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

57723. Решение квадратных уравнений 169.5 KB
  Нужно знать: определение квадратного уравнения; виды квадратных уравнений; формулы для вычисления дискриминанта; формулы для нахождения корней квадратного уравнения; теорему Виета.
57724. Чарівний світ квадратних рівнянь 90.5 KB
  МЕТА: Узагальнити й систематизувати знання учнів з теми «Квадратні рівняння»; закріпити вміння та навички учнів розв’язувати рівняння різними способами, використовуючи основні формули, теореми Вієта, коефіцієнтів квадратного рівняння...
57725. Квадратні рівняння 151 KB
  Мета: узагальнити та систематизувати знання учнів про квадратні рівняння; продовжувати формувати вміння та навички розвязувати квадратні рівняння; розвивати творчі здібності учнів шляхом розвязування рівнянь різними способами...
57726. Квантовая физика с помощью компьютера. Обработка табличных величин 1.42 MB
  Названия химических элементов текстовая информация: барий вольфрам рубидий. Программы должна дать ответы на вопросы: Какой из химических элементов имеет большую работу выхода электронов...
57727. Landschaften (Ландшафти) 52.5 KB
  Мета: вчити нові слова, тренувати їх вживання у мовленні та в тексті. Виконувати тренувальні вправи на закріплення нової лексики. Повторити Positiv, Komparativ, Superlativ – ступені порівняння, виконувати тренувальні вправи на їх використання.
57728. Листок – бічний орган пагона 55 KB
  Мета: розширити і поглибити знання учнів про будову листка; з’ясувати особливості будови листка в зв’язку з його функціями; формувати вміння встановлювати взаємозв’язок між будовою листка і його функціями...
57729. Літосфера. Внутрішня будова Землі 68.5 KB
  Мета: сформувати в учнів первинні знання про внутрішню будову Землі способи вивчення земних глибин; розвивати вміння учнів працювати зі схемами атласу підручника; виявляти на основі схем відмінності між океанічною і материковою земною корою...
57730. Решение логарифмических уравнений различными способами 445 KB
  Цель: Формировать умения и навыки решать логарифмические уравнения различными способами. Развивать социальную компетентность: учить детей высказывать собственную точку зрения, выслушивать точку зрения товарища...