自动检测技术梁森版第十章中-PPT课件
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自动检测与转换技术(第3版)课件(梁森高职高专)-精选文档
金属丝受拉时，l 变长、r 变小，导致R变大 。 单片机技术与应用 高职高专 ppt 课件
一、应变片的工作原理
电阻丝受拉后，长度增加，直径变小，电 阻变大。
1－拉伸前 2－拉伸后
RAl πlr2
单片机技术与应用 高职高专 ppt 课件
应变片的结构
1－引出线 2－覆盖层 3－基底 4－电阻丝
单片机技术与应用 高职高专 ppt 课件
第二章,第一节 应变传感器 目录
应变效应及应变片
进入
应变片的测量转换电路
进入
应变效应的应用 压阻式固态压力传感器
进入 进入
单片机技术与应用 高职高专 ppt 课件
第一节 电阻应变传感器
导体或半导体材料在外界力的作用下，会产 生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这 种现象称为应变效应。
温漂。电阻相对变化为： R R
E
Ks
式中： K s E 50 ~ 100
受拉时，N型硅的灵敏度Ks是负的，而P型硅的Ks是 正的。不同的切片方向的Ks也有所不同，见下表。P型 硅的π 14方向切片的灵敏度较高，约为金属的70倍。
晶体 导电类型 电阻率
π11 π 12 π 44
对于不同的金属材料，K 略有不同，一般为2左 右。而对半导体材料而言，由于其感受到应变时，
电阻率 会产生很大的变化，所以灵敏度比金属材料
大50~200倍。
在材料力学中，x=l/l称为电阻丝的轴向应变， 也称纵向应变。 x通常很小。例如，当x为0.000001
（10-6）时，在工程中常表示为1m/m或 1微应变
l ：应变片的工作基长， b ：应变片基宽，
b×l：应变片的有效使用面积。 单片机技术与应用 高职高专 ppt 课件
自动检测技术ppt课件
检测技术：为了对被检测对象所包含的信息进行定性的了解 和定量的掌握所采取的一系列技术措施
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
《自动检测技术》电子课件【精品PPT】共38页
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
《自动检测技术》电子课件【精品PPT】
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
40、学而不思则罔，思而不
自动检测技术课件PPT自动检测系统设计教学PPT
水分测量系统设计 • 8.5 啤酒瓶残留清洗液在线检测系统设计 • 8.6 空气压缩机的曲轴工作应力测试
8.2 传感器的合理选用
• 根据具体的测量目的、测量对象、测量环 境合理的选用传感器，是进行自动检测系 统设计需要解决的首要问题。
• 检测系统设计的成败，在很大程度上取决 于传感器的选用是否合理。
也会被测量系统的放大器放大，影响测量精度。
• 要求传感器本身应具有较高的信噪比。
8.2.4 精度 • 传感器的选用原则并非精度越高越好。传
感器的精度越高，其价格越昂贵。 • 传感器的精度只要满足整个测量系统的精
度要求就可以，不必选得过高。 • 应在满足同一测量目的的诸多传感器中选
择最便宜、最简单、最可靠的传感器。
“软件硬化”
• 近年来随着半导体技术的发展，又出现了“软件 硬化”的趋势，即将软件实现的功能用硬件实现。 其中最典型的是数字信号处理芯片DSP。
软硬件折衷
• 智能检测系统中有些功能必须靠硬件实现， 而另外有些功能利用软件或硬件都可完成。
• 软件可完成许多复杂运算，修改方便，但速 度比硬件慢。硬件成本高，组装起来以后不 易改动。
I
I
I'
U( 1 Z3
1 Z2
1 Z'
)
I U 1 Z2
图8-9 交流频率为4.5MHz，电压12V时, 有残留液和无残留液时的曲线对比
8.5.4 检测系统设计
• 1 激励电压和频率的选择 • 2 电极设计
3 系统总体框图
图8-10 残留液检测系统的整体功能结构框图
4 高稳定性直流电源设计 5 高频激励信号源设计 6 高频传感信号放大电路设计 7 峰值检波电路设计 8 低频放大电路设计
8.2 传感器的合理选用
• 根据具体的测量目的、测量对象、测量环 境合理的选用传感器，是进行自动检测系 统设计需要解决的首要问题。
• 检测系统设计的成败，在很大程度上取决 于传感器的选用是否合理。
也会被测量系统的放大器放大，影响测量精度。
• 要求传感器本身应具有较高的信噪比。
8.2.4 精度 • 传感器的选用原则并非精度越高越好。传
感器的精度越高，其价格越昂贵。 • 传感器的精度只要满足整个测量系统的精
度要求就可以，不必选得过高。 • 应在满足同一测量目的的诸多传感器中选
择最便宜、最简单、最可靠的传感器。
“软件硬化”
• 近年来随着半导体技术的发展，又出现了“软件 硬化”的趋势，即将软件实现的功能用硬件实现。 其中最典型的是数字信号处理芯片DSP。
软硬件折衷
• 智能检测系统中有些功能必须靠硬件实现， 而另外有些功能利用软件或硬件都可完成。
• 软件可完成许多复杂运算，修改方便，但速 度比硬件慢。硬件成本高，组装起来以后不 易改动。
I
I
I'
U( 1 Z3
1 Z2
1 Z'
)
I U 1 Z2
图8-9 交流频率为4.5MHz，电压12V时, 有残留液和无残留液时的曲线对比
8.5.4 检测系统设计
• 1 激励电压和频率的选择 • 2 电极设计
3 系统总体框图
图8-10 残留液检测系统的整体功能结构框图
4 高稳定性直流电源设计 5 高频激励信号源设计 6 高频传感信号放大电路设计 7 峰值检波电路设计 8 低频放大电路设计
修订自动检测技术及其应用梁森后标准答案PPT学习教案
R
2、 0～24V
3、U O
Ei
x l
4、Rx
10 103
x l
可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
9题：1、 相等、平衡、平衡、温度补偿。
2、 变小、不平衡、调节零点、限幅、左边。
3、 0.02。
4、偏小、气化带走热量、氧化/腐蚀。
5、PTC热敏电阻。
燕 金 皱 豪 骗 反 颊 憾 炕 坦 羡
秦
益
宾
毙
饼
水
6、（略）。
第6页/共32页
潜 柒 勒 妥 眶 耿 乐 杂 谚 赣 业 虫 值 肆 沪
自
动
检
测
技
术
及
其
应
用
_
梁
森
第
二
版
_
课
后
标
准
答
案
(
1
)
2
自
动
检
测
技
术
及
其
应
用
_
梁
森
第
二
版
_
课
后
标
准
答
案
(
1
)
2
10题：(略)。
11题：1、还原型、越大； 2、加速吸附/电离、200-300℃、大； 3、降低； 4、升高、右边； 5、污染/腐蚀等； 6、扬声器。
F
R1
R3
R2
劫
将
赘
一
豪
阉
津
绩
契
熏
险
软
原
慰
对
就
妒
姓
趴
听
盔
拽
啮
2、 0～24V
3、U O
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4、Rx
10 103
x l
可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
9题：1、 相等、平衡、平衡、温度补偿。
2、 变小、不平衡、调节零点、限幅、左边。
3、 0.02。
4、偏小、气化带走热量、氧化/腐蚀。
5、PTC热敏电阻。
燕 金 皱 豪 骗 反 颊 憾 炕 坦 羡
秦
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水
6、（略）。
第6页/共32页
潜 柒 勒 妥 眶 耿 乐 杂 谚 赣 业 虫 值 肆 沪
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二
版
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10题：(略)。
11题：1、还原型、越大； 2、加速吸附/电离、200-300℃、大； 3、降低； 4、升高、右边； 5、污染/腐蚀等； 6、扬声器。
F
R1
R3
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啮
自动测试的技术ppt课件
第2章 智能仪器基本系统的设计
2.2 存贮系统的扩展设计 存贮系统的扩展设计就是要按仪器的功能、规模
要求为单片机配接适当的片外存贮器。设计时要根据 单片机的性能，对所需扩展的存贮器的容量，工作速 度和负载能力等进行必要的估算，然后按实际需要选 择存贮器标准器件， 再按单片机寻址空间的分配要求 设计地址译码电路， 完成对扩展存贮系统的总体设计。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第 自2动章测试智技能术仪器基本系统的设计
第2章
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计 与SRAM相比，DRAM具有集成度高、功耗低、价格
低等优点，但因为其需要刷新电路，与CPU进行联接时比 SRAM复杂。
静态RAM虽然集成度低、功耗高、但由于和CPU的接 口电路简单，在单片机系统中被广泛采用。SRAM在单片 机系统中主要用作数据存储器，常见的芯片有6116、6264、 628128等。
表2-9 常用存贮器芯片的特性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计
存储器的主要参数
存储器的主要性能参数有三个，即存储容量、存取周期和功 耗。
（1）存储容量。存储器是由许多存储单元组成，每个存储 单元又由若干存储元组成，每个存储元存放1位二进制代码。 存储容量是表示存储器存放信息量的指标。存储容量越大， 所能存储的信息就越多。一个存储器芯片的容量常用有多少 个存储单元以及每个存储单元可存放多少位二进制数来表示。 例如，某存储器芯片有1024个单元，每个存储单元可存放4 位二进制数，则常以1024×4表示该存储器芯片的容量。容 量的单位用K表示，1K即表示1024（210）个存储单元，这 样，上述存储器芯片的容量便可记作1K×4。在单片机系统 中，存取数据时常以字节（Byte）为单位，一个字节规定由 8个二进制位组成，因此，单片机中的数据存储器一般情况 下每个单元都是由8个存储元组成，表示存储器容量时更常 见的是KB。
2.2 存贮系统的扩展设计 存贮系统的扩展设计就是要按仪器的功能、规模
要求为单片机配接适当的片外存贮器。设计时要根据 单片机的性能，对所需扩展的存贮器的容量，工作速 度和负载能力等进行必要的估算，然后按实际需要选 择存贮器标准器件， 再按单片机寻址空间的分配要求 设计地址译码电路， 完成对扩展存贮系统的总体设计。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第 自2动章测试智技能术仪器基本系统的设计
第2章
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计 与SRAM相比，DRAM具有集成度高、功耗低、价格
低等优点，但因为其需要刷新电路，与CPU进行联接时比 SRAM复杂。
静态RAM虽然集成度低、功耗高、但由于和CPU的接 口电路简单，在单片机系统中被广泛采用。SRAM在单片 机系统中主要用作数据存储器，常见的芯片有6116、6264、 628128等。
表2-9 常用存贮器芯片的特性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计
存储器的主要参数
存储器的主要性能参数有三个，即存储容量、存取周期和功 耗。
（1）存储容量。存储器是由许多存储单元组成，每个存储 单元又由若干存储元组成，每个存储元存放1位二进制代码。 存储容量是表示存储器存放信息量的指标。存储容量越大， 所能存储的信息就越多。一个存储器芯片的容量常用有多少 个存储单元以及每个存储单元可存放多少位二进制数来表示。 例如，某存储器芯片有1024个单元，每个存储单元可存放4 位二进制数，则常以1024×4表示该存储器芯片的容量。容 量的单位用K表示，1K即表示1024（210）个存储单元，这 样，上述存储器芯片的容量便可记作1K×4。在单片机系统 中，存取数据时常以字节（Byte）为单位，一个字节规定由 8个二进制位组成，因此，单片机中的数据存储器一般情况 下每个单元都是由8个存储元组成，表示存储器容量时更常 见的是KB。
自动检测技术.绪论-09.10
执行器的作用是接受控制器送来的控制作用，相应地去改变操纵 变量。
显示单元是控制系统的附属单元，它将检测单元测量获得的有关 参数显示给操作人员。
使用常规仪表的中央控制室1
使用常规仪表的中央控制室2
1.2检测仪表基本概念
1.2.1测量范围、上下限和量程 1.2.2零点调整和满度调整 1.2.3灵敏度和分辨力、分辨率 1.2.4误差 1.2.5精确度 1.2.6滞环、死区和回差 1.2.7重复性和再现性 1.2.8可靠性
所以这块仪表不合格。 仪表的精确度（准确度）是最大引用误差去掉“±”号及“%”后的 数值来衡量的。 解2： （求出该仪表的最大引用误差）
所允许的最大绝对误差＝1.6MPa×2.5％＝0.04MPa， 而该仪表最大绝对误差为0.05MPa >0.04MPa。 所以这块仪表不合格。
1.2.6滞环、死区和回差
自动检测技术：能够自动完成整个检测处理过程的技术。
检测技术的地位和作用： （1）在连续生产过程中－－ （2）在机械制造行业中－－ （3）在交通控制管理中－－ （4）在国防科技开发中－－ （5）在日常家电技术中－－
任何一个自动化控制系统都必然要应用一定的检测技术和 相应的仪表单元，而检测技术与仪表两部分是紧密相关的、 相辅相成的。它们是控制系统的重要基础。检测单元完成对 各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则 是实现各种控制作用的手段和方法，它将检测得到的数据进 行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
1.1检测仪表控制系统结构 1.2检测仪表基本概念 1.3检测仪表技术发展趋势
1.1检测仪表控制系统结构
1.1.1控制系统的基本构成
工业生产过程必然会受到各种干扰因素的影响，使得 工艺参数经常偏离所希望的数值。为了实现优质高产 和保证生产安全平稳地运行，必须对生产过程实施有 效地控制。
显示单元是控制系统的附属单元，它将检测单元测量获得的有关 参数显示给操作人员。
使用常规仪表的中央控制室1
使用常规仪表的中央控制室2
1.2检测仪表基本概念
1.2.1测量范围、上下限和量程 1.2.2零点调整和满度调整 1.2.3灵敏度和分辨力、分辨率 1.2.4误差 1.2.5精确度 1.2.6滞环、死区和回差 1.2.7重复性和再现性 1.2.8可靠性
所以这块仪表不合格。 仪表的精确度（准确度）是最大引用误差去掉“±”号及“%”后的 数值来衡量的。 解2： （求出该仪表的最大引用误差）
所允许的最大绝对误差＝1.6MPa×2.5％＝0.04MPa， 而该仪表最大绝对误差为0.05MPa >0.04MPa。 所以这块仪表不合格。
1.2.6滞环、死区和回差
自动检测技术：能够自动完成整个检测处理过程的技术。
检测技术的地位和作用： （1）在连续生产过程中－－ （2）在机械制造行业中－－ （3）在交通控制管理中－－ （4）在国防科技开发中－－ （5）在日常家电技术中－－
任何一个自动化控制系统都必然要应用一定的检测技术和 相应的仪表单元，而检测技术与仪表两部分是紧密相关的、 相辅相成的。它们是控制系统的重要基础。检测单元完成对 各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则 是实现各种控制作用的手段和方法，它将检测得到的数据进 行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
1.1检测仪表控制系统结构 1.2检测仪表基本概念 1.3检测仪表技术发展趋势
1.1检测仪表控制系统结构
1.1.1控制系统的基本构成
工业生产过程必然会受到各种干扰因素的影响，使得 工艺参数经常偏离所希望的数值。为了实现优质高产 和保证生产安全平稳地运行，必须对生产过程实施有 效地控制。
自动检测技术 ppt课件
PPT课件 28
微差式测量方法：综合了偏差式测量法与零位式 测量法的优点，此方法是将被测的未知量与已知 的标准量进行比较，取得差值，然后用偏差法测 得此差值。应用此方式测量时，标准量具装在仪 表内，该标准量具的值与被测量非常接近。在测 量过程中，标准量直接与被测量进行比较，由于 两者的值很接近，测量过程中不需调整标准量， 而只需测两者的差值。 优点：反应快、精度高。
PPT课件 19
1.1.3 传感器的分类、命名与图形符号
按传感器的结构特点分：结构型传感器、物性型 传感器、复合型传感器。 按传感器的功能特点分：单功能传感器、多功能 传感器、智能传感器。 按传感器输出信号分：模拟传感器、数字传感器 按传感器的能源供给方式分：有源传感器、无源 传感器。 按被测量所属范畴分：物理量传感器、化学量传 感器、生物量传感器。 按转换原理分：电阻应变式传感器、电感式传感 器、电容式传感器、热电式传感器等。
PPT课件 12
1.1 自动检测技术概述
1.1.1 自动检测技术在自动化专业中的地位 与作用
测量：以确定量值为目的的一组操作。 检验：分辨出被测参数的量值是否归属某一范 围带，从而判别被测参数是否合格、现象是否 存在等。 检测：包含了测量与检验两方面的内容。 自动检测：在自动化领域中，需要对某些重要 参数进行实时、自动的测量、检验。这类无需 人手工操作而自动完成的检测。
PPT课件 26
1.2.2 偏差式测量、零位测量、微差式测量
偏差式测量法：测量过程中用测量仪表指针的 位移(即偏差)决定被测量。应用这种方法进行 测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用 标准量具对仪表刻度进行校准。 优点：偏差式测量法简单、迅速； 缺点：由于是间接与标准量进行比较，测量结 果精度较低。
微差式测量方法：综合了偏差式测量法与零位式 测量法的优点，此方法是将被测的未知量与已知 的标准量进行比较，取得差值，然后用偏差法测 得此差值。应用此方式测量时，标准量具装在仪 表内，该标准量具的值与被测量非常接近。在测 量过程中，标准量直接与被测量进行比较，由于 两者的值很接近，测量过程中不需调整标准量， 而只需测两者的差值。 优点：反应快、精度高。
PPT课件 19
1.1.3 传感器的分类、命名与图形符号
按传感器的结构特点分：结构型传感器、物性型 传感器、复合型传感器。 按传感器的功能特点分：单功能传感器、多功能 传感器、智能传感器。 按传感器输出信号分：模拟传感器、数字传感器 按传感器的能源供给方式分：有源传感器、无源 传感器。 按被测量所属范畴分：物理量传感器、化学量传 感器、生物量传感器。 按转换原理分：电阻应变式传感器、电感式传感 器、电容式传感器、热电式传感器等。
PPT课件 12
1.1 自动检测技术概述
1.1.1 自动检测技术在自动化专业中的地位 与作用
测量：以确定量值为目的的一组操作。 检验：分辨出被测参数的量值是否归属某一范 围带，从而判别被测参数是否合格、现象是否 存在等。 检测：包含了测量与检验两方面的内容。 自动检测：在自动化领域中，需要对某些重要 参数进行实时、自动的测量、检验。这类无需 人手工操作而自动完成的检测。
PPT课件 26
1.2.2 偏差式测量、零位测量、微差式测量
偏差式测量法：测量过程中用测量仪表指针的 位移(即偏差)决定被测量。应用这种方法进行 测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用 标准量具对仪表刻度进行校准。 优点：偏差式测量法简单、迅速； 缺点：由于是间接与标准量进行比较，测量结 果精度较低。
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光电开关的部分用途
例：光电开关的发射、接收电路计算
求:1）发射器的驱动电流IVL (简化的直流驱动) ；
2）没有遮光时的Ui、Uo ； 3）没有遮光时的接收器饱和电流IC； 4）完全遮光时的IC 、 Ui' 、Uo' 。
解：1）IVL=(12-1.2)/0.51≈21.18mA； 2）没有遮光时的Ui ≈ 0.3V，Uo ≈11.9V； 3）没有遮光时的IC ≈ (12-0.3)/10=1.177mA； 4）完全遮光时的IC ≈ 0，Ui' =12V，Uo' ≈0.1V。
进入
2019/3/26 2
进入
第四节
光电开关及光电断续器
光电位移传感器输出模拟信号，光电开关和 光电断续器输出“开”和“关”信号（断或通 信号）。从原理上讲，光电开关及光电断续器 在原理上没有太大的差别，都由红外线（或红 色）发射元件与光敏接收元件组成。光电断续 器是整体结构，其检测距离只有几毫米至几十 毫米，而光电开关多数具有发射和接收两大部 分，检测距离可达几米。
光幕（多路遮光型光电开关）
两个柱形结 构相对而立， 每隔数十毫米 安装一对发光 二极管和光敏 接收管，形成 光幕。当有物 体遮挡住光线 时，传感器发 出报警信号。
发射器
接收器
光幕应用
当有物体遮 挡住光线时， 传感器发出报 警信号，起保 护、预警等作 用。
光线被遮断（报警）
光幕应用（续）
产品高度测量
某系列光电开关的电技术指标
遮断型光电开关示意图
遮断报警
遮断型光电开关用于人的手指保护
当手指进入危险区，遮断红色光线时，产 生报警信号。
遮断型光电开关用于透光孔圆盘转速测量
开孔圆盘 转轴
断续光脉冲
遮断型光电开关用于检测废品
遮断型光电开关用于产品质量控制
遮断型光电开关用于扶手电梯的节能控制
电梯静止
偏振光
光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波 前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某 一固定方向，叫做平面偏振光或线偏振光。 振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。 偏振片只允许某个偏振方向的光通过， 因此偏振滤 光片能够区别偏振光的方向，而人的眼睛对偏振光不敏 感。 非偏振光 偏振光
光幕应用（续）
孔的检测
光幕应用（续）
光幕可检 测出带材在 卷曲过程中 的偏移，经 控制器和执 行机构使带 材向正确的 方 向 运 动 （纠偏）。
纠偏
光幕应用（续）
光幕用于 自动收费系统的 车辆检测
光幕应用（续）
锻压机床的 安全区域设置 及入侵报警
光幕应用（续）
安全区示警
光幕应用（续）
手的安全区保护
反射镜反射型光电开关优点
虽然塑料瓶 的表面也反射 光,但不是偏振 光，不会引起 接收器动作。
如果不采用 偏振检测,光亮 物体从光电开 关面前掠过时, 就不会产生遮 断负脉冲。
反射镜
能反光的 塑料瓶
反射型 光电 开关的 应用
反射型光电开关广泛应用于自动控制系统、生产流 水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。光 电开关中的发光二极管大多数用38kHz窄脉冲电流驱动； 红外LED的正向压降约为1.1~1.3V，驱动电流峰值控制 在20mA以内。
扶手电梯节电 自动运行条件 判断
遮断型光电开关用于入口的人数、方向检
人员出入 方向由前、 后两个光电 开关按遮光 报警信号出 现的顺序来 判断。 若红色信 号先于绿色 信号，则判 断为从外到 内。
详见第十一章的“辨向技术”
遮断型光电开关用于检测阀门手柄位置
当阀门手柄处于水平位置时， 光电开关输出“到位”信号。
反射型光电开关及反射镜外形
三角偏振反射镜
发射器在上， 接收器在下
反射镜反射型光电开关 工作原理
偏振反射镜
发射光
பைடு நூலகம்
偏振光 被测物体
反射镜为偏光三角棱镜， 能将发射器发出的光转变 成偏振光反射回去，光接 收器表面覆盖一薄片型偏 光片，只能接受反射镜反 射回来的某一确定偏振角 的偏振光，对其他杂散光 视而不见。
机电类 《自动检测技术及应用》
多媒体课件
（共13章，第十章 中）
统一书号：ISBN 978-7-111-34300-4
课程配套网站 sensor-measurement 或liangsen
2019年7月版
第十章（中）光电传感器
目录
光电传感器（中）介绍第十章的第四节：
“光电开关及光电断续器的原理及应用” 光电开关的结构、分类及应用 光电断续器的结构、分类及应用
光幕用途三维尺寸检测
宽度 测量 长度 测量
高度 测量
光幕应用（续）
木材外形截面积检测
2.反射型光电开关及分类
反射型光电开关可分为反射镜反射型及被测物漫反射 型（简称散射型）两种。 反射镜反射型传感器的发射器和接收器单侧安装，反 射镜在远侧安装，本质上仍然是遮断型传感器。 偏光三角棱镜能将发射器发出的光以固定的偏振方向 反射回去。安装时，需要在360º 平面上调整反射镜的偏 振方向，使得反射光的偏振面恰好与接收器表面的偏振 滤光片的偏振方向一致，才能取得最大灵敏度。 由于接收器的光敏元件表面覆盖一层偏光滤光片，只 能接收偏光反射镜反射回来的偏振光，而不响应其他表 面光亮物体反射回来的各种非偏振光。这种设计使它能 用于检测诸如不锈钢等具有反光面的物体是否遮断，而 不受不锈钢反射（不是偏振光）的影响。反射镜反射型 光电开关的检测距离一般可达几米。
1.遮断型光电开关
光电开关应用 示意图
a）遮断型 b）反射镜反射型c） 散射型 1－发射器 a） 2－接收器 3－被测物 4－偏振光反射镜 5－带偏振光滤光 片的接收器
遮断型光电开关工作原理
Receiver 光发射器
光接收器
被检测物体
遮断型光电开关由相 互分离且相对安装的光 发射器和光接受器组成。 当被检测物体位于发射 器和接受器之间时，光 线被阻断，接受器接受 不到红外线而产生开关 信号。
一、光电开关的结构和分类
光电开关可分为遮断型和反射型两大类。 遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放。轴 线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束 被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信 号。遮断型光电开关对检测能遮断光线的物体。 反射型光电开关的发射器和接收器单侧安装。当 有物体在光电开关面前通过时，红外光束被反射回来， 接收器接收到红外线，产生一个正脉冲信号。反射型 光电开关的检测距离一般不超过1m，对暗色物体无法 检测。