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工業(yè)自動化常見傳感器種類、原理,非常詳細!

來源:上海茂碩機械設(shè)備有限公司   2023年07月19日 10:25  

      一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

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一、工作原理


傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件變換電路輔助電源四部分組成。


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1.敏感元件直接感受被測量,并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號;
2.轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號;
3.變換電路負責對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行放大調(diào)制;
4.轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。



二、人類五官與傳感器

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三、傳感器分類
1.敏感元件的分類:
物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。
化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。
生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。
通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十類。
2.按用途:
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
3.按輸出信號
模擬傳感器:將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。
數(shù)字傳感器:將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。
開關(guān)傳感器:當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。
4.按其構(gòu)成
基本型傳感器:是一種最基本的單個變換裝置。
組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。
應(yīng)用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。


四、接近傳感器
又稱接近開關(guān)是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關(guān),當物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時,不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作,從而驅(qū)動直流電器或給計算機(plc)裝置提供控制指令。
接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器(即無觸點開關(guān)),它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性,同時具有傳感性能,且動作可靠,性能穩(wěn)定,頻率響應(yīng)快,應(yīng)用壽命長,抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。
接近開關(guān)分類:
1)電感式接近開關(guān)
2)電容式接近開關(guān)
3)霍爾式接近開關(guān)
4)舌簧式接近開關(guān)
4.1 電感式接近開關(guān)
原理:由電感線圈和電容及晶體管組成振蕩器,并產(chǎn)生一個交變磁場,當有金屬物體接近這一磁場時就會在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導(dǎo)致振蕩停止,這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開關(guān)信號輸出。


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特點:
1.抗干擾性能好,開關(guān)頻率高,大于200HZ.
2.只能感應(yīng)金屬
應(yīng)用在各種機械設(shè)備上作位置檢測、計數(shù)信號拾取等。


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4.2 電容式接近開關(guān)
原理:電容式接近開關(guān)的測量端是構(gòu)成電容器的一個極板,而另一個極板是開關(guān)的外殼。當有物體移向電容式接近開關(guān)時,無論該物體是否導(dǎo)電,由于它的介電常數(shù)總會不同于原來的環(huán)境介質(zhì)(空氣、水、油等),使得電容量發(fā)生變化,從而使得開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,由此識別出有無物體接近,進而控制開關(guān)的通或斷。


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▲圓柱形電容式接近開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖
特點:
不但能檢測金屬,還能檢測塑料,玻璃,水,油等物質(zhì)。
易受干擾,注意安裝位置。
感應(yīng)距離可調(diào)整。
頻率約50HZ.
應(yīng)用:
依據(jù)其特點,特別適合于非金屬物的檢測,如食品、化工等行業(yè)電容式接近開關(guān)對任何介質(zhì)都可檢測,包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體,甚至可以用于檢測液體和粉末狀物料。

4.3 霍爾式接近開關(guān)
當一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時,薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U.
這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。


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4.4 舌簧式接近開關(guān)
舌簧接近開關(guān)又稱磁性開關(guān)當磁性物件移近時舌簧閉合,使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化,由此識別附近有磁性物體存在,進而控制開關(guān)的通或斷。



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