AI 智能技術(shù)效能--工業(yè)傳感器的工作原理

時(shí)間：2024-10-17作者：深圳市駿裕隆智能系統(tǒng)有限公司瀏覽：6

一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)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(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

一、工作原理
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。
1.敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量有確定關(guān)系的物理量信號(hào)；
2.轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
3.變換電路負(fù)責(zé)對(duì)轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)進(jìn)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
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(shí)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**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(hào)
模擬傳感器：將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。
數(shù)字傳感器：將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）。
開關(guān)傳感器：當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。
4.按其構(gòu)成
基本型傳感器：是一種較基本的單個(gè)變換裝置。
組合型傳感器：是由不同單個(gè)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(jī)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*與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)（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(diǎn)開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。
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(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)有金屬物體接近這一磁場(chǎng)時(shí)就會(huì)在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩停止，這種變化被后較放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開關(guān)信號(hào)輸出。





特點(diǎn)：

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(jī)械設(shè)備上作位置檢測(cè)、計(jì)數(shù)信號(hào)拾取等。

4.2 電容式接近開關(guān)
原理：電容式接近開關(guān)的測(cè)量端是構(gòu)成電容器的一個(gè)較板，而另一個(gè)較板是開關(guān)的外殼。當(dāng)有物體移向電容式接近開關(guān)時(shí)，無論該物體是否導(dǎo)電，由于它的介電常數(shù)總會(huì)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(shí)別出有無物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。

圓柱形電容式接近開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖
特點(diǎn)：
不但能檢測(cè)金屬，還能檢測(cè)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(diǎn)，特別適合于非金屬物的檢測(cè)，如食品、化工等行業(yè)電容式接近開關(guān)對(duì)任何介質(zhì)都可檢測(cè)，包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體，甚至可以用于檢測(cè)液體和粉末狀物料。
4.3 霍爾式接近開關(guān)
當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)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(shì)U.
這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。

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(dāng)磁性物件移近時(shí)舌簧閉合，使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。
適用于氣動(dòng)、液動(dòng)、汽缸和活塞的位置測(cè)定。
這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。

4.5 接近開關(guān)的應(yīng)用


五、接近開關(guān)參數(shù)
檢測(cè)距離：傳感器能檢測(cè)到物體的較大距離。
電源范圍：在此范圍內(nèi)傳感器能正常工作的電源電壓。
輸出電流：傳感器能提供給負(fù)載的較大電流。
輸出壓降：傳感器輸出時(shí)自身所占的電壓降。
響應(yīng)頻率：傳感器較大每秒可以檢測(cè)多少次物體。
回差范圍：檢測(cè)到物體時(shí)，拉遠(yuǎn)檢測(cè)到檢測(cè)不到時(shí)之間的距離，一般以檢測(cè)距離的百分比表示。
消耗電流：傳感器沒有輸出時(shí)所消耗的電流。
重復(fù)精度：傳感器多次檢測(cè)距離之間的差別。
短路保護(hù)電流：當(dāng)輸出負(fù)載短路或太大時(shí)，輸出電流達(dá)到短路保護(hù)電流時(shí)，傳感器將處于保護(hù)狀態(tài)。
5.1 回差的距離
如沒有回差的話，接近動(dòng)作距離時(shí)就會(huì)發(fā)生反復(fù)ON/OFF的來回轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。
一般回差距離控制在檢測(cè)距離的5-15%以內(nèi)。


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