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常用传感器的使用与连接

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电感式传感器:

传感器的输出方式不同,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。

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使用传感器的注意事项:

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。

3)连接导线不能过细,长度不能过长。

4)接通电源后要等待一定时间才能进行检测。

传感器安装工艺要求:

传感器安装方法正确,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。

电路的安装工艺要求:

1)连接导线选用正确。

2)电路各连接点连接可靠,牢固,外露铜丝最长不能超过2毫米。

3)进接线排的导线都要编号,并套好号码管。

4)同一接线端子的连接导线最多不能超过2根。

安装工作的安全要求:

在装配工作过程中,必须做到“安全第一”,请认真阅读以下要求。

1)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;

XX2)安装完成后,确认接线正确,然后发送电源进行测试;

3)拆卸和组装应在停电时进行;

4)使用仪表进行实时测量时,请务必遵守仪表使用的安全规定;

5)安装时,请勿使用工具敲击设备以防止损坏设备。

电感式接近开关的工作原理:

电感式接近开关使用电磁线圈作为传感元件,通过电磁感应原理产生信号。因此,可以非接触地检测金属靶,即,当金属靶进入其检测范围时,产生信号输出。

电感式传感器通常是三线传感器并具有传感器指示器。当传感器有信号输出时,指示灯亮。当传感器没有信号输出时,指示灯熄灭。

根据传感器的结构和安装支架的结构,为了完成安装,首先拆下传感器上的固定螺母,然后将传感器插入支架的安装孔,然后将拆下的螺母拧到支架上,并将传感器固定在支架上。它是。具体的安装方法和参考步骤如下:

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要安装的电感式传感器的工作电压为DC10-30V,因此必须确保为电感式传感器提供合适的工作电压。通常,我们使用DC24V电源为传感器供电。安装电路时,将棕色线连接到电源的“+”,蓝色线连接到电源的“ - ”,黑色线连接到信号输入。当传感器用于向PLC提供信号时,可以按照下面所示的电气原理图所示进行接线。

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连接线路时,传感器的引线通常通过接线盒连接到电源和PLC。有关具体的连接方法和步骤,请参阅下图:

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光电传感器:

漫反射光电传感器;

漫反射型光电传感器集成了发射器和接收器。当前方没有物体时,接收器不接收发射器发出的光,开关不工作,如下图(a)所示。当在前侧存在物体时,接收器可以接收从物体反射的部分光,并且开关产生通过检测电路输出的电信号,如下图(b)所示。漫反射光电传感器的有效范围由目标的反射能力决定,即由目标表面的性质和颜色决定。

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反射式光电传感器:

反射光电传感器也与发射器和接收器集成在一起,但与漫射光电传感器不同,反射器安装在其前面。当反射器和发射器之间没有物体阻挡时,接收器可以接收光,开关不工作,如下图(a)所示。当被测物体遮挡反射器时,接收器无法接收来自发射器的光,传感器产生输出,开关的作用如下图(b)所示:

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对射式光电传感器:

对射式光电传感器的发射器和接收器是分开的。如果发射器和接收器之间没有物体障碍物,则发射器发出的光可以被接收器接收,并且开关不工作,如图(a)所示。当物体被阻挡时,接收器不接收发射器发出的光,传感器产生输出信号,开关操作如图(b)所示。该光电传感器可以区分具有较大有效距离的不透明反射物体。由于发射器发射的光束只跨越一次感应距离,因此不易受到干扰,可以在野外或多尘的环境中可靠地使用。

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根据传感器的结构和安装支架的结构,要完成安装,首先将传感器连接线穿过孔,如图a所示,然后将传感器的固定孔与安装孔对准。安装支架。螺钉固定,传感器固定在支架上。具体的安装方法和参考步骤如下图所示。

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光纤传感器:

光纤是使用光的完全内反射原理透射光波的介质。它由芯和具有高折射率的包层组成。包层的折射率小于芯的折射率,直径约为0.1mm至0.2mm。当光通过端面进入芯时,当光到达与包层的界面时,由于光的完全内反射,光被反射回芯层。以这种方式,在连续反射之后,光可以沿着芯向前行进而仅具有小的衰减。光纤传感器通过光纤将发射器发出的光引导到检测点,然后通过光纤将检测到的光信号引导到接收器,实现检测。根据不同的动作模式,光纤传感也可以分为各种类型,例如对射和漫反射。光纤传感器可以检测远程区域中检测到的物体。由于光纤的损耗和光纤的色散,在长距离光纤传输系统中,必须在适当的位置设置中距离放大器,以处理和放大衰减和失真的光脉冲信号。

使用光纤传感器的注意事项:

1)不能安装在以下场所:阳光直射,高湿度,可能有磨砂,腐蚀性气体,直接振动或冲击身体;

2)当电源线,电源线和光电开关使用相同的接线管或接线槽时,可能会因感应而发生故障或产品损坏。原则上,将布线分开或使用屏蔽电缆。

3)对于电线的延长,请使用0.3mm以上的电线并控制在100m以下;

4)电源打开后,可在超过200ms后检测到。当负载与光纤传感器的电源分离时,请务必先打开光纤传感器的电源;

5)电源关闭时会产生输出脉冲,因此应首先切断负载或负载线的功率;

6)使用连接器类型时,为防止触电或短路,请在未使用的电源端子上贴上保护膜;

7)拆卸和安装放大器时务必关闭电源;

8)光纤单元固定在放大器单元时,不要进行拉伸或压缩;

9)使用时确保盖上保护盖;

10)请勿使用香蕉水,汽油,丙酮或灯油进行清洁。

光纤传感器的拆卸和组装:

光纤传感器由三部分组成:放大器单元,光纤单元和接线连接器单元。与电感式传感器和电容式传感器相比,安装相对复杂。下面分别描述光纤传感器的三个部件的拆卸和组装。

1)安装放大器单元

将光纤传感器放大器单元的挂钩插入固定导轨的光纤传感器放大器单元的一侧,然后向下按,直到挂钩完全锁定,如图所示。

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放大器单元安装图

注意:务必将连接到光纤单元的一侧连接到导轨上以进行安装。反向安装将导致安装强度降低。

2)拆卸放大器单元

如下左图所示,按下1方向后,将光纤传感器插入部分向2方向抬起,以取下放大器单元。

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3)安装接线连接器单元

将接线卡单元插入放大器单元的母接头,如右图所示,直到听到“咔嗒”声。

4)拆卸接线连接器单元

滑动连接器,如下图所示,按下连接器的切换按钮,以完全分离母/子连接器。

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5)光纤单元的安装

如右图所示,按1打开保护盖,按2打开锁定杆,按3将光纤插入放大器单元插入端口,确保将其插入底部,然后按4将锁定杆返回其原始位置以固定光纤。最后,盖上保护盖。

注意:光纤的插入位置应该到位。具体位置要求如下图左图所示。如果没有完全插入,可能会导致检测距离下降。

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6)拆卸光纤单元

打开保护盖,解锁开关,然后如右图所示拉出光纤。

光纤传感器反射的光量与进入放大器的指示灯之间的关系如下图所示。

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磁传感器:

磁性开关如何工作:

磁性开关是流体传输系统所独有的。磁性开关可以直接安装在气缸体上。当带有磁环的活塞移动到磁性开关的位置时,磁性开关中的两个金属簧片被磁环的磁场吸引以发送信号。当活塞被移除时,簧片开关离开磁场,触点自动断开,信号被切断。以这种方式,可以容易地实现缸活塞位置的检测。

磁开关的工作状态:

Magnetic sensors are typically two-wire sensors with sensor indicators. When the sensor indicator is on, it indicates that there is a signal output. When the indicator is off, it indicates that the sensor has no signal output. Therefore, we can observe whether the sensor works normally by turning on the indicator.

From the application principle, the types of magnetic sensors are mainly:

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(1) Characteristics of magnetoelectric induction sensor

Magnetoelectric induction sensors are referred to as inductive sensors, also known as electric sensors. It converts the measured physical quantity into an induced electromotive force. It is a machine-electric energy conversion type sensor. It does not require an external power supply. The circuit is simple, the performance is stable, the output impedance is small, and it has a certain frequency response range (generally 10). ~1000Hz), suitable for vibration, speed, torque and other measurements. The inertial sensor does not require a stationary base as a reference. It is directly mounted on the vibrating body for measurement, and thus has been widely used in ground vibration measurement and on-board vibration monitoring systems. However, such sensors are large in size and weight.

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(2) Working principle of magnetic induction sensor, classification and application working principle: According to the law of electromagnetic induction, the N匝 coil moves in the magnetic field to cut the magnetic field line, and the induced electromotive force e is generated in the coil. The size of e is related to the rate of change of the magnetic flux Φ passing through the coil. According to different working principles, magnetoelectric induction sensors can be divided into constant magnetic and variable magnetic, namely moving coil sensors and magnetoresistive sensors. Constant magnetic general-purpose magnetoelectric inductive sensors can be classified into moving coil type and moving iron type according to different moving parts. The middle coil of the moving coil type magnetoelectric sensor is a moving part. The basic form is a speed sensor, which can directly measure the linear velocity or angular velocity. If it is connected to an integrating circuit or a differential circuit in its measuring circuit, it can also be used to measure displacement or acceleration. The moving parts of the moving iron type magnetoelectric inductive sensor are iron cores, which can be used for various vibration and acceleration measurements.

xx在可变磁通用磁电感应传感器中,线圈和磁铁是静止的,并且旋转物体引起磁阻和磁通量变化,并且通常用于测量旋转物体的角速度。如动画所示,线圈3和磁铁5是静止的,测量齿轮1(由导磁材料制成)每转一圈旋转,传感器磁路的磁阻改变一次,频率由线圈3产生的感应电动势与测量齿轮相等。 1上齿轮齿数和转速的乘积。可变磁性传感器不需要高环境条件,并且可以在-150至+ 90℃的温度下工作而不影响测量精度,并且还可以在油,水雾,灰尘等下工作。然而,其较低的工作频率较高,约为50Hz,而上限则高达100Hz。

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2.霍尔传感器

(1)霍尔传感器的特性

霍尔传感器也是一种磁电传感器。它是一种传感器,它使用霍尔元件将测量值转换为基于霍尔效应原理的电动势输出。由于霍尔元件处于静止状态,因此具有独特的感应磁场能力,结构简单,体积小,噪音低,频率范围宽(从直流到微波),动态范围大(输出电位大)范围高达1000: 1),寿命长等特点,因此得到了广泛的应用。

(2)霍尔传感器原理将金属或半导体晶片置于磁场中。当电流流动时,在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。这种物理现象称为霍尔效应。

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霍尔传感器使用霍尔效应来检测物理量。根据要检测的对象的性质,它们的应用可以分为直接应用和间接应用。前者直接检测待检测物体的磁场或磁特性,后者检测待使用物体上的人工设置磁场,并利用该磁场作为检测信息的载体,许多非 - 使用电和非磁性材料。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,转速和运行状态变化的时间被转换成用于检测和控制的电量。

(3)霍尔传感器的应用

为了保持I和q不变,EH=f(B)。该应用包括用于测量磁场强度的高斯计,用于测量转速的霍尔转速计,磁性产品计数器,霍尔角编码器和基于微小位移的测量。霍尔式加速度计,微压力表等原理;保持I,B不变,则EH=f(q),这方面的应用是角位移测量仪。如果q保持恒定,那么EH=f(IB),即传感器的输出EH与I和B的乘积成比例。使用诸如模拟乘法器和霍尔型功率计的应用。

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(4)霍尔传感器选择的注意事项

1.磁场测量。如果要求测量的磁场的精度高,例如优于±0.5%,则通常使用砷化镓霍尔元件,并且其灵敏度高,约5-10mv/100mT。温度误差可以忽略不计,材料性能良好,做得更小。测得的磁场精度低,体积要求不高。如果精度小于±0.5%,最好使用硅和锗组分。

2.电流测量。当需要高精度时,大多数霍尔元件可用于电流测量。当选择砷化镓霍尔元件时,当精度不高时,可以使用诸如砷化镓,硅或锗的霍尔元件。

3.速度和脉冲测量。在测量速度和脉冲时,通常使用集成的霍尔开关和锑化铟霍尔元件。例如,在录像机和摄像机中,使用铟 - 铟霍尔元件代替电动机刷来改善使用寿命。

4.信号计算和测量。函数发生器通常通过利用与控制电流和测量的磁场成比例的霍尔电位来制造,并且与测量的磁场和霍尔元件的表面之间的角度正弦地相关。霍尔元件输出与控制电流和测量磁场的乘积成比例。制造功率计,电表等。

5.拉力和压力测量。由霍尔元件制成的传感器比由其他材料制成的传感器具有更好的灵敏度和线性度。

3.磁阻效应传感器

磁阻元件类似于霍尔元件,但它通过利用半导体材料的磁阻效应(或高斯效应)起作用。磁阻效应与霍尔效应的不同之处在于感应电动势在电流方向上,霍尔电位是垂直于电流方向的横向电压,磁阻效应是沿着电流方向的电阻变化。目前。

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上图是一个测量位移的磁阻效应传感器。磁阻元件置于磁场中。当它相对于磁场移位时,元件的内阻R1和R2改变。如果它们连接到电桥,则输出电压与电阻的变化成比例。磁阻效应与材料特性和几何形状有关。通常,磁阻效应在具有大迁移率的材料中更明显。元件的长宽比越小,磁阻效应越大。磁阻元件可用于测量位移,力,加速度和磁场等参数。

磁传感器是实现自动检测和自动控制的主要步骤。如果没有传感器准确可靠地测量原始数据,无论信号转换,信息处理和数据显示和控制,都无法谈论它。没有准确可靠的传感器,就没有自动检测和控制系统。可以看出,磁传感器起着巨大的作用。

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