传感器那么多，如何选择？如何归类？

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原创文章

FANUC数控机床上使用的传感器并不多，在数控机床的附属设备“机械手”上使用了很多传感器。其实，传感器的种类非常多，型号也多，功能基本上都很类似，但是也有区别。本期笔者带大家认识一下传感器，教大家如何选择、如何归类传感器。

传感器在自动化领域里非常重要，它相当于人的眼睛、耳朵，是一个感觉器官。如果你要实现自动化，笔者认为，传感器是必不可少的东西。所以掌握好各种各样的传感器知识对我们做自动化编程或是维修都非常有帮助。

下面笔者将对传感器进行一个分类，按照PLC常用的传感器，一般可归结为三大类。

数字量传感器

数字量的传感器应用很广泛，我们最常见到的

这些传感器在笔者工作的车间里都用到了，例如流水线上尾部一般都会用到光电开关，机械手手爪上都有接近开关，气缸上经常用到磁感应开关。

笔者也将数字量传感器称作开关量传感器，无论在PLC编程还是在安装调试中，使用频率都非常高，绝对是搞自动化必备的电器元件。

位移量传感器

位移量传感器我们常见的一般有三种：

1、光电编码器

光电编码器有两种：一种是增量式脉冲编码器，另一种是叫绝对值光电编码器。光电编码器在伺服电机里应用广泛，一般都在伺服电机后面。它的工作原理就是根据轴心的转动会输出一个“脉冲信号”来达到高精度定位。

生活中我们经常用到光电编码器的产品，例如电脑的鼠标，它就是光电的（老以前是滚轮的），能够根据鼠标移动的位置，来达到精确定位。在数控机床中，也有这样的位移量传感器，你知道它在哪里？相信你已经知道了。

2、霍尔效应元件

这个“霍尔元件”已经完全融入到我们的生活当中了，例如我们开的汽车“油门”里边就用到了霍尔元件：这个传感器有“三个脚”：一个是电压的输入，一个是信号的输出，还有一个是电压的负极。

传感器的外边有一个磁铁，磁铁从S到N，它就会输出一个偏移量（有0-5V的、0-10V的、0-15V的模拟量电压），来精准的确定它的位置，从而判定“油门”给定的大小。

笔者认为，霍尔元件可以说它是位移量传感器，也可以叫它模拟量传感器，在工控中应用也非常广泛。

3、超声波雷达传感器

汽车的倒车雷达就是超声波雷达型传感器，它可以测量距离。例如倒车的时候通过传感器测量后面和障碍物的距离，从而发出“滴滴滴的预警”。

当然，不仅仅只有超声波的，还有激光的，只不过后者更少见。

模拟量传感器

模拟量传感器在生活中相当的丰富多彩，它的分类一般是：温度、气敏、湿度、压力、射线 ，基本上可以随处可见。

例如家里的温度表，它就用到了温度传感器；例如电子秤，它下面就用到了压力传感器；例如医院里拍照片，用到了射线传感器；例如墙顶的火灾报警器……

总而言之，传感器种类虽然多，但是通过上面的学习，笔者认为，你应该懂得如何选择、如何归类传感器了。只要你按照上述总结的三个类型去分析，相信很快就会找到适合你的传感器。你说呢？

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最简单实用的传感器检测方法（氧传感器、凸轮轴位置传感器等）

1. 凸轮轴位置传感器

（安装在凸轮轴上的凸轮轴位置传感器）

01接插件的检测

检查凸轮轴位置传感器的插接件接触是否良好，检测传感器插接件三个端脚之间是否有短路或严重漏电现象存在。

02供电检测

检测凸轮轴位置传感器端脚A所对应的插头与搭铁之间的5V供电电压是否正常，如果该电压异常或电压为0，则检测ECU相应端上的5V电压是否正常，如正常，则为连接导线的问题，如果也不正常，则为ECU问题。

03搭铁检测

检测凸轮轴位置传感器端脚C所对应的插头与ECU相应连接的端脚之间是否相通，是否与蓄电池负极相通，正常情况下均应相通，电阻值应小于0.5Ω。

04输出电压的检测

先检测凸轮轴位置传感器端脚B所对应的插头与ECU相应连接的端脚之间是否相通，确认导通后，再启动发动机，采用万用表检测传感器B端脚与搭铁之间是否有低电平（0~400mV）、高电平（4.5~5.5V）的脉冲电压信号输出。

2. 热膜式空气流量传感

01电源电压的检测

拔下热膜式空气流量传感器的插头，接通点火开关，启动发动机；将万用表置于直流电压挡，如下图所示，采用两表笔检测插头②端脚与搭铁之间的12V电压是否正常，检测④端脚与搭铁之间的5V电压是否正常。

02信号电压的检测

插好传感器的插头，拆下空气滤清器以后，接通（ON位置）点火开关，但不要启动发动机，万用表置于直流电压挡，检测热膜式空气流量传感器插头⑤（红表笔接该脚）与③（黑表笔接该脚）端脚之间的电压，该电压正常值在2~4V之间（车型不同有一定的差异，应根据实际车型确定）；在上述状态下，采用电吹风的冷风挡向热膜式空气流量传感器的空气入口吹气，观察信号电压的变化情况，如该信号电压不变化，则被检测的传感器损坏或不良。

03连接导线的检测

断开点火开关，采用万用表电阻挡，拔下热膜式空气流量传感器与ECU两端的连接插接件，采用万用表检测热膜式空气传感器插接件④脚与插接件A1端、③脚与A2端、⑤脚与A3端之间的导线的导通情况，所有导线的导通电阻值均应小于1Ω。

04导线之间绝缘的检测

在断开热膜式空气流量传感器与ECU两端的连接插接件的情况下，采用万用表检测A1、A2、A3导线相互之间，以及它们与搭铁之间的电阻值，正常情况下均应为∞。如发现有电阻值存在或电阻值为0，则就说明有漏电或短路现象存在。

3. 冷却液传感器

从新型汽车上使用的冷却液传感器情况来看，大都由负温度系数的热敏电阻组成，用于将检测到的水温转换为电压信号提供给发动机ECU。

01故障典型特征

冷却液温度传感器不良，通常会导致车辆冷启动困难或热车启动困难、混合气变稀或变浓等故障。尤其是当冷却液温度传感器电阻值变大后，就会使发动机ECU误认为发动机处于低温状态，从而进行冷车加浓控制，其典型特征就是使发动机油耗过大。

02绝缘电阻的检测

检测前的准备：断开（OFF）点火开关，拔下冷却液温度传感器线束连接器插头，从发动机上拆下水温传感器。

检测方法：如下图所示，采用万用表电阻挡分别测量冷却液温度传感器THW、E2两端子与传感器外壳之间的电阻，其电阻值均应为无穷大，如果有电阻值存在或电阻值等于零，则说明冷却液温度传感器THW、E2两端子与传感器外壳之间有漏电现象存在，或出现了短路。

03供电检测

① 拔下传感器插头，打开点火开关，测量插头上THW与E2之间的电压应为5V。

② 若无电压，则应检查EUC连接器上THW端子与地间的电压，若电压为5V，则为ECU与传感器之间线路接触不良，若仍无5V电压，则为EUC有故障。

04输出电压检测

插上冷却液温度传感器插头，启动发动机，采用万用表检测传感器两引脚之间在不同温度下的电压，应在0.5~5V之间，也就是检测到的电压值应随冷却液水温成反比变化。温度越低时电压则越高，温度越高时电压则越低。如果检测到的数据与标准值相差较大，则就说明被检测的水温传感器不良或损坏。

4. 二氧化锆氧传感器

采用万用表测压法检查氧传感器时，应先使氧传感器处于工作状态，也就是使二氧化锆（ZrO2）处于400℃以上的温度。

01电阻检测

如下图所示，万用表测阻法是利用氧传感器的阻抗特性来判断其在暖机状态和非暖机状态下的电阻值，以此来判断其是否损坏。正常氧传感器的电阻值为，充分暖机状态电阻值约在300kΩ；不在暖机状态时电阻值为无穷大。

在对氧传感器进行检测之前，应先对传感器的连接线路、插接件、搭铁情况等进行检查，确认无误后再对传感器本体进行检测。

02输出电压检测

如下图所示，使发动机转速在2500r/min运行90s左右，用万用表测氧传感器信号输出端电压，该电压正常值如下所述：当发动机尾气浓时，氧传感器输出电压为0.9~1V；当发动机尾气稀时，氧传感器输出电压为0~0.1V；当氧传感器工作温度低于360℃时，氧传感器呈开路状态，无信号输出。

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