电气培训(传感器)课件.ppt

1、电气培训（元器件传感器）目录 接触器 继电器 固态继电器 熔断器 主令电器 按钮和指示灯 位置开关（接近开关、光电开关）热电阻和热电偶 编码器 PNP和NPN型传感器接触器电磁式交流接触器的结构和工作原理电磁式交流接触器的结构和工作原理(1)(1)结构：结构：接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。分，依靠它带动触点的闭合与断开。触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅

2、助触点。主触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。回路中，以满足各种控制方式的要求。灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。都装有灭弧装置，一般采用半

3、封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。(2)(2)工作原理：工作原理：当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。通电路，辅助接点随之动作。

4、继电器1.1.用途：根据信号变化，接通或断开电路（信号变用途：根据信号变化，接通或断开电路（信号变换）换）2.2.构成：触发信号（传感器）构成：触发信号（传感器）+输出触点输出触点3.3.分类：中间、电流（过、欠）、电压（过、欠）、分类：中间、电流（过、欠）、电压（过、欠）、时间、热继电器、速度、压力、温度等时间、热继电器、速度、压力、温度等 常用常用继电器分类：继电器分类：中间继电器中间继电器时间继电器时间继电器电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器液位继电器液位继电器速度继电器速度继电器热继电器热继电器1.1.用途：用于三相交流异步电动机（笼型）的过载保护。（含用途：用于三相交流异步电动

5、机（笼型）的过载保护。（含断相保护）断相保护）2.2.分类：双金属片式分类：双金属片式(常用常用)电子式电子式3.3.结构：热元件结构：热元件+触头触头+动作机构动作机构+整定装置整定装置+复位装置复位装置 4.4.原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。复位：故障排除后，手动复位复位：故障排除后，手动复位 整定：通常整定在电动机的额定电流上。整定：通常整定在电动机的额定电流上。5.5.参数：参数：额定电流额定电流热元件额定电流及整定范围热元件额定电流及整定范围热继电器1.1.构成：由电力开关器件组成，由输入信号电压，控制输出电子器件构成：由电力

6、开关器件组成，由输入信号电压，控制输出电子器件导通。导通。2.2.用途：为无触点继电器，无火花。广泛应用在数字电路和计控系统。用途：为无触点继电器，无火花。广泛应用在数字电路和计控系统。3.3.分类：交流输出和直流输出两大类。分类：交流输出和直流输出两大类。4.4.主要参数：输入信号电压范围主要参数：输入信号电压范围 输出额定电压输出额定电压/电流电流 耐压强度耐压强度 固态继电器 1.用途：用于低压电路的短路保护。2.构成：外壳+熔体（芯）。3.材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属 4.保护（熔断）特性：-熔体成流超过IfN,熔断。-熔断时间与熔体电流成反比。-熔体电流小于等于IfN时，不会熔断

7、、可以长期工作。5.分类：插入式、螺旋式、管式（无填料封闭管式、填料封闭管式）、导轨式、速熔式。6、主要参数：熔断器额定电流（外壳）熔体额定电流（熔体）7、选择、确定熔体电流，选配合适外壳。上、下级电路保护熔体的配合，电流比值不小于1.6：1 照明或阻性负载，熔体电流IfNI.单台电机。IfN（1.5.）多台电机不同时起动IfN（1.5.）A熔断器1.1.主令电器的用途：发布控制信号或指令主令电器的用途：发布控制信号或指令2.2.类别：按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等类别：按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等按钮和指示灯按钮和指示灯转换开关转换开关位置开关位置开关传统机械式行程

8、开关传统机械式行程开关接近开关接近开关光电开关光电开关主令电器1 1、按钮的构成：静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。、按钮的构成：静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。2 2、分类：、分类：-按结构形式：组合式、指示灯式；按结构形式：组合式、指示灯式；-按操作方式：带锁定按动式（无自动复位功能）、不带锁定按动式、按操作方式：带锁定按动式（无自动复位功能）、不带锁定按动式、旋转式旋转式 ）。）。3 3、工作原理：、工作原理：按下时，动静桥下移、常闭点（按下时，动静桥下移、常闭点（3 3、4 4）断开常开点（）断开常开点（1 1、2 2）闭合按钮松开时，弹性力使触桥复位，触点状态复原。闭合按钮

9、松开时，弹性力使触桥复位，触点状态复原。按钮和指示灯4 4、选用考虑：额定电压、电流（）、结构形式、操作方式、触点对、选用考虑：额定电压、电流（）、结构形式、操作方式、触点对数、按钮颜色、有无指示灯及帽形（急停式）。数、按钮颜色、有无指示灯及帽形（急停式）。5 5、指示灯：氖泡、灯泡、半导体发光器件等。、指示灯：氖泡、灯泡、半导体发光器件等。主要参数及选择：主要参数及选择：额定电压、额定电压、.等等 发光器件、颜色发光器件、颜色。按钮和指示灯用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。主要包括行程开关、微动开关、接近开关、光电开关等。主要包括行程开关

10、、微动开关、接近开关、光电开关等。1 1、行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。、行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。工作原理与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。工作原理与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。2 2、行程开关分类：（操作头型式）、行程开关分类：（操作头型式）直杆式、单轮式、双轮式等直杆式、单轮式、双轮式等 （按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。（按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。位置开关接近开关分类：电感式、电容式、霍尔式分类：电感式、电容式、霍尔式用途：非接触式，能检测金属物体的接近状态。用途：非接触式，能检测金属物体的接近状态。电感式接近开关的工作原理电感式接近开

11、关的工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LCLC高频振荡高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体控制开关的通或断。这

12、种接近开关所能检测的物体必须是金属物体必须是金属物体。电容式接近开关的工作原理电容式接近开关的工作原理电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种检测物体，并状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和

13、关断。这种检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数在检测较低介电常数的的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn0.7-0.8Sn的位置动作。的位置动作。霍尔传感器的工作原理霍尔传感器的工作原理霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,当磁性物体接近霍尔开关时，当磁性物体接近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件

14、因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象测对象必须是磁性物体必须是磁性物体 工作原理：利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。工作原理：利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。主要类型：主要类型：1 1、漫反射式光电开关、漫反射式光电开关漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电

15、开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。2 2、镜反射式光电开关、镜反射式光电开关镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关射镜，反射回接收器，当被检测物

16、体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。信号。3 3、对射式光电开关、对射式光电开关对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。4 4、槽式光电开关、槽式光电开关槽式光电开关

17、通常是标准的槽式光电开关通常是标准的U U字型结构，其发射器和接收器分别位于字型结构，其发射器和接收器分别位于U U型槽的两边，并型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过形成一光轴，当被检测物体经过U U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。5 5、光纤式光电开关、光纤式光电开关光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引

18、导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。区域的检测。光电开关热电阻和热电偶热电阻和热电偶 热电偶与热电阻热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温均属于温度测量中的接触式测温热电偶热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传远传4-20mA4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回

19、路，当两个接点处的温将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成温差电势和接触贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因

20、为他们的电子密度电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为分为八个不同的分度，分别为B B，R R，S S，K K，N N，E E，J J和和T T，其测量温度，其测量温度的最低可测零下的

21、最低可测零下270270摄氏度，最高可达摄氏度，最高可达18001800摄氏度，其中摄氏度，其中B B，R R，S S属于属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种，普电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，

22、绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递，这种导但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与

23、被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。质大部分都采用铜镍合金。热电阻热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范虽然在工业中应用

24、也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采工业用热电阻一般采Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂

25、热电阻的测温铂热电阻的测温的范围一般为零下的范围一般为零下200-800200-800摄氏度，铜热电阻为零下摄氏度，铜热电阻为零下4040到到140140摄氏度。摄氏度。编码器编码器 编码器如以信号原理来分，有增量型编码器编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。绝对型编码器。（1 1）增量型编码器）增量型编码器(旋转型旋转型)工作原理工作原理:编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，由光电发编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，由光电发射器和接收器件读取环形的通、暗刻线射器和接收器件读取环形的通、暗刻线,通过检测、统计信号的通断数量来计通过检测、

26、统计信号的通断数量来计算旋转角度。算旋转角度。由于由于A A、B B两相相差两相相差9090度，可通过比较度，可通过比较A A相在前还是相在前还是B B相在前，以判别编码器相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。（2 2）增量型编码器）增量型编码器(旋转型旋转型)特性特性:编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以

27、通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。（3 3）绝对式旋转编码器）绝对式旋转编码器 用光信号扫描分度盘（分度盘与传动轴相联）上的格雷码刻度盘用光信号扫描分度盘（分度盘与传动轴相联）上的格雷码刻度盘（BCDBCD码，二进制码）以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数码，二进制码）以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。分辨率分辨率编码器以每旋转编码器以每旋转360360度提供多少的通或暗刻线度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5 51000010000线。线。PNP和NPN型传感器的区别 选用NPN还是PNP主要看PLC的输入端需要的是高电平还是低电平。PLC输入公共端（COM）接线是关键判断点，接+24V，需要输入为低电平；接0V，需要输入为高电平。NPN输出为高电平,PNP输出为低电平.注意:所谓的 低电平15V