第43节电感式传感器
《传感器与检测技术》高教(4版) 第六章
差动变压器位移计
当铁芯处于中间位置时，输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向右移动时，则输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向左移动时，则输出电压: UU 21 U 220
输出电压的方向反映了铁芯的运动方向，大小反映了铁 芯的位移大小。
差动变压器位移计
输出特性如图所示。
差动变压器位移计
角度的精密测量。 光栅的基本结构
1、光栅：光栅是在透明的玻璃上刻有大量平行等宽等 距的刻线构成的，结构如图。
设其中透光的缝宽为a，不透光的缝宽为b，
一般情况下，光栅的透光缝宽等于不透光
的缝宽，即a = b。图中d = a + b 称为光
栅栅距（也称光栅节距或称光栅常数）。
光栅位移测试
2、光栅的分类
1、激光的特性
（1）方向性强
（2）单色性好
（3） 亮度高
（4） 相干性好
2、激光器
按激光器的工作物质可分为以下几类： （1）固体激光器：常用的有红宝石激光器、钕玻 璃激光器等。
（2）气体激光器：常用的为氦氖激光器、二氧化 碳激光器、一氧化碳激光器等。
激光式传感器
（3） 液体激光器：液体激光器分为无机液体激光器 和有机液体激光器等。
数小，对铜的热电势应尽可能小，常用材料有： 铜镍合金类、铜锰合金类、镍铬丝等。 2、骨架：
对骨架材料要求形状稳定表面绝缘电阻高， 有较好的散热能力。常用的有陶瓷、酚醛树脂 和工程塑料等。 3、电刷：
电刷与电阻丝材料应配合恰当、接触电势 小，并有一定的接触压力。这能使噪声降低。
电位器传感器
电位计式位移传感器
6.2.2 差动变压器位移计结构
1-测头； 2-轴套； 3-测杆； 4-铁芯；5-线圈架； 6-导线； 7-屏蔽筒；8-圆片弹簧；9-弹簧； 10-防尘罩
传感器与检测技术ppt课件
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重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
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现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
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误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
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误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
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分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。
传感器课程名词解释及大题
1.传感器：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的期间或装置2.传感器组成：敏感元件、装换元件、基本转换电路三部分组成。
3.敏感元件：他是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
4.转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，他把输入装换成电路参量。
5.基本转换电路：上诉电感变化量接入基本转换电路（简称转换电路）。
6.传感器的分类：①按传感器的工作机理，可分为物理型、化学型、生物型等。
②按构成原理，传感器可分为结构型与物性型。
③根据传感器的能量转换情况，分为能量控制型和能量转换型。
④按照物理原理分类①电参量式传感器②磁电式传感器③压电式传感器④光电式传感器⑤气电式传感器⑥热电式传感器⑦波式传感器⑧射线式⑨半导体式传感器⑩其他原理的传感器。
7.传感器一般要求①可靠性②静态精度③动态性能④灵敏度⑤分辨力⑥量程⑦抗干扰能力⑧能耗⑨成本⑩对被测对象的影响等。
8.传感器的特性：主要指输入与输出的关系。
特性分为静特性与动特性。
9.静特性：表示传感器在被测量处于稳定状态时的输出输入关系。
（静态：输入不随时间变化或随时间变化极其缓慢。
）10.误差因素：衡量传感器特性的主要技术指标。
11.动特性：输入量随时间较快的变化时输入输出的关系。
12.线性度：在采用直线拟合线性化时，输入输出的实际测量曲线与其拟合直线之间的最大偏差，就称为非线性误差或线性度。
13.常用的拟合方法：①理论拟合②过零旋转拟合③端点连线拟合④端点连线平移拟合⑤最小二乘拟合⑥最小包容拟合。
14.迟滞：传感器在正（输入量增大）反（减小）行程中输出输入曲线不重合称迟滞。
迟滞误差也叫回程误差。
15.重复性：传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。
16.静态灵敏度：传感器输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。
17.分辨力：是指传感器能检测到的最小输入增量。
18.阈值：在传感器输入零点附近的分辨力。
19.温度稳定性（温度漂移）：它是指传感器在外界温度变化时输出量发生的变化。
第三章电感式传感器
1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件
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四、差动电感传感器的特性
2、特性 在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测 量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量 一个增加，一个减小，形成差动形式。抵消温 度、噪声干扰，从而减小测量误差。 从灵敏度公式看出灵敏度为非差动2倍。
a)变隙式
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b)变截面式
c)单线圈螺线管式
3
一、变隙式传感器 先看一个实验：
将一只380V交流接触器线圈与交流毫安 表串联后，接到机床用控制变压器的36V交 流电压源上，如图所示。这时毫安表的示值 约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁 心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安表 的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的 气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫 安。
仿形铣床外形
仿形头
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主轴
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四、电感式不圆度计
测量过程：
该圆度计采用旁向式电感测微头，采用钨钢或红宝石， 固定测头，工件围绕测头旋转并与测头接触，通过杠杆将 位移传递给电感测头的衔铁，从而使差动电感有相应的输 出。
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电感式不圆度测试系统
旁向式钨钢或红宝石电感测微头 杠杆
测微仪器的最小量程 为 3μ m。
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航空插头 红宝石测头
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其它感辨头
模拟式及数字式 电感测微仪
该仪表各档量程 为±3、 ±10、 ±30、 ±100um
相应指示表的分 度值为0.1、0.5、1.5 um
分辨力达0.1um， 精度为0.1%左右。
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二、电感式滚柱直径分选装置
《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)
《传感器原理与应用》综合练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。
3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。
4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。
5．硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。
7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己极化方向。
经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。
8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。
但石英晶体具有很多优点，尤其是其它压电材料无法比的。
9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。
特别不能测量静态量。
10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。
11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。
（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。
13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。
14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。
15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中，线圈感应电动势输出。
16．热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。
17．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。
电感式压力传感器原理
电感式压力传感器原理
电感式压力传感器是一种将压力转换为电信号的装置。
它利用电感的原理来测量外部压力的变化。
电感式压力传感器由一个金属弹性体和一个线圈组成。
金属弹性体的一个端部固定，而另一个端部会受到外部压力的作用而发生位移。
金属弹性体和线圈之间存在一个磁场，当金属弹性体发生位移时，会改变磁场的强度。
当磁场发生变化时，线圈内部会产生感应电动势。
这个感应电动势与外部压力的变化有关。
通过测量线圈内部的电信号，我们可以得到外部压力的数值。
为了提高测量的精度和稳定性，电感式压力传感器通常还包括一个补偿电路。
这个补偿电路能够消除一些干扰因素，如温度变化和电源波动。
这样，我们就可以得到更准确的压力测量结果。
电感式压力传感器具有灵敏度高、响应速度快、结构简单等优点。
它广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域，为我们提供了重要的压力测量手段。
电感式传感器原理
电感式传感器原理
电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器。
其基本原理是根据电感的特性来实现信号的转换和传输。
电感式传感器的工作原理是通过改变线圈中的电感值来感应外部的物理量。
当外部物理量发生变化时，线圈中的电感值也会相应地发生变化。
通过测量线圈的电感值的变化，可以得知外部物理量的变化情况。
电感是指导线圈中产生的自感应电动势。
当线圈中的电流发生变化时，会产生与电流变化方向相反的电动势。
这种电动势会产生磁场并储存能量。
当外部物理量改变线圈中的磁场时，会影响线圈中的电感值。
测量电感值的常用方法是利用谐振电路。
当外部物理量引起电感值变化时，会影响谐振电路的谐振频率。
通过测量谐振频率的变化，可以得到外部物理量的变化信息。
电感式传感器广泛应用于各种测量和控制领域。
例如，在温度传感中，可以利用电感式传感器测量温度变化引起的电感值变化；在位移传感中，可以利用电感式传感器测量物体位置的改变；在压力传感中，可以利用电感式传感器测量压力变化引起的电感值变化等。
总之，电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器，通过测量线圈的电感值的变化来获取外部物理量的变化
信息。
由于其简单、可靠和精度高的特点，电感式传感器被广泛应用于各种工程领域。
传感器技术及应用知到章节答案智慧树2023年山东工业职业学院
传感器技术及应用知到章节测试答案智慧树2023年最新山东工业职业学院第一章测试1.自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（），构成信息技术的完整信息链。
参考答案:传感技术2.传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（）三大类。
参考答案:生物型3.近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（）的传感器。
参考答案:感觉器官4.若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为( )。
参考答案:感觉器官5.传感器主要完成两个方面的功能：检测和（）。
参考答案:转换6.下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。
参考答案:时域响应7.按误差数值表示的方法，误差可以分为( )参考答案:引用误差;相对误差;绝对误差8.评定仪表品质的几个主要质量指标( )参考答案:灵敏度和灵敏限;变差;精度;非线性误差9.相对误差的表示方法有( )参考答案:相对百分误差;实际相对误差;标称相对误差10.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了（）。
参考答案:提高可靠性第二章测试1.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择( )测量转换电路。
参考答案:四臂全桥2.应变式压力传感器受压时产生的是( )信号。
参考答案:电阻3.全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的( )。
参考答案:4倍4.直流电桥工作时不需要平衡。
（）参考答案:错5.全桥的灵敏度最高。
（）参考答案:对6.电阻应变式传感器是把被测量转换为电阻值的变化。
（）参考答案:对7.金属丝电阻随着它所受的机械变形的大小而相应变化的现象，称为金属的( )。
参考答案:电阻应变效应8.制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属是( )参考答案:康铜9.电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( )参考答案:交流不平衡10.直流电桥平衡的条件是( )参考答案:相对两臂电阻的乘积相等第三章测试1.欲测量极微小的位移，应选择（）自感传感器。
基于PLC的自动化生产线的毕业设计讲诉
目录第一章绪论 (1)1.1自动化生产线发展状况 (1)1.2 PLC的应用及目前的研究现状 (3)1.2.1生产线上的工艺过程 (3)1.2.2连续生产线 (4)1.2.3控制系统组成框图 (5)1.3课题主要研究的内容及意义 (6)第二章各单元硬件设备的说明 (7)2.1电感式接近开关的设备说明 (7)2.1.1电感式传感器简单介绍 (7)2.1.2电感式接近开关传感器的基本工作方式 (7)2.2电容式接近开关的设备说明 (8)2.2.1电容式传感器简单介绍 (8)2.2.2电容式接近开关传感器的使用 (8)2.3继电器的设备及微动开关的设备说明 (9)2.4电磁阀的设备说明 (9)第三章 S7-2OO PLC在自动线中的使用 (10)第四章各单元控制系统的设计 (12)4.1PLC对下料单元的控制 (12)4.1.1下料单元控制要求 (12)4.1.2下料单元控制流程图 (13)4.1.3下料单元I/O分配表 (14)4.1.4下料单元梯形图 (15)4.2 PLC对加盖单元的控制 (21)4.2.1加盖单元控制要求 (21)4.2.2加盖单元控制流程图 (22)4.2.3加盖单元I/O分配表 (23)4.2.4加盖单元梯形图 (24)4.3PLC对穿销单元的控制 (30)4.3.1穿销单元控制要求 (30)4.3.2穿销单元控制流程图 (31)4.3.3穿销单元I/O分配表 (32)4.3.4穿销单元梯形图 (33)4.4PLC对检测单元的控制 (39)4.4.1检测单元控制要求 (39)4.4.2检测单元控制流程图 (40)4.4.3检测单元的I/O分配表 (41)4.4.4检测单元梯形图 (41)4.5PLC对分拣单元的控制 (45)4.5.1分拣单元控制要求 (45)4.5.2分拣单元控制流程图 (47)4.5.3分拣单元的I/O分配表 (48)4.5.4单元梯形图 (49)第五章 S7-300 PLC硬件组态及编程 (56)5.1 硬件配置 (56)5.2 S7-3OO PLC在系统中的主站控制变量传送分配表 (64)5.3 S7-3OO PLC在系统中的主站控制的基本要求 (65)5.4 S7-300 PLC梯形图 (65)总结 (68)参考文献 (69)致谢 (70)第一章绪论1.1 自动化生产线发展状况自动线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备,组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产，从而提高工作效率。
传感器与检测技术第三章电感式传感器
感•传式感传器感与器检测技术
第二节 互感式传感器
三、转换电路 1．反串电路
•2．桥路
感•传式感传器感与器检测技术
第二节 互感式传感器
3．差动整流电路
感•传式感传器感与器检测技术
感•传式感传器感与器检测技术
一、高频反射式涡流传感器
•线圈上通交变高频电流 •线圈产生高频交变磁场
•产生高频交变涡流 •涡流产生反磁场 •阻碍线圈电流交换作用 •等效于L或阻抗的改变
感•传式感传器感与器检测技术
二、低频透射式涡流传感器
• U L1 • 同频交变电流 • 产生一交变磁场 • 磁力线切割M • 产生涡流I • 到达L2的磁力线
传感器与检测技术第三章电 感式传感器
感•传式感传器感与器检测技术
原理
电感式传感器最基本原理是电磁感应原理。
•位 移 •被测物理量 •振 动 •压 力 •流 量 •比
•传感 •的变 器 化
•自感系数 L
•电路 •电
•互感系数
•的变 化
压
M
•电
流
感•传式感传器感与器检测技术
电感传感器优点
▪ 灵敏度高，分辨力高，位移：0.1m ； ▪ 精度高，线性特性好，非线性误差：0.05%0.1 % ； ▪ 性能稳定，重复性好 ； ▪ 结构简单可靠、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力
感•传式感传器感与器检测技术
第一节 自感式传感器
四、影响传感器精度的因素分析 1.电源电压和频率的波动影响 ▪ 电源电压的波动一般允许为5%～10%。 ▪ 严格对称的交流电桥是能够补偿频率波动影响的 2. 温度变化的影响 ▪ 为了补偿温度变化的影响，在结构设计时要合理选择零件
电感式接近传感器原理
电感式接近传感器原理
电感式接近传感器利用电感原理来检测物体的接近情况。
其工作原理是通过测量电感元件的电感值来判断物体是否接近。
电感是指当电流通过导线时，会产生磁场。
根据法拉第电磁感应定律，当一个物体靠近电感元件时，由于物体的存在会改变电感元件的磁场分布，从而改变电感值。
因此，我们可以通过测量电感值的变化来确定物体的接近程度。
电感式接近传感器的电感元件通常采用线圈或螺线管的形式。
当物体接近传感器时，电感元件中的磁场会产生变化，从而导致电感值的变化。
传感器会通过测量电感元件两端的电感值来判断物体的位置。
电感式接近传感器具有以下一些特点：
1. 非接触式检测：传感器工作时无需与物体直接接触，可实现非磨损、无接触的测量。
2. 高精度测量：采用电感原理测量物体的接近情况，测量结果较为准确。
3. 反应速度快：由于电感元件与物体之间无物理接触，传感器的响应速度较快。
4. 抗干扰能力强：电感式接近传感器对环境中的干扰较为稳定，能够稳定地工作在复杂的工业环境中。
总之，电感式接近传感器通过测量电感元件的电感值来判断物体的接近情况，具有非接触式检测、高精度测量、快速响应和强抗干扰能力等特点。
传感器与检测技术知识点概括
1、传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
3、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为常数4、传感器静态特性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性。
5，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨率、灵敏度、漂移、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
（请写出反映传感器的五种性能指标，及写出三种解释传感器指标？精度、分辨率、灵敏度、线性度、迟滞。
反映传感器准确度的指标是精度，反映传感器灵敏度的指标是灵敏度，反映传感器稳定性的指标是迟滞）6，传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性。
7,动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数。
动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比。
8，从时域（延迟时间，上升时间，响应时间，超调量）和频域（幅频特性，相频特性）两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。
9，幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律，相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律。
传感器中超调量是指超过稳态值的最大值□A （过冲）与稳态值之比的百分数。
电阻式传感器10,金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
11,半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
12，金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化。
13,金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反,其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。
04电感式传感器
三、电感式传感器的应用
2.力和压力测量
图2-41是差动变压器式力传感器。当力作用于传感器时，弹 性元件产生变形，从而导致衔铁相对线圈移动。线圈电感的 变化通过测最电路转换为输出电压，其大小反映了受力的大 小。
三、电感式传感器的应用
2.力和压力测量
差动变压器与膜片、膜盒和弹簧管等相结合，可以组成压力 传感器。图2-42是微压力传感器结构示意图。在无压力作用 时，膜盒在初始状态，与膜盒连接的衔铁位于差动变压器线 圈的中心。当压力输入膜盒后，膜盒的自由端产生位移并带 动衔铁移动，差动变压器产生一正比于压力的输出电压
二、差动变压器式传感器
1.工作原理
零点残余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点附近 不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性 能好坏的重要指标
二、差动变压器式传感器
1.工作原理
为了减小零点残余电动势可采取以下方法： ①尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。 磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性能均匀 稳定。 ②选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路，既可判别衔 铁移动方向又可改善输出特性，减小零点残余电动势。
它的主要缺点是响应较慢，不宜于快速动态测量，而且传 感器的分辨率与测量范围有关，测量范嗣大．分辨率低：反之 则高。
第三节、电感式传感器
电感式传感器种类很多，一般分为自感式和互感式两大类。 人们习惯上讲电感式传感器通常指自感式传感器，而互感式传 感器由于是利用变压器原理，又往往做成差动式，故常称为差 动变压器式传感器。因为电涡流也是一种电磁感应现象，所以 也将电涡流传感器列入本节。
三、电感式传感器的应用
3.振动和加速度的测量
图2-43为测量振动与加速度的电感传感器结构图，衔铁受振 动和加速度的作用，使弹簧受力变形，与弹簧连接的衔铁的 位移大小反映了振动的幅度和频率以及加速度的大小电压
智能自动化生产线安装与调试知到章节答案智慧树2023年陕西工业职业技术学院
智能自动化生产线安装与调试知到章节测试答案智慧树2023年最新陕西工业职业技术学院绪论单元测试1.《智能自动化生产线安装与调试》这门课程里面涉及到了气动控制技术的知识。
（）参考答案:对2.《智能自动化生产线安装与调试》这门课程是一门理实一体化课程，理论实践并重。
（）参考答案:对3.工业生产将会向着智能化的方向发展。
（）参考答案:对第一章测试1.亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装供料、加工、装配、分拣和输送等工作单元，构成一个典型的自动生产线的工作平台。
（）参考答案:对2.从生产线的控制过程来看，供料、装配和加工单元都需要对气动执行元件进行逻辑控制。
（）参考答案:对3.YL-335B生产线的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。
（）参考答案:对4.供料单元用到了光电传感器，目的是区分工件的材质。
（）参考答案:错5.供料单元主要由：工件库、工件锁紧装置和工件推出装置组成。
（）参考答案:对第二章测试1.传感器有如人的眼睛、耳朵、鼻子等感官器件，是自动化生产线中的（）元件，能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成电信号输出。
参考答案:检测2.光电式接近开关是利用（）原理，用以检测物体的有无和表面状态变化等的传感器。
参考答案:光电效应3.电感式接近开关是利用（）制造的传感器。
参考答案:电涡流效应4.换向阀气口包括（）。
参考答案:压力排气口;压力进气口;压力工作口5.（）是通过光电转换，将输出至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位置的检测。
参考答案:光电编码器6.以下，（）按钮用于输入连接线。
参考答案:上行线7.以下哪个是增减计数器（）。
参考答案:CTUD8.在彩灯控制程序设计中，PLC左边接线是（）回路的接线。
参考答案:输入9.MM420变频器频率控制方式由（）功能码设定。
生物传感器-讲义(学生完整版)
医用传感器应具有以下特性：
（1） （2） （3） （4） （5） （6） 足够高的灵敏度。能够检测出微弱的生物信号。 尽可能高的信噪比。以便在干扰和噪声背景中提取有用的信息。 良好的精确性。以保证检测出的信息准确、可靠。 足够快的响应速度。能够跟随生物体信息量的变化。 良好的稳定性。保持长时间检测漂移很小，输出稳定。 较好的互换性，调试、维修方便。
第三节
一、医用传感器的用途
医用传感器的用途和分类
医学领域有很多反映生命体征的量，常见的各种量如表 1-1 所示。
反映生命的信息绝大多数属于非电量， 其放大和处理是很困难的。 医用传感器是把非电量转换成电量的器件。 表 1-1 中所列的生物电本身就是电量，但在生物体内处于离子导电的状态，需要采用医用电极将离子导电转换成 导体内的电子导电，然后才能进行放大和处理，所以医用电极也可以被看做是一种特殊的医用传感器。
2
第二章 传感器的基本特性
传感器的特性主要指其转换信息的能力和性质。这种能力和性质常用传感器输人和输出的对应关系来描述。 传感器的输人量可分为静态量和动态量，静态量是指常量或变化缓慢的量，动态量是指周期变化、瞬态变化或随 机变化的量。
第一节 一、静态特性
传感器的静态特性
传感器的输入量在较长时间维持不变或发生极其缓慢的变化， 则传感器的输出量与输人量间的关系即为静态 特性。这种关系一般是由传感器的物理、化学或生物的特性来决定。 输出与输人的关系可分为线性特性和非线性特性。 通常人们都希望传感器的输出和输人之间具有确定的对应 关系，并且具有线性关系，即满足理想的输出输人关系，以便如实反映待测的信息。但实际遇到的传感器大多为 非线性特性，其静态特性可用下列多项式代数方程表示： （2-1） y=a0＋a1x＋a2 x2＋...＋anxn 式中，y 是输出信号；x 是输人信号；a0 是无输入时的输出，零位输出；a1 是传感器的线性灵敏度；a2 ,a3,...,an 是 非线性项的待定常数。 此方程又称为传感器静态特性的数学模型。若 a0 = 0，则静态特性过原点，此时静态特性由线性项和非线性 项叠加而成。一般有以下几种典型情况： （一） 、理想线性特性 当 a2=a3=...=an=0 时，输人与输出之间具有理想的线性关系，特性曲线如图 2-1 （a）所示。此时传感器的静 态特性为 （2-2） y = a1x 静态特性曲线为一条直线。具有这种特性的传感器称为线性传感器。 若 a0≠0，a1≠0， a2 =a3 =a4 =…=0，仍表示线性，只是这时的直线不通过原点，有零偏 a0； 若输人分别为 x，x＋△x，则对应于两者的输出差△y 为 （2-3） △y =a1△x 。 这时的 a1 称为传感器的灵敏度（sensitivity） （二） 、非线性项次数为偶数 当 a3 =a5 =a7 =...=0 时，特性曲线如图 2-1 （b）所示。此时传感器的静态特性为 （2-4） y=a1x+a2 x+a4 x4 +... 不具有对称性，且线性范围较窄，所以传感器设计时一般很少采用这种特性。 （三） 、非线性项次数为奇数 当 a2 =a4＝…=时，传感器的静态特性为 （2-5） y=a1x+a3 x3 + a5 x5+... 特性曲线如图 2-1 （c）所示。特性曲线关于原点对称 y（x）＝-y（-x） ，在原点有较宽的线性区，不少差动 式传感器具有这种特性。在实际应用中，差动式传感器就是将电器元件对称排列以消除电器元件的偶次分量，使 线性得到改善，同时也使灵敏度提高一倍。
图尔克接近开关选型
S1213 / 04 检测旋转执行器的电感式接近开关3/ 0301同类产品的增多，竞争激烈构成当今市场的特征。
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产品的多样性及产品的广泛应用，增强了客户信心，奠定了图尔克在全球的成功。
概述检测旋转执行器的电感式接近开关型号代码－电感式接近开关型号编码仅为选型所用外壳形式DS20DSC26DSU354/ 0301 外壳形式DS20 外壳形式DSC26 外壳形式DSU35TC/DSU353640424310162226283032检测旋转执行器的电感式接近开关执行器附件页码电感式传感器三线直流NAMER 两线交直流ASI 接口页码详细参数--传感器接线方式标准及认证资料备索单页码 5 / 0301详细资料参数表执行器及驱动器的位置控制不但在化工，石化行业，而且在食品行业都是非常重要的。
模块化结构用于检测阀位的传感器目前仍是通用的方案，因为这种方案对环境影响的防护很好，而且还有端子排，能在内部回路实现阀控制，并且模块化结构能为集成另外元件提供足够的空间（如：总线技术）。
但是，模块化结构也有明显的缺点。
首先：需要大量的分立元件，必然导致价格的升高。
其次：机械设定点需要经常重调，最严重的是，一旦故障发生时，阀的位置很难通过视觉判断。
因此，保留了模块化结构的优点而去除了其缺点的新的开放式结构方案应运而生。
以系列化的双检测面传感器及全系列的执行器附件，图尔克为化工，石化及食品行业提供度身定作的方案。
新的双检测面传感器DSU35是专为石化，化工行业的应用设计的：对环境影响有高的防护等级，广泛 应用于户外； 高防化学腐蚀能力； 方便的接线端子排； 集成了阀控制功能； 总线兼容； 结构形式及执行组件符合EC标准； 直接按装于旋转执行器检测旋转执行器的电感式接近开关6/ 0301 无需拆线即可维修驱动装置 坚固耐冲击 可选多种接插件或电缆出线方式 多种执行组件 免维护当今，这种开放式方案已广泛应用于食品行业。
智能生产线智慧树知到期末考试章节课后题库2024年沈阳职业技术学院
智能生产线智慧树知到期末考试答案章节题库2024年沈阳职业技术学院1.双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。
（）答案:对2.TP700面板的触摸屏操作直观方便,具有报警、配方管理、趋势图、用户管理等功能。
（）答案:对3.程序执行阶段是根据梯形图程序扫描原则，PLC按先右后左、先下后上的步序语句逐句扫描。
（）答案:错4.工业机器人是一种通过复制编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械设备和系统（）答案:对5.开环伺服系统有反馈环节，闭环伺服系统没有反馈环节（）答案:错6.自动线是在流水线的基础上，采用控制系统，将各台机床之间的工件输送、转位、定位和夹紧以及辅助装置动作均实现自动控制，并按预先设计的程序手动工作的生产线。
（）答案:错7.学习与维护，智能制造系统能够在实践中不断的充实知识库，具有自学习功能。
同时，在运行过程中能自行故障诊断，并具备对故障自行排除、自行维护的能力。
这种能力使智能制造系统能够自我优化，并适应各种复杂的环境。
（）答案:对8.磁感应传感器的主要作用是判断双作用气缸的位置，就是判断气缸是伸出还是缩回。
（）答案:对9.自组织与柔性，根据获取的市场、设计和过程信息，制造单元和系统自行组成一种最佳结构的智能制造系统，以高效可靠的方式运行，完成给定的制造任务。
（）答案:对10.传感部分的功能是用来收集机器人的内部和外部信息，如位置、速度、加速度传感器可检测机器人本体运动的状态。
（）答案:对11.在生产线中数个工位之间设有工件储料装置，可储存一定数量的工件。
一个工位因故停止工作，上下工位仍可继续工作。
（）答案:对12.点位式控制系统价格相对较高，因此其没有连续轨迹控制方式应用广泛。
（）答案:错13.变频器的模拟量调速主要是靠改变电流或者电压来实现（）答案:对14.工业4.0的时代，产业互联网技术的设备数量极为庞大，并且这些设备技术的复杂程度和控制难度因为分布式和跨行业的特点将远远大于消费互联网，供应物联网的安全风险和安全压力将远远小于消费互联网。
格威姆电感式感应器
格威姆电感式感应器
格威姆电感式感应器是一种常用的电感式接近传感器，主要用于检测金属物体的存在和位置。
它采用电感式原理，当金属物体接近传感器时，会在传感器内部产生电感效应，从而触发传感器的输出信号。
格威姆电感式感应器具有多种型号和规格，可以适应不同的应用场景和检测需求。
它具有高灵敏度、快速响应、稳定性好等特点，可以广泛应用于自动化控制、机械设备、安全保护等领域。
需要注意的是，在使用格威姆电感式感应器时，需要根据具体的应用场景和检测需求选择合适的型号和规格，并按照说明书的要求正确安装和使用。
同时，还需要注意传感器的使用环境和使用条件，以避免因环境因素导致的误差和故障。
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3.1.2 互感式传感器
互感式传感器本身是其互感系数可变的 变压器，当一次线圈接入激励电压后，二次 线圈将产生感应电压输出，互感变化时，输 出电压将作相应变化。一般，这种传感器的 二次线圈有两个，接线方式又是差动的，故 常称之为差动变压器式传感器。
这种传感器的工作原理如右图所示。
3.2 转换电路和传感器灵敏度
传感器的灵敏度(单位：mV/（m V）)
自感传感器的灵敏度是指传感器结构(测头)和转换电路综合在一起的总灵敏度。
传感器结构灵敏度kt定义为自感值相对变化与引起这一变化的衔铁位移之比，即
kt (ΔL /L)/Δx
(1式)
转换电路的灵敏度kc定义为空载输出电压uo与自感相对变化之比，即
kcuo/(Δ/LL)
原理分析
工作时衔铁与被测物体连接，被 测 物体的位移将引起空气隙的长 度发生变化。由于气隙磁阻的变 化，导致了线圈电感量的变化。
线圈的电感可用下式表示： L N 2 Rm
式中，N为线圈匝数； Rm为磁路总磁阻。
对于变间隙式电感传感器，如果忽略磁路铁损，则磁路总磁阻为
Rml11Al22A20A
式中，l1为铁心磁路长；l2为衔铁磁路长；A为截面积；µ1为铁心磁导率；µ2为衔铁磁导率； µ0为空气磁导率；δ为空气隙厚度。
(2式)
由式(1式)和式(2式)可得总灵敏度为
kZktkcuo/Δx
3.3 零点残余电压
衔铁位移x与电桥输出电压Uo有效值的关系 曲线，如右图所示。
虚线为理想特性曲线，实线为实际特性曲 线，在零点总有一个最小的输出电压。一般把这 个最小的输出电压称为零点残余电压，并用e0表 示。
零残电压过大带来的影响：
◆调相式转换电路形式：
调相电路的基本原理是传感器电感L变化会引起输出电压相位变化， 下图a所示是一个相位电桥，一臂为传感器L，一臂为固定电阻R。设计时 使电感线圈具有高品质因数。忽略其损耗电阻，则电感线圈与固定电阻上 压降二个向量是互相垂直的，如下图b所示。当电感L变化时，输出电压 的幅值不变，相位角随之变化。
通过对式
L
N
20 2
A
的分析可知，线圈电感量L与气隙厚度是非线性的，但与
磁通截面积A却是成正比，是一种线性关系。特性曲线参见图4.1.3。
3.螺管型
如右图所示，线圈中放入圆柱形衔铁， 也是一个可变自感。使衔铁上下位移，自感 量将相应变化，这就可构成螺管型传感器。
通过以上三种形式的电感式传感器的分析,可以得出以下几点结论: 1. 变间隙型灵敏度较高,但非线性误差较大,且制作装配比较困难。 2. 变面积型灵敏度较前者小,但线性较好,量程较大,使用比较广泛。 3.螺管型灵敏度较低,但量程大且结构简单易于制作和批量生产,是使用最 广泛的一种电感式传感器。
被测量 x
L(M) 传感器
转换电路及 电量 信号调节
转换电路
调幅电路 调频电路 调相电路
◆调幅式转换电路形式：
1、交流电桥：（电阻式传感器） 输出电压： U0(Z1Z1Z Z42)(Z Z32Z 3Z4)U
电桥平衡条件： Z1 Z4=Z2Z3 1+4= 2+3
2、变压器电桥：（右图所示）
输出空载电压：
3. 采用补偿线路减小零点残余电动势。下图是几种减小零点残余电动势的补偿电路。 在差动变压器二次侧串、并联适当数值的电阻电容元件，当调整这些元件时，可使零点 残余电动势减小。
R0
． U
． R0 U０
．
C0
R0
． U０
． U
U
C． U０
a)
b)
c)
图4.2.4 减小零点电路
3.4 应用举例
下图所示是一个测量尺寸用的轴向自感式传感器
第43节电感式传感器
第三章 电感式传感器
电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导 致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。因此根据转换原理，电感式传感 器可以分为自感式和互感式两大类。
电感传感器的主要特征是具有电感绕组。
3.1工作原理
3.1.1 自感式传感器
1.变间隙型 结构示意图如右图所示
u0Z1 uZ2Z1u 2u 2Z Z1 1 Z Z2 2
设初始平衡状态（理想情况磁芯在中间位置），Z1=Z2=Z，u0=0，当磁芯 偏离中间位置时， Z1=Z+Z， Z2=Z-Z ，有：
u0(u/2)( Z/Z)
当磁芯反向偏离时， Z1=Z-Z， Z2=Z+Z ，有：
u0 (u/2)( Z/Z)
因此有：
L
1A 2A 0A
一般情况下，导磁体的磁阻与空气隙磁阻相比是很小的，因此线圈的电感值可近似地表示为
L N 20 A 2
2.变面积型
气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对而言覆盖面积随被测量的变化面改变，从 而导致线圈的电感量发生变化，这种形式称之为变面积型电感传感器，其结构示意 图见下图。
测头
测杆
电感 磁芯 线圈
下图是气体压力传感器和加速度计用传感器的结构原理图
气体压力传感器
加速度计用传感器
轴向式差动电感式传感器
总行程： 1.5mm 测量力：0.4～0.7N 示值变动性：0.2µm
自感线圈的等效电路如右图所示
Rc
阻抗Z的变化取决于损耗电阻变
Reh
化R及感抗变化L两部分。
Z (R R 2L L )/ R 2 (L )2
此时，输出电压可写成下式，Q为品质因数 QL/R
u02(1u 1/Q2)[ L LQ 12( R R)]
当品质因数很大，R/R可以忽略时：
u0(u/2)( L/L)
◆调频式转换电路形式：
调频电路的基本原理是传感器自感L 的变化引起输出电压频率f的变化。一般 是把传感器自感L和一个固定电容C接入 一个振荡回路中，如右图a所示。图中G 表示振荡回路，其振荡频率，当L变化时 ，振荡频率随之变化，根据f的大小即可 算出被测量。图b给出了f与L的特性曲线 ，它存在严重的非线性。
灵敏度下降、非线性误差增大 测量有用的信号被淹没，不再反映被测量变化造成放大电路后级饱和，仪器不能正常 工作。
产生的原因：两电感线圈的等效参数不对称
减小零点残余电压方法：
1. 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数玫磁路的对称。磁性材料要经过处理， 消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
2. 选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路。既可判别衔铁移动方向双可改善输出 特性，减小零点残余电动势。