自动化生产线安装与调试 第3版 基于S7-1200 PLC的任务技术 任务2.3 传感检测技术应用.pdf
任务2.3传感检测技术应用
1、熟悉常用开关量传感器及其应用。
2、熟悉常用数字量传感器及其应用。
3、熟悉常用模拟量传感器及其应用。
传感检测技术是实现自动化的关键技术之一。通过传感检测技术能有效实现各种自动化生产
设备大量运行信息的自动检测,并按照一定的规律转换成与之相对应的有用电信号进行输出。自
动化设备中用于实现以上传感检测功能的装置就是传感器,它在自动化生产线等领域中得到广泛
的应用。
传感器种类繁多,按从传感器输出电信号的类型不同,可将其划分为开关量传感器、数字量
传感器和模拟量传感器。
2.3.1开关量传感器认知及应用
开关量传感器又称接近开关,是一种采用非接触式检测、输出开关量的传感器。在自动化设
备中,应用较为广泛的主要有磁感应式接近开关、电容式接近开关、电感式接近开关和光电式接
近开关等。
(1)磁感应式接近开关
磁感应式接近开关,简称磁性接近开关或磁性开关,其工作方式是当有磁性物质接近磁性开
关传感器时,传感器感应动作,并输出开关信号。
在自动化设备中,磁性开关主要与内部活塞(或活塞杆)上安装有磁环的各种气缸配合使用,
用于检测气缸等执行元件的两个极限位置。为了方便使用,每一磁性开关上都装有动作指示灯。
当检测到磁信号时,输出电信号,指示灯亮。同时,磁性开关内部都具有过电压保护电路,即使
磁性开关的引线极性接反,也不会使其烧坏,只是不能正常检测工作。图2-30所示为磁性开关
实物及电气符号图。
图2-30磁性开关实物及电气符号图
(2)电容式接近开关
电容式接近开关利用自身的测量头构成电容器的一个极板,被检测物体构成另一个极板,当
物体靠近接近开关时,物体与接近开关的极距或者介电常数发生变化,引起静电容量发生变化,
使得和测量头连接的电路状态也相应地发生变化,并输出开关信号。
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电容式接近开关不仅能检测金属零件,而且能检测纸张、橡胶、塑料、木材的非金属物体,
也可以检测绝缘的液体。电容式接近开关一般应用在一些尘埃多、易接触到有机溶剂及需要较高
性价比的场合中。由于检测内容的多样性,所以得到更广泛的应用。如图2-31所示为电容式接
近开关实物图及电气符号图。
图2-31电容式接近开关实物及电气符号图
(3)电感式接近开关
电感式接近开关是利用涡流效应制成的开关量输出位置传感器。它是由LC高频振荡器和放
大处理电路组成,利用金属物体在接近时能使其内部产生电涡流,使得接近开关振荡能力衰减、
内部电路的参数发生变化,进而控制开关的通断。由于电感式接近开关基于涡流效应工作,所以
它检测的对象必须是金属。电感式接近开关对金属与非金属的筛选性能好,工作稳定可靠,抗干
扰能力强,在现代工业检测中也得到广泛应用。图2-32所示为电感式接近开关实物及电气符号
图。
图2-32电感式接近开关实物及电气符号图
(4)光电式接近开关
光电式接近开关是利用光电效应制成的开关量传感器,主要由光发射器和光接收器组成。光
发射器和接收器有一体式和分体式两种。光发射器用于发射红外光或可见光;光接收器用于接收
发射器发射的光,并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。图2-33所示为各种光电式接近
开关的实物及电气符号图。
a)b)
图2-33各种光电式接近开关的实物及电气符号图
a)常开型b)常闭型
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按照接收器接收光的方式不同,光电式接近开关可以分为对射式、反射式和漫反射式3种。
这3种形式光电接近开关的检测原理和方式特点都有所不同。它们的检测原理图分别如图2-34、
图2-35和图2-36所示。
a)分体式b)一体式
图2-34对射式光电接近开关的检测原理图
图2-35反射式光电接近开关的检测原理图