关于传感器 关于传感器,身为电气人你了解多少呢?
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谈到传感器,相信大家都不陌生,那么关于传感器,你究竟了解多少呢?
传感器就像是设备的“五官”,是人与机器交流的必备器件,为什么这么说呢?人的五官就是天然的传感器、具有视、听、嗅、味、触觉,我们人的大脑就是通过五官来感知外接的信息的。而传感器就像是一种生物器官,能够探测或感受外接的信号(如光、热、湿度、烟雾等),并将探知的信息传递给其他器官或装置。
传感器是一种检测装置,通常由敏感元件和转换元件组成,能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。传感器能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。不同种类的传感器作用不同,分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等。
传感器的种类很多,为了更好的区分,下面就对传感器做一个分类:
1、按用途分类压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
2、按输出信号分类
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
常见的传感器包括接近开关传感器、光电开关传感器、称重传感器、热电阻传感器、霍尔传感器、温度传感器、光敏传感器、激光传感器、位移传感器、光栅传感器、压力传感器、红外传感器 等。下面小编就介绍一下最常用的接近开关、光电开关传感器和压力传感器。
接近开关传感器: 当开关接近某一物体时,即发出控制信号,接近开关又称为无触点行程开关,除可以完成行程控制和限位保护外,还是一种非接触型监测装置,用作检测零件尺寸和测速等。
光电开关传感器: 把输入的电流在发射器上转为光信号发出,接收管根据接收到的光的强弱和数量对目标物体进行检测。简单来说是利用被检测物对光束的遮挡或反射,从而检测物体有无,物体不限于金属,所有能反射光纤的物体均可被检测。
那么接近开关和光电开关有何区别呢?
1、检测物体的方式不同:光电开关的发射管发出经调制的光,接收管来检测是否接收到这种光来判断是否有物体;而接近开关是靠其头部的检测头的感应来判断物体的存在。
2、当检测开关不便于靠近检测物体时或靠近被检测物体易被损坏时、空间受限时、被测物体较小时,可使用光电开关,它不分金属和非金属。当检测开关便于接近被测物体且不易被损坏时,检测金属物体使用电感式接近开关,检测非金属物体使用电容式接近开关。
3、接近开关只能对金属有感应,对塑料或其他材料不能感应,一般距离较短,而光电开关是可以感应所有材料的,但是它对感应物体对反馈光线能力的大小有关系,如白色的感应物体距离远,黑色的距离近。
当然接近开关和光电开关还是有相同的地方的,通常根据输出电路的形式,接近开关和光电开关都可以分为NPN型和PNP型,下面再顺便介绍一下NPN和PNP的区别。NPN和PNP型传感器原理就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器,但输出信号是截然相反的,即高电平和低电平。PNP与NPN型传感器一般有三条引出线,即电源线Vcc、0V线,out信号输出线。
NPN传感器: 当有信号触发时,信号输出线out和0V线连接,相当于输出低电平,0V。对于NPN-NO型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是0v线和out线断开。
PNP传感器: 当有信号触发时,信号输出线out和电源线Vcc连接,相当于输出高电平,Vcc。对于PNP-NO型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是VCC电源线和out线断开。
一般常见的传感器是三线的,也有直流二线、交流二线、四线、甚至五线的传感器 ,其接线原理图如下图所示。
前面说的接近开关和光电开关都是属于开关传感器,再来看看模拟传感器,比较典型的就是压力传感器了。压力传感器是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的期间或装置,一般普通压力传感器的输出为模拟量信号,或在一端连续的时间间隔内,输出为数字信号。
压力传感器是工业控制、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,它的种类繁多,有压阻式、电感式、电容式、电阻应变片式、半导体应变片式、谐振式等,通常使用的压阻式压力传感器主要是利用压电效应制造而成的。
压力传感器一般有两线制、三线制、四线制,压力传感器两线制比较简单,一根线连接电源正极,另一个线也就是信号线经过仪表连接到电源负极,这种是最简单的,压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线,这根线直接连接到电源的负极。四线制压力传感器是两个电源输入端,另外两个是信号输出端,一般四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出,4~20mA的叫压力变送器,多数做成两线制的。压力传感器的二线制和三线制接线如下图所示。
以上小编对常用传感器的功能、作用、原理、接线做了详细的介绍,传感器在工业控制中是经常用的一种元器件,小伙伴记得收藏备用哦~
来源:技成培训网,作者:蔡慧荥,未经授权不得转载!
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传感器是根据材料的物理、化学、生物学的特性和规律设计而成的器件,种类繁多,在测控领域内,由某一原理设计的传感器可以同时测量多种非电量,而有时一种非电量又可用多种不同原理的传感器测量,因此传感器的分类方法较多,一般可按以下几种方法分类。
1.按输入量分类
按输入量可分为压力、位移、速度、温度、湿度等传感器。这种分类方法明确地表达了传感器的用途,便于选用,但该分类法将原理互不相同的传感器归于一类,难以找出每种传感器的转换原理上有何共性和差异。
2.按测量原理分类
这种分类方法是以物理和化学等的原理、规律和效应作为分类依据,如电压式、热电式、电阻式、光电式、电感式等。这种分类方法的优点是对于传感器的工作原理比较清楚,类别少,利于对传感器进行深入分析和研究。
3.按能量关系分类
按能量观点分类,可将传感器分为有源传感器和无源传感器。前者将非电能量转换为电能量,称之为能量转换型传感器。通常配合有电压测量电路和放大器,如压电式、热电式、电磁式等。无源传感器又称能量控制型传感器。它本身不是一个换能器,被测非电量仅对传感器中能量起控制或调节作用。所以,它们必须有辅助电源,这类传感器有电阻式、电容式、电感式等。
4.根据半导体有关理论分类
分为半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
5.按输出量分类
按输出量分类有模拟式和数字式传感器。模拟式传感器的输出信号为模拟量;数字式传感器的输出信号为数字量,便于与计算机连用,且抗干扰性强,如盘式角压数字传感器,光栅传感器等。
6.其他分类
传感器通常也可按结构型和物性型分类。
(1)结构型
主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物理量的变化,从而检测出被测量信号。这种传感器目前应用的最为普遍。
(2)物性型
物性型是利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。它是半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
传感器按测量原理和用途两个大类细分如下表所示。
传感器的使用注意事项
(1)安装及线路调试
① 要熟悉传感器及后级电路的原理、特点和要求。
② 传感器安装位置和方法要正确,固定要牢固。传感器的输出信号线要符合说明书的要求。
③ 传感器的供电电源要符合说明书的要求。输出信号的极性、电流方向要与后级电路输入的要求一致。
④ 传感器及后级电路安装完毕后,要开机反复进行调整,直到达到最佳状态。
(2)操作要点
① 传感器必须与被测物体保持紧密联系,有些就直接安装在被测物体上。传感器的安装位置是否准确,对检测结果影响很大。
② 对于传感器接收装置的输入电路,其检测的精度取决于传感器的精度、安装位置和方法是否正确及接收装置的精度。
来源:《电工从业技能深入精通》 作者:张志远
版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除
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