模块四 位置检测（课件）-《传感器检测技术》同步教学（人民邮电版）

模块四 位置检测 2 学习目标 了解各类接近开关传感器 熟悉各类接近开关传感器的外部接线、安装及应用情况 了解各类接近开关传感器的基本工作原理 掌握各类接近开关传感器位置检测的方法 课题一 接近开关传感器 4 一、基础知识 1、 接近开关传感器的类型 按供电形式的不同分为：直流型和交流型两大类 ； 按使用的方法不同分为：接触式和非接触式两大类； 按输出形式可分为：直流两线制、直流三线制、直流四线制、交流两线制和交流三线制； 按传感器的工作原理又可分：为电感式接近开关、电容式接近开关、霍尔开关、光电开关等 5 2、接近开关传感器的接线方式 接近开关传感器输出多由NPN、PNP型晶体管输出，输出状态有常开（NO）和常闭（NC）两种形式。外部接线常见的是二线制、三线制、四线制和五线制，连接导线多采用PVC外皮、PVC芯线，芯线颜色多为棕色（brown）、黑色(black)、蓝色(blue)、黄色(yellow)。不同的产品可能芯线颜色不同，使用时应仔细查看说明书。 6 3、接近开关传感器的选型 （1）当检测体为金属材料时，应选用高频振荡型接近开关，该类型接近开关对铁镍、钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体，其检测灵敏度就低。 （2）当检测体为非金属材料时，如；木材、纸张、塑料、玻璃和水等，应选用电容型接近开关。 （3）金属体和非金属要进行远距离检测和控制时，应选用光电型接近开关或超声波型接近开关。 （4）对于检测体为金属时，若检测灵敏度要求不高时，可选用价格低廉的磁性接近开关或霍尔式接近开关。 7 4、接近开关传感器的应用 （1）生产线工件计数 8 （2）机械手限位 9 （3）生产工件加工定位 10 二、课题实施—接近开关接线 1、训练目的 （1）认识和熟悉各类不同的接近开关 ； （2）熟悉各类接近开关的外部接线方式及主要参数指标 ； （3）能够使用万用表检测接近开关的触点好坏 。 2、训练设备 万用表、直流电源、交流电源、各类不同接近开关、信号灯、白炽灯、继电器 11 3、训练步骤 （1）查看各类接近开关的外部接线方式及主要技术参数指标。 （2）万用表检测三线制接近开关。 a、判断是PNP型还是NPN型； b、检测其好坏； c、比较NO与NC的电压输出。 （3）交流二线制和直流二线制接近开关的应用。 12 三、课题小结 （1）介绍了各类接近开关传感器的主要特点、外部接线方式及使用情况 ； （2）通过接线训练掌握各类接近开关传感器的外部接线及判别其开关的好坏 。 课题二 电感式接近开关 14 一、基础知识 1、电感式接近开关的工作原理 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LC高频振荡器、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。 15 一般来说电感式接近开关只能用于检测金属物体 。 电感式接近开关工作原理图 b. 电感式接近开关的工作过程 16 2、电感式接近开关的技术参数 （1）额定动作距离 在规定的条件下所测定到的接近开关的动作距离。 （2）工作距离 接近开关在实际使用中被测定的安装距离。 （3）动作滞差 指动作距离与复位距离之差的绝对值。 （4）动作频率 指每秒连续不断地进入接近开关的动作距离后又离开的被测物个数或次数。 17 二、课题实施—电感式接近开关控制电机 1、训练目的 （1）了解电感式接近开关的基本工作原理及主要技术参数指标 ； （2）熟悉电感式接近开关的外部接线 ； （3）熟练掌握电感式接近开关与PLC的接线及调制 。 2、训练设备 直流电源、交流电源220V、电感式接近开关（PNP型四线制）、PLC、三相异步电动机、信号灯、蜂鸣器、24V直流继电器。 18 3、训练步骤 在电动机正常运行时，当被测物体接近传感器时，接近开关动作，发出控制信号，电动机停止运转。 （1）观察直流四线制接近开关 19 （2）接线及I/O分配 （3）控制电机的停转 电动机主电路控制图 PLC接线图 20 三、课题小结 （1）理解电感式接近开关的工作原理的基本原理和使用方法 ； （2）熟悉电感式接近开关的基本结构和外形接线 ； （3）通过应用训练掌握电感式接近开关测量物体位置的方法 。 课题三 霍尔开关 22 一、基础知识 1、霍尔效应 将半导体置于垂直的磁场中，有电流流过时，在半导体的两侧会产生电动势，电动势的大小与电流和电磁感应强度的乘积成正比，，这个电动势称为霍尔电势，该电动势的大小为 霍尔效应原理图 23 2、霍尔元件 霍尔元件是一种四端型器件，由霍尔片、四根引线和壳体组成。通常a、b两