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项目4.1基于磁控开关的气缸位置检测 机电一体化技术综合应用实例 供料单元 加工单元 装配单元 分拣单元 输送单元 传感器的基本概念 传感器是一种检测装置，将感受到的被测量信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理，存储、显示、记录和控制等要求。传感器一般处于研究对象或检测控制系统的最前端，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。是感知、获取与检测信息的窗口。传感器的输出信号多为易于处理的电量，如电压、电流、频率等。 传感器的定义 “能感受规定的被测量并按照一定的规律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” 敏感元件 指传感器中能直接感受或响应被测量，并且输出与被测量成一定关系的某一物理量的元件。 即被测量通过传感器的敏感元件转换成一个与之有确定关系、更易于转换的非电量。 转换元件 转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量，转换成适合于传输或测量的电信号的部分。 有时敏感元件和转换元件的功能是由一个元件(敏感元件)实现的。 信号调理与转换电路 信号调理与转换电路将敏感元件或转换元件输出的电路参数转换、调理成一定形式的电量输出。由于传感器输出信号一般都很微弱，因此需要进行信号调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制。 辅助电源 辅助电源为无源传感器的转换电路提供电能。 传感器分类 1.按被测参数分类 被测参数即为输入量，如对温度、压力、位移、速度等被测参数测量，按输入量相应的分为温度传感器、压力传感器、位移传感器和速度传感器等。 2.按工作原理分类 按工作原理，传感器可分为物理传感器和化学传感器两类。物理传感器应用的是物理校应，诸如压电效应、磁致伸缩现象、离化、极化、热电、光电、磁电等效应。化学转换包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器。 3.按能量转换方式分类 按转换元件的能量转换方式，传感器分为有源型和无源型两类。有源型也称能量转换型或发电型，它把非电量直接变成电压量、电流量和电荷量等，如磁电式、压电式，光电式、热电偶等。无源型也称能量控制型或参数型，它把非电量变成电阻、电容和电感等。 4.按输入输出特性分类 按输入、输出特性传感器分为线性和非线性两类 5.按用途分类 按用途传感器可分为压敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、真空度传感器和生物传感器等。 6.按传感器输出信号的性质分类 按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“１”和０”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。 自动生产线中常用传感器 开关量传感器，如磁控开关、关电开关、光纤式接近开关、电感式接近开关等， 也有检测诸如流量、压力、温度、速度等物理量的模拟型或数字型传感器。 转光电传感器 磁控开关的工作原理 由两片具有高导磁和低矫顽力的合金簧片组成，并密封在一个充满惰性气体的玻璃管中。两个簧片之间保持一定的重叠和适当的间隙，末端镀金作为触点，管外焊接引信。当传感器所处位置的磁感应强度足够大，两簧片相互吸引而使触点导通；当磁场减弱到一定程度时，在簧片本身弹力的作用下而释放。 特点 磁控开关，也称磁力式接近开关，是一种非接触式的磁感应传感器，主要用作位置检测，这种非接触式位置检测不会磨损和损伤检测对象，具有体积小、惯性大、动作快等优点 磁控开关用永久磁铁驱动时，多作检测之用，如作为限位开关使用，取代靠碰撞接触的行程开关，可提高系统的可靠性和使用寿命，在PLC控制器中常用作位置控制的通讯信号。 磁控开关的使用 在自动化生产线中，磁控开关是用来检测执行机构（如气缸活塞）位置的，即检测执行机构（如气缸活塞）的运动行程的 气缸的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，从而提供一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁控开关用舌簧开关作磁场检测元件。当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。触点闭合或断开即提供了气缸活塞伸出或缩回的位置。 接线 磁控开关作为检测元件，一般把检测到的开关量信息传递给系统的控制元件PLC，磁控开关的信号检测可不依赖于外接电源，图4-5所示为两线制磁控开关接线原理图及图形符号，其标准引出线为棕色线与蓝色线各一根。在于PLC连接时，一般棕色接PLC接线端子，蓝色接直流24V电源负极。 注意事项 (1)直流型磁控开关所使用电压为3～30V DC，一般应用范围为5～24VDC。过高的电压会引起内部元器件升温而变得不稳定，但电压过低，容易受外界环境变化影响，从而引起误动作。 (2)使用时，必须在