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常用传感器的使用与连接

发布时间:2023-11-16 产品中心 产品中心 1 次浏览

  传感器的输出方法不一样,电路连接也有些差异,但输出方式相同的传感器的电路连接方式相同。实验中使用的传感器有直流两线式和直流三线式两种,其中光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、光纤传感器均为直流三线式传感器,磁性传感器为直流两线式传感器。下面介绍NPN型传感器的电路连接方式。

  1)传感器不宜安装在以下场所:阳光直射处、温度高、可能会结霜处、有腐蚀性气体处。

  2)连接导线不要和电力线、动力线使用同一配线管或者配线槽,或者使用屏蔽线)连接导线不能过细,长度不能过长。

  传感器安装的步骤正确,安装结束后要进行传感器的位置或灵敏度调节,使传感器能准确地检测到相应信号。

  在装配工作过程中,必须做到“安全第一”,请认线)要正确使用一字或十字起子、尖嘴钳、剥线钳,防止在操作中发生起子或钳子伤手的事故;

  电感式接近开关内部用电磁线圈作为传感元件,利用电磁感应原理来产生信号,因此,能非接触式地检测到金属目标物,即有金属目标物进入它的检验测试范围之内时产生信号输出。

  电感式传感器一般都是三线制传感器且有传感器指示灯,当传感器有信号输出时,指示灯亮,当传感器没信号输出时,指示灯熄灭。

  根据传感器的结构和安装支架的结构,要完成安装,首先要拆下传感器上的一个固定螺母,然后将传感器插入支架安装孔内,再将拆下的螺母旋上拧紧,传感器就固定在支架上了。参考的具体安装的步骤和步骤如下图:

  所需安装的电感式传感器的工作电压为DC10-30V,因此安装时要保证:给电感式传感器提供合适的工作电压,一般我们选用DC24V的电源给传感器供电。进行电路安装时,将棕色线接电源的“+”,蓝色线接电源的“-”,黑色线接信号输入端。当传感器用来为PLC提供信号时,可按如下图所示的电气原理图接线。

  漫反射式光电传感器集发射器与接收器于一体,在前方无物体时,发射器发出的光不会被接收器所接收到,开关不动作,如下图(a)所示。当前方有物体时,接收器就能接收到物体反射回来的部分光线,通过检验测试电路产生开关量的电信号输出使开关动作,如下图(b)所示。漫反射式光电传感器的有效作用距离是由目标的反射能力决定的,即由目标表面性质和颜色决定。

  反射式光电传感器也是集发射器与接收器于一体,但与漫射式光电传感器不同的是其前方装有一块反射板。当反射板与发射器之间没有物体遮挡时,接收器可以接收到光线,开关不动作,如下图(a)所示。当被测物体遮挡住反射板时,接收器无法接收到发射器发出的光线,传感器产生输出,开关动作,如下图(b)所示:

  对射式光电传感器的发射器和接收器是分离的。在发射器与接收器之间假如没有物体遮挡,发射器发出的光线能被接收器接收到,开关不动作,如图(a)所示。当有物体遮挡时,接收器接收不到发射器发出的光线,传感器产生输出信号,开关动作,如图(b)所示。这种光电传感器能辨别不透明的反光物体,有效距离大。因为发射器发出的光束只跨越感应距离一次,因此不易受干扰,可以可靠地用于野外或者粉尘污染较严重的环境中。

  光导纤维是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质,它是由高折射率的纤芯和包层所组成。包层的折射率小于纤芯的折射率,直径大致为0.1mm~0.2mm。当光线通过端面透入纤芯,在到达与包层的交界面时,由于光线的完全内反射,光线反射回纤芯层。这样经过不断的反射,光线就能沿着纤芯向前传播且只有很小的衰减。光纤式传感器就是把发射器发出的光线用光导纤维引导到检测点,再把检测到的光信号用光纤引导到接收器来实现检测的。按动作方式的不同,光纤式传感也可分为对射式、漫反射式等多种类型。光纤式传感器能实现被检测物体在较远区域的检测。由于光纤损耗和光纤色散的存在,在长距离光纤传输系统中,必须在线路适当位置设立中级放大器,以对衰减和失真的光脉冲信号做处理及放大。

  1)不能安装在以下场所:阳光直射处,湿度高、可能会结霜处,有腐蚀性气体处,对本体有直接振动或冲击影响处;

  2)电力线、动力线与光电开关使用同一配线管或者配线槽时,会由于感应引起误动作或者产品损坏,原则上请分开配线或者使用屏蔽线)导线mm以上的线ms以上才能够直接进行检测,负载与光纤传感器的电源分开时,请一定要先接通光纤传感器的电源;

  5)在切断电源时会发生输出脉冲情况,所以要先切断负载或负载线)使用接插件式时,为了防止触电或短路,请在不使用的连接电源端子上贴上保护用贴片;

  光纤传感器由放大器单元、光纤单元和配线接插件单元三个组件组成,其安装相对电感式传感器、电容式传感器要复杂一些,下面分别介绍光纤传感器的三个组件的拆装。

  将光纤传感器放大器单元中与光纤单元相连接的一侧的钩爪嵌入固定导轨后,再压下直到挂钩完全锁定,如图所示。

  磁电感应式传感器简称感应式传感器,也称电动式传感器。它把被测物理量的变化转变为感应电动势,是一种机-电能量变换型传感器,不需要外部供电电源,电路简单,性能稳定,输出阻抗小,又具有一定的频率响应范围(一般为10~1000Hz),适用于振动、转速、扭矩等测量。其中惯性式传感器不需要静止的基座作为参考基准,它直接安装在振动体上进行测量,因而在地面振动测量及机载振动监视系统中获得了广泛的应用。但这种传感器的尺寸和重量都较大。

  (2) 磁电感应式传感器的工作原理,分类与应用工作原理:根据电磁感应定律,N匝线圈在磁场中运动切割磁力线,线圈内产生感应电动势e。e的大小与穿过线圈的磁通Φ变化率有关。按工作原理不同,磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式,即动圈式传感器和磁阻式传感器。恒定磁通式磁电感应式传感器按运动部件的不同可分为动圈式和动铁式。动圈式磁电传感器的中线圈是运动部件,基本形式是速度传感器,能直接测量线速度或角速度,如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路,那么还可以用来测量位移或加速;动铁式磁电感应式传感器的运动部件是铁芯,可用于各种振动和加速度的测量。

  变磁通式磁电感应传感器中,线圈和磁铁都静止不动, 转动物体引起磁阻、磁通变化,常用来测量旋转物体的角速度。如动画所示,线(导磁材料制成)每转过一个齿,传感器磁路磁阻变化一次,线产生的感应电动势的变化频率等于测量齿轮1上齿轮的齿数和转速的乘积。变磁通式传感器对环境条件要求不高,能在-150~+90℃的温度下工作,不影响测量精度,也能在油、水雾、灰尘等条件下工作。但它的工作频率下限较高,约为50Hz,上限可达100Hz。

  霍尔传感器也是一种磁电式传感器。它是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量转换成电动势输出的一种传感器。由于霍尔元件在静止状态下,具有感受磁场的独特能力,并且具有结构简单、体积小、噪声小、频率范围宽(从直流到微波)、动态范围大(输出电势变化范围可达1000:1)、寿命长等特点,因此获得了广泛应用。

  霍尔传感器利用霍尔效应实现对物理量的检测,按被检测对象的性质可将它们的应用分为直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行仔细的检测和控制。

  维持I、q 不变,则EH=f(B),这方面的应用有测量磁场强度的高斯计、测量转速的霍尔转速表、磁性产品计数器、霍尔式角编码器以及基于微小位移测量原理的霍尔式加速度计、微压力计等;维持I、B不变,则EH=f(q),这方面的应用有角位移测量仪等。维持q 不变,则EH=f(IB),即传感器的输出EH与I、B的乘积成正比,这方面的应用有模拟乘法器、霍尔式功率计等。

  4.信号的运算和测量。通常利用霍尔电势与控制电流、被测磁场成正比,并与被测磁场同霍尔元件表面的夹角成正弦关系的特性,制造函数发生器。利用霍尔元件输出与控制电流和被测磁场乘积成正比的特性。制造功率表、电度表等。

  5.拉力和压力测量。选用霍尔件制成的传感器较其它材料制造成的阵感器灵敏度和线、磁阻效应传感器

  磁阻元件类似霍尔元件,但它的工作原理是利用半导体材料的磁阻效应(或称高斯效应)。磁阻效应与霍尔效应的区别在于感应电动势相对于电流的方向,霍尔电势是垂直于电流方向的横向电压,而磁阻效应则是沿电流方向的电阻变化。

  上图是一种测量位移的磁阻效应传感器。将磁阻元件置于磁场中,当它相对于磁场发生位移时,元件内阻R1、R2发生明显的变化,如果将它们接于电桥,则其输出电压比例于电阻的变化。磁阻效应与材料性质及几何形状有关,一般迁移率大的材料,磁阻效应愈显著;元件的长、宽比愈小,磁阻效应愈大。磁阻元件可用于位移、力、加速度、磁场等参数的测量。


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