传感器的基础1.ppt

1、营业者研修初级教程传感器基础1,讲座目的 通过对光电传感器、 接近传感器、压力传感器的学习来掌握传感器的检测原理、分类和构成。 学习本教程是使你成为选择，使用传感器高手的第一步。 SUNX 株式会社 平成15年3月19日 第2版,光电传感器 接近传感器 压力传感器,1.光电传感器,2.接近传感器,3.压力传感器,4.共通项目,5.练习问题及解答,6.参考资料,P107,P103,序言,为了使初学者能够在实践中掌握传感器的基础，本课程随处设有实习部分。有特殊标记的内容是要进行实习的内容。实习内容、实习程序、实习目的意义在课程中有说明。本课程和相应的实习都要完成。 为了使学到的内容得到巩固，设下了

2、练习问题，每题有4各选项。在课程最后有答案，请试着不看答案作一作。 第4章将各种传感器（光电、接近、压力）的共同点作了一下总结。,用语索引和技术指南,关于传感器相关的用语请看传感器综合目录里的用语索引。这里面还有检测原理和注意事项等内容。,1、光电传感器,用光作为检测媒介的传感器一般叫做光电传感器。 光就存在于我们身边。没有它的话就不可能进行生活，光重要到了这个程度。可以说，人类的信息有60%以上来自眼睛，而对于人类传感器的眼睛来讲光是不可或缺的媒介。熟练使用光电传感器的精髓就是：检测物体不同时光会有什么变化，然后在这种情况下变化有多大。需要掌握的就是这一点。,波长,我们都认为对光已经很了解，

3、实际上不是十分了解。可以把光看成是光子波，一种能量的流动。与海的波相同，也存在一个波峰到波峰的距离，这个距离就是波长，用米来表示。实际上光是电磁波的一部分，光和电磁波不同的地方就是波长不一样。光的波长从短波到长波形成一个连续的体系，人们所说的光处在（眼睛所能看见的范围，即可见光）波长从400nm700nm的狭小范围内。波长短于400nm的叫紫外线，长于700nm的叫红外线。紫外线能引起烧伤，红外线作为一种热量我们人类能感觉到。,1-1光的性质,五官接收信息的比率,同样，眼睛能见到的光（可见光）波长不同，性质也不一样，可见光中波长最长的是红光，最短的是紫光。 可以这样说，人们感觉到的各种不同的颜

4、色，是光的波长不同造成的。,波长,光通过密度不同的两种物质时，在交界处会发生弯折，这叫做折射。,密度越大光的传播速度越慢，折射率就越大，折射率大也就是所说的弯曲变大。,折射,入射角i,折射角r,nAsini=nBsinr,折射率不只和媒介有关，光的波长不同折射率也会发生变化，这叫做色散。这种现象可以通过棱镜和彩虹来观察。光发生折射的时候，波长短的弯曲大，波长长的弯曲小。我们平时所见的是各种波长的光的混合物，叫做白光。光在棱镜中折射形成彩虹色，是因为光由各种波长的单色光构成，波长的大小不同，按不同的角度折射。 正因为如此对照相机来说，由于使用几个物镜，为了把焦点位置调到一致需费一番功夫。如果不调

5、整镜片直接拍摄，颜色不同的光焦点位置就有偏差，不能拍出清晰的照片。,色散,在镜面上发生的反射称为镜面反射，镜面以外的反射称为漫反射。镜面反射由于入射角和反射角相等，可以成像，纸面等表面放大之后可以看到是有很多平面和曲面构成，反射面不同，反射方向不会像在镜面那样一致。由于反射角度不同故不能成像。,那白纸为什么是白的呢？ 这是因为大部分波长的光（可见光）在所有方向发生漫反射，故看见的是白色 黑纸看起来是黑色是因为大部分波长的光都被吸收的缘故。 依此类推，红纸显红色是因为波长长的红光被反射，波长短的光被吸收的缘故。,反射,漫反射,镜面反射,光在空间和物质中传播会发生衰减，发生衰减有两大原因： 1、由

6、于光有个发散的角度，从一点出来的光按照这个角度一边扩散一边向前传播。所以，前进一段距离的光单位面积上的能量，用函数表示，即与距离的平方成反比。,衰减,顺便提一下，激光在自然界中是不存在的，它是一种特殊的人工光。因为光的发散角大大缩小，传播相同的距离其衰减量比自然光小的多。 光通信和高精度检测等场合使用激光就是出于那样的原因。 2、由于媒介而衰减 光在物质中传递时由于会碰上各种粒子，光被粒子反射和吸收而发生衰减。光电传感器就是利用光的这个性质。 通过考虑我们身边的事情，就会发现光有很多有趣的地方。,P1,P2,L,L1,P2=P1/(L/L1)2,1-2 光电传感器 光电传感器是使用光对物体进行

7、检测的传感器的属名。通过检测物体的反射、传输和吸收等，从传感器投光部发送的光信号发生改变，然后被传感器受光部检测到，并产生相应的输出信号。此外，它还能检测到被检测物体的光辐射，并产生输出信号。也可以说是以光为媒体，对检测物体非接触检测的输入机器。,非入光状态,（OFF:L-ON设定的场合）,入光状态,（ON:L-ON设定的场合）,1-3用光电传感器检测 如前所述，光电传感器是以光为媒介，然后为了检测物体而捕获光的变化。 通常我们用“检测”这个词表述，如果换一种表达方法，可以解释成“检测”就是区别入光量的差别。 用1-2节中出现的光电传感器检测物体的例子来说明，当没有检测物时，入光量少（0），当

8、有检测物时，从检测物反射的入光量变大，这就产生了入光量的差。（距离设定式.限定反射型和FZ-11除外） 那么，根据有、无检测物体时的各种入光量，再插入动作水平状态加以区别，既能检测出物体。,非入光状态,入光状态,光源 光源20多年前主要以白热灯充当，今天用发光二极管。有红外、红色、绿色、蓝色等种类。 大部分的光电传感器都是调制式（脉冲变换型），所以具有检测距离长，耐外来光干扰，耐噪音的特点，如上图所示。 然而，还有一部分非调制式（直流点灯方式）的光电传感器，它们不具备抗外来光干扰的特点，但反应速度快。,练习1-1 下列商品中哪个是非调制式（直流点灯方式）的光电传感器？ 1：FX-301 2:C

9、X-28IR 3:SH-31G 4:FX2-A3R,1-4 光电传感器的原理、构造,光强,非调制式,脉冲变换式,光强,光电传感器的投光方式,用光电二极管和光电晶体管接受从光源发出的光，并将其转换为电信号,受光部,主电路,提供电源让光电传感器动作。通过脉冲振动回路，脉冲从光电二极管中发出，这个光被受光部接收之后，通过光电变换电路将光变成电，又通过放大器将电信号辐值增大。然后通过检波、积分电路检查这个光是不是自己发出的，如果是自己发出的就说明有检测物体，并将信号传给输出电路。,输出电路,根据从主电路获取的信号，输出ON/OFF信号，同时，也有对应受光量的模拟输出。,ON/OFF信号,试着看看反射型

10、光电传感器的检测构造。,感度调整,动作表示,整形电路,输出电路,放大器,光电变换电路,脉冲震荡电路,LED安装座,检波、积分,受光二极管,投光二极管,电源输入,投光,受 光,t,OFF,ON,OFF,投光,受光,放大器（VR小）,放大器（VR大）,同期,检波AND,积分,输出,判定阀值,判定阀值,积分值在判定阀值以上输出ON,练习问题1-2 图中的“t”指什么？ 1：反应速度 2：延迟时间 3：最小检测物体 4：反应时间,1-5光电传感器的分类,光电传感器主要从以下4个方面来分类。,具体分类情况后面有叙述，每种分类还能细分成几种类型，加在一起有数十种之多。为了牢固掌握各种类型的特点，根据检测要

11、求来选择合适的传感器，编写了这一方面的内容。,1、检测状态 2、构成 3、输出 4、光源,根据检测形态分类,投光二极管,投光器,传感器,受光 二极管,投光 二极管,传感器,受光 二极管,投光 二极管,受光二极管,受光器,透过型,回归反射型,反射型,反射光,检测物体,透过光,用检测物体遮光,检测物体,反射光,透过光,检测物体,反射光,透过光,用检测物体反射光,用检测物体遮光,透过型,检测方式 没有检测物体时的状态称为通常入光状态 光被遮住时判断为有检测物体，根据投 光、受光的配置状态及光轴数可进一步分为 通用型 U字形 区域型,关联事项 光轴调整、感度调整、动作设定 输出电路 配线 检测特性,入

12、光状态,遮光状态,有效光芒,投光器,受光器,传感器,检测物体,投光器,受光器,投光器,受光器,回归反射型,检测方式 完全按透过型的原理在对面放置反射镜面，投光器和受光器放在同一个外壳内利用反射镜的反射率比检测物体大得多这一特点来检测。 按有无偏极虑光器等偏光方案可进一步分为 通用型 偏极虑光器型 透明体检测型,关联事项 光轴调整、感度调整、动作设定 输出电路 配线 检测特性,入光状态,遮光状态,传感器,反射镜,带偏极滤光器的回归反射型传感器,相对的偏极滤光器放置在投光二极体的前面，放置在投光二极体前面的水平偏极滤光器仅可通过水平偏振光并且垂直偏极滤光器放置在受光器的前面以确保仅受垂直偏振光。使

13、用这种结构，可稳定检测有光泽物体。,1、从LED投射来的正常非偏振光束任意震荡，当它穿过水平偏极虑光器时，振荡被水平对齐并且光束被水平偏振。 2、当偏振光落到反射镜上，它的偏振现象受到破坏并且反射光任意振荡。因此反射光能够穿过垂直偏振滤光器并到达受光二极体。,但是光泽物体不会破坏偏振，反射光水平振荡，且不能够穿过垂直偏振滤光器。,投光素子,受光素子,水平偏振滤光器,垂直偏振滤光器,反射镜,水平偏振滤光器,垂直偏振滤光器,镜面物体,投光素子,受光素子,传感器,反射型,检测方式 没有检测物体时光不能返回 有检测物体时能接收到从那里反射回的光,反射型传感器可进一步分为： 扩散反射型 窄视角反射型 限

14、定反射型 距离设定反射型 标记检测型,入光状态,非入光状态,关联事项 光轴调整、感度调整、动作设定 输出电路 配线 检测特性,传感器,检测区域,检测区域,检测区域,传感器,距离设定式的原理 EQ20型传感器采用PSD（位置检测素子）作受光二极管，距离设定式与扩散反射型不同，它是根据入光位置来检测。因此，不受颜色变化和背景物体的影响，可稳定检测。,分割二极管的距离检测原理 一般的反射型传感器是检测反射光的光量变化，而用2分割二极管的反射型传感器是检测反射光进入受光器的入光角度不同，输出与距离对应的动作。,按构成分类,电源内藏型,放大器内藏型,由于装备了所有必要的光电传感器的功能，只要连接电源，就

15、能提供继电器节点输出,内藏放大器，需提供直流电源提供驱动,放大器 + 输出电路,电源 电路,AC/DC电源,继电器接点输出,受光二极管,投光二极管,放大器 + 输出电路,受光二极管,投光二极管,DC电源 无接点输出,当检测头只包含受光二极体和投光二极体时，它的尺寸可以缩小，而且灵敏度调节可以在远处进行,它有较好的环境性能，因其检测部分（光纤）绝无电器部件,练习问题1-4 下列传感器哪一个是放大器分离型？ 1：FX-302 2：GH-2S 3：SH-82R 4：SL-CH1,3、按输出分类,参考4-1 传感器的输出电路,传感器的主要输出电路,ON/OFF输出,模拟输出,无接点输出,有接点输出,N

16、PN晶体管.闸流管,直流双线式,PNP晶体管.闸流管,继电器接点,模拟电压输出,模拟电流输出,ON/OFF信号,4、按光源分类,投光颜色和检测物体颜色的关系,光源颜色的使用区分,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,R,G,G,G,G,G,R,R,红色光型,绿色光型,蓝色光型,背景色,标记色,标记,为了避免用标记和背景色的光泽判断时发生误判，将传感器（光纤）倾斜20度角。,1-6光电传感器使用上的3个必要设定、调整,光电传感器使用前应该进行的基本设定，调整有3项,1、光轴调整（透过型、回归反射型） 对于透过型、回归反射型，将没有检测物体时设定为常时入光状态，这个调整称为光轴调整。 调整顺

17、序 1、沿着直线设置投、受光器，使它们面对面 2、左右调整受光器，通过动作状态指示灯来找到中间位置 3、上下方向采用同样的方法设置 4、也可对投光器进行相应的调整,2 动作设定（透过型、回归反射型、反射型）,设定入光状态和非入光状态输出什么信号（ON信号或OFF信号），叫做动作设定。,Light-ON：入光状态时输出ON Dark-ON：非入光状态时输出ON,动作设定，可以通过切换动作切换开关，也可通过操纵电缆线来进行。可以设定成入光状态输出ON，也可设定遮光状态输出ON。,练习问题 1-5 请在下面表格的空白处写入输出状态。,动作设定,状态,Light-ON,Dark-ON,入光状态,非入光

18、状态,3、灵敏度调节（透过型、回归反射型、反射型）,为了检测出被检测物体，要对放大器增幅进行调节。这个调节叫灵敏度调节。一般要靠操作灵敏度VR来完成。,调节顺序 遵循以下步骤的同时请注意工作状态指示灯。 1、逆时针方向旋转灵敏度调节器到灵敏度最小位置处 2、在入光状态下，旋转灵敏度调节器并确认传感器进入“入光”状态工作下的点A 3、在非入光状态下旋转灵敏度调节器并顺时针方向直到传感器进入“入光”工作状态，然后恢复原位确认传感器返回到“非入光”状态下的点B 4、A与B两点的中间位置即为最佳检测位置,入光状态,非入光状态,种类,透过型,回顾反射型,反射型,有无 检测,光量差检测,有无 检测,有无

19、检测,红光 绿光 工件检测,光量差检测,检测物体（白、黄、橙系）,检测物体（白、黄、橙、红系）,检测物体（黑、青、绿系）,检测物体（黑、青、绿、红系）,投光器,受光器,投光器,受光器,检测物体,输出OFF（动作设定：Dark-ON）,输出ON（动作设定：Dark-ON）,不进行前面的灵敏度调节顺序，又会怎么样呢？试着用透过型光电传感器考虑一下。,第一种，检测物体不透明，有效光芒完全被遮住的情况。这个情况下灵敏度VR为MAX的状态也能进行检测。换句话说，不调节灵敏度也能进行检测。,第二种，被检测物体为名片等薄状物的情况。 投光器发出的光一部分透过被检物被受光器接收（一部分反射掉），但无论有没有被

20、检测物体，入光量都处在感应数据以上。,投光器,受光器,输出OFF（动作设定：Dark-ON）,投光器,受光器,检测物体,输出OFF（动作设定：Dark-ON）,阀值,入光量,入光量多（比没有名片时少）,非入光状态,无法区别，不能检测,练习问题 1-6 上面的例子提到“入光量多”，是指哪一个部件的入光量和什么相比多？ 1：投光器的入光量与感应数值相比多 2：受光器的入光量与入光数值相比多 3：投光器的入光量与遮光数值相比多 4：受光器的入光量与感应数值相比多,那样，就要对灵敏度进行调解（降低受光器放大器的增幅），入光量就会变少。那样，有和没有被检测物体的时候，受光器接收的入光量不一样，就可以检测

21、。,投光器,受光器,输出OFF（动作设定：Dark-ON）,投光器,受光器,检测物体,输出ON（动作设定：Dark-ON）,阀值,入光量,入光状态,阀值,入光量,非入光状态,灵敏度调节前,灵敏度调节后,灵敏度调节前,灵敏度调节后,能够区别，可以检测,一般情况下，灵敏度调节不是对受光器进行调解，而是对投光器和感应数值进行调解。前面提到的A点和B点的中间位置是最适合的灵敏度，检测物体有或者没有的任何一种情况，如果受光器接收的入光量不稳定，可将灵敏度向上或向下微调，检测就变得稳定了。,1-7 光电传感器的特点,非接触检测,以光作媒介，检测时不接触被检对象，不管是被检测物体还是传感器都不会受到损伤，可

22、长期使用。尤其是在食品和半导体行业，对于一些不能碰的物体的检测，是最适合的。,检测距离长 透过型传感器最长可检测50m，扩散反射型最长也可检测到5米之内的物体，几乎适用所有用途。 可检测大部分物体 如果根据对象的材质让光起变化，那么几乎在各种场合都能检测 反应速度快 由于是用高速传播的光作媒介，全部由电路构成，故反应时间短，高速度的系统可能很轻松的应对 近来，反映时间在0.5ms以下的传感器以成了主流,能判断颜色,这是使用光作为媒介的光电传感器的特点。每一种颜色都对应一个特定的波长，根据其反射率和吸收率不同，就能够检测出不同的颜色来。近年来，通过一些特殊的处理已经可以判别颜色的成分，所以可以进

23、行高精度的颜色判断。 高精度检测 由于具备精密的光学系统和电路技术，实现了20m以下的调节精度。,*光电传感器有下面的不足之处。 镜面有污染和灰尘，影响光信号的输出，就不可能检测。,1-8 SUNX光电传感器的主要产品分类,请参考传感器综合目录,2 接近传感器,2-1 接近传感器,接近传感器可以以非接触方式检测金属等检测物体的靠近。它的检测方式有利用电磁波的高频示波型，利用磁石的带磁型，用来检测被检物体与传感器间静电容量变化的静电容量型，以上3种方式有很大不同。特别是静电容量型，用在水、塑料等金属以外的物体检测上。,接近传感器,使用磁场,使用电场,高频发振型,带磁型,静电容量型,SUNX接近传

24、感器是高频示波形和带磁性接近传感器。,2-2 高频示波形接近传感器的原理,位于传感器前部的检测线圈产生高频磁场，当物体（金属）接近磁场时，感应电流流入金属内部，造成失热并使振荡减少或停止，由振荡状态检测电路检测此种状态的变化，然后启动输出电路。,振荡状态 检测电路,振荡电路,输出电路,检测线圈,检测方向,动作指示灯,2-3 高频示波形接近传感器的分类,接近传感器可以从以下三个方面分类。,1 构成,2 线圈外壳,3 输出电路,*放大器内藏型 *放大器分离型,*屏蔽型 *非屏蔽型,*有接点输出 *无接点输出,1 按构成分类,以组成电路元件是内置还是分离为基础进行分离。这对于选择传感器的安装空间，电

25、源与耐噪音有用。,接近传感器 （高频示波形）,放大器内藏型,放大器分离型,直流电源型,交流电源型,练习问题 2-1 下列产品中，属于放大器分离高频示波形的接近传感器是哪一个？ 1：CK-100 2：GH-3S 3：BGX-8MK 4：GL-N12F10,种类,长处,短处,放 大 器 内 藏 型,放 大 器 分离 型,能与PLC连接 耐噪音和温度变化,检测距离长 检测部分小 根据输出功率和电源来选择放大器 可在工作场所外调节灵敏度,与放大器分离型比检测部分大比放大器分离型检测距离短,耐噪音性不如放大器内藏型好 必须用专用放大器,练习问题2-2 5.4的高频示波形接近传感器体长短的是哪一个？ 1：

26、GH-5S 2：GX-5S 3：GH-5S和GX-5S 4：GL-N12F 10,按检测头构造分类,接近传感器 （高频示波形）,屏蔽,无屏蔽,以检测头（检测线圈）周围的构造为基础进行分类。这对于选择传感器的安装类型，检测距离，环境影响等有用。,种类,屏蔽,非屏蔽,示意图,概要和特征,金属壳将检测线圈的侧面屏蔽 为了减小周围金属的影响，传感器可嵌入金属内。,检测线圈的侧面不受金属的屏蔽 所有树脂壳传感器（GXL系列、GL-6系列、GL-8/8U系列、GL-N12系列、GL-18H/18HL系）均为无屏蔽型 与相同尺寸屏蔽型相比，它们的检测距离更长 由于容易受周围金属的影响，应注意不使金属接近传感

27、器的前端,检测线圈,金属外壳,金属外壳,检测线圈,周围金属的影响,接近传感器的周围有金属时，对检测造成影响的情况也有，应按照金属和传感器的位置关系，分开指定的间隔。,圆柱形和螺纹型（屏蔽）,请注意背景金属,顶端检测型（无屏蔽）,注意背景和侧面金属,正面检测型（无屏蔽）,注意背景和侧面金属,螺纹型（无屏蔽）,请注意背景和周围金属,3、按输出电路分类,参考4-1 传感器的输出电路,传感器的主要输出电路,ON/OFF输出,模拟输出,无接点输出,有接点输出,NPN晶体管.闸流管,直流双线式,PNP晶体管.闸流管,继电器接点,模拟电压输出,模拟电流输出,光线状态 检测电路,光振电路,输出电路,检测线圈,

28、检测方向,动作指示灯,2-4 高频示波型接近传感器的输出动作,大部分放大器内藏型的接近传感器有接近时输出ON和离开时输出ON两种。 放大器分离型接近传感器接近时输出ON、离开时输出ON，这两种情况可以切换。,接近时输出ON：被检测物体接近检测区域时输出ON信号 离开时输出ON：被检测物体离开检测区域时输出ON信号,靠近状态,离开状态,2-5 高频示波型接近传感器的特征 非接触式检测 与限定开关不同，无需任何机械接触便可检测物体，因此不会有检测物体或传感器因接触而损坏的情况。 可以在恶劣环境下使用 在水中等恶劣环境下也可以检测。 多数传感器有IP67g耐油构造。 反应迅速 由于有高反射频率（最大

29、3.3HZ），所以可以稳定检测快速运动的物体 长寿命 由于无接点输出，所以使用寿命长且无特别维护,上面说了它的优点，但它也有以下的缺点 不能检测金属以外的物体 由于检测是基于感应电流引起的热量损失，因此无法检测不能通过电流的非金属 检测距离短 用于改进检测距离的方法很多，如增加检测线圈尺寸，使用无屏蔽检测头等，可使检测距离仍比光电传感器小。,练习问题2-4用高频示波型接近传感器（GL-18MU）检测电源，结果，有的地方能检测，有的地方不能检测，为什么？ 1：高频示波型接近传感器不能检测树脂，所以检测结果是间断的 2：因为要透过外壳来检测内部电池 3：接近传感器不稳定 4：干扰,2-5 SUNX

30、高频示波型接近传感器的主要产品分类,请参考传感器综合目录,3.压力传感器,3-1 压力的基础知识,大气和空气压力,大气就存在我们身边。地球表面的气体密度大，地表面的上空比较稀薄，1000km以上的空间就十分稀少了。那一部分气体称为大气。从地表到15km的高度的气体叫空气。 我们呼吸，火的燃烧，飞机的飞行，气球和风筝的上升，风车的旋转等。我们的生活每天都离不开空气。,大气,空气压,我们平常可能感受不到大气压力。但由于地球的引力作用，我们要承受1000km高的大气重量。海面附近每1m3 大气约重1.2kg。高760mm的水银柱底部的压力与其相等，这个叫大气压。我们感受不到大气压的存在是因为体内有相

31、同的压力与之平衡。从地表开始向上空气的密度越来越稀薄，大气压也不断降低。根据压力及温度的不同取空气的各种状态，为了用这个统一表示空气的状态，右图规定了基本状态和标准状态。物理上使用基准状态，工业上使用标准状态。,空气的基准状态和标准状态,1.2kg/m3,海面上,密度,大气压,水银柱高度760mm=101325Pa,空气如果以大气压的压力状态存在，是不能作为能源来使用的，如果压力大的话，就可以成为能源。空气压就是把空气作为压缩能量来使用。也可以说空气压就是压缩空气。,空气压的利用现状,压力的单位和定义 给弹簧施加一个力它会收缩，撤掉后会恢复原来的长度，空气有受压缩体积要缩小，膨胀后体积变大的特

32、点。把这个性质叫空气的压缩性，空气的压缩状态用压力来表示。 压力即单位面积上所受的力的大小，单位是Pa，经常使用MPa，但压力传感器主要使用KPa，到目前为止，在压力单位上普遍使用重力单位系，现以统一成国际单位。,1m,1m,1N,1cm,1kgf,1cm,压力大致有标准压力和绝对压力两种表示方法。下图中，把大气压作为基准0点的表示方法叫标准压力。以大气压做基准，比它高的称为正压，比它低的是负压。把真空状态作为基准0点的表示方法称为绝对压力。 参考：完全真空状态时的压力为0。 这两个压力用gage和abs加以区别的情况很多，它用下面的公式换算。 绝对压力=标准压力+大气压力 大气压：0MPa（

33、gage）=0.1013MPa（abs） 完全真空：-0.1013MPa（gage）=0MPa（abs） 例0.5MPa（gage）=（0.5+0.1013）MPa（abs）=0.6013MPa（abs）,标准压力,标准压力,大气压,标准压力0点,绝对压力,正压,负压,高空压,中空压,低真压,绝对压力0点,绝对压力表示,标准压力表示,完全真空,3-2压力传感器,压力传感器是用压敏元件将气体和液体的压力变化转换为电器信号，输出对应的模拟电信号、在这个压力作用下输出ON或OFF信号。压力传感器大致分为电子式和机械式两种。用空气作为驱动的系统必须使用压力传感器，以前普遍使用较为便宜的机械式，因为机械

34、的信赖性低，寿命短，所以，使用半导体的电子式成了主流。,3-3 电子式压力传感器的构造,非腐蚀性气体用 扩散型半导体转换器将压力转换为电信号，然后由放大器和输出电路进行处理。,用于各种气体、液体 不锈钢隔板受压力，发生变形，用于内部连接的半导体转换器转换成电信号，用放大器输出电路处理信号。,3-4 压力传感器的分类和特征,压力传感器主要从以下三个方面进行分类,1、适用流体,2、压力种类,3、压力端口形状,1、按适用流体分类,被测量的流体可以是气体、水、油等，能够采用的转换器取决于流体，请注意如果传感器使用指定以外的流体，可以在腐蚀或损坏横隔膜的危险。,压力传感器,用于非腐蚀性气体 （扩散型半导

35、体转换器）,各种气体、液体用,练习问题3-1 下列产品中，不腐蚀SUS302及SUS304的流体用压力传感器是哪一个？ 1：DP2-60Z 2：PLX-10L 3：PE-22Z 4：PAD-D1L,按适用的流体分类,2、按压力的种类分类,以测定的压力基准进行分类 表压类型，在定格压力范围内可以分为正压、负压、连成压。,按压力的种类分类,练习问题3-2 下列产品中，使用差压的压力传感器是哪一个？ 1：DP3-42Z 2：-1L 3:DP4-57 4:DP-M2ZA,3 按压力孔分类,所需的压力孔由于接管情况不同而有所差异。用户根据使用的空压机形状来选定。如果压力孔所需的形状或尺寸变化，就需要使用

36、附件。,压力传感器,Rc(PT)1/8内螺纹,M5内螺纹,10-32UNF内螺纹,NPT1/8内螺纹,NPTF1/8内螺纹,G(PF)1/8内螺纹,R(PT)1/4外螺纹,NPT1/4外螺纹,G(PF)1/8外螺纹,4.8管道,按压力孔形状分类,3-5 压力传感器的输出动作,应差,ON,OFF,ON,OFF,比较输 出1,比较 输出2,0,设定值1（P-1）,设定值2（P-2）,高压力（正压型）高真空（负压型）,比较输出的应差在设定值范围内可任意设定,ON,OFF,ON,OFF,0,设定值1（P-1）,设定值2（P-2）,高压力（正压型）高真空（负压型）,用设定范围内的压力可使比较输出为ON或

37、OFF,应差,应差,ON,OFF,ON,OFF,设定值1（P-1）,设定值2（P-2）,应差,比较输 出1,比较 输出2,比较输 出1,比较 输出2,高压力（正压型）高真空（负压型）,工件检测、控制、警报等用途可区别使用,ON,OFF,ON,OFF,设定值1（P-1）,设定值2（P-2）,应差,比较输 出1,比较 输出2,高压力（正压型）高真空（负压型）,可记录混合物体中OK物体和NG物体中的压力值，然后由传感器进行自动设定,设定值3（P-3）,泄漏试验形式,ON,OFF,ON,OFF,设定值1,应差（可变）,比较输 出1,比较 输出2,高压力（正压型）高真空（负压型）,设定值2,设定值3,设

38、定值4,（P-1）,（P-2）,（P-3）,（P-4）,应差（固定）,应差（固定）,3-6 压力传感器的应用,基板实装部品的吸着确认,空压机的压力检测,能感知吸着情况异常时压力的变化,能感知机械的空气压力变化,练习问题3-3 下列传感器中，可以进行吸着确认的压力传感器是哪一个？ 1：PE-21Z 2：PLX-1L 3：DP4-50Z 4：DP-M2ZA,3-7 SUNX压力传感器的主要产品分类,请参考传感器综合目录,4.共通项目,4-1 输出电路,传感器的主要输出电路,ON/OFF输出,模拟输出,无接点输出,有接点输出,NPN晶体管.闸流管,直流双线式,PNP晶体管.闸流管,继电器接点,模拟电

39、压输出,模拟电流输出,少,多,入光量,ON,OFF,ON/OFF输出（LightON）,少,多,入光量,模拟输出,输出电压,输出电流,练习问题4-1 H处应称作什么？,少,多,入光量,ON,OFF,ON/OFF输出（LightON）,H,各输出电路的特征,1：窗口 2：滞后 3：追差 4：跳跃,PNP开路集电极晶体管,主电路,负荷,DC电源,ZD,Tr,0V,输出,内部电路,用户电路,+V,D,NPN开路集电极晶体管,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,Tr,+V,0V,输出,NPN通用晶体管,D1,ZD,D2,交流无接点（半导体闸流阀）,主电路,负荷,AC电源,AC IN,输出,内部

40、电路,用户电路,AC IN,半导体闸流阀,模拟电流输出（0-5V）,直流双线式,主电路,DC电源,内部电路,用户电路,Tr,ZD,负荷,负荷,继电器接点,主电路,内部电路,用户电路,电源电路,输出继电器,AC/DC电源,AC/DC电源,模拟电压输出,主电路,负荷抵抗2K以上,内部电路,用户电路,负荷,模拟电压输出,+V,0V,D2,D3,47,D1,+7V,主 电 路,47,47,100,Tr,ZD,D1,D2,负载,模拟电压输出（0-5V）,0V（模拟输出）,+V,0V,24V DC 10%,外部0 校正输出,实际输出,内部电路,用户电路,传感器头部,传感器头部连接器,输出电路的作用,根据连

41、接的负载来传输主电路判断的传感器状态。可以当作开关。因此光电传感器又被称为光电开关/接近开关。,负荷,非检测时,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,ZD,Tr,+V,0V,输出,D,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,+V,0V,输出,D,非检测时,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,ZD,Tr,+V,0V,输出,D,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,+V,0V,输出,D,检测时,检测时,4-2 配线,传感器的配线根据其结构和检测形态、输出电路等变化。（因为是一些基本机种的通用配线，具体的配线方法请逐一确认）,放大器内藏（ON/OFF输出）型的配线,光电传感器

42、 透过型,其他传感器 光 电、接近、压力、光纤、区域,放大器分离型的配线（例：SH系列、SU-7）,传感器头部的配线,研修用AC电源的内部,内部电路,用户电路,主电路,负荷,DC电源,ZD,Tr,+V,0V,输出,D,+24V,IN,0V,研修用AC电源的内部,传感器,负荷为蜂鸣器或灯,Power Supply(AC-DC)内藏,联系问题4-2 RX2-M5（放大器内藏直流双线式透过型光电传感器）的正确配线是哪一个？,1.,2.,3.,4.,青色芯线,茶色芯线,4-3目录的查看方法,传感器有很多种类，有必要根据对应的用途选择使用的种类。记住目录的查看方法对进一步详细的比较传感器的规格是很重要的

43、。尤其是规格的查看方法，各种特性图的查看方法都是重要的地方。,检测距离,在稳定检测的情况下可以设置投光器和受光器之间的距离。（缩写的0是从0开始设定的）,在稳定检测时可在传感器与反射镜间设定此距离（缩写的0是从0开始设定的）,在稳定检测的情况下，可在传感器与检测物体（通常为白色无光泽纸）之间设定此距离（缩写的0是从0开始设定的）,限定反射型传感器或标记传感器的灵敏度与设定距离不成比例，且最大灵敏度在一个中间位置，这个灵敏度最大的点被称为中心并连同检测距离一起被框定,检测感度,中心检测距离,距离设定,限定反射型,扩散反射型,标准检测物体,标准检测物体用于决定反射型传感器的基本规格。通常是采用无光

44、泽纸，但是一些特殊传感器采用其他物体来配合使用（如玻璃），检测物体大的情况反射光量变大。检测距离长，但是，如果光线扩散，超出了受光视野，即使是大的物体，检测距离也不会变长。,在透过型和回归反射型里，规定了不透明的尺寸，在扩散反射型里，指定了金线和铜线的直径。透过型一般由镜面直径决定最小检测物体，但如果装有狭缝，则可以检测更小的检测物体,最小检测物体,检测距离,检测物体面积,标准检测物体,镜面直径,应差,对于反射型传感器，随着标准检测物体沿着检测轴靠近，输出首次转入ON，此时工作距离之间的差别即为应差。同样，随着标准检测物体后退，输出首次转为OFF，此时为返回距离。它与动作距离的比用%表示。应差

45、是用来防止由于检测物体的振动等原因导致的传感器输出不稳定的情况。,重复精度,一定情况下反复进行时的工作位置的差别,动作距离,应差,复归距离,检测轴方向,返回精度,返回精度,反应时间,在检测状态改变和检测输出ON/OFF之间转换的时间差,如果检测状态时间比反应时间短，则无检测输出。 检测时间变短的原因 1）检测物体移动速度快 2）检测物体小,周围照明度,不会引起误动作的照明度界限 它表示在受光面上所允许的光纤强度,t,t,t,t,检测状态,输出动作,入光,非入光,ON,OFF,t:应答时间,照度计,标准检测物体,光源,传感器,30,保护构造,对水、人体和固体外物的保护构造等级。保护构造等级依据IEC（International Electrotechnical Commission）规定。,IEC标准,IP,第二位数字防止水渗透的保护构造,第一位数字对人体和固体外物的保护构造,第一位数字指定的保护构造等级,注:IEC标准为上述每个保护构造等级都指定了检测步骤,产品规格中所指明的保护构造等级都是由这些检测决定的.,透过型,回归反射型,40,20,0,20,40,左,中,右,0,5,10,工作角度（mm）,设定距离,