[轉(zhuǎn)載]工業(yè)自動化設(shè)備中常用的15種傳感器

在工業(yè)自動化中，傳感器在使產(chǎn)品智能化和超自動化方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳感器可以幫助人們檢測，分析，測量和處理各種變化，例如在工業(yè)生產(chǎn)場所中發(fā)生的位置，長度，高度，外觀和未對準的變化。

傳感器是一種可以識別電氣或物理或其他定量進度并通過確認生產(chǎn)進度來賺錢的設(shè)備。簡而言之，工業(yè)自動化傳感器是提供與特定物理量（輸入）相關(guān)的輸出（信號）的輸入設(shè)備。

傳感器在預(yù)測和預(yù)防許多潛在過程中也起著關(guān)鍵作用，從而滿足了許多工業(yè)傳感應(yīng)用的需求。

以下是自動化中使用的各種傳感器：

1、壓力傳感器

壓力傳感器是一種可以感應(yīng)壓力并將其轉(zhuǎn)換為電信號的儀器，其數(shù)量取決于所施加的壓力。

工業(yè)自動化中使用的主要壓力傳感器包括壓力傳感器和真空傳感器。

壓力傳感器：壓力傳感器廣泛用于工業(yè)和液壓系統(tǒng)，這些高壓工業(yè)自動化傳感器也用于氣候控制系統(tǒng)。

真空傳感器：當真空壓力低于大氣壓力時，使用真空傳感器，并且難以通過機械方法檢測。這些傳感器通常取決于電阻取決于溫度的電熱絲。當真空壓力增加時，對流下降，焊絲溫度上升。電阻成比例增加，并在壓力附近進行校準，以有效測量真空度。

壓力傳感器的應(yīng)用：用于在給定位置測量低于大氣壓的壓力；用于已實現(xiàn)壓力功能的氣象儀器，飛機，車輛和其他機械；用于系統(tǒng)中以測量其他變量，例如流體/氣體流量，速度，水位和高度。

2、溫度傳感器

溫度傳感器是一種從資源中收集有關(guān)溫度的信息并將其更改為其他設(shè)備可以理解的形式的設(shè)備。這是一種常見的傳感器，可以檢測溫度或熱量，并可以測量介質(zhì)的溫度。

自動化中使用的主要溫度傳感器包括數(shù)字溫度傳感器以及溫度和濕度傳感器。

數(shù)字溫度傳感器：數(shù)字溫度傳感器是基于硅的溫度感測IC，可以通過數(shù)字表示測量的溫度來提供準確的輸出。與涉及外部信號調(diào)節(jié)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的方法相比，這簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計。

溫度和濕度傳感器：溫度和濕度傳感器將溫度傳感器和濕度傳感器結(jié)合在一起，然后歸因于測量的數(shù)字信號輸出。通過使用這種技術(shù)和溫度以及有限的數(shù)字信號采集和濕度傳感技術(shù)，可以確保高度的一致性和出色的長期穩(wěn)定性。

溫度傳感器的應(yīng)用：連續(xù)測量空氣，土壤或水的溫度；用于復(fù)雜工業(yè)應(yīng)用中的測量；用于惡劣的工作條件下的測量。

3、 MEMS傳感器（微機電系統(tǒng)）

MEMS工業(yè)自動化傳感器將測得的機械信號轉(zhuǎn)換為電信號。

工業(yè)自動化中使用的重要傳感器是加速度和運動MEMS。

加速度傳感器：微機電系統(tǒng)（MEMS）加速度傳感器是主要的慣性傳感器之一。并且具有動態(tài)傳感器功能和更大范圍的傳感功能。

運動傳感器：微機電系統(tǒng)（MEMS）運動傳感器使用在運動交互平臺上設(shè)計的數(shù)據(jù)處理算法，該算法將許多低成本MEMS運動傳感器與ZigBee無線技術(shù)集成在一起，可在與機器一起使用時使用進行個性化的互動。傳感器信號處理系統(tǒng)主要解決噪聲消除，信號平滑，重力影響分區(qū)，坐標系變化和位置信息恢復(fù)等問題，在汽車行業(yè)的ABS技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。

MEMS傳感器的應(yīng)用

MEMS傳感器具有廣泛的應(yīng)用，從工業(yè)，娛樂，體育到教育。例如，觸發(fā)安全氣囊的部署或監(jiān)視核反應(yīng)堆。它還可用于測量靜態(tài)加速度（重力），物體傾斜，飛機中的動態(tài)加速度，汽車中物體的振動以及手機，洗衣機或計算機的振動。還有用于檢測運動等。

4、扭矩傳感器

扭矩傳感器具有基本的機械擋塊，可以增加過載能力，并在安裝和操作過程中提供額外的保護。

工業(yè)自動化中使用的重要傳感器包括旋轉(zhuǎn)扭矩和扭矩傳感器。

旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器：旋轉(zhuǎn)扭矩工業(yè)自動化傳感器用于測量旋轉(zhuǎn)扭矩的反作用力。這些扭矩計配備了基本的機械擋塊，以增加剩余容量并在安裝和操作過程中提供額外的安全性。

扭矩傳感器：扭矩傳感器采用出色的應(yīng)變儀技術(shù)自動測量設(shè)備，可以滿足傳感器靜態(tài)和動態(tài)應(yīng)用中最具挑戰(zhàn)性的要求。

扭矩傳感器的應(yīng)用

用于測量轉(zhuǎn)速和維護必要性；用于測量質(zhì)量和質(zhì)量慣性矩；從準靜態(tài)過程的角度計算的扭矩量；用于測量最高轉(zhuǎn)速和振蕩扭矩。

5、電磁開關(guān)

電磁開關(guān)是氣缸傳感器的特殊名稱，主要用于檢測氣缸活塞的位置。通常，它是由氣瓶供應(yīng)商根據(jù)客戶的使用情況提供的。

顧名思義，電磁開關(guān)通過電磁感應(yīng)檢測目標，因此其檢測精度很低。

氣缸的磁性開關(guān)可用于提高設(shè)備的速度。當氣缸運動完成時，磁性開關(guān)將感應(yīng)到它，并且下一步將立即執(zhí)行。氣缸通常配備有兩個電磁開關(guān)。當然，也有磁性開關(guān)的情況。例如，圓柱體的一個動作推動物體并夾緊該物體。對于這個氣缸，重要的是要推出位置。必須有一個電磁開關(guān)，但是如果您不太在意縮回時的氣缸是否縮回原位，只要氣缸不在彈出位置，氣缸就只需要配備一個磁性開關(guān)即可。

另一個需要特別注意的地方是，氣缸不一定配備有磁性開關(guān)來檢測位置。如果缸體處于相對狹窄的位置，并且電磁開關(guān)不易調(diào)節(jié)，則需要通過插槽開關(guān)將感應(yīng)點引出，以感應(yīng)缸的運動。

6、接近開關(guān)

接近開關(guān)也是基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計制造的，因此只能用于測量金屬目標，不同金屬的感應(yīng)距離略有不同。目前，常用的接近開關(guān)檢測距離大致為：1mm，2mm，4mm，8mm，12mm等。

通常有兩種類型的接近開關(guān)：埋入式和非埋入式。所謂埋入式，是指接近開關(guān)的傳感器頭在周向上不檢測金屬目標，而僅在其前方檢測金屬目標，即傳感器頭不能露出金屬安裝支架所謂非埋式，是指接近開關(guān)傳感器頭，不僅檢測前方的金屬靶，而且還檢測圓周方向的金屬靶。也就是說，傳感器頭必須暴露于金屬安裝支架一定距離，并且在圓周方向上一定范圍內(nèi)不得有金屬靶，以免誤判。

接近開關(guān)的檢測精度高于磁性開關(guān)的檢測精度。接近開關(guān)通常用于確定產(chǎn)品是否就位，夾具是否就位以及其他需要相對較低的位置精度的場合。

7、光電傳感器

光電檢測方法具有精度高自動測量設(shè)備，響應(yīng)速度快，無接觸等優(yōu)點，可測量的參數(shù)很多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣。因此，光電傳感器被廣泛用于檢測和控制。通常，我們通常將光電開關(guān)分為三種：一種是反射型光電傳感器，一種是對射型光電傳感器，另一種是使用反射板反射光的光電傳感器。

后兩個通過目標對象的陰影進行檢測，前一個通過反射來自目標的光來實現(xiàn)檢測功能。因此，通常后兩個檢測距離更遠，精度更高。由于光電傳感器具有很高的檢測精度，因此通常用于檢測工件（例如產(chǎn)品或機械手以及步進和伺服系統(tǒng)的反饋設(shè)備）的精確位置。

由于U型光電是自動化設(shè)計中使用最多的光電二極管，因此我將在這里重點介紹。不同品牌的U形燈的安裝形式不同，這里不再贅述。下圖顯示了某公司的插入式U型光電。選擇這種U型光電時，應(yīng)特別注意在尾部留出足夠的空間以插入插件。當然，當經(jīng)常選擇電氣元件時，請注意這一點。另外，在設(shè)計自制的短行程模塊時，必須考慮在行程范圍內(nèi)是否有足夠的距離設(shè)置3個U形光電元件。如果距離不夠，可以在模塊的兩側(cè)設(shè)計U型光電。

通常，一個模塊將配備3個U形光電二極管，其中兩個是模塊兩個行程末端的極限光電二極管，中間一個是U形光電二極管，以供模塊查找起源。下面主要解釋兩種類型的起源方式：

（1)光電開關(guān)感測到傳感器薄片，電動機繼續(xù)運動。在電動機旋轉(zhuǎn)一圈以內(nèi)找到了由程序設(shè)置的原點作為模塊的原點。這種方法具有很高的定位精度，影響精度的主要因素是螺桿和電機，其本身，聯(lián)軸器等主要受模塊本身的一些參數(shù)影響，定位精度高，可達0. 01mm；

（2)光電開關(guān)感應(yīng)到傳感器后，電動機開始制動，直到整個系統(tǒng)停止作為模塊的原點為止。此方法的精度將受到溫度，光照條件和響應(yīng)速度的影響。定位精度較低，通常在0. 05- 0. 1mm左右。

8、光纖傳感器

光纖傳感器也是使用光電信號轉(zhuǎn)換的檢測元件。光纖傳感器通常要求將光纖放大器一起使用，這會稍微貴一些。然而，就性質(zhì)而言，它與前述的光電傳感器和接近傳感器本質(zhì)上不同。它可以執(zhí)行定性測量。我怎么能說？換句話說，他可以執(zhí)行定量檢測，例如可以測量多少毫米。

與光電開關(guān)相比，光纖傳感器通常可以檢測到較小的目標，更長的檢測距離和更高的精度。因此，光纖傳感器通常用于更精確的檢測場合和步進和伺服系統(tǒng)的定位反饋裝置中。

光纖傳感器的工作原理是將從光源入射的光束通過光纖發(fā)送到調(diào)制器，調(diào)制器中所測參數(shù)與外界之間的相互作用使光的光學(xué)特性成為可能。隨著光強度，波長，頻率，相位的變化，偏振態(tài)發(fā)生變化，成為調(diào)制的光信號，然后通過光纖發(fā)送到光電設(shè)備，并在解調(diào)器之后獲得測量的參數(shù)。在整個過程中，光束通過光纖引入，然后在通過調(diào)制器后發(fā)出。光纖的功能首先是傳輸光束，其次是充當光調(diào)制器。

在設(shè)計光纖傳感器時應(yīng)考慮到光纖頭的防撞問題，通常設(shè)計用于保護光纖頭的支架。此外，周圍環(huán)境對通光光電和通光光纖的影響均小于普通反射光纖，因此在設(shè)計時需要加以考慮。

9、位移傳感器

顧名思義，它是一種檢測目標位置變化的傳感器。

位移傳感器，也稱為線性傳感器，是屬于金屬感測的線性設(shè)備。傳感器的功能是將各種測得的物理量轉(zhuǎn)換為電能。

在生產(chǎn)過程中，位移的測量通常分為物理尺寸和機械位移的測量。根據(jù)被測變量的不同形式，位移傳感器可以分為模擬型和數(shù)字型兩種。

模擬可以分為兩種類型：物理屬性類型和結(jié)構(gòu)類型。常用的位移傳感器大多為模擬結(jié)構(gòu)，包括電位器式位移傳感器，電感式位移傳感器，自對準機，電容式位移傳感器，渦流式位移傳感器，霍爾式位移傳感器等。

數(shù)字位移傳感器的一個重要優(yōu)點是將信號直接發(fā)送到計算機系統(tǒng)很方便。這種傳感器發(fā)展迅速，其應(yīng)用也越來越廣泛。

1 0、光柵

光柵也是使用光電信號的傳感器。光柵檢測區(qū)域很大，因此通常稱為區(qū)域傳感器。光柵最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是設(shè)備之間的互鎖和安全功能，特別是對人員的保護。它們通常用于沖壓機械，剪切設(shè)備，金屬切割設(shè)備，自動裝配線，自動焊接線，機械傳動和裝卸設(shè)備等。

1 1、激光探測器

激光探測器的主要功能是精確測量目標的尺寸。

1 2、工業(yè)相機

在工程中，工業(yè)相機通常也稱為CCD（電荷耦合器件），主要用于檢測目標的形狀和位置。隨著CCD技術(shù)的最新發(fā)展，高分辨率工業(yè)相機已經(jīng)可以用于精密測量領(lǐng)域。

1 3、編碼器

根據(jù)工作原理，編碼器可以分為兩種：增量型和絕對型。增量編碼器將位移轉(zhuǎn)換為周期性的電信號，然后將該電信號轉(zhuǎn)換為計數(shù)脈沖，脈沖數(shù)用于指示位移的大小。絕對編碼器的每個位置都應(yīng)該是某個數(shù)字代碼，因此其指示僅與測量的開始和結(jié)束位置有關(guān)，與測量的中間過程無關(guān)。編碼器通常與步進電動機或伺服電動機一起使用，以形成閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)。

1 4、微動開關(guān)

微動開關(guān)是一種接觸傳感器，目前主要用于設(shè)備之間的連接或設(shè)備安全防護門狀態(tài)的檢測。

1 5、智能傳感器

在未來的智能傳感器中，最后一種類型的傳感器可能也是自動化行業(yè)中最重要的一種傳感器。

新一代高級智能傳感器將成為工業(yè)自動化的心臟。 “智能工廠”是指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，加強基于數(shù)字工廠的信息管理和服務(wù)，清楚掌握生產(chǎn)和銷售過程，提高生產(chǎn)過程的可控性，減少對人工的干預(yù)生產(chǎn)線，并及時正確地在本地收集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)進度表?？稍谥悄芄S中實施的技術(shù)包括稱重傳感器，例如無線傳感，控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和無線工業(yè)通信。

快速直接測量某些產(chǎn)品質(zhì)量指標（例如粘度，硬度，表面光潔度，組成，顏色和味道等）和在線控制。集成有智能技術(shù)的傳感器將能夠很好地解決上述問題。

目前，工業(yè)生產(chǎn)確實正在向大規(guī)模自動化方向發(fā)展，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)和云平臺應(yīng)用的持續(xù)商業(yè)化，工業(yè)領(lǐng)域的自動化發(fā)展有升級到更高水平的趨勢。智能化生產(chǎn)。返回搜狐查看更多