超声波传感器

所选用型号：SIEMENS3RG6024-3ACOO没有模拟量输出属于紧凑型M30K1系列C表示常闭超声波传感器逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动,从而产生超声波,可作为发射探头;而利用正压电效应，将超声振动波转换成电信号,可用为接收探头。招声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，而以压电式最为常用。压电式招声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷•这种传感器统称为压电式招声波探头。它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头；而利用正压电效应，将超声振动波转换成电信号，可用为接收探头。超声波探头结构如图10-3所示,主要由压电晶片、吸收块（阻尼块）、保护膜组成。压电晶片多为圆板形，厚度为6。超声波频率f与其厚度6成反比。压电晶片的两面镀有银层,作导电的极板。阻尼块的作用是降低晶片的机械品质,吸收声能量如果没有阻尼块,当激励的电脉冲信号停止时,晶片将会继续振荡,加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变差。超声波物位传感器超声波物位传感器是利用超声波在两种介质的分界面上的反射特性而制成的。如果从发射超声脉冲开始,到接收换能器接收到反射波为止的这个时间间隔为已知,就可以求出分界面的位置，利用这种方法可以对物位进行测量。根据发射和接收换能器的功能，I传感器又可分为单换能器和双换能器I。单换能器的传感器发射和接收超声波均使用一个换能器，而双换能器的传感器发射和接收各由一个换能器担任。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。分辨率分辨率是使接近开关的输出发生改变的到物体的距离的最小改变。内部分辨率为256或4096步。如果在编程过程中输入超过此分辨率的数值，则程序会自动对它们进行校正。校正过的值会显示在窗口中并带有一条消息。示例超声波接近开关3RG6014~（60-600cm）对于60~600cm的感测范围，分辨率为1.3mm：6000mm-600mm=5400mm5400mm/4096=1.3mm如果测量范围受到限制，则步距大小就会降低，因为被分为4096步的距离降低了。但最小步距值被电子电路限制为1mm。如果感测范围受到限制，则分辨率就会提高。盲区必须为盲区设定一个小于最小值的数值。这是超声波接近开关要求从发送模式切换到接收模式的所要求的时间。可以将盲区从超声波接近开关移开（如增加）以忽略前景中的干扰物体。来自这种物体的干扰反射波可通过将盲区扩展而进行抑制，随后可以对目标物体再次进行检测。在这种情况下，超声波接近开关的感测范围可能会降低，因为来自被检测物体的一部分反射波被抑制了。但是，在原始盲区内仍不许存在物体。在这种设置下，一定要确保物体不要对超声波反射过强以致产生双重或三重反射波，从而使人觉得物体的距离很远。（在正常操作过程中不会出现这种问题，因为只有第一个反射波被有效接受）。在盲区内不能有任何物体，否则会导致错误的输出。在工作范围限值之外，与传感器离开一段距离的物体在开关量输出上不会发出信号。准确度准确度是指真实距离与指示值之间的一个允许误差。超声波接近开关的准确度取决于内部公差以及空气的某些物理参数如湿度、大气压力和空气移动。这些参数会影响声音传播时间，因而影响接收到的测量值。气体类型超声波接近开关设计用于在大气中工作。如果在其它种类气体中使用该传感器，则声音速度和衰减数值的不同会导致显著的测量误差甚至出现故障（例如在一氧化碳中）。感测范围降低感测范围可以增加超声波接近开关的分辨率。通过大检测范围，超声波接近开关不可能以一毫米的步来调节一些值。超声波接近开关的最低分辨率是1mm。压电效应可分为正压电效应和逆压电效应正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。IP防护等级IP（INGRESSPROTECTION）,IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二所示：0没有防护对外界的人或物无特殊防护。防止大于50mm的固体物体侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部的零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入。防止大于12mm的固体物体侵入防止人的手指接触到灯具内部的零件防止中等尺寸（直径大12mm）的外物侵入。防止大于2.5mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。防止大于1.0mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。防尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响灯具的正常工作。防尘完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入。表二：第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度0没有防护没有防护。防止滴水侵入垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响。倾斜15度时仍可防止滴水侵入当灯具由垂直倾斜至15度时，滴水对灯具不会造成有害影响。防止喷洒的水侵入防雨，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入灯具造成损害。防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损害。防止喷射的水侵入防止各自各方向由喷嘴射出的水进入灯具造成损害。防止大浪的侵入装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而进入造成损坏。防止浸水时水的侵入灯具浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏。防止沉没时水的侵入灯具无限期的沉没在指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏。-防水试验1、范围防水试验包括第二位特征数字为1至8,即防护等级代码为IPX1至IPX8。2、各种等级的防水试验内容（1）IPX1方法名称：垂直滴水试验2）IPX2方法名称：倾斜15°滴水试验3）IPX3方法名称：淋水试验4）IPX4方法名称：溅水试验；一.问答题（每题10分,共80分）1:传输程序时RI02000与CP316H的区别是什么？为什么？答：RI02000和CP316H在传输时都要把让PLC停止，在STOP的状态下进行传输。316H传输完成之后就结束了，2000在传输完后还要进行FLASHSAVE,因为316H是有电池的，而2000模块没有电池，如不保存的话，再断电后会自动恢复到以前的状态。2：从当前CPU联机到其它站时需要如何设置？答：如果通讯线插在N01S01上要访问（检查）N01S02时，需要在N01S02的属性中的网络中选择中转指定“有”，网络编号写“1”，站编号写“2”；如访问N01S03区别是把站编号写成“3”。如访问N02S06，需把网络号写“2”站号写“6”如在CMS电脑访问N01S01，需把网络号写“2”站号写“1”如访问N01S02，网络号写“1”，站号写“2”。CMS电脑一般是用218通讯（网线），需要设置对应的IP地址。3：程序中的［T ］与［T］的区别是什么？答：T在前边的是延时导通，也就是当此语句前边的条件满足的时候，向后的指令是延时才通，如前边的条件不满足时，向后的指令立即中断；T在后边的是延时关断，也就是当此语句前边的条件满足的时候，向后的指令是立即就通的，如前边的条件不满足时，向后的指令是延时才关断。4：从哪里可以查到各PLC模块和变频器的网络号和站号？答:从N01S01的“定义文件夹”中的“模块构成”文件中CP-215可以查到PLC的站号设置，在CP-216中可以查到INV的站号设置。5：程序中的IWnnnnn、OWnnnnn、MWnnnnn、DWnnnnn、SWnnnnn的功能和定义？答：IW是PLC的输入地址，OW是PLC的输出地址，这些在程序中地址在图纸上和PLC模块构成的文件中是都可以查找的到的,MW是PLC中的中间地址,在各个程序段中都可以调用，DW也中间地址，但只能在当前的程序页中调用，SW是系统的内部地址，查找的时候SB是没有线圈的，SB、SW的意义系统已经设置完毕，无法更改。6：程序中的“ABS”、“INV”指令实现的功能是什么？答：ABS是取绝对值指令，即对前边的数值取绝对值；INV是取反指令，即对前边的数值取反。7：更换变频器主控板要注意事项？答：INV的主控板是INV的核心部件，参数的设置全在主控板里，更换新的主控板后，第一次送电要将主控板做初始化，A1-03=2220，后回车，传输参数后有的参数是传不进去的，要手动输入