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KEYENCE接近傳感器基本概述和電流三線制接法

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  KEYENCE接近傳感器基本概述和電流三線制接法

  KEYENCE接近傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時,物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的不同將光電效應(yīng)分為三類:外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)及光生伏應(yīng)。光電器件有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。分析了光電器件的性能、特性曲線。

  KEYENCE接近傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上,此時光子能量就傳遞給電子,并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。

  通常把光電效應(yīng)分為3 類:

 ?。? )在光線作用下能使電子溢出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng),如光電管、光電倍增管等;

  (2 )在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng),如光敏電阻、光敏晶體管等;

 ?。? )在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應(yīng),如光電池等。

  光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。

  KEYENCE接近傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。

  KEYENCE接近傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量,如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn),因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。

  由于結(jié)構(gòu)不同,壓力傳感器可以分為測定絕對壓力、對大氣的相對壓力和差壓。測定絕對壓力時,傳感器內(nèi)自身帶有真空參考壓,所測壓力與大氣壓力無關(guān),是相對于真空的壓力。對大氣的相對壓力是以大氣壓力為參考壓,因此傳感器彈性膜一側(cè)始終與大氣是連通的。由于大氣壓力與離地面的高度、四季中大氣中水汽含量的變化以及不同地點(diǎn)和組成大氣的各種氣體的含量的變化有關(guān)。因此,所測得的相對壓力便與上述因素有關(guān)。此外,還可從傳感器彈性膜兩側(cè)分別導(dǎo)人流體壓力,這樣能測定流體不同地點(diǎn)或流體間的差壓。針對不同用途應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的壓力傳感器。

  KEYENCE接近傳感器的壓力適用范圍是分級的。這是因?yàn)閴毫鞲衅鞯膹椥阅こ惺芰黧w壓力有一個限度。這就是通常所說的耐壓極限,超過此極限彈性膜便破裂了。一般來說,每一傳感器都有20 - 300 %的過壓能力。因此,產(chǎn)品說明書上的壓力最大量程為耐壓極限的30 - 80 %. 選用過高的壓力量程是不必要的。

  壓力量程的選用應(yīng)主要考慮三個方面的因素:

  KEYENCE接近傳感器的最大過壓能力、精度與壓力量程的關(guān)系和傳感器的價格與壓力量程的關(guān)系。

  對于KEYENCE接近傳感器的最大過壓能力,傳感器承受靜壓力與動壓力情況下是有很大區(qū)別的。后者往往會出現(xiàn)沖擊壓力,甚至沖擊波。沖擊壓力遠(yuǎn)高于靜壓力。如果選用的最大工作壓力量程是指靜壓力的話,傳感器在承受動壓力時,應(yīng)選用較大的過壓能力。否則沖擊壓力很容易達(dá)到極限耐壓,使壓力傳感器受到破壞。

  對于精度與壓力量程的關(guān)系。壓力傳感器的熱零點(diǎn)漂移和熱靈敏度漂移系數(shù)及非線性誤差是影響傳感器精度的重要指標(biāo)。對同一壓力傳感器來說,熱零點(diǎn)漂移系數(shù)隨工作壓力增加而減小,而熱靈敏度系數(shù)和非線性誤差隨工作壓力增加而增加。因此,工作壓力增加有利于減小熱零點(diǎn)漂移,而不利于熱靈敏度漂移和非線性誤差。熱零點(diǎn)漂移比較大時,提高工作壓力量程有利于提高壓力傳感器的精度。熱零點(diǎn)漂移比較小時,減小工作壓力量程有利于提高精度。對不同壓力量程的傳感器來說,靈敏度是不同的。低壓力量程傳感器的靈敏度高分辨率自然也高。

  對于KEYENCE接近傳感器的價格與壓力量程的關(guān)系,一般來說,013 - 1MPa 的壓力傳感器的價格較便宜,011MPa以下或1MPa 以上的壓力傳感器價格比較貴。測定2- 3kPa 壓力時可選購10 - 50kPa 的壓力傳感器。特別是使用者自己設(shè)計(jì)和選用補(bǔ)償電路時,能使精度進(jìn)一步提高。這樣可以使成本大幅度降低。一般而言,質(zhì)量好的壓力傳感器,滿量程輸出都可以達(dá)到100mV/ 10V. 如果只用一半的壓力量程,則對應(yīng)的輸出便只有50mV/ 10V. 因此最大工作量程應(yīng)盡可能接近產(chǎn)品說明書上所標(biāo)明的該壓力傳感器的量程級。


 
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