气动逻辑元件、传感器Appt课件

1、华中科技大学气动逻辑元件气动逻辑元件气动传感器及气动仪表气动传感器及气动仪表华中科技大学气动逻辑元件气动逻辑元件n它是经过元件内部的可动部件的动作改动气流方它是经过元件内部的可动部件的动作改动气流方向来实现一定逻辑功能的气动控制元件。向来实现一定逻辑功能的气动控制元件。n按构造方式可分高压截止式逻辑元件、膜片式逻按构造方式可分高压截止式逻辑元件、膜片式逻辑元件、滑阀式逻辑元件和射流元件。辑元件、滑阀式逻辑元件和射流元件。n气动逻辑元件的特点气动逻辑元件的特点n元件流道孔道较大，抗污染才干较强射流元件元件流道孔道较大，抗污染才干较强射流元件除外；除外；n元件无功耗气量低；元件无功耗气量低；n带负

2、载才干强；带负载才干强；n衔接、匹配方便简单，调试容易，抗恶劣任务环衔接、匹配方便简单，调试容易，抗恶劣任务环境才干强；境才干强；n运算速度较慢，在剧烈冲击和振动条件下，能够运算速度较慢，在剧烈冲击和振动条件下，能够出现误动作。出现误动作。华中科技大学高压截止式逻辑元件高压截止式逻辑元件n是门是门 当当a 口有信号输入，气源气流口有信号输入，气源气流图示图示 b口改为气源口改为气源p就从就从S口输出。口输出。n逻辑表达式逻辑表达式 S=an逻辑符号逻辑符号 与门 当a、b 同时有信号，S 口有信号输出；当a、b 口只需一个有气信号时，S 口均无信号输出。 逻辑表达式 S =a b 逻辑符号as

3、 sa bn 它的动作是依托气压信号推进阀芯或经过膜片变形它的动作是依托气压信号推进阀芯或经过膜片变形推进阀芯动作，改动气流通路来实现一定逻辑功能。推进阀芯动作，改动气流通路来实现一定逻辑功能。华中科技大学或门或门 当当a、b口有一个有气信号，口有一个有气信号，S口就有口就有信号输出。假设信号输出。假设a、b两个口均有输入，那两个口均有输入，那么信号强者将封锁信号弱者的阀口，么信号强者将封锁信号弱者的阀口，S口口依然有气信号输出。依然有气信号输出。 逻辑表达式逻辑表达式 S = a + b逻辑符号逻辑符号ab sn 非门非门 当当a口有信号输入，口有信号输入，S口无信号输出；口无信号输出；当当

4、a口无信号输入，口无信号输入，S口有信号输出。口有信号输出。n 逻辑表达式逻辑表达式 S= an 逻辑符号逻辑符号n 禁门禁门 a信号制止信号制止b信号输出；无信号输出；无a信号那信号那么有么有b信号输出将图示气源口信号输出将图示气源口p改为信号口改为信号口b。n 逻辑表达式逻辑表达式 S=abn 逻辑符号逻辑符号a sab s华中科技大学或非元件或非元件 该元件有三个输入口，一个该元件有三个输入口，一个输出口，一个气源口。三个输入口中任输出口，一个气源口。三个输入口中任一个有气信号，一个有气信号，S口就无输出。口就无输出。逻辑表达式逻辑表达式S=a+b+c逻辑符号逻辑符号n 记忆元件记忆元件

5、“双稳元件双稳元件 有控制信有控制信号号a，气源，气源p 从从S1口输出，撤除控制信号口输出，撤除控制信号a，S1坚持有输出，也就是记忆了控制信号坚持有输出，也就是记忆了控制信号a，直到有了控制信号直到有了控制信号b，S1无输出，无输出，S2有输有输出。出。n 逻辑符号逻辑符号abcsabS1s2华中科技大学n高压截止式逻辑元件的特点高压截止式逻辑元件的特点n阀芯的行程短，可经过较大的流量。阀芯的行程短，可经过较大的流量。n可直接作为普通程序控制用逻辑系统元可直接作为普通程序控制用逻辑系统元件，对气源污染情况要求低。件，对气源污染情况要求低。n普通都带有显示和手动安装，便于检查普通都带有显示和

6、手动安装，便于检查其任务情况和维修。其任务情况和维修。n可组合运用，由几个根本逻辑元件组合可组合运用，由几个根本逻辑元件组合成一级规范单元，假设干个规范单元构成一级规范单元，假设干个规范单元构成逻辑控制器。成逻辑控制器。华中科技大学其他逻辑元件其他逻辑元件n高压膜片式逻辑元件的可动部件是高压膜片式逻辑元件的可动部件是膜片，其根本单元是三门元件。膜片，其根本单元是三门元件。 整个元件有三个通道。当整个元件有三个通道。当a 有信号，有信号，b与与s 的通路被切断，的通路被切断，s 无输出；当无输出；当a 无信号，无信号，b 输入信号才从输入信号才从s口输出。口输出。n逻辑符号逻辑符号 射流元件是利

7、用射流及其附壁效应进展控制的逻辑元件。最大的特点是无可动部件，抗振动、抗干扰才干强，但抗污染才干较弱，对气源质量要求高，限制了它的运用。abs华中科技大学气动传感器和气动仪表气动传感器和气动仪表n气动仪表是消费过程自动化的一种技术工具。气动仪表是消费过程自动化的一种技术工具。包括气动变送单元，气动调理单元，执行单包括气动变送单元，气动调理单元，执行单元。元。n气动变送单元包括传感器和转换器两部分。气动变送单元包括传感器和转换器两部分。传感器将待丈量的物理量转换成相应的气信传感器将待丈量的物理量转换成相应的气信号，再由转换器将气信号转换成规范气信号。号，再由转换器将气信号转换成规范气信号。n气动

8、调理单元将丈量参数与给定参数进展比气动调理单元将丈量参数与给定参数进展比较、计算、放大，使被控对象按一定的规律较、计算、放大，使被控对象按一定的规律变化。变化。n执行单元根据调理单元的输出信号控制被控执行单元根据调理单元的输出信号控制被控对象，实现调理作用。对象，实现调理作用。华中科技大学气动变送单元气动变送单元气动传感器气动传感器n气动传感器不接触检测元件，利用气流在流动气动传感器不接触检测元件，利用气流在流动中所呈现的各种物理特性来丈量各种物理量。中所呈现的各种物理特性来丈量各种物理量。可检测尺寸精度、定位精度、记数、纠偏、测可检测尺寸精度、定位精度、记数、纠偏、测距、液位控制、判别有无、

9、工件尺寸分选、物距、液位控制、判别有无、工件尺寸分选、物料检测等，尤其在检测位置尺寸方面显示出极料检测等，尤其在检测位置尺寸方面显示出极大优越性。大优越性。n按任务原理分：按任务原理分：n背压式传感器背压式传感器n反射式传感器反射式传感器n遮断式传感器遮断式传感器n涡流式传感器、射流偏转式传感器、气声传感涡流式传感器、射流偏转式传感器、气声传感器等器等华中科技大学 背压式传感器背压式传感器n任务原理任务原理 它利用喷嘴挡板机构它利用喷嘴挡板机构的变节流原理任务，由喷嘴挡板、的变节流原理任务，由喷嘴挡板、固定节流口、背压室组成。输出固定节流口、背压室组成。输出压力为压力为pc。当。当x=0时传感

10、器输出时传感器输出最大，最大，pc=ps；当；当x添加时，输添加时，输出压力出压力pc减小，当减小，当x=D/4 时，时，传感器输出压力等于大气压。在传感器输出压力等于大气压。在xD/4以内，特性曲线线性度以内，特性曲线线性度较好，灵敏度高。普通喷嘴为较好，灵敏度高。普通喷嘴为 0.82.5mm，固定节流口约，固定节流口约 0.4mm 运用 对物体的位移变化极为敏感，能分辨0.1m微小间隔变化，丈量范围在15m左右，用于检测零件尺寸、孔径同心度、椭圆度等。华中科技大学 反射式传感器反射式传感器任务原理任务原理 它也是利用喷嘴挡板它也是利用喷嘴挡板机构的变节流原理任务，由同心机构的变节流原理任务

11、，由同心的圆环状发射管和接纳管输出的圆环状发射管和接纳管输出管组成。当气体经过喷嘴和信管组成。当气体经过喷嘴和信号输出通道构成的环行通道射出号输出通道构成的环行通道射出时，在喷嘴上方构成一个旋涡，时，在喷嘴上方构成一个旋涡，并对输出管中气体产生引射作用，并对输出管中气体产生引射作用，输出压力输出压力pc 降低。当被测物接近降低。当被测物接近喷嘴时，漩涡不能构成，气体反喷嘴时，漩涡不能构成，气体反而要流入输出管，输出压力而要流入输出管，输出压力pc 升升高。高。 运用 丈量间隔大，最大检测间隔在 5mm左右。适宜测定xD处的物体，并可丈量以每秒1200次经过的物体。能分辨0.03mm的微小间隔的

12、变化。华中科技大学 遮断式传感器遮断式传感器任务原理任务原理 由发射管和接受管由发射管和接受管两部分组成。利用被测物体挡两部分组成。利用被测物体挡住发射管射出的气流，使接纳住发射管射出的气流，使接纳管压力为零，来丈量物体边境管压力为零，来丈量物体边境位置。当发射管输出气流为层位置。当发射管输出气流为层流时，要求气源压力小于流时，要求气源压力小于0.01MPa，而且流量较小，丈，而且流量较小，丈量间隔小于量间隔小于20mm，不能受外，不能受外界干扰。假设提高气源压力至界干扰。假设提高气源压力至0.6MPa，那么丈量间隔可达，那么丈量间隔可达70mm，不受外界干扰，但接，不受外界干扰，但接纳信号需

13、求放大。纳信号需求放大。 运用运用 层流遮断式传感器检测物体位置具有很高的灵敏度，检测间层流遮断式传感器检测物体位置具有很高的灵敏度，检测间隔不得大于隔不得大于20mm。紊流遮断式传感器的检测间隔可加大，但耗气量大，。紊流遮断式传感器的检测间隔可加大，但耗气量大，检测灵敏度不及前者。检测灵敏度不及前者。华中科技大学气动调理单元气动调理单元n气动调理单元是调理系统气动调理单元是调理系统的中心环节。它将变送器的中心环节。它将变送器送来的被控量与给定值比送来的被控量与给定值比较，以一定的调理规律向较，以一定的调理规律向执行单元发出调理信号，执行单元发出调理信号，使被控量在某一范围内或使被控量在某一范

14、围内或以一定规律变化。以一定规律变化。n气动调理单元有比例调理气动调理单元有比例调理单元、积分调理单元、微单元、积分调理单元、微分调理单元，并可将它们分调理单元，并可将它们组合运用。组合运用。n 以比例调理单元为例。比例调理单元使输出信号变化与输入信号以比例调理单元为例。比例调理单元使输出信号变化与输入信号给定值与丈量值之差在一定范围内呈线性关系。给定值与丈量值之差在一定范围内呈线性关系。华中科技大学 比例环节的任务原理比例环节的任务原理 气源进入比值器后，分为两路，一路进入放大器气源进入比值器后，分为两路，一路进入放大器A室，球室，球阀封锁阀封锁A 室与室与B 室通路，另一路进入背压室室通路，另一路进入背压室D，并由喷嘴排向，并由喷嘴排向大气。大气。 当输入信号进入波纹管当输入信号进入波纹管1并与装在同一轴线上的弹簧并与装在同一轴线上的弹簧12 产产生一合力作用在杠杆生一合力作用在杠杆3 上，构成一顺时针力矩，使杠杆绕支点上，构成一顺时针力矩，使杠杆绕支点11 产生微小偏转，推进挡板产生微小偏转，推进挡板7 盖向喷嘴盖向喷嘴 6，背压室，背压室D 中压力中压力增大，并由膜片推进阀杆下移，球阀翻开，气源压力经增大，并由膜片推进阀杆下移，球阀翻