传感器技术应用与技能训练刘伦富模块四物位检测

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1、模块四　物位检测主编模块四　物位检测图4-?1　光电接近开关在迎宾门、车库门等自动开、关门中的应用图4-1所示是光电类接近开关在迎宾门、车库门等自动开、关门中的应用。在测量技术中，长度、高度、位置等的测量也都大量使用接近开关。图4-2所示是利用电容式接近开关检测试管中注入液体的液位,以判断注入的液体量是否符合要求。模块四　物位检测图4-?2　电容式接近开关检测试管中注入液体的液位模块四　物位检测任务一　电感式接近开关1.器材准备主要器材见表4⁃?1。表4-?1　主要器材模块四　物位检测图4-?3　电感式接近开关的结构2.认识电感式接

2、近开关电感式接近开关用于检测各种金属导体。当运动的金属物体靠近接近开关的一定位置时，它就发出信号控制电路通或断，达到行程控制、计数及自动控制的作用，它相当于一个无触点开关。图4-3、4-4所示分别是电感式接近开关的结构、实物与图形符号。图4-?4　电感式接近开关的实物与图形符号模块四　物位检测3.电感式接近开关的特性1)工作特性实验。按图4-5a或b所示将电感式接近开关与继电器连接，分别用金属块和塑料板靠近、远离电感式接近开关，观察继电器的动作情况。图4-?5　电感式接近开关实验模块四　物位检测2)电感式接近开关的接线。不同的电感式

3、接近开关其输出端口数量是不一样的，有二线、三线、四线，甚至五线输出的接近开关，其中两线、三线输出接近开关应用较多。接近开关一般配合继电器或PLC、计算机接口使用。图4-7所示为交流二线输出接近开关与继电器线圈的接线图。图4-8、图4-9所示分别为直流三线、四线输出接近开关与继电器线圈的接线图。图4-?6　接近开关的检测距离模块四　物位检测图4-?7　交流二线输出接近开关的接线模块四　物位检测图4-?8　直流三线制接近开关的接线图4-?9　直流四线输出接近开关的接线模块四　物位检测4.接近开关检测距离实验　　1)用万用表与塑料直尺测

4、量检测距离。测试流程：用万用表电压档测试接近开关输出端的电压→接近开关上电→移动小钢条逐渐靠近探头→观察万用表电压变化情况→用塑料直尺测量钢条与探头之间的距离。　　2)连接继电器测量检测距离。测试流程：按图4-5接线→接近开关上电→移动小钢条逐渐靠近探头→观察继电器动作→用塑料直尺测量钢条与探头之间的距离。模块四　物位检测图4-?10　涡流效应实验1.涡流效应实验如图4⁃?10所示，当金属导体置于交变的磁场或在磁场中运动时，导体会发热，导体中有感应电流i产生，此感应电流在导体内部闭合，好像水中漩涡，我们称此感应电流为涡流，将该效应

5、称为涡流效应。当金属板与电感线圈的距离x减小时，涡流效应加强（即涡流增大），导体发热加剧，流过电感线圈的电流i增大。这说明整个电感线圈的等效电阻R增大，电源提供的能量在增大。模块四　物位检测图4-?11　电磁炉的工作原理示意图图4-?12　电磁炉的内部励磁线圈模块四　物位检测图4-?13　电感式探雷器的实物模块四　物位检测2.电感式接近开关的测量原理图4⁃?14是电感式接近开关的工作框图，它由LC高频振荡器探头和放大处理电路组成，接通电源后探头形成固定频率的交变振荡磁场。当金属物体靠近接近开关达到检测距离时，金属物体内产生涡流，吸收

6、振荡器的能量，使接近开关的振荡能力衰减而停振，开关的状态发生变化，从而识别出金属物体。因此，电感式接近开关又称为电涡流式接近开关。图4-?14　工作框图模块四　物位检测1.PNP型PNP型是指当有信号触发时，信号输出线和电源线接通，相当于输出高电平的电源线。1)PNP-?NO型(常开型)。2)PNP-?NC型(常闭型)。3)PNP-?NC+NO型(常开、常闭共有型)：其实就是多出一个输出线，使用时可根据需要取舍。2.NPN型NPN型是指当有信号触发时，信号输出线和公共线接通，相当于输出低电平。1)NPN-?NO型(常开型)。2)NP

7、N-?NC型(常闭型)。3)NPN-?NC+NO型：和PNP-?NC+NO型类似，多出一个输出线，使用时可根据需模块四　物位检测任务二　金属物体位置的检测图4-15　接近开关应用示意图如图4-15所示，电感式接近开关固定在支架上，工件在传送带上依次自左向右运动，当工件进入接近开关的检测距离时，接近开关动作，即常开触点闭合，常闭触点断开。接近开关的动作可以触发其他的机械动作或程序处理，从而对工件进行统计、加工、分类等。图4-16所示是一个材料分拣实验装置实物，就用到了电感式接近开关。图4-?15　接近开关应用示意图模块四　物位检测图4

8、-?16　材料分拣实验装置1.器材准备模块四　物位检测主要器材见表4⁃?2。表4-?2　主要器材2.三线输出电感式接近开关与PLC连接，检测金属导体1)电感式接近开关与三菱PLC连接。由于三菱FX系列PLC为低电平有效，因此，选择NP