传感器培训讲座原理及应用

欢迎参加OMRON系列产品讲座OMRON自动化（中国）统辖集团制造工程方案统辖部汽车行业项目1组项目专员王斌传感器的基本概念传感器(Transducer/Sensor)的定义是：能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常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被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。接近传感器（检测金属）工作原理(1)高频发震机使线圈发出高频磁场(2)被测对象产生涡电流，而涡电流又会引发新磁场(3)发震机受到涡电流的相反磁场的影响而停止振动(4)通过振动的有无输出ON/OFF检测对象是会发生涡电流的电导体，越接近磁性体（容易变成磁铁）产生的涡电流越大、灵敏度越高。但是即便是磁性体，象铁酸盐那样的熔铸合金是绝缘体，不会发生涡电流，所以不易被检测。

利用交流磁场的变化通过接近传感器把生产线上不同的金属罐分类。E2E/E2E2/E2F/E2EV檢測距離:

0.8-10mm接近传感器应用（一）接近传感器（检测非金属）工作原理根据检测物体的有无，电极和大地间的静电电容（capacitance）会发生变化，静电电容的增加引起了振动物体的诱电率（分极的难易程度）越大Capacitance也越大，就越容易检测（灵敏度高）由于产品中具有不同的静电容量，利用静电容量型接近传感器可以检测出纸盒包装内有无饮品。E2K-C/E2K-X/E2K-F接近传感器应用（二）检测距离:

3-25mm接近传感器应用（三）接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器术语接近传感器注意事项１．检测物体的材质（参照后面曲线图）

额定检测距离为标准检测物体：定为纯铁（PureIron）。

磁性接近传感器的检测距离由材质的透磁率（磁束通

过的容易度）决定、距离随材质变化。２．检测物体的大小

每种型号的大小不同，但如果小于标准检测物体，会引起检测距离低下。３．检测物体的厚度（参照后面曲线图）

一般检测物体以1mm为准。检测物体的厚度比0.1mm薄会产生表皮效果（SkinEffect），检测距离延长。４．相互干扰

接近传感器以高频率振动。相邻设置的话会引起相互干扰、

相邻使用不同频率的传感器可以防止相互干扰。５．电源复位/电源OFF时负载与传感器连接在不同的电源上时请先接通传感器电源，传感器通电100毫秒后即处于可检测状态。关闭电源时要先将负载关闭。

６．传感器导线颜色（所有传感器通用）电源：褐（＋）蓝（－）交流两线也是褐/蓝控制输出：输出1（黑）输出2（白）７．传感器动作指示灯颜色日本美国的标准为红色。欧洲为橙色，所以IEC使用橙色，现欧姆龙的产品多为红色。接近传感器注意事项接近传感器特性曲线图（一）检测物体的大小、材料与检测距离的关系物体的大小小于标准检测物体时，检测距离变小。对于同等大小的物体来说，依材料不同而不同。铁的检测距离最长。接近传感器特性曲线图（二）检测物体的厚度与检测距离的关系根据表皮效果（SkinEffect）、检测物体越薄，产生的涡电流强，检测距离越长。（即便是Al也比厚铁片的距离长）漏电流特性10300.4漏电流（mA）電源電圧（V）对2线式传感器很重要＋V0V负载回路i传感器即使不处于ON状态，也存在让回路动作的电流i。负载过大或不想让电流流过负载的情况下，需要加入泄放电阻（BleederResister）泻放电阻E2E-X□D接近传感器的应用接近传感器检测电机的转速光电传感器介绍一、光电传感器概述二、光电传感器的工作原理及特点三、光电传感器术语四、光电传感器型号标准五、光电传感器选型六、光电传感器实验光电传感器概述

OMRON的光电传感器非常有名，产品丰富。有许多技术都是独一无二的。光电传感器由投光器与受光器组成，一般用来检测物体的通过，投光器中的投光元件从最早的灯泡发展到现在的LED，受光器中的受光元件从最初的光电阻元件发展到现在的PD。

传感器的外部构造也由最初的放大器内藏型发展到现在的放大器分离型。能在更广范围下使用。现在欧姆龙的主流发展机型为光纤式光电传感器，这个在后面将会详细介绍。对射型光电传感器原理图实际应用：车辆的通过检测检测距离较长。投光器/受光器两者都需要接通电源。光轴对合比较费力。对射型光电传感器30m，型号E3S-CT11/CT61回归反射型光电传感器实际应用：透明瓶的通过检测检测距离小于对射型。只需在一处配线，反射板在光的入射方向上形成反射光光轴对合方便。扩散反射型光电传感器实际应用：纸箱的通过检测检测距离短。只需在一处配线，无需反射板。有投光/受光二个透镜，检测位置精度不高。限定反射型光电传感器实际应用：检测磁带上有无IC片部件呈正反射的光学结构，受到被测物体颜色的影响小，检测距离限定于某个范围，不易受到背景物的影响。适合检测段差和传送带上流过的薄型物体。距离设定型光电传感器实际应用：不同流水线上的瓦楞纸箱检测黑轮胎以细光束投光，让被测物体上的光点的像能在PSD上成像，根据光点位置演算传感器表面到物体的距离。检测距离可由旋钮设定，也能去除背景的影响。E3MC全色彩传感器的原理・构造E3MC红LED绿LED蓝LEDFAO①FAO②PDFAO＝FreeAngleOptics使用欧姆龙开发的光学多层膜避免光的不同入射角度的影响。

FAO①－红透过/绿反射

FAO②－红・绿透过/蓝反射被测物体投光脉冲反射光脉冲（以紫色为例）RGB光依次以同样的水平（混合时为白光）投光，根据物体颜色RGB的反射水平会发生变化，所以与PD的的投光同期受光之后以RGB的水平来判断物体的颜色。光纤式光电传感器

光纤式光电传感器是一种放大器分离型的光电传感器，光纤传感器中也有对射型、回归反射型和扩散反射型。光纤传感器能够检测一些由于空间太小一般传感器无法安装的场合，或在特殊环境下。光纤传感器因为光纤的优点以及它的数字化显示，是目前光电传感器发展的主流。下面先介绍光纤传感器的发展。高温下的通过检测1990199520002005能在狭小空间里使用的传感器能轻松地调整灵敏度数值化管理（操作的标准化）省配线手动调节（旋钮）式示教式数字式E3X-A型E3X-NA型E3X-DA(DA-N)型E3X-NT/NM型E3X-NH型E3X-DA-S／MDA型高精度・稳定检测发展趋势数据履历（可靠性）随着高速、高精度检测用途，数值化管理（使用的简便性）要求的增加，数字式产品的需求在急速提升。光纤传感器的发展E3X-DA-S／MDA型系列调整到最容易使用的光量、｢光量调整｣功能。（１）无需复杂的模式设定。（２）能解决近距离设置的光量饱和以及光量不足的问题。无需模式选择原来新提案按一下无变化有变化不能检测可以检测无工件有工件调整到最容易使用的光量、｢光量调整｣功能。专利申请中支持长期稳定的高精度检测的４元素ＬＥＤ＋ＡＰＣ回路。通过采用新开发的4元素ＬＥＤ＋ＡＰＣ（AutoPowerControl）回路，实现同行业最高级的长期稳定检测。最高级无无E3X-DA-S/MDA操作的标准化→管理的数值化

随着需要的变化，传感器也在不停进化。E3X-DA-S/MDA探头设置门槛值调整操作专利申请中受光量／门槛值受光量／峰值保持百分比／门槛值大型光量条在使用过程中，能从有帮助性的丰富的表示方法中根据实际用途进行选择。标准（门槛值设定.功能设定）应用使用散装包装装置时、由于颗粒物大面积下落、不能进行精确的检测。希望能稳定地检测出所有的颗粒物。使用Ｅ３Ｘ－ＤＡ１１－Ｓ＋Ｅ３２－Ｔ１６Ｗ可进行检测。解决附加值由于应答时间也很快，能进行迅速包装。E3X-DA-S应用＜应用图、解決方法＞・光纤探头紧密安装在玻璃面上。・无水时，玻璃内径的反射光数值为４０００。・有水时，由于光扩散到水里、反射光的数值将减少30左右。

能检测出这个差值。标题：

槽内水位的检测

行业：

药品工程ｏｒ装置名：

调和机

检测物体：水检测开关名称：

光纤开关

型号：

E3X-DA11-S＋E32-D11L

＜问題点＞・希望检测直径为１ｍ的槽内的水位。・希望通过６点检测水位、由于在加压槽中，所以只能通过探视窗口进行检测。＜课题＞・在不振动的条件下，能稳定地进行有无检测的开关。＜适合采用＞・能稳定检测出透明的水。＜效果＞・能稳定控制槽内的水位。１ｍD11L无水有水E3X-MDA性能参数（一）E3X-MDA性能参数（二）应用：检测物体的有无并且判定其正反面首先检测物体的有无，然后判定物体的正、反面。以往实现此功能需要两个传感器，但是现在使用E3X-MDA只要一个就可以实现。解决E3X-MDA应用５个特长◎与数字式光纤放大器同样大小（宽幅１０ｍｍ）的能驱动激光的放大器单元◎激光光束有点状、线状、块状3种光学结构可供选择・以3种型号实现长距离１０００ｍｍ的检测・通过焦点聚焦调整结构、可变化光束的形状・尺寸

◎搭载有最适合长距离定位用的光轴调整结构

可调整横方向±２°的激光出射角度○在探头单元上采用了清晰易见的大型表示灯

在传感器探头上装有能一目了然地确认检测动作的大型指示灯，为现场的简便使用提供了视觉上的支持。○探头单元的接插件化使安装更简便

传感器的放大器和探头通过接插件可实现即时装卸。

因此，探头更换、接线操作、维护等场合下能多次反复地连接。E3C-LDA介绍E3C-LDA介绍数字式激光传感器是什么样的产品！E3C-LDA系列是放大器分离型的产品的升级产品。数字式显示，并使用激光的ON/OFF传感器。由于该产品是SmartSensor中的一员，所以与SmartSensor家族的其他成员一样拥有共同操作性，再加上与激光驱动的探头单元组合使用，是功能强大的数字式放大器分离型产品。E3C-LDA介绍检测距离50mm处光点直径是Φ50μm，检测距离是1m处光点直径是Φ1mm，可以轻松检测小物体。E3C-LDA具有将光束随心所欲的改变形状的特征：例如点状探头（E3C-LD11）上装上光束变化单元就能变成线状光、块状光。激光光束有点状、线状、面状3种可供选择，各种光束的大小可调所以可以对物体做出最合适的检测，实现检测的高质量。主攻行业！应用方面，通过激光的透射性（窄视野）和数字显示的有效利用，有以下两点:①能在远距离检测１ｍｍ以下的微小物体②是适合伸出检查和定位检查的传感器。应用：钟表齿轮的中心针压入工程部分E3C-LDA介绍光电传感器术语（一）指向角光电传感器发生动作的范围；（主要指对射性和回归反射型）无感应地带处于投受光区域以外的无动作区域，在这块区域内不能检测；（距离设定型，限定反射型，扩散反射型，回归反射型）应差距离动作距离与复位距离的差；（主要指扩散反射型）应答时间从输入光的断续开始到控制输出的动作或复位为止的时间

光电传感器术语（二）光电传感器术语（三）遮光动作与入光动作遮光是遮断或者减少进入受光器的光束时使用输出型；入光则是增加进入受光器的光束时使用输出型。对于对射型和回归反射型的光电开关，置为LIGHTON的情况下，没有检测物体时输出ON，在DARKON的情况下，有检测物体的情况下输出ON；而扩散反射型则正好相反。自我诊断通过光量的稳定度判断。与一般光电传感器都带有的绿色稳定指示灯连动，稳定指示灯熄灭则输出ON，表示不稳定。

外部诊断输入外部诊断输入ON/OFF时如控制输出变化的话，传感器正常，若传感器一直处于ON或OFF不变的情况下，那么该传感器有故障。光电传感器术语（四）光电传感器术语（五）标准检测物体与最小检测物体对射型和回归反射型是根据光学结构的对角线长度将直径较大的不透明体的尺寸作为标准物体，一般的对射型是以投、受光器的对角线长度作为标准检测物体的长度。回归反射型则是从反射板的对角线长度作为标准检测物体的直径。扩散反射型是根据投光束的直径将大张的白纸作为标准检测物体。

最小检测物体：对射型和回归反射型的是在额定检测距离下，对灵敏度正确调整把能检测到的最小检测物体记录下来，反射型的光电开关将灵敏度设定到最大，把可检测的最小检测物体记录下来。光电传感器术语（六）环境照明指受光器的表面照度

（Lux）的允许值（即传感器不会发生误动作的照度。）光电传感器术语（七）M.S.R功能利用回归反射型的光电传感器内置的过滤器与回归反射板的特性，拥有只接受从回归反射出的反射光功能的结构。通过M.S.R检测无光泽物通过1与2来区分，检测有光泽物体通过1与3来区分.M.S.R.功能应用特性曲线－平行移动特性光电传感器术语（八）旋转编码器的介绍一、旋转编码器的原理二、旋转编码器的分类三、旋转编码器的选型四、旋转编码器的命名五、旋转编码器的应用六、旋转编码器的实验旋转编码器的原理（一）旋转盘转动时，光敏二极管断续的收到发光二极管发出的光输出方波。增量型编码器原理旋转编码器的原理（二）

增量型编码器通过对产生的方波的脉冲进行计数来检测角度。

正转时A相超前B相90度，反转时A相落后B相90度，Z相为原点信号。旋转编码器的原理（二）绝对型编码器原理绝对型旋转编码器通过与位数相对应的发光二极管和光敏二极管对输出的二进制编码来检测旋转角度。检测到的角度是绝对角度。多旋转绝对型编码器采用部分单旋转数据的绝对信号，根据内部的计数器累计作为绝对代码输出圈数（多旋转数据）通过对单旋转数据和圈数的计算位置和角度。旋转编码器的分类一、增量型编码器：E6A2，E6B2，E6D，E6H二、绝对型编码器：E6CP，E6C2-A，E6G2三、多旋转编码器：E6C-M，E6C-N旋转编码器的选型标准（一）一、增量型与绝对型增量型：输出脉冲系列，通过计数器计数换算成角度或位置绝对型：输出单转角度（脉冲）和圈数，直接是一个二进制数或BCD码二、分辨率与精度分辨率：一圈输出的增量信号脉冲数或绝对型的绝对地址精度：输出的相位或角度的误差三、最高响应频率最高响应频率＝（转速/60）×分辨率旋转编码器的选型标准（二）四、输出电路方式１、集电极开路(NPN与PNP)旋转编码器的选型标准（三）2、电压输出３、线性驱动输出六、外形尺寸选定轴的类型（中空轴或杆轴）。使用中空轴时驱动侧的轴直接与中空穴连接，可节