傳感器技術傳感器技術培訓大綱第二章：接近開關第三章：光電傳感器第四章：旋轉編碼器第一章：傳感器概述與原理培訓大綱第二章：接近開關第三章：光電傳感器第四章：旋轉編第一章：傳感器概述與原理第一章：傳感器概述與原理傳感檢測技術是實現自動化的關鍵技術之一，通過傳感檢測技術能有效實現各種自動化生產設備大量運行信息的自動檢測，并按照一定的規律轉換成與之相對應的有用電信號進行輸出

自動化設備中用于實現以上信息的傳感檢測功能的裝置就是傳感器，在自動化生產線等領域中得到廣泛的應用。1.1傳感器的作用傳感檢測技術是實現自動化的關鍵技術之一，通過傳感檢測技術能有傳感器的定義：“能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數學函數法則)轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。1.2傳感器的定義及組成敏感元件輔助電路傳感元件

被測非電量

有用非電量有用電量信號調節轉換電路電量

傳感器組成框圖傳感器的定義：“能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數開關量傳感器數字量傳感器

模擬量傳感器傳感器種類

輸出電信號的類型不同1.3傳感器分類開關量傳感器數字量傳感器模擬量傳感器傳感器種類輸出電開關量傳感器

又稱接近開關，是一種采用非接觸式檢測、輸出開關量的傳感器。在自動化設備中應用較為廣泛的主要有磁感應式接近開關、電感式接近開關、電容式接近開關和光電式接近開關等。1.3.1開關量傳感器概述開關量傳感器又稱接近開關，是一種采用非接觸式檢測、輸出開關磁性開關為了方便使用，每一磁性開關上都具有動作指示燈。當檢測到磁信號時，輸出電信號，指示燈亮。

同時，磁性開關內部都具有過電壓保護電路，即使磁性開關的引線極性接反，也不會使其燒壞，但是不能正常檢測工作。

123同時，磁性開關內部都具有過電壓保護電路，即使磁性開關的引線極性接反，也不會使其燒壞，但是不能正常檢測工作。

在自動化設備中，磁性開關主要與內部活塞（或活塞桿）上安裝有磁環的各種氣缸配合使用，用于檢測氣缸等執行元件的兩個極限位置。磁感應式接近開關

簡稱磁性開關，其工作方式是當有磁性物質接近磁性開關傳感器時，傳感器感應動作，并輸出開關信號。磁性開關為了方便使用，每一磁性開關上都具有動作指示燈。當檢磁性開關實物及電氣符號圖它應用在自動化生產線各單元的氣缸上限位檢測1.3.1開關量傳感器概述磁性開關實物及電氣符號圖它應用在自動化生產線各單元的氣缸上

利用自身的測量頭構成電容器的一個極板，被檢測物體構成另一個極板，當物體靠近接近開關時，物體與接近開關的極距或者介電常數發生變化，引起靜電容量發生變化，使得和測量頭連接的電路狀態也相應的發生變化，并輸出開關信號。電容式接近開關1.3.1開關量傳感器概述利用自身的測量頭構成電容器的一個極板，被檢測物體紙張

塑料

金屬零件

絕緣的液體

木材和非金屬物體

電容式接近開關檢測電容式接近開關一般應用在一些塵埃多、易接觸到有機溶劑及需要較高性價比的場合中。由于檢測內容的多樣性，使其得到更廣泛的應用。應用于檢測單元中檢測有無工件。1.3.1開關量傳感器概述紙張塑料金屬零件絕緣的液體木材和非金屬物體電容式接電容式接近開關實物及電氣符號圖1.3.1開關量傳感器概述電容式接近開關實物及電氣符號圖1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關LC高頻振蕩器

放大處理電路

它利用金屬物體在接近時能使其內部產生電渦流，使得接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數發生變化，進而控制開關的通斷。由于電感式接近開關基于渦流效應工作，因此它檢測的對象必須是金屬。但由于電感式接近開關對金屬與非金屬的篩選性能好，工作穩定可靠，抗干擾能力強，在現代工業檢測中也得到廣泛應用。利用渦流效應制成的開關量輸出位置傳感器

1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關LC高頻振蕩器放大處理電路它利用金屬物體在電感式接近開關的實物及圖形符號主要應用在操作手單元的擺動氣缸位置檢測、檢測單元檢測金屬工件、立體存儲單元移動塊原點位置檢測。1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關的實物及圖形符號主要應用在操作手單利用光電效應制成的開關量傳感器光發射器光接收器光發射器和接收器有一體式和分體式兩種。

光發射器用于發射紅外光或可見光光接收器用于接收發射器發射的光，并將光信號轉換成電信號以開關量形式輸出。光電式接近開關1.3.1開關量傳感器概述利用光電效應制成的開關量傳感器光發射器光接收器光發射器和光電式接近開關的實物及圖形符號1.3.1開關量傳感器概述光電式接近開關的實物及圖形符號1.3.1開關量傳感器概述對射式

反射式

漫反射

接收器接收光的方式

這三種形式光電接近開關的檢測原理和方式特點都有所不同1.3.1開關量傳感器概述對射式反射式漫反射接收器接收光的方式這三種形式光電接數字量傳感器

測量精度高分辨率高抗干擾能力強穩定性好易于與計算機接口便于信號處理實現自動化測量適宜于遠距離傳輸一種能把被測模擬量直接轉換為數字量輸出的裝置，可直接與計算機系統連接。

在一些精度要求較高的場合應用極為普遍。工業裝備上常用的數字量傳感器主要有數字編碼器、數字光柵和感應同步器等。

1.3.2數字量傳感器概述數字量傳感器測量精度高分辨率高抗干擾能力強穩定性好數字編碼器在實際工程中應用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的測量裝置的位置信息。

光電編碼器

光電編碼器1.3.2數字量傳感器概述數字編碼器在實際工程中應用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通經發光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。

光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉。它是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。

光電編碼器

光電編碼器原理示意圖

1.3.2數字量傳感器概述經發光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通

通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示絕對位置信息的，二進制位數越多，測量精度越高，輸出信號線對應越多，結構越復雜，價格越高

直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖信號A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90o，從而可方便地判斷出旋轉方向，而Z相為每轉一個脈沖，用于基準點定位；其測量精度取決于碼盤的刻線數，但結構相對絕對式簡單，價格便宜

根據光電編碼器的工作原理可分為絕對式光電編碼器增量式光電編碼器1.3.2數字量傳感器概述通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示絕對位置信光電編碼器

廣泛應用

優點

體積小

精度高

工作可靠

接口數字化

數控機床回轉臺伺服傳動機器人雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中光電編碼器是一種角度（角速度）檢測裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量在自動化生產線的分揀輸送單元中1.3.2數字量傳感器概述光電編碼器廣泛應用優點體積小精度高工作可靠接口數1.3.3模擬量傳感器概述模擬量傳感器它是將被測量的非電學量轉化為模擬量電信號的傳感器。它檢測在一定范圍內變化的連續數值，發出的是連續信號，用電壓、電流、電阻等表示被測參數的大小在工程應用中模擬量傳感器主要用于生產系統中位移、溫度、壓力、流量及液位等常見模擬量的檢測認知應用1.3.3模擬量傳感器概述模擬量傳感器它是將被測量的非電在工業生產實踐中為了保證模擬信號檢測的精度，提高抗干擾能力，便于與后續處理器進行自動化系統集成，所使用的各種模擬量傳感器一般都配有專門的信號轉換與處理電路，兩者組合在一起使用，把檢測到的模擬量變換成標準的電信號輸出，這種檢測裝置稱為變送器。變送器變送器所輸出的標準信號有標準電壓或標準電流，電壓型為-5V～+5V、0～+5V、0～10V等，電流型為0～20mA及4～20mA等。由于電流信號抗干擾能力強，便于遠距離傳輸，所以各種電流型變送器得到了廣泛使用。變送器的種類很多，用在工業自動化系統上的變送器主要有溫度變送器，壓力變送器，液位變送器，電流變送器，電壓變送器等。在過程控制系統中的壓力傳感器有應用。1.3.3模擬量傳感器概述在工業生產實踐中為了保證模擬信號檢測的精度，提電流變送器溫度變送器溫濕度變送器壓力變送器液位變送器各種變送器的實物圖

1.3.3模擬量傳感器概述電流變溫度變溫濕度變送器壓力變液位變送器各種變送器的實物圖第二章：接近開關第二章：接近開關第二章：接近開關接近開關簡介接近開關又稱無觸點行程開關，它能在一定的距離內（零點幾毫米至幾十毫米）內檢測有無物體靠近。當物體與其接近到設定距離時，就可以發出『動作』信號。接近開關的核心部分是“感辨頭”，它對正在接近的物體有很高的感辨能力。第二章：接近開關接近開關簡介接近開關又稱無觸點行程開關，它能第二章：接近開關接近開關外型第二章：接近開關接近開關外型第二章：接近開關接近開關外型（續一）第二章：接近開關接近開關外型（續一）第二章：接近開關接近開關外型（續二）第二章：接近開關接近開關外型（續二）第二章：接近開關接近開關常見分類電感式（也稱電渦流式）電容式、光電式霍爾式、微波式超聲波式無源式等。第二章：接近開關接近開關常見分類電感式（也稱電渦流式）第二章：接近開關接近開關的特點由于能以非接觸方式進行檢測，所以不會磨損和損傷被測物體與接觸式開關相比，可實現高速響應由于采用無接點輸出方式，因此壽命延長無觸點、無火花、無噪聲體積小、安裝、調整方便不受檢測物體顏色的影響第二章：接近開關接近開關的特點由于能以非接觸方式進行檢測，所第二章：接近開關電感式接近開關第二章：接近開關電感式接近開關第二章：接近開關電感式接近開關工作原理接近開關的磁力線感應電流的反磁力線＋－信號線高頻振蕩器使線圈發出高頻磁場被測對象接近產生渦電流引發反向的感應磁場振蕩器受到反向感應磁場影響停止振動通過振動有無使控制輸出ON/OFF振蕩器停止工作控制輸出OFFON第二章：接近開關電感式接近開關工作原理接近開關的磁力線感應電第二章：接近開關電感式接近開關電路構成被測物體

電感式接近開關是一種利用渦流感知物體接近的接近開關。基本組成部分由高頻振蕩器、開關級和輸出級組成，如圖所示。

感知敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個組成部分，在檢測線圈的工作面上存在一個交變磁場。當金屬物體接近檢測線圈時，金屬物體就會產生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱直至停振。振蕩與停振這兩種狀態經檢測電路轉換成開關信號輸出U信號振蕩器開關級輸出級檢測對象：具備產生感應電流的能力，否則不能被檢測出來;(特殊材料/導電體）檢測距離：產生感應電流能力越強，檢測距離越長。注：不能用于非金屬對象檢測第二章：接近開關電感式接近開關電路構成被測物體第二章：接近開關電感式接近開關的應用由于不同金屬之間產生渦電流的能力不同，因此通過接近傳感器對不同的金屬的檢測距離也有不同，利用此特點可以把生產線上不同的金屬罐分類。鋁罐鐵罐鋁罐鋁罐檢測距離：0.6-50mm此包裝罐為鐵罐電感式接近開關OFFON第二章：接近開關電感式接近開關的應用由于不同金優點缺點觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。存在交流零位信號，不宜高頻動態測量。第二章：接近開關結構簡單、可靠分辨率高機械位移0.1μm，甚至更小；角位移0.1角秒輸出信號強，電壓靈敏度可達數百mV/mm。重復性好，線性度優良在幾十μm到數百mm的位移范圍內，輸出特性的線性度較好，且比較穩定。能實現遠距離傳輸、記錄、顯示和控制響應快；無觸點、無火花、無噪聲。與被測物不接觸、不會產生機械磨損和疲勞損傷。電感式接近開關工的優缺點優點缺點觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。第二章：接近開關結構第二章：接近開關電容式接近開關第二章：接近開關電容式接近開關第二章：接近開關電容式接近開關工作原理原理在給電極施加電壓Ｖ所產生的電場中存在物體時，物體受靜電感應而發生極化現象，離電極越近電極的電荷Ｑ增量便越大。電極的靜電電容量Ｃ與電荷Ｑ、電壓Ｖ的關系Ｃ＝Ｑ／Ｖ，由于電容量Ｃ隨電荷Ｑ而增大，因而物體大小、厚度、電容度越大靜電感應的范圍便越寬，就能檢測離開的物體。検出物體Ａεεs×0×Ａ4πKLＣｓεs

（介電常數，相對于真空）

εＣ０0×Ａ4πKLε0（真空的介電常數）L被檢測物體不受材質限制第二章：接近開關電容式接近開關工作原理原理在給電極施加電第二章：接近開關電容式接近開關電路構成主回路檢測物體檢測物體被極化振蕩回路沒有振蕩OFFON第二章：接近開關電容式接近開關電路構成檢測物體檢測物體被極化第二章：接近開關電容式接近開關的電路構成U信號振蕩器開關級輸出級被測物體靜電電容式接近開關

應用上述原理，取出局部振蕩電路的電極電容變化，以使振蕩開始或停止，從而獲得檢測信號。在電路構成上，除振蕩電路外，其余結構與電感式基本一致。第二章：接近開關電容式接近開關的電路構成U信號振蕩器開關級輸第二章：接近開關電容式接近傳感器的應用空空空此包裝盒內有飲品電容式接近開關由于產品中具有不同的靜電容量，利用靜電容量型接近傳感器可以檢測出紙盒包裝內有無飲品。檢測距離:

1-35mmOFFON第二章：接近開關電容式接近傳感器的應用空空空此包裝盒內有飲品特點應用壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測量之中。第二章：接近開關小功率、高阻抗。小的靜電引力和良好的動態特性。本身發熱影響小。可進行非接觸測量。電容式接近開關工特點和應用特點應用壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和第二章：第二章：接近開關接近開關常見術語第二章：接近開關接近開關常見術語第二章：接近開關接近開關術語標準檢測物體作為測定傳感器基本性能的被檢測物體，其材料和尺寸等都有規定。第二章：接近開關接近開關術語標準檢測物體作為測定傳感器基本性第二章：接近開關接近開關術語動作區域OFF接近傳感器檢測物體ON區域外區域內OFFON動作時間t1

當標準檢測物體進入傳感器的動作區域，傳感器從處于『動作』

狀態到輸出為ON的時間復位時間t2

當標準檢測物體離開傳感器的動作區域，傳感器從處于『動作』

狀態到輸出為OFF的時間t1t2第二章：接近開關接近開關術語動作區域OFF接近傳感器檢測物體第二章：接近開關接近開關術語t3t1t2f=t1+

t21響應頻率

反復接近標準檢測物體時，每秒鐘檢測產生的輸出次數；測定方法請參見圖示。2MM標準檢測物體?

檢測距離第二章：接近開關接近開關術語t3t1t2f=t1+t第二章：接近開關接近開關術語磁力線集中檢測距離較短磁力線分散檢測距離長齊平又叫屏蔽/埋入非齊平又叫非屏蔽/非埋入檢測物體檢測物體第二章：接近開關接近開關術語磁力線集中檢測距離較短磁力線分散第二章：接近開關接近開關術語輸出形式NPN晶體管輸出PNP晶體管輸出無極性無接點輸出用一般的晶體管，可直接連接在可編程顯示控制器及計數器上主要是組裝在出口歐洲等的機械上用于交流2線式、交流·直流兩用型，無需擔心極性出錯輸出狀態NO型（常開）NC型（常閉）NO/NC切換型在檢測區域中有檢測物體時，輸出開關元件將處于ON在檢測區域中無檢測物體時，輸出開關元件將處于ON通過切換開關等，可對輸出開關元件的NO/NC動作進行選擇第二章：接近開關接近開關術語輸出形式NPN晶體管輸出PNP晶第二章：接近開關接近開關術語主回路棕藍負荷+V0V負荷主回路負荷棕藍黒信號+V0V+V主回路負荷棕藍黒信號0V●直流2線式●交流2線式●直流三線式（NPN）●直流三線式（PNP）3線：2根電源線+1根信號線，用于直流電的技術；要選擇輸出方式NPN/PNP2線：檢查開關與負荷串聯連結，但存在誤差是由于產品本身的消耗即剩余電壓、剩余電

流的作用。主回路棕藍負荷第二章：接近開關接近開關術語主回路棕藍負荷+V0V負荷主回路第二章：接近開關接近開關注意事項第二章：接近開關接近開關注意事項第二章：接近開關注意事項檢測物體和檢測距離物體的大小小于標準檢測物體時，檢測距離變小。對于同等大小的物體來說，依材料不同而不同。鐵的檢測距離最長鋁、黃銅等非磁性金屬的檢測距離較小。

相對于標準檢測物，規定的檢測距離在指定的測量條件下，一般會降低檢測距離，校正系數越小，則對某一特定材料的動作距離就越小，這個衰減系數根據外殼尤其是屏蔽材料的不同是會變化的。對電感式接近開關而言，檢測物材料的導電性是影響衰減系數的主要參數。第二章：接近開關注意事項檢測物體和檢測距離物體的大小小于標準第二章：接近開關注意事項檢測厚度和檢測距離

一般檢測物體以1mm為準。磁性金屬（鐵、鎳等）的厚度請大于1mm。厚度小于0.01mm的箔，可以得到與磁性體同等的檢測距離——表皮效應。此外，對蒸膜等極薄材料及無導電性物體也無法檢測。※注：表皮效應僅非磁性金屬才有。第二章：接近開關注意事項檢測厚度和檢測距離一般檢測物體以1第二章：接近開關注意事項其他注意事項相互干擾接近傳感器以高頻率振動。相鄰設置的話會引起相互干擾、相鄰使用不同頻率的傳感器可以防止相互干擾。傳感器導線顏色（幾乎所有傳感器通用）電源：棕（＋）藍（－）

交流兩線也是褐/藍控制輸出：輸出1

—黑輸出2

—橙特殊功能—

粉傳感器動作指示燈顏色日本美國的標準為紅色。歐洲為橙色，所以IEC使用橙色，現永宏傳感器現為紅色。第二章：接近開關注意事項其他注意事項相互干擾傳感器導線顏色（第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續一）電源復位時間/電源OFF時（傳感器電源先通后斷）將負載與傳感器連接在不同電源時，傳感器在電源接通后100ms以內即處于可檢測狀態。請務必先接通傳感器電源。因為電源OFF時會發生輸出脈沖，需設計成讓負載或負載線路的電源先行OFF。檢測物體的材質金屬——電感式非金屬——電容式（電容式的也可用于金屬物體的檢測）另外，有些專門檢測某種物質的接近傳感器，如E2CY專用于檢測鋁。第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續一）電源復位時間/電第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續二）檢測物體的大小、厚度大小要求大于標準檢測物體。對于磁性金屬、非金屬，要求厚度大于1mm；對于非磁性金屬，小于0.1mm的比大于1mm的檢測效果好。檢測距離電感式——0.6～50mm電容式——1～35mm接近傳感器通常直徑（檢測面的面積）越大，檢測距離越遠。輸出形式和接線方式交流二線式、直流二線式、直流三線式

第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續二）檢測物體的大小、第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續三）響應頻率規定了傳感器檢測物體時所能達到的最快速度，如果超過該頻率則傳感器來不及反應輸出，就會導致漏檢測的情況發生。一般電感式接近傳感器的響應頻率在25Hz～3KHz不等，電容式接近傳感器則比較低，在10～100Hz。屏蔽/非屏蔽屏蔽——檢測距離近，不易受周圍物體干擾非屏蔽型——檢測距離要遠，較易受周圍物體的干擾，安裝時要留有一定的空間余量。第二章：接近開關注意事項其他注意事項（續三）響應頻率屏蔽/非

接近傳感器型號標準及選型選型要點（1）檢測物體的材質金屬——電感式非金屬——電容式（電容式的也可用于金屬物體的檢測）另外，有些專門檢測某種物質的接近傳感器，如E2CY專用于檢測鋁。（2）檢測物體的大小、厚度大小要求大于標準檢測物體。對于磁性金屬、非金屬，要求厚度大于

1mm；對于非磁性金屬，小于0.1mm的比大于1mm的檢測效果好。（3）檢測距離

電感式——0.8～30mm電容式——3～25mm接近傳感器通常直徑（檢測面的面積）越大，檢測距離越遠。第二章：接近開關接近傳感器型號標準及選型選型要點（1）檢測物體的材質第二章（4）輸出形式和接線方式交流二線式直流二線式直流三線式（5）響應頻率規定了傳感器檢測物體時所能達到的最快速度，如果超過該頻率則傳感器來不及反應輸出，就會導致漏檢測的情況發生。一般電感式接近傳感器的響應頻率在25Hz～3KHz不等，電容式接近傳感器則比較低，在10～100Hz。（6）屏蔽/非屏蔽屏蔽——檢測距離近，不易受周圍物體干擾非屏蔽型——檢測距離要遠，較易受周圍物體的干擾安裝時要留有一定的空間余量。NPN：用于一般的晶體管，可直接連接在可編程顯示器控制器及計數器上PNP：主要是組裝在出口歐洲的機械上

接近傳感器型號標準及選型第二章：接近開關（4）輸出形式和接線方式NPN：用于一般的晶體管，可直接連接

接近傳感器故障排除第二章：接近開關接近傳感器故障排除第二章：接近開關模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件第三章：光電開關第三章：光電開關第三章：光電開關光電傳感器簡介光電傳感器是利用光的各種性質，檢測物體的有無和表面狀態的變化等的傳感器。光電傳感器主要由發光的投光部和接受光線的受光部構成。如果投射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射，到達受光部的量將會發生變化。受光部將檢測出這種變化，并轉換為電氣信號，進行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍色來判斷顏色）和紅外光。光電傳感器主要分為漫反射，反射板，對射式。第三章：光電開關光電傳感器簡介光電傳感器是利用光的各種性質，第三章：光電開關光電傳感器特點特點：較接近開關檢測距離遠、可實現多類型檢測。漫反射、鏡面反射，對射等。主要用于較遠距離檢測。主要行業如包裝，印刷等第三章：光電開關光電傳感器特點特點：較接近開關檢測距離遠、可第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器原理

鏡面反射型光電傳感器是把發射器和接收器封裝在同一外殼內，在對面安裝一塊反射板，將發射器發出的光經反射鏡反射回接收器。當光束被遮擋時產生一個開關變化。第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器原理鏡面反射型第三章：光電開關帶極性濾光片的鏡面反射型光電傳感器原理反射系統的典型問題是對于光面和反射物體來說，檢測不可靠。因為簡單的鏡面反射系統不能清晰的分辨出“反射鏡反射的光線”或“物體反射的光線”，因此會造成誤動作。所以用一個極性濾波器可以解決這個問題。在發射器和接收器前放置一個線性極性濾波器。濾波器的偏振平面垂直。這些濾波器覺得了兩個偏振：平面相互偏差90度。這樣只有來自三角反射鏡的光線能回到接收器，因為反射鏡改變了光的偏振平面，使光可以無阻礙的通過接收器前的濾波器。第三章：光電開關帶極性濾光片的鏡面反射型光電傳感器原理第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器的應用投受光器回歸反射板主回路電源負載應用：透明瓶的通過檢測第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器的應用投受光器回歸反射板第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器的特點檢測距離為長(數cm~數m);光線通過檢測物兩次，所以適合透明體檢測布線、光軸調整比對射型方便(反射板側不需配線）第三章：光電開關鏡面反射型光電傳感器的特點檢測距離為長(數c第三章：光電開關漫反射型光電傳感器原理

漫反射型光電傳感器的原理與鏡面反射型光電傳感器的原理相同，但是它不帶反射鏡，發射器發出的光線直接由被測物發射回接收器。檢測物體反射回的光線有接收器來估量，對物體的定位不是十分嚴格。當被測物體進入有效光線區域，輸出狀態將發射變化。檢測范圍取決于被測物體的尺寸、形狀、顏色和表面特性。第三章：光電開關漫反射型光電傳感器原理漫反射型光電傳感第三章：光電開關漫反射型光電傳感器的應用投受光器主回路電源負載應用：紙箱的通過檢測第三章：光電開關漫反射型光電傳感器的應用投受光器主回路電源負第三章：光電開關漫反射型光電傳感器的特點檢測距離較長（數cm~數m)在檢測物體的表面狀態（顏色、凸凹）中光的反射光量會變化，檢測穩定性能也會發生變化安裝方式最為簡單，只需在一處配線，而且沒有反射板第三章：光電開關漫反射型光電傳感器的特點檢測距離較長（數cm第三章：光電開關對射型光電傳感器原理對射型光電傳感器有獨立的發射器和接收器組成，結構上兩者是相互分離的。發射器直接傳送到接收器。在安裝時必須將兩者對準以建立光路，無論任何物體擋住了光線，接收器的電壓下降，發生開關變化。第三章：光電開關對射型光電傳感器原理對射型光電第三章：光電開關對射型光電傳感器的應用主回路電源投光器電源負載主回路受光器茶青黒茶藍+L3-L3應用：車輛的通過檢測第三章：光電開關對射型光電傳感器的應用主回路電源投光器電源負第三章：光電開關對射型光電傳感器的特點動作的穩定度高，檢測距離長（數cm~數m）檢測物體的光澤、顏色等對傳感器的影響小即使檢測物體的通過線路發生變化，其檢測位置也不變投光器和受光器都需接通電源，光軸對合比較麻煩第三章：光電開關對射型光電傳感器的特點動作的穩定度高，檢測距第三章：光電開關光電傳感器的術語檢測距離

對射型：投光器與受光器直接的距離反射型：投受光器到反射板的距離

漫反射型：投受光器與檢測物體直接的距離第三章：光電開關光電傳感器的術語檢測距離第三章：光電開關光電傳感器的術語(續一）應差距離動作距離與復位距離的差；（主要指擴散反射型）

響應時間從輸入光的斷續開始到控制輸出的動作或復位為止的時間第三章：光電開關光電傳感器的術語(續一）應差距離響應時間第三章：光電開關光電傳感器的術語(續二）標準檢測物體對射型和回歸反射型是根據光學結構的對角線長度將直徑較大的不透明體的尺寸作為標準物體。一般的對射型是以投、受光器的對角線長度作為標準檢測物體的長度。

反射型則是以反射板的對角線長度作為標準檢測物體的直徑。

漫反射型是根據投光束的直徑將大張的白紙作為標準檢測物體。

第三章：光電開關光電傳感器的術語(續二）標準檢測物體第三章：光電開關光電傳感器的術語(續三）暗通對當光線接收器無光時，開關處于導通狀態；當光線接收器有光時，開關處于不導通狀態。亮通與暗通相反，無光時不導通，有光時導通。導通延時傳感器接通電源的瞬間到其準備完畢且輸出正常信號的時間間隔關斷延時傳感器切斷電源的瞬間到其準備完畢且關斷正常信號的時間間隔遮光動作與入光動作遮光動作是遮斷或者減少進入受光器的光束時輸出信號；入光動作則是增加進入受光器的光束時輸出信號。第三章：光電開關光電傳感器的術語(續三）暗通亮通導通延時關斷第三章：光電開關沾有油污、化學品的地方有腐蝕性氣體的地方沾有有機溶劑的地方有震動、沖擊的地方灰塵多的地方水中、戶外、陽光直射的地方濕度高、容易結露的地方※注意：在以下環境場合中使用容易出現光電傳感器誤動作甚至造成傳感器的損壞注意事項第三章：光電開關沾有油污、化學品的地方有腐蝕性氣體的地方沾有第三章：光電開關注意事項（續一）無感應地帶處于投光區、受光區域以外的無動作區域，在這塊區域內不能檢測。（主要指距離設定型、限定反射型、擴散反射型、回歸反射型）投光區域受光區域無感應地帶第三章：光電開關注意事項（續一）無感應地帶處于投光區、受光區第三章：光電開關選型要點1.檢測物體確認檢測物體的透明程度和表面顏色、狀態。對射型的光電傳感器不適宜檢測透明物體；回歸反射型如果要檢測表面光滑且有光澤的物體時要選帶濾光片；擴散反射型檢測物體時會受到檢測物體表面顏色和反光程度的影響。2.檢測物體大小無論使用哪種形式的光電傳感器，都要求檢測物體要大于其最小檢測物的尺寸。

第三章：光電開關選型要點1.檢測物體第三章：光電開關選型要點（續一）3.檢測距離對射型：檢測距離較遠，最遠的一款可以達到30米；反射型：配合不同的反射板，可達到不同的檢測距離，最遠不超過15米；漫反射型：檢測距離最遠不超過0.8米，它受物體表面顏色影響較大，比如檢測相同大小的黑色物體和白色物體，前者一般只能達到后者的一半距離。4.輸出形式和電源電壓交流、直流或交直流通用型三種。交流型或交直流通用型有繼電器輸出，也有DC無觸點輸出型；直流型一般為晶體管輸出，需要根據后續的輸入設備確認是選擇NPN還是PNP型第三章：光電開關選型要點（續一）3.檢測距離第三章：光電開關選型要點（續二）5.入光動作/遮光動作

對射型和反射型的光電傳感器：在入光動作的情況下，沒有檢測物體時輸出為ON，在遮光動作的情況下，有檢測物體的情況下輸出ON；而漫反射型則正好相反。6.響應頻率

和接近傳感器一樣，光電傳感器在選擇時也要考慮響應頻率的問題，否則會造成脈沖輸出的遺漏。光電傳感器的響應頻率差別較大，具體在選擇傳感器時，可以通過樣本手冊查找相關參數。第三章：光電開關選型要點（續二）5.入光動作/遮光動作第四章：旋轉編碼器第四章：旋轉編碼器第四章：旋轉編碼器旋轉編碼器簡介旋轉編碼器是將旋轉的機械位移量轉換為電氣信號，對該信號進行處理后檢測位置、速度等的傳感器。旋轉盤轉動時，光敏二極管斷續的收到發光二極管發出的光，從而輸出方波。第四章：旋轉編碼器旋轉編碼器簡介旋轉編碼器是將旋轉的機械位移主要內容…什么是編碼器…編碼器的種類…編碼器的主要組成部分…增量編碼器的原理…絕對值編碼器的原理…編碼器的機械安裝…編碼器的應用.…我們能夠提供的總線接口主要內容什么是編碼器?編碼器是一個機械與電子緊密結合的精密測量器件,它通過光電原理或電磁原理將一個機械的幾何位移量轉換為電子信號（電子脈沖信號或者數據串）。這種電子信號通常需要連接到控制系統(e.g.PLC、高速計數模塊、變頻器等),控制系統經過計算便可以得到測量的數據，以便進行下一步工作。編碼器一般應用于機械角度、速度、位置的測量。什么是編碼器?編碼器的分類編碼器的分類：增量式編碼器和絕對式編碼器編碼器的分類編碼器的分類：增量式編碼器和絕對式編碼器光電編碼器的基本部件電氣輸出放大電路抗干擾電路等數據輸出增量/絕對值機械系統旋轉軸安裝法蘭/安裝附件軸承支架數據掃描系統LED光源&光敏電阻/永磁&霍爾元件增量碼盤/絕對值碼盤數據處理系統光電編碼器的基本部件電氣輸出機械系統數據掃描系統光電編碼器讀出原理發光二極管光電二極管輸出型號(增量式)柵格,慮光鏡碼盤光電編碼器讀出原理發光二極管光電二極管輸出型號(增量式)柵格磁編碼器讀出原理永久磁鐵用來激發霍爾傳感器磁鐵安裝在軸的中心磁場切割線圈產生電壓霍爾傳感器檢測方向和運動永磁鐵霍爾傳感器CrossHallsensor磁編碼器讀出原理永磁鐵霍爾傳感器CrossHallsen磁和光電編碼器的區別光電編碼器磁編碼器高分辨率

精度更高通孔軸套堅固抗振動灰塵臟潮濕成本底磁和光電編碼器的區別光電編碼器磁編碼器IncrementalEncoders增量編碼器顯示速度與旋轉方向顯示角度位置(歸零后)分辨率通過每轉多少脈沖表示如果電源出現故障,所有的位置信息丟失IncrementalEncoders增量編碼器通道A增量編碼器輸出信號：單通道信號編碼器碼盤只有一圈光柵，編碼器有一對光電掃描系統，輸出一通道脈沖信號，后續設備根據單位時間檢測到的脈沖數及編碼器的分辨率計算出的角速度及線速度信號輸出如圖：可以測試速度不能測試旋轉方向通道A增量編碼器輸出信號：增量編碼器輸出信號：雙通道信號編碼器碼盤有2圈光柵，并且以90度相位差排列，編碼器有2對光電掃描同，輸出2通道脈沖信號，由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉信號輸出如圖：

可以測試速度可以測試旋轉方向通道A通道B增量編碼器輸出信號：通道A通道B通道Z增量編碼器輸出信號：3通道信號在雙通道編碼器的基礎上增加了一個零位信號，用于基準點定位一般測長度使用該信號，測速一般不使用該信號。信號輸出如圖：

可以測試速度

可以測試旋轉方向

可以定位通道A通道BIncrementalEncoders通道Z增量編碼器輸出信號：通道A通道BIncrementaIncrementalEncoders增量編碼器輸出信號：6通道信號在3通道編碼器的基礎上將每一通道信號增加一個反向輸出，即為6通道編碼器，反向信號的存在主要是為了消除干擾及補償損耗，以便可以長距離的傳輸。信號輸出如圖：OutputA順時針方向OutputB逆時針方向OutputZ

OutputAOutputBOutputZIncrementalEncoders增量編碼器輸出信號：IncrementalEncoders輸出信號電路(1/2)適應于:

電磁兼容性環境長電纜線

(最大到1000m)高的數據速率

(<300kHz)05V/24VComplementaryline-driver(TTL)

(refertoencodercatalog)

IncrementalEncoders輸出信號電路(1/IncrementalEncoders輸出信號電路(2/2)適應于:

直接連接到PLC

(24V供電)最大電纜長度

(最大至200m)高的數據速率

(<200kHz)24VPushpullshortcircuitprotection(HTL)(refertoencodercatalog)

IncrementalEncoders輸出信號電路(2/IncrementalEncoders增量編碼器的產品范圍光電式增量編碼器多種外型尺寸 24,30,40,58,…mm軸型編碼器 BTIV,BDK,BDT,…通孔型編碼器 BHF,BHG,BHW,…盲孔型編碼器 BTIH,BHK,BHT,…IncrementalEncoders增量編碼器的產品范圍AbsoluteEncoders絕對值編碼器在0…360°的每一個角度位置傳輸一個唯一的信號(看下面的脈沖盤)即使在調電或者電源出現故障時,位置信息一直可用.不必復零!也不必PLC中計數！AbsoluteEncoders絕對值編碼器Bit1Bit2BitnselectF/R*strobeshaftinfraredtransmitter-LEDpulsediskphotodiodearrayonlyforabsoluteencoderwithcodeconvertercompa-ratorsmemorycode-converteroutputdriver數據盤設計圖絕對輸出信號分辨率達到18BIT的絕對信號格雷碼與二進制碼輸出ASIC光電編碼AbsoluteEncoders01111100Bit1Bit2BitnselectF/R*strobAbsoluteEncoders格雷碼和二進制碼格雷碼二進制碼AbsoluteEncoders格雷碼和二進制碼格雷碼二進AbsoluteEncoders絕對值和增量編碼器的區別增量編碼器絕對值編碼器傳送在一轉中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現故障時顯示速度與方向在掉電或電源出現故障時位置信息丟失AbsoluteEncoders絕對值和增量編碼器的區別機械接口盲孔軸套編碼器軸徑

?1.5...50,8mm外殼直徑

?24...80mm安裝附件豐富軸型編碼器軸徑?4...12mm外殼直徑?24...89mm夾緊或者伺服法蘭安裝附件豐富通孔軸套編碼器軸徑?1.5...110mm外殼尺寸?58...227mm安裝附件豐富機械接口盲孔軸套編碼器軸型編碼器通孔軸套編碼器編碼器安裝

外殼固定，使用柔性聯軸器coupling適配器板編碼器安裝 coupling適配器板機械編碼器安裝

類型2:

外殼固定，使用柔性聯軸器伺服法蘭連軸器機械編碼器安裝

類型2:

外殼固定，使用柔性聯軸器伺服法蘭機械編碼器安裝

類型3:

外殼可移動,軸固定，通過銷釘力矩安裝螺絲(盲孔)力矩銷/力矩彈片機械編碼器安裝

螺絲力矩銷/力矩彈片編碼器安裝

類型4:

外殼可移動,軸固定，通過彈簧力矩安裝編碼器安裝

編碼器壽命的影響軸負載轉速溫度振動

lifetime600050004000300020001000020406080100120axialforce=50Nx1’000’000rev.RadialforceinN編碼器壽命的影響lifetime60005000400柔性軸套編碼器的好處安裝尺寸小安裝靈活機械零點設定更簡便軸負載小防止熱傳導柔性軸套編碼器的好處模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件模塊三傳感器技術課件AbsoluteEncoders絕對值編碼器范圍光電絕對值編碼器各種外型尺寸 42,58,…mm軸型編碼器 BPSV,BMA,BEMV,…通孔型編碼器 BFG,BOSD,BOMH,…盲孔型編碼器 BFF,BOSH,BMG,…AbsoluteEncoders絕對值編碼器范圍EncoderInterfaces絕對值編碼器電氣接口并口方便:每一位對應一根線位數越高,價格越貴SSI(同步串行接口)點對點連接高的數據速率現場總線系統ProfibusCANopenDeviceNetEtherCATEncoderInterfaces絕對值編碼器電氣接口光電編碼器客戶對光電編碼器的需求電氣接口標準輸出電路短路保護符合電磁兼容性(CE)標準連接方式軸可承受高的軸負載機械標準較高的防護等級嚴密的機械冗余安裝簡單光電式讀出高分辨率參考信號(增量式)判定旋轉方向精確掃描讀出系統光電編碼器客戶對光電編碼器的需求電氣接口軸光電式讀出模塊三傳感器技術課件EncoderInterfaces現場總線接口Profibus西門子可編程控制器S5,S7(歐洲市場的先鋒)DeviceNet羅科韋爾可編程控制器(美國市場的先鋒)CANopen許多PLC的制造商,如:博世,貝加萊等.Pc板廠汽車制造廠EtherCAT貝加萊的可編程控制器EncoderInterfaces現場總線接口EncoderInterfacesProfibus-DP主要特性連接西門子設備RS485電平雙絞線電纜數據速率可以到12Mbit/s在93.75Kbit/s時電纜長度可以到1’200米沒有中繼器可以連接32個點

每一個主站可以連接124個點在12Mbit/sand32participants的響應時間可以達到1msEncoderInterfacesProfibus-DP主EncoderInterfacesCANopen主要特性汽車行業多用博世的總線基于RS485的電平,略有延長.數據速率可以達到1Mbit/s電纜長度可以達到1’200m多主結構與高效的溝通,每一個響應都能得到及時的回復可以達到100總線點實時監控最大反應時間130微秒的1Mbit/s和節點＃1EncoderInterfacesCANopen主要特性模塊三傳感器技術課件傳感器技術傳感器技術培訓大綱第二章：接近開關第三章：光電傳感器第四章：旋轉編碼器第一章：傳感器概述與原理培訓大綱第二章：接近開關第三章：光電傳感器第四章：旋轉編第一章：傳感器概述與原理第一章：傳感器概述與原理傳感檢測技術是實現自動化的關鍵技術之一，通過傳感檢測技術能有效實現各種自動化生產設備大量運行信息的自動檢測，并按照一定的規律轉換成與之相對應的有用電信號進行輸出

自動化設備中用于實現以上信息的傳感檢測功能的裝置就是傳感器，在自動化生產線等領域中得到廣泛的應用。1.1傳感器的作用傳感檢測技術是實現自動化的關鍵技術之一，通過傳感檢測技術能有傳感器的定義：“能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數學函數法則)轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。1.2傳感器的定義及組成敏感元件輔助電路傳感元件

被測非電量

有用非電量有用電量信號調節轉換電路電量

傳感器組成框圖傳感器的定義：“能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數開關量傳感器數字量傳感器

模擬量傳感器傳感器種類

輸出電信號的類型不同1.3傳感器分類開關量傳感器數字量傳感器模擬量傳感器傳感器種類輸出電開關量傳感器

又稱接近開關，是一種采用非接觸式檢測、輸出開關量的傳感器。在自動化設備中應用較為廣泛的主要有磁感應式接近開關、電感式接近開關、電容式接近開關和光電式接近開關等。1.3.1開關量傳感器概述開關量傳感器又稱接近開關，是一種采用非接觸式檢測、輸出開關磁性開關為了方便使用，每一磁性開關上都具有動作指示燈。當檢測到磁信號時，輸出電信號，指示燈亮。

同時，磁性開關內部都具有過電壓保護電路，即使磁性開關的引線極性接反，也不會使其燒壞，但是不能正常檢測工作。

123同時，磁性開關內部都具有過電壓保護電路，即使磁性開關的引線極性接反，也不會使其燒壞，但是不能正常檢測工作。

在自動化設備中，磁性開關主要與內部活塞（或活塞桿）上安裝有磁環的各種氣缸配合使用，用于檢測氣缸等執行元件的兩個極限位置。磁感應式接近開關

簡稱磁性開關，其工作方式是當有磁性物質接近磁性開關傳感器時，傳感器感應動作，并輸出開關信號。磁性開關為了方便使用，每一磁性開關上都具有動作指示燈。當檢磁性開關實物及電氣符號圖它應用在自動化生產線各單元的氣缸上限位檢測1.3.1開關量傳感器概述磁性開關實物及電氣符號圖它應用在自動化生產線各單元的氣缸上

利用自身的測量頭構成電容器的一個極板，被檢測物體構成另一個極板，當物體靠近接近開關時，物體與接近開關的極距或者介電常數發生變化，引起靜電容量發生變化，使得和測量頭連接的電路狀態也相應的發生變化，并輸出開關信號。電容式接近開關1.3.1開關量傳感器概述利用自身的測量頭構成電容器的一個極板，被檢測物體紙張

塑料

金屬零件

絕緣的液體

木材和非金屬物體

電容式接近開關檢測電容式接近開關一般應用在一些塵埃多、易接觸到有機溶劑及需要較高性價比的場合中。由于檢測內容的多樣性，使其得到更廣泛的應用。應用于檢測單元中檢測有無工件。1.3.1開關量傳感器概述紙張塑料金屬零件絕緣的液體木材和非金屬物體電容式接電容式接近開關實物及電氣符號圖1.3.1開關量傳感器概述電容式接近開關實物及電氣符號圖1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關LC高頻振蕩器

放大處理電路

它利用金屬物體在接近時能使其內部產生電渦流，使得接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數發生變化，進而控制開關的通斷。由于電感式接近開關基于渦流效應工作，因此它檢測的對象必須是金屬。但由于電感式接近開關對金屬與非金屬的篩選性能好，工作穩定可靠，抗干擾能力強，在現代工業檢測中也得到廣泛應用。利用渦流效應制成的開關量輸出位置傳感器

1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關LC高頻振蕩器放大處理電路它利用金屬物體在電感式接近開關的實物及圖形符號主要應用在操作手單元的擺動氣缸位置檢測、檢測單元檢測金屬工件、立體存儲單元移動塊原點位置檢測。1.3.1開關量傳感器概述電感式接近開關的實物及圖形符號主要應用在操作手單利用光電效應制成的開關量傳感器光發射器光接收器光發射器和接收器有一體式和分體式兩種。

光發射器用于發射紅外光或可見光光接收器用于接收發射器發射的光，并將光信號轉換成電信號以開關量形式輸出。光電式接近開關1.3.1開關量傳感器概述利用光電效應制成的開關量傳感器光發射器光接收器光發射器和光電式接近開關的實物及圖形符號1.3.1開關量傳感器概述光電式接近開關的實物及圖形符號1.3.1開關量傳感器概述對射式

反射式

漫反射

接收器接收光的方式

這三種形式光電接近開關的檢測原理和方式特點都有所不同1.3.1開關量傳感器概述對射式反射式漫反射接收器接收光的方式這三種形式光電接數字量傳感器

測量精度高分辨率高抗干擾能力強穩定性好易于與計算機接口便于信號處理實現自動化測量適宜于遠距離傳輸一種能把被測模擬量直接轉換為數字量輸出的裝置，可直接與計算機系統連接。

在一些精度要求較高的場合應用極為普遍。工業裝備上常用的數字量傳感器主要有數字編碼器、數字光柵和感應同步器等。

1.3.2數字量傳感器概述數字量傳感器測量精度高分辨率高抗干擾能力強穩定性好數字編碼器在實際工程中應用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的測量裝置的位置信息。

光電編碼器

光電編碼器1.3.2數字量傳感器概述數字編碼器在實際工程中應用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通經發光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。

光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉。它是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。

光電編碼器

光電編碼器原理示意圖

1.3.2數字量傳感器概述經發光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通

通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示絕對位置信息的，二進制位數越多，測量精度越高，輸出信號線對應越多，結構越復雜，價格越高

直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖信號A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90o，從而可方便地判斷出旋轉方向，而Z相為每轉一個脈沖，用于基準點定位；其測量精度取決于碼盤的刻線數，但結構相對絕對式簡單，價格便宜

根據光電編碼器的工作原理可分為絕對式光電編碼器增量式光電編碼器1.3.2數字量傳感器概述通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示絕對位置信光電編碼器

廣泛應用

優點

體積小

精度高

工作可靠

接口數字化

數控機床回轉臺伺服傳動機器人雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中光電編碼器是一種角度（角速度）檢測裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量在自動化生產線的分揀輸送單元中1.3.2數字量傳感器概述光電編碼器廣泛應用優點體積小精度高工作可靠接口數1.3.3模擬量傳感器概述模擬量傳感器它是將被測量的非電學量轉化為模擬量電信號的傳感器。它檢測在一定范圍內變化的連續數值，發出的是連續信號，用電壓、電流、電阻等表示被測參數的大小在工程應用中模擬量傳感器主要用于生產系統中位移、溫度、壓力、流量及液位等常見模擬量的檢測認知應用1.3.3模擬量傳感器概述模擬量傳感器它是將被測量的非電在工業生產實踐中為了保證模擬信號檢測的精度，提高抗干擾能力，便于與后續處理器進行自動化系統集成，所使用的各種模擬量傳感器一般都配有專門的信號轉換與處理電路，兩者組合在一起使用，把檢測到的模擬量變換成標準的電信號輸出，這種檢測裝置稱為變送器。變送器變送器所輸出的標準信號有標準電壓或標準電流，電壓型為-5V～+5V、0～+5V、0～10V等，電流型為0～20mA及4～20mA等。由于電流信號抗干擾能力強，便于遠距離傳輸，所以各種電流型變送器得到了廣泛使用。變送器的種類很多，用在工業自動化系統上的變送器主要有溫度變送器，壓力變送器，液位變送器，電流變送器，電壓變送器等。在過程控制系統中的壓力傳感器有應用。1.3.3模擬量傳感器概述在工業生產實踐中為了保證模擬信號檢測的精度，提電流變送器溫度變送器溫濕度變送器壓力變送器液位變送器各種變送器的實物圖

1.3.3模擬量傳感器概述電流變溫度變溫濕度變送器壓力變液位變送器各種變送器的實物圖第二章：接近開關第二章：接近開關第二章：接近開關接近開關簡介接近開關又稱無觸點行程開關，它能在一定的距離內（零點幾毫米至幾十毫米）內檢測有無物體靠近。當物體與其接近到設定距離時，就可以發出『動作』信號。接近開關的核心部分是“感辨頭”，它對正在接近的物體有很高的感辨能力。第二章：接近開關接近開關簡介接近開關又稱無觸點行程開關，它能第二章：接近開關接近開關外型第二章：接近開關接近開關外型第二章：接近開關接近開關外型（續一）第二章：接近開關接近開關外型（續一）第二章：接近開關接近開關外型（續二）第二章：接近開關接近開關外型（續二）第二章：接近開關接近開關常見分類電感式（也稱電渦流式）電容式、光電式霍爾式、微波式超聲波式無源式等。第二章：接近開關接近開關常見分類電感式（也稱電渦流式）第二章：接近開關接近開關的特點由于能以非接觸方式進行檢測，所以不會磨損和損傷被測物體與接觸式開關相比，可實現高速響應由于采用無接點輸出方式，因此壽命延長無觸點、無火花、無噪聲體積小、安裝、調整方便不受檢測物體顏色的影響第二章：接近開關接近開關的特點由于能以非接觸方式進行檢測，所第二章：接近開關電感式接近開關第二章：接近開關電感式接近開關第二章：接近開關電感式接近開關工作原理接近開關的磁力線感應電流的反磁力線＋－信號線高頻振蕩器使線圈發出高頻磁場被測對象接近產生渦電流引發反向的感應磁場振蕩器受到反向感應磁場影響停止振動通過振動有無使控制輸出ON/OFF振蕩器停止工作控制輸出OFFON第二章：接近開關電感式接近開關工作原理接近開關的磁力線感應電第二章：接近開關電感式接近開關電路構成被測物體

電感式接近開關是一種利用渦流感知物體接近的接近開關。基本組成部分由高頻振蕩器、開關級和輸出級組成，如圖所示。

感知敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個組成部分，在檢測線圈的工作面上存在一個交變磁場。當金屬物體接近檢測線圈時，金屬物體就會產生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱直至停振。振蕩與停振這兩種狀態經檢測電路轉換成開關信號輸出U信號振蕩器開關級輸出級檢測對象：具備產生感應電流的能力，否則不能被檢測出來;(特殊材料/導電體）檢測距離：產生感應電流能力越強，檢測距離越長。注：不能用于非金屬對象檢測第二章：接近開關電感式接近開關電路構成被測物體第二章：接近開關電感式接近開關的應用由于不同金屬之間產生渦電流的能力不同，因此通過接近傳感器對不同的金屬的檢測距離也有不同，利用此特點可以把生產線上不同的金屬罐分類。鋁罐鐵罐鋁罐鋁罐檢測距離：0.6-50mm此包裝罐為鐵罐電感式接近開關OFFON第二章：接近開關電感式接近開關的應用由于不同金優點缺點觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。存在交流零位信號，不宜高頻動態測量。第二章：接近開關結構簡單、可靠分辨率高機械位移0.1μm，甚至更小；角位移0.1角秒輸出信號強，電壓靈敏度可達數百mV/mm。重復性好，線性度優良在幾十μm到數百mm的位移范圍內，輸出特性的線性度較好，且比較穩定。能實現遠距離傳輸、記錄、顯示和控制響應快；無觸點、無火花、無噪聲。與被測物不接觸、不會產生機械磨損和疲勞損傷。電感式接近開關工的優缺點優點缺點觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。第二章：接近開關結構第二章：接近開關電容式接近開關第二章：接近開關電容式接近開關第二章：接近開關電容式接近開關工作原理原理在給電極施加電壓Ｖ所產生的電場中存在物體時，物體受靜電感應而發生極化現象，離電極越近電極的電荷Ｑ增量便越大。電極的靜電電容量Ｃ與電荷Ｑ、電壓Ｖ的關系Ｃ＝Ｑ／Ｖ，由于電容量Ｃ隨電荷Ｑ而增大，因而物體大小、厚度、電容度越大靜電感應的范圍便越寬，就能檢測離開的物體。検出物體Ａεεs×0×Ａ4πKLＣｓεs

（介電常數，相對于真空）

εＣ０0×Ａ4πKLε0（真空的介電常數）L被檢測物體不受材質限制第二章：接近開關電容式接近開關工作原理原理在給電極施加電第二章：接近開關電容式接近開關電路構成主回路檢測物體檢測物體被極化振蕩回路沒有振蕩OFFON第二章：接近開關電容式接近開關電路構成檢測物體檢測物體被極化第二章：接近開關電容式接近開關的電路構成U信號振蕩器開關級輸出級被測物體靜電電容式接近開關

應用上述原理，取出局部振蕩電路的電極電容變化，以使振蕩開始或停止，從而獲得檢測信號。在電路構成上，除振蕩電路外，其余結構與電感式基本一致。第二章：接近開關電容式接近開關的電路構成U信號振蕩器開關級輸第二章：接近開關電容式接近傳感器的應用空空空此包裝盒內有飲品電容式接近開關由于產品中具有不同的靜電容量，利用靜電容量型接近傳感器可以檢測出紙盒包裝內有無飲品。檢測距離:

1-35mmOFFON第二章：接近開關電容式接近傳感器的應用空空空此包裝盒內有飲品特點應用壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測量之中。第二章：接近開關小功率、高阻抗。小的靜電引力和良好的動態特性。本身發熱影響小。可進行非接觸測量。電容式接近開關工特點和應用特點應用壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和第二章：第二章：接近開關接近開關常見術語第二章：接近開關接近開關常見術語第二章：接近開關接近開關術語標準檢測物體作為測定傳感器基本性能的被檢測物體，其材料和尺寸等都有規定。第二章：接近開關接近開關術語標準檢測物體作為測定傳感器基本性第二章：接近開關接近開關術語動作區域OFF接近傳感器檢測物體ON區域外區域內OFFON動作時間t1

當標準檢測物體進入傳感器的動作區域，傳感器從處于『動作』

狀態到輸出為ON的時間復位時間t2

當標準檢測物體離開傳感器的動作區域，傳感器從處于『動作』

狀態到輸出為OFF的時間t1t2第二章：接近開關接近開關術語動作區域OFF接近傳感器檢測物體第二章：接近開關接近開關術語t3t1t2f=t1+

t21響應頻率

反復接近標準檢測物體時，每秒鐘檢測產生的輸出次數；測定方法請參見圖示。2MM標準檢測物體?

檢測距離第二章：接近開關接近開關術語t3t1t2f=t1+t第二章：接近開關接近開關術語磁力線集中檢測距離較短磁力線分散檢測距離長齊平又叫屏蔽/埋入非齊平又叫非屏蔽/非埋入檢測物體檢測物體第二章：接近開關接近開關術語磁力線集中檢測距離較短磁力線分散第二章：接近開關接近開關術語輸出形式NPN晶體管輸出PNP晶體管輸出無極性無接點輸出用一般的晶體管，可直接連接在可編程顯示控制器及計數器上主要是組裝在出口歐洲等的機械上用于交流2線式、交流·直流兩用型，無需擔心極性出錯輸出狀態NO型（常開）NC型（常閉）NO/NC切換型在檢測區域中有檢測物體時，輸出開關元件將處于ON在檢測區域中無檢測物體時，輸出開關元件將處于ON通過切換開關等，可對輸出開關元件的NO/NC動作進行選擇第二章：接近開關接近開關術語輸出形式NPN晶體管輸出PNP晶第二章：接近開關接近開關術語主回路棕藍負荷+V0V負荷主回路負荷棕藍黒信號+V0V+V主回路負荷棕藍黒信號0V●直流2線式●交流2線式●直流三線式（NPN）●直流三線式（PNP）3線：2根電源線+1根信號線，用于直流電的技術；要選擇輸出方式NPN/PNP2線：檢查開關與負荷串聯連結，但存在誤差是由于產品本身的消耗即剩余電壓、剩余電

流的作用。主回路棕藍負荷第二章：接近開關接近開關術語主回路棕藍負荷+V0V負荷主回路第二章：接近開關接近開關注意事項第二章：接近開關接近開關注意事項第二章：接近開關注意事項檢測物體和檢測距離物體的大小小于標準檢測物體時，檢測距離變小。對于同等大小的物體來說，依材料不同而不同。鐵的檢測距離最長鋁、黃銅等非磁性金屬的檢測距離較小。

相對于標準檢測物，規定的檢測距離在指定的測量條件下，一般會降低檢測距離，校正系數越小，則對某一特定材料的動作距離就越小，這個衰減系數根據外殼尤其是屏蔽材料的不同是會變化的。對電感式接近開關而言，檢測物材料的導電性是影響衰減系數的主要參數。第二章：接近開關注意事項檢測物體和檢測距離物體的大小小于標準第二章：接近開關注意事項檢測厚度和檢測距離

一般檢測物體以1mm為準。磁性金屬（鐵、鎳等）的厚度請大于1mm。厚度小于0.01mm的箔，可以得到與磁性體同等的檢測距離——表皮效應。此外，對蒸膜等極薄材料及無導電性物體也無法檢測。※注：表皮效應僅非磁性金屬才有。第二章：接近開關注意事項檢測厚度和檢測距離一般檢測物體以1第二章：接近開關注意事項其他注意事項相互干擾接近傳感器以高頻率振動。相鄰設置的話會引起相互干擾、相鄰使用不同頻率的傳感器可以防止相互干擾。傳感器導線顏色（幾乎所有傳感器通用）電源：棕（＋）藍（－）

交流兩線也是褐/藍控制輸出：輸出1

—黑輸出2

—橙特殊功能—

粉傳感器動作指示燈顏色日本美