傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?

2021/11/17 05:45 · 傳感器知識資訊 ·  · 傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?已關閉評論
摘要:

傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?常見的與PLC連接的傳感器有接近開關、行程開關、光電傳感器、溫度傳感器、位置傳感器(電子尺)、編碼器、壓力傳感器等。傳感器信號主要有數字信號(就是通與斷)和模擬信號(電壓信號0~10V、-10~+10v,電流信號0~20ma等)。數字信號可以與PLC的輸入端子直接連接,模擬信號需要通過AD模塊輸入,舉例說明這些

傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?

常見的與PLC連接的傳感器有接近開關、行程開關、光電傳感器、溫度傳感器、位置傳感器(電子尺)、編碼器、壓力傳感器等。傳感器信號主要有數字信號(就是通與斷)和模擬信號(電壓信號0~10V、-10~+10v,電流信號0~20ma等)。數字信號可以與PLC的輸入端子直接連接,模擬信號需要通過AD模塊輸入,舉例說明這些傳感器與PLC的連接。

說到傳感器跟PLC連接的問題,其實跟傳感器本身并沒有什么關系,要傳給PLC的都是都是傳感器輸出的信號,所以我們著重來分析傳感器輸出的有哪些信號形式。并分析該信號該如何連接:
最常見的就是三極管輸出的,(PNP、NPN及push-pull推挽輸出)如果PNP或者NPN的話,那么PLC選型的時候其輸入信號端口必須要也是對應的PNP或NPN型號(如果不對,時不能連接使用的),接線的時候如下圖所示:PNP因為是下拉負載,接到PLC上接信號線與電源負兩根線;NPN因為是上拉負載,所以接到PLC接信號線與電源正兩根線。push-pull推挽輸出的話因為即可以做PNP用也可以做NPN用,所以如果你想用作PNP,那就一樣接輸出與電源負兩根線;如果想用作NPN,那就接信號與電源正兩根線。

1.模擬量電壓或者電流輸出的,這個時候就麻煩點,因為PLC本身沒有采集模擬量的功能,所以必須外接擴展的模擬量模塊。連接方法是先把傳感器連接到模擬量模塊上,然后模擬量模塊再連接到PLC。(把傳感器的模擬量輸出線和0V線分別連接到模擬量模塊的正極和負極)如下圖:
2.繼電器輸出;這種輸出的話接到PLC比較簡單,繼電器就是控制回路的通斷的,直接把繼電器兩根線串聯在回路中即可。
3.NAMUR輸出,這種輸出一般會用于防爆環境中,這時候為了安全輸出信號不能直接連接到PLC上,必須把NAMUR信號先連接到安全珊上,然后由安全珊轉接給PLC。
4.IO-LINK輸出,這個是目前比較火的。這種必須將傳感器先接到下面的IO-LINK模塊上,然后這個模塊通過總線的形式跟PLC通訊。

下面以西門子PLC為例子說明:
1:模擬量輸入(AI),常用的此類傳感器/變送器有溫度,壓力,液位,流量,氣體濃度等,分為2線制,3線制,4線制;
2/4線制電流輸入類型接線,傳感器的+接24V直流電源的供電24V+,傳感器的-接PLC模擬量模塊的0+,PLC模擬量模塊的0-接24V直流電源的供電24V-,在電氣原理上是形成一個串聯的回路。4線制更為簡單,如圖1,2。
2線制電壓輸入類型接線,如圖3,PLC模擬量輸入模塊A+對應傳感器的信號+,PLC模擬量輸入模塊A-對應傳感器的信號-

2:模擬量輸出(AO),常用于控制設備,如變頻器的調速,電動調節閥門的閥門開度等,接線參考下圖,需要區分電流,電壓類型。

3. 通訊類變送器,主要說明Modbus-RTU類型的儀表,此類儀表支持Modbus-RTU協議,接口形式采用RS485總線,儀表上有2個通訊用端子,A+和B-,此類儀表的好處就是可以一條總線上手拉手鏈接多臺儀表,理論上一個網段32臺儀表,不過現場建議使用RS485集線器進行多臺儀表的連接,安全可靠,如圖2,也可以使用串口服務器,將通訊協議轉換為Modbus-TCP,接口形式為RJ45與上位機進行連接如圖3

傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?  第1張

傳感器連接:如何正確將傳感器連接到物聯網上

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信號特征

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信號調節 - LVDT/RVDT 安裝?:
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分離式鐵芯, 分離式鐵芯

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線性位移傳感器 - LVDT/LVIT 外殼材料?:
不銹鋼

外殼直徑?:
4.78?mm?[?.188?in?]

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加速度計類型?:
MEMS DC

即插即用加速度計傳感器類型?:
直流響應即插即用加速度計

結構特性

電氣連接?:
一體式電纜

電氣特征

滿量程輸出電壓?(VDC):
±2

勵磁電壓?(VDC):
8 – 36

零加速輸出?(mV):
±100

勵磁電流?(mA):
5

信號特征

頻率響應?(Hz):
0-300

主體特性

軸數?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

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4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度傳感器

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產品類型特性

加速度計類型?:
MEMS DC

即插即用加速度計傳感器類型?:
直流響應即插即用加速度計

結構特性

電氣連接?:
一體式電纜

電氣特征

滿量程輸出電壓?(VDC):
±2

勵磁電壓?(VDC):
8 – 36

零加速輸出?(mV):
±100

勵磁電流?(mA):
5

信號特征

頻率響應?(Hz):
0-800

主體特性

軸數?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

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603-0100-120 603-0100-120 速率和慣性傳感器

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產品類型特性

速率和慣性傳感器類型?:
Rate Sensors/Gyros

電氣特征

勵磁電壓?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
20.8 x 20.8 x 14.5

使用環境

工作溫度范圍?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包裝特性

速率和慣性傳感器包裝?:
Anodized Aluminium

其他

精確度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范圍 (±) DEG/SEC?:
100...

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-00 610-12K-276 速率和慣性傳感器

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產品類型特性

速率和慣性傳感器類型?:
Rate Sensors/Gyros

電氣特征

勵磁電壓?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
14.6 x 10.2 x 7.6

使用環境

工作溫度范圍?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包裝特性

速率和慣性傳感器包裝?:
Anodized Aluminium

其他

精確度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范圍 (±) DEG/SEC?:
...

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-000 -000 位置傳感器配套儀表

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電氣特征

線路電源電壓要求?(VDC):
±12, ±15

信號調節 - LVDT/RVDT 輸出類型?(VDC):
±10

勵磁電壓?(Vrms):
3

信號特征

勵磁頻率?(kHz):
2.5 – 10

機械附件

信號調節 - LVDT/RVDT 安裝?:
Printed Circuit Board Edge or Terminal Block

使用環境

工作溫度范圍?:
-1 – 55?°C?[?30 – 130?°F?]

其他

傳感器類型?:
帶 5 或 6 根導線的 LVDT 或 RVDT

傳感器通道?:
1

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-000 -000 線性位移傳感器 - LVDT

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使用環境

工作溫度范圍?:
5 – 60?°C?[?41 – 140?°F?]

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7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度傳感器

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產品類型特性

加速度計類型?:
IEPE

即插即用加速度計傳感器類型?:
交流響應即插即用加速度計

結構特性

電氣連接?:
10-32 同軸連接器

電氣特征

滿量程輸出電壓?(VDC):
±5

勵磁電壓?(VDC):
18 – 30

勵磁電流?(mA):
2 – 10

信號特征

頻率響應?(Hz):
0.3-

主體特性

軸數?:
1

重量?:
8.6?g?[?.303?oz?]

材料?:
不銹鋼

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-020 -020 傾角傳感器和傾角儀

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結構特性

接口?:
模擬

電氣特征

電源電壓?(VDC):
12 – 24

模擬接口?(mA):
4 – 20

端接特性

傾角傳感器和測斜儀安裝?:
垂直

尺寸

尺寸?(mm):
最多 70

傾角傳感器和測斜儀精確度?(°):
最多 +/- .5

分辨率?(°):
最多 +/- .01

使用環境

測量原理?:
液體

工作溫度范圍?:
-25 – 60?°C?[?-13 – 140?°F?]

包裝特性

傾...

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-00 AST4300AP4P1000 壓力傳感器

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產品類型特性

壓力傳感器類型?:
非易燃壓力變送器

壓力類型?:
測量儀

結構特性

壓力端口/接頭?:
1/4 MNPT

電氣連接?:
10 英尺導管

電氣特征

壓力傳感器電源電壓?(V):
10 – 28

主體特性

端口材料?:
316L

使用環境

壓力?:
344.73?bar?[?5000?psi?]

工作溫度范圍?:
-40 – 80?°C?[?-40 – 176?°F?]

操作/應用

耐壓范圍?:
2X,最小值

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-00 AST4600AP4W1000 壓力傳感器

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產品類型特性

壓力傳感器類型?:
防爆型壓力變送器

壓力類型?:
測量儀

結構特性

壓力端口/接頭?:
1/4 MNPT

電氣連接?:
導管 2 m 引線

電氣特征

壓力傳感器電源電壓?(V):
10 – 28

主體特性

端口材料?:
316L

使用環境

工作溫度范圍?(°C):
-40 – 85

工作溫度范圍?(°F):
-40 – 185, -40 – 185

操作/應用

耐壓范圍?:
2X,最小值

...

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傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?  第2張

傳感器連接:如何連接傳感器,物聯網

我們知道,人們為了從外界獲取信息,必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要物聯網傳感器。因此可以說,物聯網傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。

人們為了從外界獲取信息,必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要物聯網傳感器。因此可以說,物聯網傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。
新技術革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。
在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,并使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。
在基礎學科研究中,物聯網傳感器更具有突出的地位?,F代科學技術的發展,進入了許多新領域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到 cm的粒子世界,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應。此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁碭等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現,往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發展,往往是一些邊緣學科開發的先驅。
物聯網傳感器早已滲透到諸如工業生產、智能家居、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域??梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
由此可見,物聯網傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的將來,傳感器技術將會出現一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。 傳感器就是把自然界中的各種物理量、化學量、生物量轉化為可測量的電信號的裝置與元件,可見傳感器的眾多和紛雜。傳感器的定義決定了它本身的復雜性和眾多品種。
傳感器屬于物聯網的神經末梢,成為人類全面感知自然的最核心元件,各類傳感器的大規模部署和應用是構成物聯網不可或缺的基本條件。對應不同的應用我們提供不同的傳感器,覆蓋范圍包括智能工業、智能安保、智能家居、智能運輸、智能醫療等等。 1.傳感器按照其用途分類:壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面傳感器、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、24GHz雷達傳感器。
2.傳感器按照其原理分類:振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器。
3.傳感器按照其輸出信號為標準分類:模擬傳感器、 數字傳感器、膺數字傳感器、開關傳感器。
4.傳感器按照其制造工藝分類:集成傳感器 薄膜傳感器 厚膜傳感器 陶瓷傳感器。
5.傳感器根據測量目的不同分類:物理型傳感器、化學型傳感器、生物型傳感器。
6.物聯網無線傳感器分類:
無線幕簾控制器
無線調光器
紅外動作感應器
無線可燃氣探測器
無線煙感探測器
電流監測插座
無線溫度感應器
無線移動感應器
緊急警報器
無線窗戶感應器
無線光線感應器
無線門磁感應器
無線開關控制器
zigbee RF 模塊
頻率輸出相對濕度模塊
無線氣體傳感器
無線中繼器
Internet通信網關 1) 物聯傳感技術公司:是中國領先的物聯網設備和解決方案供應商。我們基于客戶需求持續創新,在傳感器、物聯網模塊、移動物聯網和云計算等幾大領域都確定了行業領先地位。憑借在物體感知、數據傳輸等領域的綜合優勢,公司已經成為物聯網時代的領導者。目前,我們的產品和解決方案已經應用于多個物聯網重點示范項目,成為全國各地物聯城市建設的重要技術支撐力量。 我們以讓人們感知真實的世界為愿景,運用各類傳感器,幫助不同地區不同行業的人們更加直接、自由、平等地獲取信息,消除各種信息偏差。為應對日益嚴重的氣候變化及各種地質災害,我們通過領先的低碳解決方案,幫助客戶用綠色環保的方式創造最佳的社會、經濟和環境效益,維護人類的長遠發展和安全。是一家經國家相關部門批準注冊的企業。公司在監控系統,數字化視頻集成圖像系統方面,汽車電子,傳感器,網絡傳播等方面 一直保持著不斷更新,不斷創新的奮斗歷程,沒有最好的產品只有更好的產品是公司為之奮斗目標,完善的售后服務是我們不可動搖的原則,希望我們做得更好!
2) 公司憑著良好的信用、優良的服務與多家企業建立了長期的合作關系。物聯傳感技術有限公司熱誠歡迎各界朋友前來參觀、考察、洽談業務。公司一貫堅持“質量第一,用戶至上,優質服務,信守合同”的宗旨,憑借著高質量的產品,良好的信譽,優質的服務,產品暢銷全國.竭誠與國內外商家雙贏合作,共同發展,共創輝煌!
3) 物聯網四大關鍵技術上已有兩項重大應用:智能家居市場和傳感器技術,分別由全資子公司物聯傳感技術新高理進行研發、生產和銷售。目前來自物聯網智能家居的收入井噴,而傳感器市場占有率也較高。
2010年,信息防偽產業板塊實現銷售收入1.35億元,同比增長9%;敏感電子元器件和傳感器技術產業板塊實現銷售收入1.4億元,同比增長52%,凈利潤同比增長130%。其中,家電傳感器新品數量較上年增加44%;強電弱電線束新品數量較上年增加100%;汽車傳感器元件新產品數量較上年增加80%。 無線線傳感器網絡是一種由獨立分布的節點以及網關構成的傳感器網絡。安放在不同地點的傳感器節點不斷采集著外界的物理信息,如溫度、聲音、震動等。相互獨立的節點之間通過無線網絡進行通信。無線傳感器網絡的每個節點都能夠實現采集,數據的簡單處理,還能接收來自其他節點的數據,并最終將數據發送到網關。工程師可以從網關獲取數據,查看歷史數據記錄或進行分析。通常,一個典型的無線傳感器網絡節點的硬件結構包括:傳感器接口、ADC、微處理器、電源以及無線收發裝置。
無線傳感器網絡誕生于上世紀70年代,最早被應用于美國軍方資助項目。經過近30年的發展,無線傳感器網絡的應用逐漸轉向民用,在森林、河流的環境監測中、在建筑環境的智能化應用中,以及一些無法放置有線傳感器的工業環境中都已經出現了它的身影。在1999年和2003年,美國商業周刊和MIT技術評論雜志相繼將其評價為21世紀最具影響力的20項技術以及改變世界的10大新技術。
作為一種針對應用而開發的技術,在項目中選擇無線傳感器網絡必須考慮到實用性。構建一個典型的無線傳感器網絡,必須要考慮以下四個重要的因素:網絡選擇,拓撲結構,功耗以及兼容性。
傳感器連接:傳感器如何與PLC進行連接?  第3張

傳感器連接:常用傳感器的使用與連接

電感式傳感器:
傳感器的輸出方式不同,電路連接也有些差異,但輸出方式相同的傳感器的電路連接方式相同。實驗中使用的傳感器有直流兩線式和直流三線式兩種,其中光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光纖傳感器均為直流三線式傳感器,磁性傳感器為直流兩線式傳感器。下面介紹NPN型傳感器的電路連接方式。
使用傳感器的注意事項:
1)傳感器不宜安裝在以下場所:陽光直射處、溫度高、可能會結霜處、有腐蝕性氣體處。
2)連接導線不要和電力線、動力線使用同一配線管或者配線槽,或者使用屏蔽線。
3)連接導線不能過細,長度不能過長。
4)接通電源后要等待一定時間才能進行檢測。
傳感器安裝工藝要求:
傳感器安裝方法正確,安裝結束后要進行傳感器的位置或靈敏度調節,使傳感器能準確地檢測到相應信號。
電路的安裝工藝要求:
1)連接導線選用正確。
2)電路各連接點連接可靠、牢固,外露銅絲最長不能超過2mm。
3)進接線排的導線都要編號,并套好號碼管。
4)同一接線端子的連接導線最多不能超過2根。
安裝工作的安全要求:
在裝配工作過程中,必須做到“安全第一”,請認真閱讀以下要求。
1)要正確使用一字或十字起子、尖嘴鉗、剝線鉗,防止在操作中發生起子或鉗子傷手的事故;
2)安裝結束確認接線正確無誤后才能送電進行檢測;
3)拆裝要在停電狀態下進行;
4)使用儀表帶電測量時,一定要按照儀表使用的安全規程進行;
5)安裝時,不用工具敲擊安裝器件,以防造成器材的損壞。
電感式接近開關的工作原理:
電感式接近開關內部用電磁線圈作為傳感元件,利用電磁感應原理來產生信號,因此,能非接觸式地檢測到金屬目標物,即有金屬目標物進入它的檢測范圍之內時產生信號輸出。
電感式傳感器一般都是三線制傳感器且有傳感器指示燈,當傳感器有信號輸出時,指示燈亮,當傳感器沒有信號輸出時,指示燈熄滅。
根據傳感器的結構和安裝支架的結構,要完成安裝,首先要拆下傳感器上的一個固定螺母,然后將傳感器插入支架安裝孔內,再將拆下的螺母旋上擰緊,傳感器就固定在支架上了。參考的具體安裝方法和步驟如下圖:
所需安裝的電感式傳感器的工作電壓為DC10-30V,因此安裝時要保證:給電感式傳感器提供合適的工作電壓,一般我們選用DC24V的電源給傳感器供電。進行電路安裝時,將棕色線接電源的“+”,藍色線接電源的“-”,黑色線接信號輸入端。當傳感器用來為PLC提供信號時,可按如下圖所示的電氣原理圖接線。
連接線路時,傳感器的引出線一般通過接線端子排與電源及PLC相連接,具體的連接方法和步驟可參考下圖:
光電傳感器的:
漫反射式光電傳感器;
漫反射式光電傳感器集發射器與接收器于一體,在前方無物體時,發射器發出的光不會被接收器所接收到,開關不動作,如下圖(a)所示。當前方有物體時,接收器就能接收到物體反射回來的部分光線,通過檢測電路產生開關量的電信號輸出使開關動作,如下圖(b)所示。漫反射式光電傳感器的有效作用距離是由目標的反射能力決定的,即由目標表面性質和顏色決定。
反射式光電傳感器:
反射式光電傳感器也是集發射器與接收器于一體,但與漫射式光電傳感器不同的是其前方裝有一塊反射板。當反射板與發射器之間沒有物體遮擋時,接收器可以接收到光線,開關不動作,如下圖(a)所示。當被測物體遮擋住反射板時,接收器無法接收到發射器發出的光線,傳感器產生輸出,開關動作,如下圖(b)所示:
對射式光電傳感器:
對射式光電傳感器的發射器和接收器是分離的。在發射器與接收器之間如果沒有物體遮擋,發射器發出的光線能被接收器接收到,開關不動作,如圖(a)所示。當有物體遮擋時,接收器接收不到發射器發出的光線,傳感器產生輸出信號,開關動作,如圖(b)所示。這種光電傳感器能辨別不透明的反光物體,有效距離大。因為發射器發出的光束只跨越感應距離一次,因此不易受干擾,可以可靠地用于野外或者粉塵污染較嚴重的環境中。
根據傳感器的結構和安裝支架的結構,要完成安裝,首先要將傳感器連接導線按下圖a所示從孔中穿過,再將傳感器的固定孔和安裝支架上的安裝孔對準后,插入螺絲并固定,傳感器就固定在支架上了。參考的具體安裝方法和步驟如下圖所示。
光纖傳感器:
光導纖維是利用光的完全內反射原理傳輸光波的一種介質,它是由高折射率的纖芯和包層所組成。包層的折射率小于纖芯的折射率,直徑大致為0.1mm~0.2mm。當光線通過端面透入纖芯,在到達與包層的交界面時,由于光線的完全內反射,光線反射回纖芯層。這樣經過不斷的反射,光線就能沿著纖芯向前傳播且只有很小的衰減。光纖式傳感器就是把發射器發出的光線用光導纖維引導到檢測點,再把檢測到的光信號用光纖引導到接收器來實現檢測的。按動作方式的不同,光纖式傳感也可分為對射式、漫反射式等多種類型。光纖式傳感器可以實現被檢測物體在較遠區域的檢測。由于光纖損耗和光纖色散的存在,在長距離光纖傳輸系統中,必須在線路適當位置設立中級放大器,以對衰減和失真的光脈沖信號進行處理及放大。
光纖傳感器使用注意事項:
1)不能安裝在以下場所:陽光直射處,濕度高、可能會結霜處,有腐蝕性氣體處,對本體有直接振動或沖擊影響處;
2)電力線、動力線與光電開關使用同一配線管或者配線槽時,會由于感應引起誤動作或者產品損壞,原則上請分開配線或者使用屏蔽線。
3)導線的延長請使用0.3mm以上的線,并控制在100m以下;
4)電源接通后,經過200ms以上才可以進行檢測,負載與光纖傳感器的電源分開時,請一定要先接通光纖傳感器的電源;
5)在切斷電源時會發生輸出脈沖情況,所以要先切斷負載或負載線的電源;
6)使用接插件式時,為了防止觸電或短路,請在不使用的連接電源端子上貼上保護用貼片;
7)放大器拆卸和安裝時請一定要切斷電源;
8)請不要在光纖單元固定于放大器單元的狀態下施加拉伸、壓縮等動作;
9)在使用時一定要確保保護罩已蓋好;
10)不要使用香蕉水、汽油、丙酮、燈油類進行清潔。
光纖傳感器的拆裝:
光纖傳感器由放大器單元、光纖單元和配線接插件單元三個組件組成,其安裝相對電感式傳感器、電容式傳感器要復雜一些,下面分別介紹光纖傳感器的三個組件的拆裝。
1)放大器單元的安裝
將光纖傳感器放大器單元中與光纖單元相連接的一側的鉤爪嵌入固定導軌后,再壓下直到掛鉤完全鎖定,如圖所示。
放大器單元安裝示意圖
注意:務必將與光纖單元相連的一側先嵌入導軌進行安裝,逆向安裝會導致安裝強度下降。
2)放大器單元的拆卸
如下左圖所示,壓住1方向后,將光纖傳感器插入部往2的方向提,即可將放大器單元拆卸下來。
3)配線接插件單元的安裝
如上右圖所示將配線插件單元插入放大器單元的母接插件中,直到發出“咔”的聲音。
4)配線接插件單元的拆卸
滑動子接插件,如下左圖所示,按下接插件的扳鈕,使母/子接插件完全分離。
5)光纖單元的安裝
如上右圖所示,按1打開保護罩,按2打開鎖定撥桿,按3將光纖插入放大器單元插入口并確保插到底部,再按4將鎖定撥桿撥回原來位置固定住光纖,最后蓋上保護罩。
注:光纖的插入位置要到位,具體位置要求如下左圖所示。如不完全插入可能會引起檢測距離下降。
6)光纖單元的拆卸
如上右圖所示,打開保護罩,解除鎖定扳鈕,然后拔出光纖。
這種光纖傳感器反射入光量與放大器入光量指示燈的關系如下圖表所示。
磁性傳感器:
磁性開關的工作原理:
磁性開關是流體傳動系統中所特有的。磁性開關可以直接安裝在氣缸缸體上,當帶有磁環的活塞移動到磁性開關所在位置時,磁性開關內的兩個金屬簧片在磁環磁場的作用下吸合,發出信號。當活塞移開,舌簧開關離開磁場,觸點自動斷開,信號切斷。通過這種方式可以很方便地實現對氣缸活塞位置的檢測。
磁性開關的工作狀態:
磁性傳感器一般都是二線制傳感器且有傳感器指示燈。當傳感器指示燈亮時,表示有信號輸出,當指示燈熄滅時,表示傳感器沒有信號輸出,因此我們可以通過指示燈的亮滅來觀察傳感器的工作是否正常。
從應用原理上,磁性傳感器的種類主要有:
(1) 磁電感應式傳感器的特點
磁電感應式傳感器簡稱感應式傳感器,也稱電動式傳感器。它把被測物理量的變化轉變為感應電動勢,是一種機-電能量變換型傳感器,不需要外部供電電源,電路簡單,性能穩定,輸出阻抗小,又具有一定的頻率響應范圍(一般為10~1000Hz),適用于振動、轉速、扭矩等測量。其中慣性式傳感器不需要靜止的基座作為參考基準,它直接安裝在振動體上進行測量,因而在地面振動測量及機載振動監視系統中獲得了廣泛的應用。但這種傳感器的尺寸和重量都較大。
(2) 磁電感應式傳感器的工作原理,分類與應用工作原理:根據電磁感應定律,N匝線圈在磁場中運動切割磁力線,線圈內產生感應電動勢e。e的大小與穿過線圈的磁通Φ變化率有關。按工作原理不同,磁電感應式傳感器可分為恒定磁通式和變磁通式,即動圈式傳感器和磁阻式傳感器。恒定磁通式磁電感應式傳感器按運動部件的不同可分為動圈式和動鐵式。動圈式磁電傳感器的中線圈是運動部件,基本形式是速度傳感器,能直接測量線速度或角速度,如果在其測量電路中接入積分電路或微分電路,那么還可以用來測量位移或加速;動鐵式磁電感應式傳感器的運動部件是鐵芯,可用于各種振動和加速度的測量。
變磁通式磁電感應傳感器中,線圈和磁鐵都靜止不動, 轉動物體引起磁阻、磁通變化,常用來測量旋轉物體的角速度。如動畫所示,線圈3和磁鐵5靜止不動,測量齒輪1(導磁材料制成)每轉過一個齒,傳感器磁路磁阻變化一次,線圈3產生的感應電動勢的變化頻率等于測量齒輪1上齒輪的齒數和轉速的乘積。變磁通式傳感器對環境條件要求不高,能在-150~+90℃的溫度下工作,不影響測量精度,也能在油、水霧、灰塵等條件下工作。但它的工作頻率下限較高,約為50Hz,上限可達100Hz。
2、霍爾式傳感器
(1) 霍爾傳感器的特點
霍爾傳感器也是一種磁電式傳感器。它是利用霍爾元件基于霍爾效應原理而將被測量轉換成電動勢輸出的一種傳感器。由于霍爾元件在靜止狀態下,具有感受磁場的獨特能力,并且具有結構簡單、體積小、噪聲小、頻率范圍寬(從直流到微波)、動態范圍大(輸出電勢變化范圍可達1000:1)、壽命長等特點,因此獲得了廣泛應用。
(2)霍爾傳感器原理金屬或半導體薄片置于磁場中,當有電流流過時,在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢,這種物理現象稱為霍爾效應。
霍爾傳感器利用霍爾效應實現對物理量的檢測,按被檢測對象的性質可將它們的應用分為直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電量來進行檢測和控制。
(3)霍爾傳感器的應用
維持I、q 不變,則EH=f(B),這方面的應用有測量磁場強度的高斯計、測量轉速的霍爾轉速表、磁性產品計數器、霍爾式角編碼器以及基于微小位移測量原理的霍爾式加速度計、微壓力計等;維持I、B不變,則EH=f(q),這方面的應用有角位移測量儀等。維持q 不變,則EH=f(IB),即傳感器的輸出EH與I、B的乘積成正比,這方面的應用有模擬乘法器、霍爾式功率計等。
(4) 霍爾傳感器的選用注意事項
1.磁場測量。如果要求被測磁場精度較高,如優于±0.5%,那么通常選用砷化鎵霍爾元件,其靈敏度高,約為5—10mv/100mT.溫度誤差可忽略不計,且材料性能好,可以做的體積較小。在被測磁場精度較低,體積要求不高。如精度低于±0.5%時,最好選用硅和鍺雹爾元件。
2.電流測量。大部分霍爾元件可以用于電流測量,要求精度較高時。選用砷化鎵霍爾元件,精度不高時,可選用砷化鎵、硅、鍺等霍爾元件。
3.轉速和脈沖測量。測量轉速和脈沖時,通常是選用集成霍爾開關和銻化銦霍爾元件。如在錄像機和攝像機中采用了銻銦霍爾元件替代電機的電刷,提高了使用壽命。
4.信號的運算和測量。通常利用霍爾電勢與控制電流、被測磁場成正比,并與被測磁場同霍爾元件表面的夾角成正弦關系的特性,制造函數發生器。利用霍爾元件輸出與控制電流和被測磁場乘積成正比的特性。制造功率表、電度表等。
5.拉力和壓力測量。選用霍爾件制成的傳感器較其它材料制成的陣感器靈敏度和線性度更佳。
3、磁阻效應傳感器
磁阻元件類似霍爾元件,但它的工作原理是利用半導體材料的磁阻效應(或稱高斯效應)。磁阻效應與霍爾效應的區別在于感應電動勢相對于電流的方向,霍爾電勢是垂直于電流方向的橫向電壓,而磁阻效應則是沿電流方向的電阻變化。
上圖是一種測量位移的磁阻效應傳感器。將磁阻元件置于磁場中,當它相對于磁場發生位移時,元件內阻R1、R2發生變化,如果將它們接于電橋,則其輸出電壓比例于電阻的變化。磁阻效應與材料性質及幾何形狀有關,一般遷移率大的材料,磁阻效應愈顯著;元件的長、寬比愈小,磁阻效應愈大。磁阻元件可用于位移、力、加速度、磁場等參數的測量。
磁性傳感器是實現自動檢測和自動控制的首要環節。如果沒有傳感器對原始數據進行精確可靠測量,無論是信號轉換、信息處理及數據的顯示與控制,都將無從談起。沒有精確可靠的傳感器,就沒有自動檢測和控制系統。由此可見,磁性傳感器起著巨大的作用。
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