传感器原理及应用(技能)..
常用传感器的工作原理及应用
常用传感器的工作原理及应用传感器是一种能够将非电量转化为电信号的设备，它可以检测和测量环境中的各种物理量和化学量，如温度、湿度、压力、光照、声音等。
传感器的应用范围非常广泛，包括工业生产、医疗保健、通信技术、农业、环境监测等领域。
下面将对一些常用的传感器的工作原理及应用进行介绍。
1.温度传感器温度传感器广泛应用于生活和工业生产中，常见的应用包括恒温控制、空调系统、电子设备散热等。
温度传感器的工作原理基于热电效应或热敏电阻效应。
例如，热电偶是利用两种不同金属的热电势发生变化的原理，将温度转化为电压信号。
2.压力传感器压力传感器主要用于测量气体或液体的压力，应用范围很广，包括汽车、航空航天、石油化工、环境监测等。
常见的压力传感器有压力变送器、压力传感膜片等。
工作原理主要是根据杨氏模量或电容变化来测量压力变化。
3.湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度，通常用于室内环境控制、气象观测、农业生产等。
湿度传感器的工作原理主要是利用湿度变化对传感器表面的电容或阻抗产生影响，从而测量湿度值。
4.光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度，广泛应用于智能家居、自动照明、安防监控等领域。
常见的光照传感器有光敏电阻、光敏二极管等。
它们的工作原理依赖于光的照射对其电阻或电流产生变化。
5.声音传感器声音传感器用于检测环境中的声音信号，常用于安防监控、噪声控制、语音识别等。
声音传感器一般采用麦克风作为接收器，通过将声音信号转化为电信号进行测量和分析。
6.加速度传感器加速度传感器通常用于测量物体的加速度或振动，广泛应用于汽车、航空航天、体育运动设备等。
加速度传感器的工作原理有多种，包括电容式、压电式、电感式等。
例如，压电加速度传感器利用压电材料的压电效应，将物体的加速度转化为电荷量的变化。
总而言之，传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们通过检测和测量环境中的各种物理量和化学量，为我们提供了大量的信息和数据。
这些传感器的工作原理多种多样，但核心目标都是将非电量转化为电信号。
传感器原理及应用(技能)
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电容式传感器在液位测量控制中的应用
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Capacitive sensor
汉堡检测 电容式传感器应用：
用于物体位置检测、行程限位、产品计数等；
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3.磁感应式传感器 Magnetic Sensor 电气图形符号
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其作用检测外界信息变化,并转换为系统可识别的电信号, 传送给PLC、计算机等核心控制器。
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1.传感器定义 自动检测装置中, 直接感受被测量, 并将其转换为
可用电信号输出的器件。
传感器组成: 检测部分 转换部分 辅助电源
被测量
敏感元件
转换元件
电信号
辅助电源
SIPIVT 机电工程系
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案例2： 现有两个传感器S1和S2, 当两个传感器同时检测到物体时,
则控制指示灯HL2亮； 分析：两个传感器为“逻辑与”控制关系； 方案1：选择输出特性相同的S1和S2, 可直接串联控制； 用S2的输出端控制 S1电源“-”极的接通
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思考与练习： 选择输出特性不同的S1和S2, 如何设计控制电路？
按照铭牌参数正确连接电源及负载(指示灯)； (2)通电运行,选择适合的被测物体进行检测,记录传感器
的输出特性、检测物体、检测距离范围； (3)选择一个OMRON传感器,记录“型号、工作电压、接线图”
等铭牌参数，正确连接电源和负载(指示灯)； 通电运行,记录传感器输出特性、检测物体、检测距离范围；
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实训项目1：使用检测模块识别材料属性
传感器的作用原理及应用
传感器的作用原理及应用1. 传感器的作用原理传感器是一种用于感知和检测环境信息的器件，能够将环境中的物理量、化学量或其他量转化为可测量的电信号或其他所需的输出信号。
传感器的作用原理主要基于以下几个方面：•电学效应：传感器利用电学效应，如电压、电流、电荷等的变化来感知环境信息。
例如，压力传感器通过测量压力对应的电阻或电容值的变化来检测压力的大小。
•热学效应：一些传感器基于物体的温度变化来感知环境信息。
例如，温度传感器利用热敏元件的电阻随温度的变化来测量温度。
•光学效应：光学传感器通过光的传播和反射来感知环境信息。
例如，光电传感器利用光敏元件对光的敏感性来检测物体的位置或光强度的变化。
•化学效应：化学传感器通过与环境中的化学物质发生化学反应来感知环境信息。
例如，气体传感器利用敏感的化学材料与气体发生反应，从而改变电信号的特性来检测气体浓度。
2. 传感器的应用领域传感器在各个领域中有着广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域及其相关传感器的例子：2.1 工业自动化•温度传感器：用于检测设备和环境的温度，如工业炉温度、冷却液温度等。
•压力传感器：用于测量液体或气体的压力，如水压力、气压力等。
•位移传感器：用于测量机械零件和部件的位移或变形，如测量机器人的位置或物体的移动距离。
2.2 汽车行业•车速传感器：用于测量车辆的速度，一般安装在车轮或差速器等部位。
•气囊传感器：用于探测车辆的碰撞或撞击，触发气囊的部署。
•油位传感器：用于测量燃油箱中的油位，以提供车辆的油量信息。
2.3 医疗领域•心率传感器：用于测量人体的心率，可以监测心律是否正常。
•血压传感器：用于测量人体的血压，可以监测血压是否正常。
•血糖传感器：用于测量人体的血糖，可以帮助糖尿病患者控制血糖水平。
2.4 环境监测•温湿度传感器：用于测量环境的温度和湿度，可以帮助监测室内外的舒适度。
•光照传感器：用于测量光照强度，可以用于控制照明系统或监测植物生长环境。
传感器原理与应用
传感器原理与应用
传感器是一种能够将非电信号转化为电信号的设备。
它通过感知某种特定的物理量或化学量，并将其转化为可测量的电信号，从而实现对环境和物体的感知和测量。
传感器的工作原理包括以下几种：
1. 电阻传感器：利用电阻的变化来测量被测量物理量的变化，如温度传感器、光敏电阻等。
2. 容抗传感器：利用电容值的变化来测量被测量的物理量的变化，如压力传感器、湿度传感器等。
3. 电感传感器：利用电感值的变化来测量被测量物理量的变化，如液位传感器、接近传感器等。
4. 磁阻传感器：利用磁阻值的变化来测量被测量物理量的变化，如磁场传感器、位置传感器等。
5. 光电传感器：利用光电效应来测量被测量物理量的变化，如光电传感器、光纤传感器等。
传感器在各个领域有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：
1. 工业自动化：传感器被广泛应用于工业领域，用于监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力、流量等。
2. 环境监测：传感器被用于监测环境中的各种污染物、气体浓度、温度、湿度等物理量，以保障环境质量。
3. 医疗健康：传感器被应用于医疗设备中，如心率传感器、血氧传感器、体温传感器等，用于监测患者的生理参数。
4. 智能家居：传感器被应用于智能家居系统中，用于感知环境的状态和人的行为，实现自动控制和智能化。
5. 汽车领域：传感器被广泛应用于汽车中，用于检测车辆状态、驾驶行为、环境条件等，实现安全监控和驾驶辅助功能。
6. 物联网：传感器是物联网的重要组成部分，通过感知和收集各种物理量的数据，实现设备间的通信和数据交互。
传感器原理及应用
传感器原理及应用传感器是一种能够将物理量转换为电信号的设备，其原理是通过感知周围环境中的变化，从而能够实现对物体、气体等的检测、测量和控制。
传感器广泛应用于各个领域，比如工业自动化、交通运输、环境监测、医疗健康等。
本文将着重介绍传感器的原理和应用。
传感器的原理主要基于以下几种方法。
一、电阻变化原理传感器通过测量电阻的变化来感知环境的变化。
例如，温度传感器可以通过测量电阻的变化来获取环境的温度。
当温度发生变化时，电阻值也会相应变化，通过测量电阻的变化就可以推算出温度的变化。
这种原理同样适用于光电传感器、湿度传感器等。
二、压力变化原理传感器通过测量被测物体所受到的压力变化来获取物体的信息。
例如，压力传感器可以通过测量被测物体所受到的压力变化来获得力的大小。
当外力作用于被测物体时，被测物体产生变形，压力传感器就可以通过测量被测物体的变形程度来获得力的大小。
三、电磁感应原理传感器通过电磁感应原理来感知环境的变化。
例如，磁力传感器可以通过感应磁场的强度来检测磁场的变化。
当磁场发生变化时，磁力传感器感应到的磁场强度也会相应变化，通过测量感应到的磁场强度的变化就可以推算出磁场的变化。
四、声波传播原理传感器利用声波的传播特性来感知环境的变化。
例如，超声波传感器可以通过发射超声波，并接收回波来获得物体与传感器之间的距离。
物体与传感器之间的距离越远，回波所需时间就越长，通过测量回波的时间就可以推算出物体与传感器之间的距离。
传感器在各个领域有广泛的应用。
在工业自动化领域，传感器用于监测和测量生产过程中的各种参数。
例如，温度传感器和压力传感器被广泛应用于化工、冶金等行业，用于监测和控制工艺中的温度和压力，从而确保生产过程的安全和质量。
在交通运输领域，传感器被用于实现智能交通系统。
例如，车辆探测器可以通过感应车辆经过的时间和速度，来获取道路上的交通流量和车速信息，为交通管理提供参考依据，提高道路利用效率。
在环境监测领域，传感器被用于监测大气污染、水质污染等环境因素。
常用传感器的原理,安装接线及应用方法
常用传感器的原理,安装接线及应用方法一、光敏传感器1.原理：光敏传感器基于光电性原理，根据光线的强度或光线的频率来测量光线的参数。
常用的光敏元件有光敏二极管（Photodiode）、光敏电阻（Photoresistor）等。
2.安装接线：通常需要将光敏传感器与其他电子元件进行连接，首先需要确定传感器的正负极，然后将传感器连接到电路中。
比如，光敏传感器光敏电阻有两个引脚，一个是VCC供电端，一个是OUT输出端，通过接线将其连接到外部电源和其他电路元件，以实现功能。
3.应用方法：光敏传感器广泛应用于光控开关、光电传感器、光电编码器等领域。
在光控开关中，可以使用光敏传感器来感知环境中光线的强弱来控制开关的状态。
比如，室内照明中的智能灯具就可以使用光敏传感器来感知室内光线的强度，根据光线情况来自动调节灯具的亮度。
二、温度传感器1.原理：温度传感器是一种用来测量温度的传感器，根据物体的温度改变电阻、电压或是电流等特性来测量温度。
常用的温度传感器有热敏电阻（Thermistor）、热电偶（Thermocouple）等。
2.安装接线：温度传感器的接线方式和种类有所不同，但通常需要将传感器与测量仪表或控制系统进行连接。
接线时需要注意连接的正确性，避免接线错误导致测量结果不准确。
3.应用方法：温度传感器广泛应用于温度测量和控制领域。
比如，在家电中常见的温度传感器用于测量烤箱、空调等设备中的温度，根据温度变化来控制设备的工作状态。
此外，温度传感器还可以应用于医疗领域，用于测量体温。
三、压力传感器1.原理：压力传感器是一种测量压力变化的传感器，根据物体受到的压力变化来改变电信号的特性，并转换为相应的压力数值。
常用的压力传感器有压阻式传感器、压电传感器等。
2.安装接线：压力传感器的安装需要根据具体情况来确定，通常需要将传感器安装在需要测量的物体上，并保证传感器与测量仪表或控制系统的连接正确稳固。
3.应用方法：压力传感器广泛应用于工业生产、自动化控制等领域。
传感器原理及应用实验报告的
传感器原理及应用实验报告的传感器原理及应用实验报告1. 引言传感器是一种能够将物理量转化为可测量的电信号的装置，广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗监护、环境监测等。
本实验旨在探究传感器的工作原理，并通过一系列的应用示例，展示传感器在实际应用中的优势和价值。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理原理，常见的有电阻、电容、磁性、光电等原理。
以电阻式传感器为例，其基本原理是通过测量感应电阻的变化来获得目标物理量的信息。
当被测量物理量发生变化时，传感器内部的电路会产生相应的变化，这种变化可以通过电压、电流等形式的输出信号来实现。
3. 传感器的分类与应用3.1 光电传感器光电传感器利用光敏元件（如光电二极管、光电三极管等）对光信号进行感知，并将其转化为电信号。
光电传感器广泛应用于工业自动化控制、安防监控、光电测距等领域。
3.2 压力传感器压力传感器通过测量物体受到的外部压力，将其转化为电信号。
压力传感器在汽车制造、气体检测、医疗器械等领域有着重要的应用。
3.3 温度传感器温度传感器通过测量物体的温度变化，将其转化为电信号。
温度传感器广泛应用于气象观测、温控设备、冷链物流等领域。
3.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动状态，常见于汽车安全系统、运动监测、智能手机等设备中。
3.5 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量，广泛应用于农业、气象观测、室内环境监测等领域。
4. 传感器应用实例4.1 工业领域在工业自动化领域，传感器起着至关重要的作用。
通过使用温度传感器和压力传感器，可以实现对生产过程中温度和压力的监测与控制，提升生产效率和质量。
4.2 医疗监护传感器在医疗监护领域也广泛应用。
心电传感器可以实时监测患者的心电图数据；血氧传感器可以测量血氧饱和度；体温传感器可以监测患者体温的变化，及时发现异常情况。
4.3 环境监测传感器在环境监测领域具有重要作用。
空气质量传感器可以检测空气中的恶劣气体浓度；水质传感器可以监测水质的污染程度；土壤湿度传感器可以及时监测土壤的湿度状况。
传感器原理及应用技术
传感器原理及应用技术传感器在现代科技中扮演着重要的角色，它们能够将环境中的各种物理量转化为电信号，并通过相应的技术进行采集和处理，为各种行业和领域提供了重要的数据支持。
本文将介绍传感器的基本原理以及其在不同领域的应用技术。
一、传感器的基本原理传感器是一种能够感知环境中各种物理量并将其转化为电信号的装置。
传感器的基本原理主要包括输入、转换和输出三个环节。
输入环节：传感器接收来自环境中的物理量，比如温度、压力、湿度等，并将其转化为电信号的形式。
这些物理量可以通过各种感应元件来实现，如热敏电阻、压阻、湿敏电容等。
转换环节：传感器将输入信号转化为适合采集和处理的信号形式，通常是电压信号或电流信号。
这一过程需要借助传感器内部的电路结构来实现，如放大、滤波、线性化等。
输出环节：转换后的信号被传感器输出，通常以模拟信号或数字信号的形式向外部传递。
输出信号的特性与传感器的类型和应用有关，比如模拟量输出或数字量输出。
二、传感器的应用技术传感器的应用极为广泛，涵盖了工业、农业、医疗、环保等众多领域。
下面将介绍几个典型的应用技术。
1. 温度传感器温度传感器可用于各种温度监测和控制场景。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和热电阻等。
它们基于物质热敏性质随温度变化的原理，将温度转化为电信号输出。
在工业生产中，温度传感器广泛应用于炉温控制、室内温度监测等领域。
2. 压力传感器压力传感器用于测量各种气体和液体的压力。
根据压力的不同，常见的压力传感器有压阻式、电容式和压电式传感器。
它们利用物理量的压力与电阻、电容或电荷之间的关系，将压力转化为电信号输出。
在汽车工业中，压力传感器用于发动机燃油喷射系统的控制，提供准确的压力数据。
3. 湿度传感器湿度传感器广泛应用于气象、农业和家庭环境等领域，用于测量和控制环境的湿度。
湿度传感器的常见类型有湿敏电阻、湿敏电容和热电式湿度传感器。
它们基于介质的湿度对电阻、电容或热敏性质的影响，将湿度转化为电信号输出。
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(3)漫反射式光电传感器 工作原理：
被检测物体 漫反射型光电 当被测物体靠近传感器, 开关集光发射 器和光接受器 发射端发出的光线 ,经过被 于一体。
测物体表面反射,使接受端
漫反射光线 发射光线 当被测物体经过 该光电开关时， 接受到反射光线 ,从而使传 发射器发出的光 线经被测物体表 感器产生开关信号。 面反射由接受器 接受，于是产生 检测物体: 开关信号。
磁感应传感器工作模型
检测物体: 磁性物质 （永久磁铁、带电线圈） 检测距离: 0~10mm, 通常3~5mm
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磁感应式传感器的应用
传感器A
气缸
传感器B
气缸运动位置检测
（在气缸活塞环上包有一层“永久磁铁”）
磁性齿
转速检测
转子
传感器
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4.光电式传感器 Optical-electrical Sensor
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2. 传感器铭牌参数识别及接线
(型号、电气图形符号、接线图、工作电压、运行指示灯、灵敏度电位器)
(1)根据电气图形符号判断传感器类型；
(2)根据被测物体的性质及检测要求, 选择适合的 传感器类型(Opt./Ind./Cap./Mag.等) ； (3)根据传感器铭牌上接线图判断其输出特性； PNP型
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实训要求及步骤：
1.分析项目控制要求
（选择传感器类型及输出特性、分析I/O控制逻辑关系）
2.设计和绘制控制电路图 (包括“传感器、中间继电器、指示灯”等)
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(Proximity)
Ind. Cap.
电容式传感器
磁感应式传感器 Mag. 光电式传感器: 透射式传感器 Opt.
(Optical-electrical)
反射式传感器 Opt. :
镜面反射
漫反射
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二、常用数字量传感器工作原理 1.电感式传感器 Inductive Sensor 电气图形符号
开关量信号 “ 0，1” 模拟量信号 电压信号(0~5V,0~10V…) 电流信号(4~20mA)
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传感器应用 各类自动门 红外线测温仪
将被测量(光线变化状态) 转换为 开关量的电信号 (0、1状态信号)
将被测量(温度)转换为模拟量的
电信号 (电压 0~5V 或 电流4~20mA) SIPIVT 机电工程系
传感器原理及应用
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第一章、传感器原理及应用
一、概 述
现代工业自动化生产过程中,离不开各种传感器, 传感器与PLC(可编程序控制器)等构成自动控制系统。 传感器被称为“电五官”,作为系统输入检测部分, 其作用检测外界信息变化,并转换为系统可识别的电信号, 传送给PLC、计算机等核心控制器。
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2.电容式传感器 Capacitive Sensor 电气图形符号
检测物体: 非薄片的任何介质 检测距离: 0~10mm, 通常3~5mm
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工作原理：
电容式传感器工作模型
+ + + + + + + + +
传感器检测头
当物体接近
无物体接近时, 传感器检测面 静电荷平衡电容 量C不变,内部RC 振荡回路建立 稳定电场。
NPN型
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(4)按照传感器接线图，正确连接电源“+、-”极和负载。
(5)根据传感器工作电压(10~30VDC), 正确接入电源； (6) 通过传感器的 “运行”指示灯，观察其运行状态。 (7) 漫反射光电传感器, 调节“灵敏度电位器” 可微调检测距离。
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电气图形符号
（又称“光电式开关”）
（发射接收光线的器件）
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工作模型:
主要包括：发射端Transmit(发光二极管等器件)； 接收端Receive(光敏三极管等器件)； 工作原理: 由发射端(Transmit)的发光二极管发出光线, 接收端 (Receiver)的光敏三极管接收光线, 当有物体穿过，引起
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3.磁感应式传感器 Magnetic Sensor
电气图形符号
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工作原理： 传感器内部结构为合金 簧片等组成的干簧继电器。 当磁性物体靠近时,其 生产一定强度磁场,电磁力 使簧片吸合、触点闭合。 当磁性物体离开时, 磁场减弱,使簧片释放、 触点断开。
课堂实践1：传感器的接线与检测 1. 实验目标：熟悉传感器的铭牌参数, 正确选型接线 2. 实训内容及要求：
(1)分别选择四种类型传感器(Ind. Cap. Mag. Opt.), 按照铭牌参数正确连接电源及负载(指示灯)； (2)通电运行,选择适合的被测物体进行检测,记录传感器 的输出特性、检测物体、检测距离范围； (3)选择一个OMRON传感器,记录“型号、工作电压、接线图” 等铭牌参数，正确连接电源和负载(指示灯)； 通电运行,记录传感器输出特性、检测物体、检测距离范围；
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1.传感器定义
自动检测装置中, 直接感受被测量, 并将其转换为
可用电信号输出的器件。 传感器组成: 检测部分
被测量
敏感元件 转换元件
转换部分
辅助电源
电信号
辅助电源
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传感器组成:
PLC;
单片机;
被测量
敏感元件
转换元件
电信号
传送
计算机;
辅助电源
“磁场/电场/光线”等变化状态； “温度/压力/流量/ 速度”等物理 量；
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传感器输出特性原理图 （以接近开关为例） “高电平”取决于电源电压 值
(a)输出特性 NPN型
(b)输出特性 PNP型
输出低电平(0V)
输出高电平(24V)
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输出特性：
输出低电平时 负载得电
输出高电平时 负载得电
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3.常用数字量传感器分类 接近式传感器：电感式传感器
检测物体: 只能检测金属物体 检测距离: 0~10mm, 通常4~8mm
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接近体
L
C
振荡器
开关器
输出器
工作原理： 传感器内部LC
电感式传感器工作模型
高频振荡等电路产生
一定电磁场。 当金属物体靠近
传感检测头时, 金属
物体内部产生涡流, 引起传感器磁场磁 通量变化↓, 而使 传感器输出信号。
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五、各类传感器的组合应用 案例1：
现有两个传感器S1和S2, 当任意一个传感器检测到物体时, 即控制指示灯HL1亮；
分析：两个传感器为“逻辑或”控制关系； 方案1：选择输出特性相同的S1和S2, 可直接并联控制；
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方案2：选择输出特性不同的S1和S2, 需通过中间继电器触点
电气图形符号
光电式 Opt.
电感式 Ind. 根据电气图形符号,判断传感器类型 电容式 Cap.
磁感应式 Mag.
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四、传感器的安装接线
1.接线规则 二线制 棕/红线：DC24V 蓝线：0V 棕/红线：DC24V 蓝线：0V
黑线：输出信号(常开NO)
三线制
四线制
棕/红线：DC24V 蓝线：0V 黑线：输出信号(常开NO) 白线：输出信号(常闭NC)
引起检测面静电荷变化 电容量C改变,使传感器 产生输出信号。
的应用
在料位检测中的应用
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电容式传感器在液位测量控制中的应用
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Capacitive sensor
汉堡检测
电容式传感器应用： 用于物体位置检测、行程限位、产品计数等；
光通量发生变化时, 使传感器输出开关信号。
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(1)透射式光电传感器： 发射端和接收端分开安装在两侧；
Transmitter
原理：当被测物体穿过光线 轴时遮挡住光线,引起光通量
Receiver
变化, 使传感器输出信号。 检测物体: 非透明物体
被测物体
Object
检测距离: 0~10m, 通常2~5m
思考与练习：
选择输出特性不同的S1和S2, 如何设计控制电路？
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实训项目1：使用检测模块识别材料属性
项目说明：
使用如图所示的检测模块， 识别被测工件材料属性, 要求如下： 当检测到金属工件时，指示灯HL1亮； 当检测到塑料红色工件时，指示灯HL2亮； 当检测到塑料黑色工件时，指示灯HL3亮。
反射光线
非黑色、非透明物体
发射与接收端 集成安装于一体
检测距离: 0~1m, 通常100 ~400mm
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三、传感器的广泛应用
电动扶梯自动启停
产品计数
转速检测
物体倒置辨别
料位的控制
位置控制装置
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常用数字量传感器（小结）
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间接并联控制；
目前常用的控制方式
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案例2： 现有两个传感器S1和S2, 当两个传感器同时检测到物体时, 则控制指示灯HL2亮； 分析：两个传感器为“逻辑与”控制关系； 方案1：选择输出特性相同的S1和S2, 可直接串联控制； 用S2的输出端控制 S1电源“-”极的接通