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6种工业传感器详解
日期:2020-07-14浏览量:796来源:

对于工业自动化设备和系统的设计人员来说,传感器是一个至关重要的考虑因素,因为控制系统在适当的反馈下可以更高效率的工作。在这方面,感知零件和产品的位置至关重要。

选择工业传感器时,必须在成本和性能之间达到基本平衡。最直接的成本是传感器本身的成本。还需要考虑初始设计、安装和配置成本,以及所需的维护成本。

传感器选型,最重要的一点是要选择合适的精度,才能可靠地感测目标物体。然后是尺寸,需要与现场搭配应用。还有适应性,传感器必须在现场环境条件下正常运行。有的廉价传感器,在高温环境下不耐用,将需要频繁地关注和更换,随着时间的推移,显然提高了成本。这些成本不仅用于维修有问题的传感器,还包括相关设备的停机时间。

限位开关

最基本的传感技术是不起眼的机电式限位开关。它们结构紧凑,易于调节,可用于多种执行器类型,可以多种方式安装并且非常精确。它们的缺点是需要物理接触它们所感应的东西,并且由于它们是机械部件,带有运动部件,因此与其他非接触方法相比,它们更容易遭受磨损和损坏。

磁性接近开关

最基本的磁性接近开关最初是非常灵敏的机械簧片限位开关。最新的磁性接近开关是固态的,检测安装在目标上的磁体。这似乎是一种特殊且有限的应用,但是由于它通过铝等有色金属材料工作,因此这些开关的最广泛的工业用途是检测气缸中装有磁性的致动杆的位置。或者,可以将磁性目标安装在物体上,以提供可靠的感测避免出现误跳闸,而在使用错误金属颗粒的铣削或切割应用中可能会发生误跳闸。

电感式接近传感器

如果要检测的目标是金属,并且如果可以接受较小的检测范围,那么电感式接近传感器通常将是最佳选择。电感式接近传感器是耐用且极其可靠的固态技术。他们使用电磁检测场使他们能够重复地感测金属物体,但精度却不高。请注意,它们最适合于黑色金属材料,而对于非黑色金属,感应范围会减小。

标准和扩展的感应距离以毫米为单位,通常足以检测设备位置,尤其是在行程结束时。由于具有高性能,非接触式寿命和低廉的价格,通常需要根据需要配置设备,包括添加专用目标,以利用电感式接近开关的优势。

电容式接近传感器

电容式接近传感器看起来很像电感式传感器,但其原理是在目标存在或不存在时检测感应区域中的电容差异。这些传感器在许多应用中可能是一个很好的解决方案,尽管它们已被越来越多的新技术所采用。

由于电容式传感器几乎可以感应任何类型的材料,因此它们可以用于广泛的应用中。它们能够检测液体和其他非金属产品,这是一个非常有用的功能,尽管它们会受到此类产品堆积的影响,并且由于该区域的环境材料(例如木屑或冷却剂)而可能会提供错误的读数。

超声波传感器

超声波传感器是测量检测的另一种解决方案。如名称所示,电子设备可能会像蝙蝠一样使用声音来确定物体的存在。超声波传感器产生声音脉冲,并且通过接收来自目标的回声来进行操作。这种方法不是非常精确或快速,但在某些应用中比光学传感器提供了更好的解决方案。

与电容技术非常相似,超声波传感器可以检测大多数材料。由于它们本质上不是光学的,因此不受颜色、透明度、反射率或环境光照条件变化的影响,使其成为检测清晰目标的理想解决方案。

光电传感器

光电传感器,是一些最便宜、最常用的技术。该传感器种类有很多变体和技术,但是所有类型的基本概念都是相同的。

光从一个透镜传输出去,并被接收到另一透镜中。在给定时间里根据接收的光量来评估目标是否存在。由于存在许多可用的类型和应用,因此光电传感器需要一些设计工作才能正确应用。

透射的光可以是可见的红光、红外线或激光,每种光都具有特定的优点,但成本不断增加。对于小物体的检测,光束可以非常细,对于不平坦的表面或较大的检测区域,光束可以更宽。

漫射:仅需要安装在目标的一侧,但精度最低,需要更多的设置工作。

反射性:发送器/接收器在目标的一侧,另一侧是无源反射器,提供比散射更多的正感。

直通光束:发送器安装在目标的一侧,接收器安装在另一侧。对于传感器而言,这是一种成本更高的选择,但它可在长期范围内提供最准确,最可靠的传感数据。

背景抑制:当存在反射性背景时,此类型很有用,因为它会检测到受过训练的背景以外的任何东西,但它们最昂贵且需要最多的设置时间。

只要可以为目标和环境选择合适的配置,光电传感器就可以提供许多功能和相对成本较低的良好通用性。

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