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FESTO费斯托传感器在工作中应用

2.3.1电感式接近开关的基本工作原理
电感式传感器为信号发生器，它被用于在加工机械，机器人，生产线以及传送带系统中检测和功能相关的动作,并将检测结果转换成电信号。它是以非接触的方式工作的。当有金属物体接近规定的感应距离时，传感器会发出一个电信号。电感式接近开关就是利用电涡流效应制造的传感器。

（1）高频振荡型电感式接近开关：
它以高频振荡器（LC振荡器）中的电感线圈作为检测元件，利用被测金属物体接近电感线圈时产生的涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路将该变化转换成开关量输出，从而达到检测的目的。

（2） 差动线圈型电感式接近开关：
它有两个电感线圈，由其中一个电感线圈作为检测线圈，另一个电感线圈作为比较线圈；由于被测金属物体接近检测线圈时会产生涡流效应，从而引起检测线圈中磁通的变化，检测线圈的磁通与比较线圈的磁通进行比较，然后利用比较后的磁通差，经由传感器的信号调理电路将该磁通差转换成电的开关量输出，从而达到检测的目的。

2.3.2电感式接近开关的分类

（1）按工作电源的性质进行分类
①流型：采用交流电源供电，用于交流控制回路。
②流型：采用直流流电源供电，用于直流控制回路。

（2）按接线方式进行分类
①二线制②三线制③四线制④五线制⑤六线制
（3）按触点的性质分类
①常开式②常闭式③常开与常闭混合式
（4）按输出逻辑分类
①正逻辑型②负逻辑型③浮空逻辑型④混合型
（5）按外形分类
①螺纹型②圆柱型③长方体型④U型等
（6）按防护方式分类
①防水型②防爆型③耐高温型④耐高压型等
2.3.3电感式接近开关的图形符号
接近开关通用符号如图2.2所示，电感式接近开关如图2.3所示。
图2.2接近开关通用符号图2.3电感式接按开关图形符号
2.3.4电感式传感器的特点
-无机械磨损和撕扯动作，因此使用寿命长；
-不会因灰尘或触点焊接在一起而出现故障；
-无触点反弹，因此无切换故障；
-切换频率高达3000Hz；
-抗震；
-安装位置随意；
-黄色LED显示切换状态；
-*密闭，防护等级高。
2.3.5电感式传感器在自动检测中的应用
由于电感式传感只能对金属起作用，在自动控制的应用可以应用在上例中进行检测白色的金属或红色的塑料，又可以应用在流水生产线上检测金属工件是否到位。如图2.4所示。当工件到位后自动输出一个开关量信号。用以控制计数器计数或下一个加工步骤等。
2.4电容式传感器
2.4.1电容式接近开关的基本工作原理
在高频振荡型电容式接近开关中，以高频振荡器（LC振荡器）中的电容作为检测元件，利用被测物体接近该电容时由于电容器的介质发生变化导致电容量C的变化，从而引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路将该变化转换成开关量输出，从而达到检测的目的。电容式接近开关能检测大部分的物质，如金属、橡胶等。
2.4.2电容式接近开关的图形符号
电容式接近开关图形符号如图2.5所示。
图2.6电容式传感器应用图2.5电容式接近开关图形符号
2.4.3电容式传感器在自动检测中的应用
由于电容传感器根据其感应灵敏度可以检测不同材质的工件。如图2.6所示，在自动生产线上可以检测出工件是否金属或塑料、塑料或瓷器等等，用以控制计数器计数或下一个加工步骤等。
2.5光电式接近开关
光电式传感器是用光电转换器件作敏感元件、将光信号转换为电信号的装置。光电式传感器的种类很多，按照其输出信号的形式，可以分为模拟式、数字式、开关量输出式。以开关量形式输出的光电传感器，即为光电式接近开关。
2.5.1光电式接近开关
利用光电效应制成的传感器称为光电式传感器。光电式传感器的种类很多，其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。
（1）光电式接近开关主要由光发射器和光接收器组成。
（2）光发射器用于发射红外光或可见光。
（3）光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。
（4）按照接收器接收光的方式不同，光电式接近开关可以分为对射式、反射式和漫射式三种。光发射器和光接收器也有一体式和分体式两种。
2.5.2对射式光电接近开关
对射式光电接近开关是指光发射器（光发射器探头或光源探头）与光接收器（光接收器探头）处于相对的位置工作的光电接近开关。其原理和外形如图2.7、图2.8所示。
图2.7对射式接近开关的工作原理
图2.8对射式接近开关外形图
2.5.3反射式光电接近开关
反射式光电接近开关的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且光发射器与光接收器为一体化的结构，在其相对的位置上安置一个反光镜，光发射器发出的光经反光镜反射回来后由光接收器接收。其原理和外形如图2.9所示。
图2.9反射式光电接近开关的工作原理及其外形图
2.5.4漫射式（漫反射式）光电接近开关
漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故该种传感器称为漫射式光电接近开关。其原理和外形如图所示。
图2.10漫射式光电接近开关的工作原理及其外形图
2.5.5光纤式传感器
光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。光纤能将光从一处传导到另一处,甚至绕过拐角处。其工作原理是通过内部反射介质传递光线。光线通过具有高折射率的光纤材料和低折射率护套内表面,由此形成的光纤在光纤内的反射式传递。
光纤由芯部（高折射率）和护套（低折射率）组成。在光纤内,光被不断来回反射,产生全内反射,因而光能通过曲线路径。光纤式传感器外形如图2.11所示。
图2.11光纤式传感器外形图
2.5.6光电式接近开关的图形符号如图2.12所示。
图2.12光电式接近开关的图形符号
2.5.7光电传感器在自动检测中的应用

（1）对射式光电传感器应用
用两个对射式光电传感器检测传送带的张力，如图2.13所示。在正常情况下，传送带的传送速度应保持一定的范围内，即V1和V2的带速度应为一致。即传感器A有信号，B没有信号。如果在某一时刻A和B都有信号，这就表明V2传送出现问题，这样会在送入和输出机构之间出现带子重叠，这个时候必须减小送入带速V1。如果在某一时刻A和B都没有信号，这就表明了V1的送入速度出现问题，这就应相应地增大V1或减小V2的速度进行控制。
图2.13对射式光电传感器应用

（2）反射式传感器应用

使用反射式传感器来控制大门的开、闭。如果传感器检测到可感应的介质工件经过，则有相应的信号输出，如图2.14所示。
图2.14反射式传感器应用

（3）漫反射式光电传感器应用
在一个产品分类站上，不同表面特性和不同颜色的产品（介质）要区分开来，这可以用一个漫反射式光电传感器来检测。如图2.15所示。如同时使用三种不同的颜色的产品，白色的金属、红色的塑料和黑色的塑料。根据工件颜色反射的的不同可以区分出白色和红色，以及没有反射的黑色，如再要区分金属和塑料则使用电感传感器就可以了。