传感器教育资料实用教案

1、传感器分类传感器分类(fn li)第1页/共29页第一页，共30页。1. 光电传感器光电传感器 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(fsh),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(chn yn)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(yunjin)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；第2页/共29页第二页，共30页。1. 光电传感器光电传感器(2) 透过(tu u)型传感器介绍厂家(chn j

2、i)：SUNX型号：SH-21E厂家(chn ji)：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:黑色正极第3页/共29页第三页，共30页。1. 光电传感器光电传感器(3) SS-A5 型放大器介绍(jisho)b. SS-A5型放大器外观(wigun)图c. 感度调整(tiozhng)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

3、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第4页/共29页第四页，共30页。1. 光电传感器光电传感器(4) PS-56T 型放大器介绍(jisho)厂家(chn ji)：KEYENCE型号：PS-56T黑色棕色橙色蓝色RRDC控制(kngzh)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

4、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.接线图第5页/共29页第五页，共30页。1. 光电传感器光电传感器c.调节(tioji)方式厂家(chn ji)：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(fj)，“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

5、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,此时绿灯亮第6页/共29页第六页，共30页。1. 光电传感器传感器(6) 反射(fnsh)型 由图可见(kjin)，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.第7页/共29页第七页，共30页。1. 光电传感器传感器(6) 反射(fnsh)型传感器介绍 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(bjio)方便.厂家(chn ji)：KEYENCE型号：PS-49此型传感器有三根

6、线：棕 黑 绿. BROWN: +V BLACK: OUT BLUE : -V第8页/共29页第八页，共30页。2. 磁性(cxng)传感器 利用(lyng)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(xioyng)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

7、磁场的磁感应强度成正比的关系.霍尔效应原理图第9页/共29页第九页，共30页。2. 磁性(cxng)传感器(2) 霍尔元件(yunjin)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(bo pin)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.第10页/共29页第十页，共30页。2. 磁性(cxng)传感器(3) 磁性(cxng)传感器原理图(4) 输入/输出的转移(zhuny)特性第11页/共2

8、9页第十一页，共30页。2. 磁性(cxng)传感器(5) 磁性(cxng)传感器介绍 磁性传感器的型号比较(bjio)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 （使用的磁铁磁性不能过强，容易击穿传感器）第12页/共29页第十二页，共30页。3. 光纤传感器传感器光纤传感器原理是利用光学原理光的强弱的

9、变化(binhu)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(xin s)，只是其采用的是光纤技术.(1) 对射型 当物体(wt)挡住光线时，接收光纤接受的光弱，输出低电压.第13页/共29页第十三页，共30页。3. 光纤传感器传感器(2) 对射型传感器介绍(jisho) 此传感器从侧面(cmin)发射与接受光.厂家(chn ji)：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：KEYENCE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

10、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.第14页/共29页第十四页，共30页。3. 光纤传感器传感器(3) FS-V12 型放大器介绍(jisho) b. 感度调整(tiozhng)方法 1）自动调整：按一下(yxi) 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 显示接受光强度 “1234”，再按一下显示“-HLD”和“1234”交替 变换再按显示额

11、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.第15页/共29页第十五页，共30页。3. 光纤传感器传感器(4) FX-7 型放大器介绍(jisho) 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(jin c)到有物体时按 ON .4）当 SENSOR 确认出 ON 状态，稳定操作指示灯会

12、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(tiozhng)方法 c. 接线BROWN: + VBLACK: OUTBLUE : 0 VORANGE: ALM第16页/共29页第十六页，共30页。3. 光纤传感器传感器(5) 反射(fnsh)型 当物体挡住光线时，接收(jishu)光纤接受的光弱，输出低电压. 反射是根据多卜勒效应(xioyng)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：KEYENCE型号：FU-68第

13、17页/共29页第十七页，共30页。4. 计数(j sh)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(shch)信号来给计数传感器,实现计数. 计数(j sh)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第18页/共29页第十八页，共30页。5. 温度传感器传感器(1) 温度传感器原理(yunl) 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(hul)，如图 11-5 所示.当两接点温度不同时，

14、则在该回路(hul)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(chnshng)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

15、端的电子能量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.第19页/共29页第十九页，共30页。5. 温度传感器传感器(2) 热电偶传感器测温方法(fngf) 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(xtng)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(wnd)控制器 温度控制器第20页/共29页第二

16、十页，共30页。6. 压力(yl)传感器(1) 真空(zhnkng)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(fn li)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.第21页/共29页第二十一页，共30页。6. 压力(yl)传感器(2) 真空(zhnkng)传感器 DP-200a.外型图b.调整(tio

17、zhng)方法1）设定真空 ON,未吸起物体，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.第22页/共29页第二十二页，共30页。6. 压力(yl)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(d ch)了液压的大小.粗调微调第23页/共29页第二十三页，共30页。6. 压力(yl)传感器(4) 电阻(dinz)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

18、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(z chn)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，其输出电压反映膜片承受的压差的大小.第24页/共29页第二十四页，共30页。7. 接近(jijn)传感器(1) 工作(gngzu)原理 电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大电路组成利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应应头时，使物体内部产生涡流.这个涡流反作用于接近开头，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制(kngzh)开关的通或断.这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体.(2) 工作流程方框图第25页/共29页第二十五页，共30页。7. 接近(jijn)传感器(3) 接线(ji xin