强度 “1234”，再按一下显示“-HLD和“1234交替 变换再按显示额外增益“123P”.再按就回到第一 次显示的内容依次循环. 3当显示接受光强或额外增益时，按一次 UP 或 DOWN 键设定值会闪烁两秒钟再恢复，要改变设定值需在闪 烁时按 UP 或 DOWN 调整. 4棒状 LED 显示下四个亮时，光线接受不规律，接受 部分中断；全显示时光线接受稳定，无显示光接受中 断.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享3. 光纤传感器(4) FX-7 型放大器介绍 a. 外型图1在测知范围内放置光纤电缆.2将模态选择开关设定为 SET .3当检测到有物体时按

13、ON .4当 SENSOR 确认出 ON 形状，稳定操作指示灯会闪.5拿走物体后按 OFF .6如果稳定操作指示灯不断闪烁，表示不稳定；如只闪烁两次说明感度稳定. 7设定模态选择开关为 RUN . b. 感度调整方法 c. 接线BROWN: + VBLACK: OUTBLUE : 0 VORANGE: ALM共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享3. 光纤传感器(5) 反射型 当物体挡住光线时，接收光纤接受的光弱，输出低电压. 反射是根据多卜勒效应其相位发生变化，检测出光相位的变化便可知物体的有无，物体彩色及明暗的差异.也可根据反射光的有无来判断.厂家：KEYE

14、NCE型号：FU-68共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享4. 计数传感器 计数传感器工作通常要与光敏类传感器或磁性传感器配合使用.其工作原理是用光敏传感器或磁性传感器的输出信号来给计数传感器,实现计数. 计数传感器 计数传感器接线图“1和“2端是输入，“3和“4端是复位.接线：1: +24 V2: - 0 V3: +24 V4: - 0 V共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享5. 温度传感器(1) 温度传感器原理 我们使用的温度传感器属于热电偶传感器，其原理是两种不同的导体或半导体组成一个闭合回路，如图 11-5 所示.当两

15、接点温度不同时，则在该回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，该电动势称为电势.这两种不同的导体或半导体的组合称为热电偶.两个接点，一个称工作端，又称测量端或热端，测温时将它置于被测介质中；另一个称自由端，又称参考端或冷端. 在图 11-5 所示的回路在，所产生的热电势由两部分组成：温差电势和接触电势. 接触电势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势.两种导体接触时，自由电子由密度大的导体向小的扩散，在接触处失去电子的一侧带正电，得到电子的一侧带负电，形成稳定的接触电势. 温差电势是同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势.同一导体的两端温度不同时，高温端的电子能量

16、要比低温端的电子能量大，因而从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，因此，在导体两端便形成温差电势.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享5. 温度传感器(2) 热电偶传感器测温方法 热电偶传感器是接触式测温法，使温度敏感元件和被测温度对象相接触，当被测温度与感温元件达到热平衡时，温度敏感元件与被测温度对象的温度相等.温度传感器的测量系统通常由现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成，如图 11-1 所示. 热电偶传感器 温度控制器 温度控制器共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁

17、荣共同繁荣 共同分享共同分享6. 压力传感器(1) 真空传感器 压力传感器是将各种力学量转换为电信号的器件.其分类很多，本工程常用的真空传感器、液压传感器和电阻应变式传感器三类. 半导体扩散抵抗型压力传感器是在膜片DIAPHRAGM的表面形成半导体变形感应体.承受到外部来力时，膜片会发生变形而产生压力抵抗效果，这种效果会造成电气抵抗产生变化，然后再将此变化变换成电气信号. 真空传感器使用是要与真空元件(真空电磁阀等)配合使才可.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享6. 压力传感器(2) 真空传感器 DP-200a.外型图b.调整方法1设定真空 ON,未吸起物体

18、，此时显示值为 M .2完全吸起物体，此时值为 M.3设定必需满足重要条件：M M1 M2 M .4确认物体是否满足条件.共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享6. 压力传感器(3) 液压式传感器 通过无定型膜片受力产生变形，使自身的导磁率发生变化，从而使线圈的电感量发生变化，用检测电路测出这种变化，就得出了液压的大小.粗调粗调微调微调共同工作共同工作 共同成长共同成长 共同繁荣共同繁荣 共同分享共同分享6. 压力传感器(4) 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器是指在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由于电阻率的变化而改变.图 11-30 是电阻应变式压力传感器的结构示意图.在一块图形的单晶硅膜片上，布置四个扩散电阻，组成一个全桥测量电路.膜片用一个圆形硅杯固定，将两个气腔隔开.一端接被测压力，另一端接参考压力.当存在压差时，膜片产生变形，使两对电阻的阻值发生变化，电桥失去平衡，其输出电