气动及传感器课件

一、气动控制技术的特点：1、经济：由于气动元件价格较低，且气动元件的使用寿命长，所以投入和维修费用都较低。2、可靠：气动元件有很长的工作寿命，所以气动系统有很高的可靠性。3、清洁环保：压缩空气无论是产生、使用和释放都不会污染环境。4、安全：在危险场所不会引起火灾、气动系统过载只会停车或打滑，而不会引起发热。二、常用气动元件：双作用气缸：双作用气缸的双作用是指它有两个作用气口，压缩空气从气口1进入，从气口2排出时，活塞就被气压作用带动活塞杆而伸出，反之，当压缩空气从气口2进入，从气口1排出时,活塞就被气压作用带动活塞杆而缩回。气缸的两个最主要的指标是出力和行程，气缸的出力由缸径D和工作压力P所决定.活塞上的磁环是用来感应气缸上安装的磁性位置传感器而设置的。它和磁性位置传感器一起来检测气杠活塞动作后的位置。

两位五通双控电磁阀：电磁阀是用电压信号来控制的流体流动的阀门装置。图1—11是一装有三个两位五通双控电磁阀和一个两位五通单控电磁阀的示意图，两位五通双控电磁阀对应的元件符号如图1—12。两位是指它有两个基本工作位置。五通是指它有五个通气孔。双控是指其两个工作位置的切换是由两个电磁线圈来控制。两位五通阀的五通是指它有五个通气孔：工作口A、工作口B（该两个工作口通过气管与双动气缸的两个气孔相连接）、一个气源口（接入压缩空气）、排气孔A和排气孔B（与外界大气相通）。当线圈A通电，而线圈B断电时，电磁阀切换到A工作位，此时压缩空气由工作口A送出，工作口B则与排气口B连通。当线圈B通电，而线圈A断电时，电磁阀切换到B工作位。此时压缩空气由工作口B送出，工作口A则与排气口A连通。当线圈A和线圈B都断电或都同时通电时，电磁阀保持原工作位不变。即一般情况是不允许两个线圈同时通电的。我们在使用时要引起注意。当线圈A通电，而线圈B断电时，电磁阀切换到A工作位，压缩空气从工作A出来，送至气缸，气缸排出的空气由工作口B排至外界大气，使得气缸活塞被压回，即使线圈A断电后，气缸也仍然保持为缩回的状态。当线圈B通电，而线圈A断电时，电磁阀切换到B工作位。压缩空气从工作B出来，送至气缸，气缸排出的空气由工作口A排出，使得气缸活塞被压伸出，即使线圈B断电后，气缸也仍然保持为伸出的状态。由此可看出，双控电磁阀具有自保持功能，属于双稳态元件。气缸节流阀：气缸节流阀：气缸节流阀的作用是调节气缸的动作速度，一般有限出型和限入型两种，一般用得最多的是限出型节流阀。限出型节流阀是安装在气缸的排气口上.当调节节流阀A时，是调整气缸的伸出时的速度，而节流阀B则是调整气缸缩回的速度。许多节流阀上都带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可将管连接好了。这样使用起来非常方便。几种常用接近开关、光电开关及特点开关种类开关特点电感接近开关电容接近开关磁性接近开关光电开关检测物体金属金属、非金属、液体磁性物体透明体、不透明体检测距离≤80mm≤30mm≤30mm0.5mm-几m-几十m输出形式NPN、PNP、晶闸管、继电器。（常开NC、常闭NO）NPN、PNP、晶闸管、继电器。（常开NC、常闭NO）NPN、PNP、晶闸管、继电器。（常开NC、常闭NO）NPN、PNP、晶闸管、继电器。（亮通、暗通）引出线3线、2线、4线3线、2线、4线3线、2线、4线3线、2线、4线常见外型圆柱、矩形、饼形圆柱、矩形、饼形圆柱、矩形圆柱、矩形

常用电子传感器：在工业自动化控制系统中，检测位置、速度、颜色、压力、温度等非电量都是电子传感器将上述变量转变成电信号。下面仅介绍我们将要用到的几种传感器。接近开关的一般组成和输出形式：接近开关一般是由感应部分、放大器和输出部分组成，感应部分与该接近开关用于检测对象不同而不同，输出部分常用的形式有：有极性两线型、无极性两线型、三线的PNP集电极开路型和NPN集电极开路型、还有可通过不同接线来改变输出类型的可编程型四线型。对于两线型的输出的接线，是将该接近开关与电源和输出的负载相串联就行了，如是有极性的一定要注意电源的极性。对国内标准：红色线接电源正端，兰色接电源负端，黄色线接负载（继电器或PLC的输入端）。

如引出的是红、兰、黄三种颜色线，则此开关是国内标准。对国际标准：棕色线接电源正端，兰色接电源负端，黑色线接负载（继电器或PLC的输入端）。如引出的是棕、兰、黑三种颜色线，则此开关是国际标准。三线型接近开关的引出线有三条，其中，，输出只有常开（NO）或常闭（NC），，括号外的所标引线的颜色是国内标准接近开关所使用，括号内的所标引线的颜色及线的标号是国际标准（进口或外资厂生产）接近开关所使用。现在许多国产产品也大多采用国际标准。2、电容接近开关：电容接近开关最主要的内部结构是一个振荡器，它的电容位于传感界面，当一个导体或绝缘体（其介电常数大于1），接近电容接近开关的传感界面时，它改变了其耦合电容值从而开始振荡，使得输出晶体管动作。电容接近开关的两种常电容接近开关可以用来检测金属物体、介电常数大于1的非金属固体或液体。一般的电容接近开关都设有检测灵敏度调节功能。3、电感接近开关：电感接近开关内部的主要结构也是一个振荡器，它的线圈位于传感界面，当一个导体接近电感接近开关的传感界面时，振荡器由于涡流损耗而停振，使得输出晶体管动作。电感接近开关只能用来检测金属物体。一般的电感接近开关都不设灵敏度调节功能。对射式光电开关：对射式光电开关有一个光发射头和另一个光接收头构成，正常时光接收头被发射头的光所照着，当有物体进入其光路中，遮挡住了光发射头照射到光接收头上的光，使得其输出晶体管动作。对射式光电开关用于检测非透明物体。对射式光电开关的检测距离较远。镜面反射式光电接近开关的感受面上也装有一对光（一般为红外光）发射、接受头，与漫射式不同的是其接收灵敏度较低，只有当置于镜面反射式光电接近开关对面的反射镜把由发射头发射的光反射到接受头上时，其输出晶体管处于一种状态（饱和或截止），当由非透明物体进入光电接近开关与反射镜之间而遮挡了光的接受时，使得光电接近开关的输出晶体管动作。镜面反射式光电接近开关的检测距离较远，用于检测非透明物体光纤式光电接近开关：光纤式光电接近开关的结构特点是，放大器与检测头是分离的，由光纤头来进行连接。其光纤头分为反射式和对射式。由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。光纤式光电接近开关的放大器的灵敏度度调节范围较大，使用起来比较方便。反射式光纤头检测物与漫射式光电接近开关一样，也是具有一定光反射率表面的透明或非透明物体。对射式光纤头检测物与对射式光电接近开关一样，也是非透明物体。

磁性接近开关按结构和原理可分为干簧管型（也称机械型）、霍尔型、磁敏电阻型和磁敏二极管型等。干簧管型磁性接近开关内部主要是一个干簧管，见图2-10，当有磁性物体靠近时，干簧管的触点就被吸合而接通或断开。干簧管型磁性接近开关的外型一般做成长矩形。干簧管型磁性接近开关一般只有两条引线。霍尔型磁性接近开关的内部有一个霍尔元件，当有磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，进而控制开关的通