1、 传感器技术 培训大纲培训大纲第二章：接近开关第三章：光电传感器第四章：旋转编码器第一章：传感器概述与原理 第一章：第一章：传感器概述与原理 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信息的传感检测功能的装置就是传感器，在自动化生产线等领域中得到广泛的应用。1.1传感器的作用 传感器的定义：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。 1.2传感器的定义及组成 开关量传感器 数字量传
2、感器 模拟量传感器 传感器种类 输出电信号的类型不同 1.3传感器分类 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磁感应式接近开关、电感电感式接近开关式接近开关、电容式接近开关电容式接近开关和光电式接近光电式接近开关开关等。1.3.1开关量传感器概述 磁性开关 为了方便使用，每一磁性开关上都具有动作指示灯。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，但是不能正常检测工作。 123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
3、线极性接反，也不会使其烧坏，但是不能正常检测工作。 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。磁感应式接近开关 简称磁性开关，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。 磁性开关实物及电气符号图它应用在自动化生产线各单元的气缸上限位检测1.3.1开关量传感器概述 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的发生变化，并输出开关信号 。电容式接近
4、开关1.3.1开关量传感器概述 纸张 塑料 金属零件 绝缘的液体 木材和非金属物体 电容式接近开关检测 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，使其得到更广泛的应用。应用于检测单元中检测有无工件。 1.3.1开关量传感器概述 电容式接近开关实物及电气符号图1.3.1开关量传感器概述 电感式接近开关LC高频振荡器 放大处理电路 它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，因此它检测的对象必须是金属。 但由于电感式接近开关对金属与非
5、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。 利用涡流效应制成的开关量输出位置传感器 1.3.1开关量传感器概述 电感式接近开关的实物及图形符号 主要应用在操作手单元的摆动气缸位置检测、检测单元检测金属工件、立体存储单元移动块原点位置检测。1.3.1开关量传感器概述 利用光电效应制成的开关量传感器光发射器 光接收器 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。 光电式接近开关1.3.1开关量传感器概述 光电式接近开关的实物及图形符号1.3.1开关量传感器概述 对
6、射式 反射式 漫反射 接收器接收光的方式 这三种形式光电接近开关的检测原理和方式特点都有所不同 1.3.1开关量传感器概述 数字量传感器 测量精度高 分辨率高 抗干扰能力强 稳定性好 易于与计算机接口 便于信号处理 实现自动化测量 适宜于远距离传输 一种能把被测模拟量直接转换为数字量输出的装置，可直接与计算机系统连接。 在一些精度要求较高的场合应用极为普遍。工业装备上常用的数字量传感器主要有数字编码器、数字光栅和感应同步器等。 1.3.2 数字量传感器概述 数字编码器在实际工程中应用最多的是光电编码器。光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的测量装置的位置信息。
7、 光电编码器 光电编码器1.3.2 数字量传感器概述 经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90的两路脉冲信号。 光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转。它是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。 光电编码器 光电编码器原理示意图 1.3.2 数字量传感器概述 通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的，二进制位数
8、越多，测量精度越高，输出信号线对应越多，结构越复杂，价格越高 直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲信号A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位；其测量精度取决于码盘的刻线数，但结构相对绝对式简单，价格便宜 根据光电编码器的工作原理可分为绝对式光电编码器增量式光电编码器1.3.2 数字量传感器概述 光电编码器 广泛应用 优点 体积小 精度高 工作可靠 接口数字化 数控机床 回转台 伺服传动 机器人 雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中 光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输入给轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应
9、的电脉冲或数字量 在自动化生产线的分拣输送单元中1.3.2 数字量传感器概述 1.3.3 模拟量传感器概述模拟量传感器它是将被测量的非电学量转化为模拟量电信号的传感器。它检测在一定范围内变化的连续数值，发出的是连续信号，用电压、电流、电阻等表示被测参数的大小在工程应用中模拟量传感器主要用于生产系统中位移、温度、压力、流量及液位等常见模拟量的检测 认知应用 在工业生产实践中为了保证模拟信号检测的精度，提高抗干扰能力，便于与后续处理器进行自动化系统集成，所使用的各种模拟量传感器一般都配有专门的信号转换与处理电路，两者组合在一起使用，把检测到的模拟量变换成标准的电信号输出，这种检测装置称为变送器。变
10、送器 变送器所输出的标准信号有标准电压或标准电流，电压型为-5V+5V、0+5V、010V等，电流型为020mA及420mA等。由于电流信号抗干扰能力强，便于远距离传输，所以各种电流型变送器得到了广泛使用。变送器的种类很多，用在工业自动化系统上的变送器主要有温度变送器，压力变送器，液位变送器，电流变送器，电压变送器等。在过程控制系统中的压力传感器有应用。1.3.3 模拟量传感器概述 电流变送器温度变送器温湿度变送器压力变送器液位变送器各种变送器的实物图 1.3.3 模拟量传感器概述 第二章：接近开关第二章：接近开关Page : 27FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二
11、章：接近开关接近开关简介接近开关又称无触点行程开关，它能在一定的距离内（零点几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出动作信号。接近开关的核心部分是“感辨头”，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。Page : 28FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关外型Page : 29FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关外型（续一）Page : 30FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关外型（续二）Page : 31FATEK FATEK
12、值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关常见分类n电感式（也称电涡流式）n电容式、n光电式n霍尔式、n微波式 n超声波式n无源式等。Page : 32FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关的特点 由于能以非接触方式进行检测，所以不会磨损和损伤被测物体 与接触式开关相比，可实现高速响应 由于采用无接点输出方式，因此寿命延长 无触点、无火花、无噪声体积小、安装、调整方便 不受检测物体颜色的影响Page : 33FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电感式接近开关Page : 34FATEK FATEK
13、 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电感式接近开关工作原理接近开关的磁力线感应电流的反磁力线信号线高频振荡器使线圈发出高频磁场被测对象接近产生涡电流引发反向的感应磁场振荡器受到反向感应磁场影响停止振动通过振动有无使控制输出ON/OFF振荡器停止工作控制输出OFFONPage : 35FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电感式接近开关电路构成被测物体 电感式接近开关是一种利用涡流感知物体接近的接近开关。基本组成部分由高频振荡器、开关级和输出级组成，如图所示。 感知敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变
14、磁场。当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱直至停振。振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出U信号振荡器开关级输出级检测对象：具备产生感应电流的能力，否则不能被检测出来;(特殊材料/导电体）检测距离：产生感应电流能力越强，检测距离越长。注：不能用于非金属对象检测Page : 36FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电感式接近开关的应用 由于不同金属之间产生涡电流的能力不同，因此通过接近传感器对不同的金属的检测距离也有不同，利用此特点可以把生产线上不同的金属罐分类。铝罐铁罐铝罐铝罐检测距离检测距离：0.6 - 50
15、mm此包装罐为铁罐电感式接近开关OFFONPage : 37FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 n触点容量较小、输出短路时易烧毁。n存在交流零位信号，不宜高频动态测量。 第二章：接近开关n结构简单、可靠n分辨率高l机械位移0.1m，甚至更小；角位移0.1角秒l输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。n重复性好，线性度优良l在几十m到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，且比较稳定。n能实现远距离传输、记录、显示和控制响应快；n无触点、无火花、无噪声。n与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤。电感式接近开关工的优缺点Page : 38FATEK FATEK 值
16、得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电容式接近开关Page : 39FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电容式接近开关工作原理原理 在给电极施加电压所产生的电场中存在物体时，物体受静电感应而发生极化现象，离电极越近电极的电荷增量便越大。电极的静电电容量与电荷、电压的关系，由于电容量随电荷而增大，因而物体大小、厚度、电容度越大静电感应的范围便越宽，就能检测离开的物体。検出物体検出物体 s04KLs （介电常数，相对于真空） 04KL0 （真空的介电常数）L被检测物体不受材质限制Page : 40FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的
17、品牌 第二章：接近开关电容式接近开关电路构成主回路主回路检测检测物体物体检测物体被极化振荡回路没有振荡OFFONPage : 41FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电容式接近开关的电路构成U信号振荡器开关级输出级被测物体静电电容式接近开关 应用上述原理，取出局部振荡电路的电极电容变化，以使振荡开始或停止，从而获得检测信号。在电路构成上，除振荡电路外，其余结构与电感式基本一致。Page : 42FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关电容式接近传感器的应用空空空此包装盒内有饮品电容式接近开关由于产品中具有不同 的静电容量，
18、利用静电容量型接近传感器可以检测出纸盒包装内有无饮品。检测距离: 1 - 35mmOFFONPage : 43FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 n压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和 成分含量等测量之中。第二章：接近开关n小功率、高阻抗。n小的静电引力和良好的动态特性。n本身发热影响小。n可进行非接触测量。电容式接近开关工特点和应用Page : 44FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关常见术语Page : 45FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语n标准检测物体作为测定
19、传感器基本性能的被检测物体，其材料和尺寸 等都有规定。Page : 46FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语动作区域OFF接近传感器检测物体 ON区域外区域内OFFONn动作时间t1 当标准检测物体进入传感器的动作区域，传感器从处于动作 状态到输出为ON的时间n复位时间t2 当标准检测物体离开传感器的动作区域，传感器从处于动作 状态到输出为OFF的时间t1t2Page : 47FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语t3t1t2f=t1 + t21n响应频率 反复接近标准检测物体时，每秒钟检测产生的
20、输 出次数；测定方法请参见图示。2MM标准检测物体 检测距离Page : 48FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语磁力线集中检磁力线集中检测距离较短测距离较短磁力线分散检磁力线分散检测距离长测距离长齐平齐平又叫屏蔽又叫屏蔽/埋入埋入非齐平非齐平又叫非屏蔽又叫非屏蔽/非埋入非埋入检测物体检测物体Page : 49FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语输出形式NPN晶体管输出PNP晶体管输出无极性无接点输出用一般的晶体管，可直接连接在可编程显示控制器及计数器上主要是组装在出口欧洲等的机械上用于交流2线
21、式、交流直流两用型，无需担心极性出错输出状态NO型（常开）NC型（常闭）NO/NC切换型在检测区域中有检测物体时，输出开关元件将处于ON在检测区域中无检测物体时，输出开关元件将处于ON通过切换开关等，可对输出开关元件的NO/NC动作进行选择Page : 50FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关术语主回路棕蓝負荷+V0V負荷主回路負荷棕蓝黒信号+V0V+V主回路負荷棕蓝黒信号0V直流2线式交流2线式直流三线式（NPN）直流三线式（PNP）n3线：2根电源线+1根信号线，用于直流电的技术；要选择输出方式NPN/PNPn2线：检查开关与负荷串联连结，但存
22、在误差是由于产品本身的消耗即剩余电压、剩余电 流的作用。主回路主回路棕棕蓝蓝負荷負荷Page : 51FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关接近开关注意事项Page : 52FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项检测物体和检测距离物体的大小小于标准检测物体时，检测距离变小。对于同等大小的物体来说，依材料不同而不同。铁的检测距离最长铝、黄铜等非磁性金属的检测距离较小。 相对于标准检测物，规定的检测距离在指定的测量条件下，一般会降低检测距离，校正系数越小，则对某一特定材料的动作距离就越小，这个衰减系数根据外壳尤其是屏蔽
23、材料的不同是会变化的。对电感式接近开关而言，检测物材料的导电性是影响衰减系数的主要参数。Page : 53FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项检测厚度和检测距离 一般检测物体以1mm为准。 磁性金属（铁、镍等）的 厚度请大于1mm。 厚度小于0.01mm的箔，可 以得到与磁性体同 等的检测距离表皮效应。 此外，对蒸膜等极薄材料 及无导电性物体也无法检测。注：表皮效应仅非磁性金属才有。Page : 54FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项其他注意事项相互干扰接近传感器以高频率振动。相邻设置的话会引起相互干
24、扰、相邻使用不同频率的传感器可以防止相互干扰。传感器导线颜色（几乎所有传感器通用）电源：棕（）蓝（） 交流两线也是褐/蓝控制输出：输出1黑输出2橙特殊功能粉传感器动作指示灯颜色日本美国的标准为红色。欧洲为橙色，所以IEC使用橙色，现永宏传感器现为红色。Page : 55FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项其他注意事项（续一）电源复位时间/电源OFF时（传感器电源先通后断）将负载与传感器连接在不同电源时，传感器在电源接通后100ms以内即处于可检测状态。请务必先接通传感器电源。因为电源OFF时会发生输出脉冲，需设计成让负载或负载线路的电源先行OFF。
25、检测物体的材质金属电感式非金属电容式（电容式的也可用于金属物体的检测）另外，有些专门检测某种物质的接近传感器，如E2CY专用于检测铝。Page : 56FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项其他注意事项（续二）检测物体的大小、厚度大小要求大于标准检测物体。对于磁性金属、非金属，要求厚度大于1mm；对于非磁性金属，小于0.1mm的比大于1mm的检测效果好。检测距离电感式0.650mm电容式135mm接近传感器通常直径（检测面的面积）越大，检测距离越远。输出形式和接线方式交流二线式、直流二线式、直流三线式Page : 57FATEK FATEK 值得您信
26、賴的品牌值得您信賴的品牌 第二章：接近开关注意事项其他注意事项（续三）响应频率规定了传感器检测物体时所能达到的最快速度，如果超过该频率则传感器来不及反应输出，就会导致漏检测的情况发生。一般电感式接近传感器的响应频率在25Hz3KHz不等，电容式接近传感器则比较低，在10100Hz。屏蔽/非屏蔽屏蔽检测距离近，不易受周围物体干扰非屏蔽型检测距离要远，较易受周围物体的干扰，安装时要留有一定的空间余量。Page : 58FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 接近传感器型号标准及选型选型要点选型要点（1）检测物体的材质金属电感式非金属电容式（电容式的也可用于金属物体的检测）另外，有
27、些专门检测某种物质的接近传感器，如E2CY专用于检测铝。（2）检测物体的大小、厚度大小要求大于标准检测物体。对于磁性金属、非金属，要求厚度大于1mm；对于非磁性金属，小于0.1mm的比大于1mm的检测效果好。（3）检测距离 电感式0.830mm电容式325mm接近传感器通常直径（检测面的面积）越大，检测距离越远。第二章：接近开关Page : 59FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 （4）输出形式和接线方式交流二线式直流二线式直流三线式（5）响应频率规定了传感器检测物体时所能达到的最快速度，如果超过该频率则传感器来不及反应输出，就会导致漏检测的情况发生。一般电感式接近传感器
28、的响应频率在25Hz3KHz不等，电容式接近传感器则比较低，在10100Hz。（6）屏蔽/非屏蔽屏蔽检测距离近，不易受周围物体干扰非屏蔽型检测距离要远，较易受周围物体的干扰安装时要留有一定的空间余量。NPN：用于一般的晶体管，可直接连接在可编程显示器控制器及计数器上PNP：主要是组装在出口欧洲的机械上 接近传感器型号标准及选型第二章：接近开关Page : 60FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 接近传感器故障排除第二章：接近开关Page : 61FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Page : 62FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的
29、品牌 Page : 63FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Page : 64FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关第三章：光电开关Page : 65FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器简介光电传感器是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电传感器主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果投射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达受光部的量将会发生变化。受光部将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和
30、红外光。光电传感器主要分为漫反射，反射板，对射式。Page : 66FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器特点特点：较接近开关检测距离远、可实现多类型检测。漫反射、镜面反射，对射等。主要用于较远距离检测。主要行业如包装，印刷等Page : 67FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关镜面反射型光电传感器原理 镜面反射型光电传感器是把发射器和接收器封装在同一外壳内，在对面安装一块反射板，将发射器发出的光经反射镜反射回接收器。当光束被遮挡时产生一个开关变化。Page : 68FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得
31、您信賴的品牌 第三章：光电开关带极性滤光片的镜面反射型光电传感器原理 反射系统的典型问题是对于光面和反射物体来说，检测不可靠。因为简单的镜面反射系统不能清晰的分辨出“反射镜反射的光线”或“物体反射的光线”，因此会造成误动作。所以用一个极性滤波器可以解决这个问题。在发射器和接收器前放置一个线性极性滤波器。滤波器的偏振平面垂直。这些滤波器觉得了两个偏振：平面相互偏差90度。这样只有来自三角反射镜的光线能回到接收器，因为反射镜改变了光的偏振平面，使光可以无阻碍的通过接收器前的滤波器。Page : 69FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关镜面反射型光电传感器的应用
32、投受光器投受光器回回归归反射板反射板主回路主回路电电源源负载负载应用：透明瓶的通过检测Page : 70FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关镜面反射型光电传感器的特点检测距离为长(数cm数m);光线通过检测物两次，所以适合透明体检测布线、光轴调整比对射型方便(反射板侧不需配线）Page : 71FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关漫反射型光电传感器原理 漫反射型光电传感器的原理与镜面反射型光电传感器的原理相同，但是它不带反射镜，发射器发出的光线直接由被测物发射回接收器。检测物体反射回的光线有接收器来估量，对物体的定位不
33、是十分严格。当被测物体进入有效光线区域，输出状态将发射变化。检测范围取决于被测物体的尺寸、形状、颜色和表面特性。Page : 72FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关漫反射型光电传感器的应用投受光器投受光器主回路主回路电电源源负载负载应用：纸箱的通过检测Page : 73FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关漫反射型光电传感器的特点检测距离较长（数cm数m)在检测物体的表面状态（颜色、凸凹）中光的反射光量会变化，检测稳定性能也会发生变化安装方式最为简单，只需在一处配线，而且没有反射板Page : 74FATEK FATE
34、K 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关对射型光电传感器原理 对射型光电传感器有独立的发射器和接收器组成，结构上两者是相互分离的。发射器直接传送到接收器。在安装时必须将两者对准以建立光路，无论任何物体挡住了光线，接收器的电压下降，发生开关变化。Page : 75FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关对射型光电传感器的应用主回路主回路电电源源投光器投光器电电源源负载负载主回路主回路受光器受光器茶茶青青黒黒茶茶蓝蓝+L3+L3-L3-L3应用：车辆的通过检测Page : 76FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关
35、对射型光电传感器的特点动作的稳定度高，检测距离长（数cm数m）检测物体的光泽、颜色等对传感器的影响小即使检测物体的通过线路发生变化，其检测位置也不变投光器和受光器都需接通电源，光轴对合比较麻烦Page : 77FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器的术语检测距离 对射型：投光器与受光器直接的距离反射型：投受光器到反射板的距离漫反射型：投受光器与检测物体直接的距离Page : 78FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器的术语(续一）应差距离动作距离与复位距离的差；（主要指扩散反射型） 响应时间从输入光的断
36、续开始到控制输出的动作或复位为止的时间 Page : 79FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器的术语(续二）标准检测物体 对射型和回归反射型是根据光学结构的对角线长度将直径较大的不透明体的尺寸作为标准物体。 一般的对射型是以投、受光器的对角线长度作为标准检测物体的长度。 反射型则是以反射板的对角线长度作为标准检测物体的直径。 漫反射型是根据投光束的直径将大张的白纸作为标准检测物体。 Page : 80FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关光电传感器的术语(续三）暗通 对当光线接收器无光时，开关处于导通状态；当光
37、线接收器有光时，开关处于不导通状态。亮通 与暗通相反，无光时不导通，有光时导通。导通延时 传感器接通电源的瞬间到其准备完毕且输出正常信号的时间间隔关断延时 传感器切断电源的瞬间到其准备完毕且关断正常信号的时间间隔遮光动作与入光动作 遮光动作是遮断或者减少进入受光器的光束时输出信号；入光动作则是增加进入受光器的光束时输出信号。Page : 81FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关沾有油污、化学品的地方有腐蚀性气体的地方沾有有机溶剂的地方有震动、冲击的地方灰尘多的地方水中、户外、阳光直射的地方湿度高、容易结露的地方注意：在以下环境场合中使用容易出现光电传感器误
38、动作甚至造成传感器的损坏注意事项Page : 82FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关注意事项（续一）无感应地带处于投光区、受光区域以外的无动作区域，在这块区域内不能检测。（主要指距离设定型、限定反射型、扩散反射型、回归反射型）投光区域受光区域无感应地带Page : 83FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关选型要点1. 检测物体 确认检测物体的透明程度和表面颜色、状态。 对射型的光电传感器不适宜检测透明物体； 回归反射型如果要检测表面光滑且有光泽的物体时要选带滤光片； 扩散反射型检测物体时会受到检测物体表面颜色和反光程
39、度的影响。2. 检测物体大小 无论使用哪种形式的光电传感器，都要求检测物体要大于其最小检测物的尺寸。Page : 84FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关选型要点（续一）3. 检测距离对射型：检测距离较远，最远的一款可以达到30米；反射型：配合不同的反射板，可达到不同的检测距离，最远不超过15米；漫反射型：检测距离最远不超过0.8米，它受物体表面颜色影响较大，比如检测相同大小的黑色物体和白色物体，前者一般只能达到后者的一半距离。4. 输出形式和电源电压交流、直流或交直流通用型三种。交流型或交直流通用型有继电器输出，也有DC无触点输出型；直流型一般为晶体管输
40、出，需要根据后续的输入设备确认是选择NPN还是PNP型Page : 85FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第三章：光电开关选型要点（续二）5. 入光动作/遮光动作 对射型和反射型的光电传感器：在入光动作的情况下，没有检测物体时输出为ON，在遮光动作的情况下，有检测物体的情况下输出ON；而漫反射型则正好相反。6. 响应频率 和接近传感器一样，光电传感器在选择时也要考虑响应频率的问题，否则会造成脉冲输出的遗漏。光电传感器的响应频率差别较大，具体在选择传感器时，可以通过样本手册查找相关参数。Page : 86FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第四章：旋
41、转编码器第四章：旋转编码器Page : 87FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 第四章：旋转编码器旋转编码器简介旋转编码器是将旋转的机械位移量转换为电气信号，对该信 号进行处理后检测位置、速度等的传感器。旋转盘转动时，光敏二极管断续的收到发光二极管发出的光，从而输出方波。Page : 88FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 主要内容主要内容什么是编码器什么是编码器编码器的种类编码器的种类 编码器的主要组成部分编码器的主要组成部分增量编码器的原理增量编码器的原理绝对值编码器的原理绝对值编码器的原理编码器的机械安装编码器的机械安装编码器的应用编码器的应用
42、. .我们能够提供的总线接口我们能够提供的总线接口Page : 89FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 什么是编码器什么是编码器? ?编码器是一个机械与电子紧密结编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件合的精密测量器件, ,它通过光电它通过光电原理或电磁原理将一个机械的原理或电磁原理将一个机械的几何位移量几何位移量转换为电子信号（转换为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。电子脉冲信号或者数据串）。这种电子信号通常需要连接到控这种电子信号通常需要连接到控制系统制系统(e.g. PLC(e.g. PLC、高速计数模、高速计数模块、变频器等块、变频器等),),控制系统经过控
43、制系统经过计算便可以得到测量的数据，计算便可以得到测量的数据，以便进行下一步工作。编码器以便进行下一步工作。编码器一般应用于机械角度、速度、一般应用于机械角度、速度、位置的测量。位置的测量。Page : 90FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 编码器的分类编码器的分类编码器的分类编码器的分类：增量式编码器增量式编码器和和绝对式编码器绝对式编码器Page : 91FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 光电编码器的基本部件电气输出电气输出 放大电路 抗干扰电路等 数据输出 增量/绝对值机械系统机械系统旋转轴安装法兰/安装附件轴承支架数据扫描系统数据扫描系统
44、LED光源&光敏电阻/永磁&霍尔元件增量码盘/绝对值码盘数据处理系统Page : 92FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 光电编码器读出原理发光二极管发光二极管光电二极管光电二极管输出型号输出型号(增量式增量式)栅格栅格,虑光镜虑光镜码盘码盘Page : 93FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 磁编码器读出原理永久磁铁用来激发霍尔传感器磁铁安装在轴的中心 磁场切割线圈产生电压 霍尔传感器检测方向和运动永磁铁永磁铁霍尔传感器霍尔传感器Cross Hall sensorPage : 94FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 磁和光电编
45、码器的区别光电编码器磁编码器高分辨率精度更高通孔轴套坚固抗 振动 灰尘 脏 潮湿成本底Page : 95FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量编码器显示速度与旋转方向显示角度位置(归零后)分辨率通过每转多少脉冲表示如果电源出现故障,所有的位置信息丢失Page : 96FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 通道A增量编码器输出信号：增量编码器输出信号：单通道信号编码器码盘只有一圈光栅，编码器有一对光电扫描系统，输出一通道脉冲信号，后续设备根据单位时间检测到的脉冲数及编码器的分辨率计算出的角速度及线速度信号输出如图
46、： 可以测试速度 不能测试旋转方向Page : 97FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 增量编码器输出信号：增量编码器输出信号：双通道信号编码器码盘有2圈光栅，并且以90度相位差排列，编码器有2对光电扫描同，输出2通道脉冲信号，由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转信号输出如图： 可以测试速度 可以测试旋转方向通道A通道 BPage : 98FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 通道Z增量编码器输出信号：增量编码器输出信号：3通道信号在双通道编码器的基础上增加了一个零位信号，用于基准点定位一般测长度使用该信号
47、，测速一般不使用该信号。 信号输出如图： 可以测试速度 可以测试旋转方向 可以定位通道A通道 BIncremental EncodersPage : 99FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量编码器输出信号：增量编码器输出信号：6通道信号在3通道编码器的基础上将每一通道信号增加一个反向输出，即为6通道编码器，反向信号的存在主要是为了消除干扰及补偿损耗，以便可以长距离的传输。信号输出如图：Output A顺时针方向顺时针方向Output B逆时针方向逆时针方向Output Z Output AOutput BOutput ZPage
48、 : 100FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders输出信号电路 (1/2)适应于:电磁兼容性环境长电缆线(最大到 1000 m)高的数据速率(300 kHz)05V/24V Complementary line-driver (TTL)(refer to encoder catalog)Page : 101FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders输出信号电路 (2/2)适应于: 直接连接到 PLC(24 V 供电)最大电缆长度 (最大至 200 m)高的数据速率 (200 kH
49、z)24V Push pull short circuit protection(HTL)(refer to encoder catalog)Page : 102FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Incremental Encoders增量编码器的产品范围光电式增量编码器多种外型尺寸24, 30, 40, 58, mm轴型编码器BTIV, BDK, BDT, 通孔型编码器BHF, BHG, BHW, 盲孔型编码器BTIH, BHK, BHT, Page : 103FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Absolute Encoders绝对值编码器在0
50、360的每一个角度位置传输一个唯一的信号 (看下面的脉冲盘)即使在调电或者电源出现故障时,位置信息一直可用.不必复零 !也不必PLC中计数！Page : 104FATEK FATEK 值得您信賴的品牌值得您信賴的品牌 Bit 1Bit 2Bit nselectF/R*strobeshaft infraredtransmitter-LEDpulse diskphoto diodearrayonly for absolute encoderwith code convertercompa-ratorsmemorycode-converteroutputdriver数据盘设计图数据盘设计图绝对输出信
