项目二--机电设备中常用传感器的

项目二机电设备中常用传感器的使用任务一电感式传感器的使用1．传感器的电路连接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。实训装置或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。下面我们只介绍NPN型传感器的电路连接方式。（a）直流三线式传感器电路连接示意图(b)直流两线式传感器电路连接示意图图2-1-1传感器电路连接示意图2．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。3．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。4．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2mm。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。5．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；2）安装结束确认接线正确无误后才能送电进行检测；3）拆装要在停电状态下进行；4）使用仪表带电测量时，一定要按照仪表使用的安全规程进行；5）安装时，不用工具敲击安装器件，以防造成器材的损坏。6．电感式接近开关的工作原理电感式接近开关内部用电磁线圈作为传感元件，利用电磁感应原理来产生信号，因此，能非接触式地检测到金属目标物，即有金属目标物进入它的检测范围之内时产生信号输出。电感式传感器一般都是三线制传感器且有传感器指示灯，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。任务实施1．安装电感式接近开关并进行调试将图1-2-15a）所示传感器安装在图2-1-2所示支架上。图2-1-2参考方案：根据传感器的结构和安装支架的结构，要完成安装，首先要拆下传感器上的一个固定螺母，然后将传感器插入支架安装孔内，再将拆下的螺母旋上拧紧，传感器就固定在支架上了。参考的具体安装方法和步骤如图2-1-3所示。所需安装的电感式传感器的工作电压为DC10-30V，因此安装时要保证：给电感式传感器提供合适的工作电压，一般我们选用DC24V的电源给传感器供电。进行电路安装时，将棕色线接电源的“+”，蓝色线接电源的“-”，黑色线接信号输入端。当传感器用来为PLC提供信号时，可按如图2-1-4所示的电气原理图接线。图2-1-4电感式传感器接线原理图连接线路时，传感器的引出线一般通过接线端子排与电源及PLC相连接，具体的连接方法和步骤可参考图2-1-5。任务二光电传感器的使用1．漫反射式光电传感器漫反射式光电传感器集发射器与接收器于一体，在前方无物体时，发射器发出的光不会被接收器所接收到，开关不动作，如图2-2-1（a）图所示。当前方有物体时，接收器就能接收到物体反射回来的部分光线，通过检测电路产生开关量的电信号输出使开关动作，如图2-2-1（b）图所示。漫反射式光电传感器的有效作用距离是由目标的反射能力决定的，即由目标表面性质和颜色决定。2．反射式光电传感器反射式光电传感器也是集发射器与接收器于一体，但与漫射式光电传感器不同的是其前方装有一块反射板。当反射板与发射器之间没有物体遮挡时，接收器可以接收到光线，开关不动作，如图2-2-2（a）图所示。当被测物体遮挡住反射板时，接收器无法接收到发射器发出的光线，传感器产生输出，开关动作，如图2-2-2（b）图所示3．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离的。在发射器与接收器之间如果没有物体遮挡，发射器发出的光线能被接收器接收到，开关不动作，如图2-2-3（a）图所示。当有物体遮挡时，接收器接收不到发射器发出的光线，传感器产生输出信号，开关动作，如图2-2-3（b）图所示。这种光电传感器能辨别不透明的反光物体，有效距离大。因为发射器发出的光束只跨越感应距离一次，因此不易受干扰，可以可靠地用于野外或者粉尘污染较严重的环境中。参考方案：根据传感器的结构和安装支架的结构，要完成安装，首先要将传感器连接导线按图2-2-5a）所示从孔中穿过，再将传感器的固定孔和安装支架上的安装孔对准后，插入螺丝并固定，传感器就固定在支架上了。参考的具体安装方法和步骤如图2-2-5所示。任务三光纤传感器的使用1．光纤传感器工作原理光导纤维是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质，它是由高折射率的纤芯和包层所组成。包层的折射率小于纤芯的折射率，直径大致为0.1mm～0.2mm。当光线通过端面透入纤芯，在到达与包层的交界面时，由于光线的完全内反射，光线反射回纤芯层。这样经过不断的反射，光线就能沿着纤芯向前传播且只有很小的衰减。光纤式传感器就是把发射器发出的光线用光导纤维引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到接收器来实现检测的。按动作方式的不同，光纤式传感也可分为对射式、漫反射式等多种类型。光纤式传感器可以实现被检测物体在较远区域的检测。由于光纤损耗和光纤色散的存在,在长距离光纤传输系统中,必须在线路适当位置设立中级放大器,以对衰减和失真的光脉冲信号进行处理及放大。2．光纤传感器使用注意事项1）不能安装在以下场所：阳光直射处，湿度高、可能会结霜处，有腐蚀性气体处，对本体有直接振动或冲击影响处；2）电力线、动力线与光电开关使用同一配线管或者配线槽时，会由于感应引起误动作或者产品损坏，原则上请分开配线或者使用屏蔽线。3）导线的延长请使用0.3mm以上的线，并控制在100m以下；4）电源接通后，经过200ms以上才可以进行检测，负载与光纤传感器的电源分开时，请一定要先接通光纤传感器的电源；5）在切断电源时会发生输出脉冲情况，所以要先切断负载或负载线的电源；6）使用接插件式时，为了防止触电或短路，请在不使用的连接电源端子上贴上保护用贴片；7）放大器拆卸和安装时请一定要切断电源；8）请不要在光纤单元固定于放大器单元的状态下施加拉伸、压缩等动作；9）在使用时一定要确保保护罩已盖好；10）不要使用香蕉水、汽油、丙酮、灯油类进行清洁。3．光纤传感器的拆装光纤传感器由放大器单元、光纤单元和配线接插件单元三个组件组成，其安装相对电感式传感器、电容式传感器要复杂一些，下面分别介绍光纤传感器的三个组件的拆装。1）放大器单元的安装将光纤传感器放大器单元中与光纤单元相连接的一侧的钩爪嵌入固定导轨后，再压下直到挂钩完全锁定，如图2-3-1所示。注意：务必将与光纤单元相连的一侧先嵌入导轨进行安装，逆向安装会导致安装强度下降。图2-3-1放大器单元安装示意图2）放大器单元的拆卸如图2-3-2所示，压住1方向后，将光纤传感器插入部往2的方向提，即可将放大器单元拆卸下来。图2-3-2放大器单元拆卸示意图图2-3-3配线插件连接示意图3）配线接插件单元的安装如图2-3-3所示将配线插件单元插入放大器单元的母接插件中，直到发出“咔”的声音。4）配线接插件单元的拆卸滑动子接插件，如图2-3-4所示，按下接插件的扳钮，使母/子接插件完全分离。图2-3-5光纤单元安装示意图图2-3-4配线接插件拆卸示意图5）光纤单元的安装如图2-3-5所示，按1打开保护罩，按2打开锁定拨杆，按3将光纤插入放大器单元插入口并确保插到底部，再按4将锁定拨杆拨回原来位置固定住光纤，最后盖上保护罩。注：光纤的插入位置要到位，具体位置要求如图2-3-6所示。如不完全插入可能会引起检测距离下降。6）光纤单元的拆卸如图2-3-7所示，打开保护罩，解除锁定扳钮，然后拔出光纤。图2-3-6光纤的插入位置示意图图2-3-7光纤单元拆卸示意图3．光纤传感器灵敏度的调节在物料传送分拣系统中用到了两个光纤传感器。它们的放大器单元采用的是如图2-3-8所示的E3X-NA11光量条显示带旋钮设定型放大器。它带有8个档位的灵敏度调节旋钮；通过定时开关可以开/关40ms延时断电功能；利用动作模式切换开关可以进行常开输出和常闭输出的切换。这种放大器还具有电源逆接保护和输出短路保护功能。图2-3-8E3X-NA11放大器面板构成这种光纤传感器反射入光量与放大器入光量指示灯的关系如图2-3-9所示。入光量为动作所需光量的约80%～90%，无输出信号入光量为动作所需光量的约90%～110%，输出信号时有时无入光量为动作所需光量的约110%～120%，有输出信号入光量为动作所需光量的80%以下，无输出信号入光量为动作所需光量的120%以上，有输出信号图2-3-9E3X-NA11入光量与指示灯的关系任务四磁性传感器的使用1．磁性开关的工作原理磁性开关是流体传动系统中所特有的。磁性开关可以直接安装在气缸缸体上，当带有磁环的活塞移动到磁性开关所在位置时，磁性开关内的两个金属簧片在磁环磁场的作用下吸合，发出信号。当活塞移开，舌簧开关离开磁场，触点自动断开，信号切断。通过这种方式可以很方便地实现对气缸活塞位置的检测。2．磁性开关的工作状态磁性传感器一般都是二线制传感器且有传感器指示灯。当传感器指示灯亮时，表示有信号输出，当指示灯熄灭时，表示传感器没有信号输出，因此我们可以通过指示灯的亮灭来观察传感器的工作是否正常。