75423

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення...

Украинкский

2015-01-12

480 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 20

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори.

Бінарні сенсори Бінарні сенсори характеризуються двозначним вихідним сигналом, наприклад, сигналом, який приймає значення увімкнено/вимкнено, сигналом напруги О B /10 B струмовим сигналом О тА /20 піА. Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення, бінарний сигнал знову змінює своє значення (двозначний сигнал). Різниця значення аналогового сигналу в точках зміни значення (перемикання) бінарного сигналу називається гістерезисом (рис.20.1). Всі бінарні сенсори мають гістерезис.

Рис.20.1. Гістерезис перемикання.

Тактильний сенсор інформує про зіткнення з зовнішнім предметом (доторкання), наприклад стиковий кінцевий вимикач з пружинним стрижнем (рис.20.2.).

Рис.20.2. Тактильний сенсор.

Пружинний стрижень закріплений за допомогою кулькового коліна і при дотику викликає перемикання контактів. Тактильні сенсори застосовуються, наприклад на транспортних стрічках для виявлення на них наявності предметів.

Безконтактні сенсори наближення з електронним генеруванням вихідного сигналу працюють без рухомої механічної частини і тому не зношуються. Основними безконтактними сенсорами наближення є індуктивні, ємнісні та оптичні сенсори.

Індуктивні сенсори наближення реагують при наближенні до котушки сенсора металевих предметів (Рис.20.3.). Під впливом металу в коливному контурі, який містить котушку сенсора гасяться коливання, тобто амплітуда коливань значно змінюється.   За допомогою під'єднаних підсилювача і електронного порогового перемикача   формуються бінарні вихідні сигнали. Індуктивні сенсори наближення для дуже малих віддалей наближення мають діаметр біля 4 мм, для віддалей наближення до біля 80 мм — діаметр до 80 мм.

Рис.20.3. Індуктивні сенсори наближення.

Ці елементи невразливі на пилюку, бруд та вібрації. Реагують на всі металеві предмети. Частота перемикань досягає 3000 перемикань на секунду, а повторюваність показань становить біля 1%. Індуктивні сенсори наближення застосовуються, наприклад, як сигнальні перемикачі кінцевого положення столів верстатів, а також для виявлення,  порівняння або сортування деталей в виробничих лініях.

Ємнісні сенсори наближення влаштовані так само, як і індуктивні сенсори. Вихідний сигнал змінюється в результаті зміни частоти коливань контуру осцилятора, спричиненої зміною діелектрика поблизу конденсатора сенсора. За допомогою ємнісних сенсорів наближення виявляються предмети зі скла, кераміки, синтетики, деревини, каміння, паперу, а також наявність оливи, води або цементу.

Оптичні сенсори наближення працюють як рефлексні сенсори з використанням пульсуючого інфрачервоного випромінювання. При наближенні предмету генероване, діодом пульсуюче інфрачервоне випромінювання відбивається від нього і приймається фототранзистором (рис.20.4).

Рис.20.4. Оптичний сенсор наближення

Рис.20.5. Приклади застосування оптичних сенсорів наближення.

Пульсуюче випромінювання застосовується з метою виключення можливості завад від іншого світла. Електронна приймальна система реагує тільки на світло, яке пульсує з постійною частотою. Щоб можна було використовувати оптичні сенсори в дуже малих пристроях, наприклад, в мікроприводах, висилане і відбиране випромінювання пересилається тонкими, гнучкими світлопроводами з скляного волокна. Оптичні сенсори наближення часто використовуються в транспортних пристроях і на монтажних установках (рис.20.5).

Бінарні сенсори температури часто будуються як біметалеві перемикачі (рис.20.6). Біметалева стрічка, яка складається з двох металів з різними коефіцієнтами теплового розширення, вигинається під час нагрівання і розриває контакт.

Рис.20.6. Бінарні сенсори температури.

Крім біметалів для формування ефекту перемикання використовуються так звані метали з пам'яттю вигляду. Це матеріали, які по-різному, залежно від температури можуть  приймати  різні  стани або вигляд, наприклад, дві різні довжини. У визначеному, дуже вузькому діапазоні температури, змінюють структуру, наприклад, з аустеніту в мартенсит і залежно від тих структур набувають різного вигляду.

Бінарні сенсори температури застосовуються для охорони від теплового перевантаження і для двоступеневого регулювання температури в електричних опалювальних пристроях, наприклад, в кухонних плитах, прасках, для регулювання температури в приміщеннях або для захисту від перенавантаження в ручних свердлильних верстатах.

Цифрові сенсори - це пристрої, які генерують інформацію про значення величини, вимірюваної у вигляді числа, наприклад, довжини відрізка шляху, часового відтинку або про величину енергії. Часто сигнали аналогових сенсорів перетворюються в цифрові сигнали за допомогою відповідних перетворювачів і використовуються в спеціальних застосуваннях, наприклад, сенсори образу, які можуть автоматично оцінювати поверхню матеріалів.

Питання для контролю і засвоєння

1.  Який принцип утворення сигналів в тактильних сенсорах?

2.  Прошу описати принцип дії бінарних індуктивних сенсорів наближення.

3.  Прошу згадати інші види бінарних сенсорів наближення.

4.  Що таке цифровий сенсор? Принцип дії.

5. Принцип дії безконтактних сенсорів наближення.

6. Принцип дії оптичних сенсорів наближення. Де їх використовують?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41299. Визначення ізотопічного зсуву в спектрі атомарного водню 357 KB
  Робоча формула : зведена маса або просто маса електрона.001 Обробка результатів Оскільки маса ядра не нескінченна і маса електрона не дорівнює нулю тоді система ядро електрон обертаються навколо спільного центра мас. І в формулі зведена маса примітка маса протона приблизно дорівнює масі нейтрона Ізотоп водню буде причиною появи дуплетів.
41300. Єфект Зеємана 76.5 KB
  Теоретичні відомості Розрізняють два ефекти Зеємана нормальний і аномальний . Якщо спектральні лінії розщеплюються на три крмпоненти тоді це нормальни ефект Зеємана якщо більше ніж на три тоді аномальний . Також розрізняють продольний ефект Зеємана якщо спостерігають у нарямі і поперечний якщо спостерігають у площині що перпенбикулярна додля нормального ефектунаш виподок .
41301. Визначення питомого заряду електрона методом магнетрона 157 KB
  Визначити питомий заряд електрона за допомогою магнетрона. 3 Побудували графіки залежності анодного струму від струму в обмотці магнетрона.5 Апроксимували формулою Fx=f0 wpi 22exp2xxc2 w2 По вісі іксів струм в обмотці електромагніта магнетрона m для напруги120V .
41302. Вивчення структури мультиплетів в атомних спектрах 420.5 KB
  Результати та обробка результатів Калібровка Зелена область Синя область Фіолетова область мм мм мм 545561 05 435155 096 407174 306 544692 109 432576 269 406798 382 543453 195 430932 445 40636 45 Для зеленої області Синя область Фіолетова область Зелена обдасть Синя область Фіолетова область Практично 546311 436221 404407 Таблично 546074 435835 404656 Похибка 0.
41303. Спектир випромінювання атомарного водню 370 KB
  Робоча формула : зведена маса або просто маса електрона. Друга частина Оскільки маса ядра не нескінченна і маса електрона не дорівнює нулю тоді система ядро електрон обертаються навколо спільного центра мас. І в формулі зведена маса примітка маса протона приблизно дорівнює масі нейтрона Ізотоп водню буде причиною появи дуплетів.
41304. Численные методы и компьютерные технологии решения дифференциальных уравнений 1-го порядка 456.91 KB
  Изучение численных методов и компьютерных технологий решения обыкновенных дифференциальных уравнений 1-го порядка, приобретение практических навыков составления алгоритмов, программ и работы на ЭВМ.
41305. Численные методы и компьютерные технологии решения систем дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений n-го порядка 778.94 KB
  Изучение численных методов и компьютерных технологий решения систем дифференциальных уравнений 1-го порядка и дифференциальных уравнений n-го порядка, приобретение практических навыков составления алгоритмов, программ и работы на ЭВМ.
41306. Построение сетевого графика разработки стандарта предприятия; построение, содержание и изложение стандарта предприятия 1.15 MB
  Целью данной работы является: построение сетевого графика разработки стандарта предприятия; построение, содержание и изложение стандарта предприятия; расчёт годового экономического эффекта от внедрения стандарта предприятия; описание функционирования служб стандартизации на предприятии и структурная схема; проведение нормаконтроля сборочного чертежа «привод электромагнита».
41307. Метод конечных разностей для решения дифференциальных уравнений в частных производных, способы построения трехмерных графиков в среде УМС Mathcad 591.35 KB
  Графики функции.Предусмотреть счетчик числа уточнений итераций значений функции. Значения функции выводить в виде матрицы. Построить график функции fxy.