工業(yè)自動化常見傳感器種類、原理，非常詳細(xì)！

時間：2023/7/19閱讀：899

一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

一、工作原理

傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。

1.敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號；

2.轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號；

3.變換電路負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行放大調(diào)制；

4.轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

二、人類五官與傳感器

三、傳感器分類

1.敏感元件的分類：

物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。

化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。

生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。

通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十類。

2.按用途：

壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。

3.按輸出信號

模擬傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。

數(shù)字傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）。

開關(guān)傳感器：當(dāng)一個被測量的信號達(dá)到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。

4.按其構(gòu)成

基本型傳感器：是一種最基本的單個變換裝置。

組合型傳感器：是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。

應(yīng)用型傳感器：是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。

四、接近傳感器

又稱接近開關(guān)是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，從而驅(qū)動直流電器或給計算機（plc)裝置提供控制指令。

接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無觸點開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性，同時具有傳感性能，且動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。

接近開關(guān)分類：

1）電感式接近開關(guān)

2）電容式接近開關(guān)

3）霍爾式接近開關(guān)

4）舌簧式接近開關(guān)

4.1 電感式接近開關(guān)

原理：由電感線圈和電容及晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)有金屬物體接近這一磁場時就會在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開關(guān)信號輸出。

特點：

1.抗干擾性能好，開關(guān)頻率高，大于200HZ.

2.只能感應(yīng)金屬

應(yīng)用在各種機械設(shè)備上作位置檢測、計數(shù)信號拾取等。

4.2 電容式接近開關(guān)

原理：電容式接近開關(guān)的測量端是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是開關(guān)的外殼。當(dāng)有物體移向電容式接近開關(guān)時，無論該物體是否導(dǎo)電，由于它的介電常數(shù)總會不同于原來的環(huán)境介質(zhì)（空氣、水、油等），使得電容量發(fā)生變化，從而使得開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無物體接近，進而控制開關(guān)的通或斷。

▲圓柱形電容式接近開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

特點：

不但能檢測金屬，還能檢測塑料，玻璃，水，油等物質(zhì)。

易受干擾，注意安裝位置。

感應(yīng)距離可調(diào)整。

頻率約50HZ.

應(yīng)用：

依據(jù)其特點，特別適合于非金屬物的檢測，如食品、化工等行業(yè)電容式接近開關(guān)對任何介質(zhì)都可檢測，包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體，甚至可以用于檢測液體和粉末狀物料。

4.3 霍爾式接近開關(guān)

當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U.

這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。

4.4 舌簧式接近開關(guān)

舌簧接近開關(guān)又稱磁性開關(guān)當(dāng)磁性物件移近時舌簧閉合，使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。

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