传感器及现场总线基础知识讲座
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《传感器培训》课件
磁电式传感器广泛应用 于转速、振动、位移等 领域。
04
传感器在自动化系统中的应用
传感器在工业自动化中的应用
总结词
广泛应用，提高生产效率
详细描述
传感器在工业自动化中发挥着关键作用，能够实时监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、物 位等，从而提高生产效率、保证产品质量。
传感器在智能家居中的应用
多功能传感器能够同时检测多 个参数，简化系统结构，降低 成本。
网络化
网络化传感器可以实现远程监 控和数据共享，提高信息利用 率和管理效率。
02
传感器的原理与技术
传感器的物理原理
传感器的工作原理
传感器是一种能够感知物理、化学或生物量并将其转换为电信号的装置。其工 作原理基于各种物理效应和化学反应，如压阻效应、热电效应、光电效应等。
医疗健康
传感器在医疗领域用于监测生理参数，如血压、血 糖、心电等，以辅助医生诊断和治疗。
传感器的发展趋势
01
02
03
04
微型化
随着微电子技术的发展，传感 器正朝着微型化方向发展，以 提高其集成度和响应速度。
智能化
智能化传感器具有自校准、自 诊断、自适应等功能，能够自 动调整参数和提高测量精度。
多功能化
VS
新技术
新兴技术如量子技术、生物技术等也为传 感器的发展提供了新的可能性，这些技术 的应用将进一步提高传感器的性能，拓展 其应用领域。
智能化与网络化的发展趋势
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，传感器 正朝着智能化方向发展，智能化传感器能够 实现自适应、自学习、自决策等功能，提高 传感器的工作效率和精度。
《传感器培训》课件
汇报人:
现场总线技术简要概述(ppt 31页)
智能仪表为现场总线的出现奠定了基础
– 智能化设备的提出 – 模拟通信式的智能设备 – 模拟-数字混合的智能设备 – 现场总线的出现
现场总线标准化的现状
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
11
5-1-3 现场总线系统的技术特点
系统的开放性 互可操作性与互换性 现场设备的智能化与功能自治性 系统结构的高度分散性 对现场环境的适应性
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
12
5-1-4 现场总线系统的优点
节省硬件数量与投资 节省安装费用 节省维护开销 用户具有高度的系统集成主动权 提高了系统的准确性与可靠性 提高了系统的可控性和可维护性
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
13
5-1-5 现场总线与计算机控制系统、DCS
现场总线的应用举例
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
2
第一节 Unit 1 现场总线简介
Introduction of Field Bus
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
3
本节主要内容
现场总线简介 现场总线发展背景与趋势 现场总线技术特点 现场总线的优点 现场总线与计算机控制、DCS系统 几个有影响的现场总线标准化组织及标准
Transducer，可寻址远程传感器数据 通路） CAN（Controller Area Network，控制器局域 网）
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
16
第二节 Unit 2 现场总线标准
Standard of Field Bus
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
– 智能化设备的提出 – 模拟通信式的智能设备 – 模拟-数字混合的智能设备 – 现场总线的出现
现场总线标准化的现状
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
11
5-1-3 现场总线系统的技术特点
系统的开放性 互可操作性与互换性 现场设备的智能化与功能自治性 系统结构的高度分散性 对现场环境的适应性
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
12
5-1-4 现场总线系统的优点
节省硬件数量与投资 节省安装费用 节省维护开销 用户具有高度的系统集成主动权 提高了系统的准确性与可靠性 提高了系统的可控性和可维护性
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
13
5-1-5 现场总线与计算机控制系统、DCS
现场总线的应用举例
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
2
第一节 Unit 1 现场总线简介
Introduction of Field Bus
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
3
本节主要内容
现场总线简介 现场总线发展背景与趋势 现场总线技术特点 现场总线的优点 现场总线与计算机控制、DCS系统 几个有影响的现场总线标准化组织及标准
Transducer，可寻址远程传感器数据 通路） CAN（Controller Area Network，控制器局域 网）
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
16
第二节 Unit 2 现场总线标准
Standard of Field Bus
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
传感器基础知识培训ppt课件
特点：相对于两线工作更稳定可靠。
接电源+
客户负载 黑线或白线
传感器
接电源-
四线 NPN一开一闭输出
特点：多功能输出，接线灵活方便，可同时接两个负载也可接任意 一个负载。
接电源+
客户负载1
传感器
接电源-
客户负载2
输出状态分类
• NPN常开 • NPN常闭 • PNP常开 • PNP常闭 • 常开+常闭
高的传真机上，在烟草机Байду номын сангаас上都被广泛地使用。
两线输出
特点：接线简单,客户负载可以串接在两根输出线中的任意一根上。 交流型不分正负极随便接，直流棕线接正、蓝线接负。
接电源+
客户负载
传感器
接电源-
三线 PNP 输出
特点：相对于两线工作更稳定可靠。
接电源+
客户负载 黑线或白线
传感器
接电源-
三线 NPN输出
一般以检测距离的百分比表示。 • 消耗电流：传感器没有输出时所消耗的电流。 • 重复精度：传感器多次检测距离之间的差别。 • 短路保护电流：当输出负载短路或太大时，输出电流达到短路保
护电流时，传感器将处于保护状态。
回差的距离
如没有回差的话，接近 动作距离时就会发生反 复ON/OFF的来回转换的 现象。 一般回差距离控制在检 测距离的5-15%以内。
IM-L系列接近开关检测距离是常规产品的一倍，使用更方便，是高 端客户的至爱。 产品适用电压范围宽，浪涌、过流、反接等保护功能齐全。
光电传感器
• 在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件— 位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制 开关通或断的目的 ，这就是接近开关。
接电源+
客户负载 黑线或白线
传感器
接电源-
四线 NPN一开一闭输出
特点：多功能输出，接线灵活方便，可同时接两个负载也可接任意 一个负载。
接电源+
客户负载1
传感器
接电源-
客户负载2
输出状态分类
• NPN常开 • NPN常闭 • PNP常开 • PNP常闭 • 常开+常闭
高的传真机上，在烟草机Байду номын сангаас上都被广泛地使用。
两线输出
特点：接线简单,客户负载可以串接在两根输出线中的任意一根上。 交流型不分正负极随便接，直流棕线接正、蓝线接负。
接电源+
客户负载
传感器
接电源-
三线 PNP 输出
特点：相对于两线工作更稳定可靠。
接电源+
客户负载 黑线或白线
传感器
接电源-
三线 NPN输出
一般以检测距离的百分比表示。 • 消耗电流：传感器没有输出时所消耗的电流。 • 重复精度：传感器多次检测距离之间的差别。 • 短路保护电流：当输出负载短路或太大时，输出电流达到短路保
护电流时，传感器将处于保护状态。
回差的距离
如没有回差的话，接近 动作距离时就会发生反 复ON/OFF的来回转换的 现象。 一般回差距离控制在检 测距离的5-15%以内。
IM-L系列接近开关检测距离是常规产品的一倍，使用更方便，是高 端客户的至爱。 产品适用电压范围宽，浪涌、过流、反接等保护功能齐全。
光电传感器
• 在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件— 位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制 开关通或断的目的 ，这就是接近开关。
现场总线课件第1章PPT课件
02
现场总线技术的体系结构
现场总线的技术体系
现场总线的技术体系包括物理层、数据链路层和应用层。其中，物理层定义了总线的物理特性，如总 线的传输介质、电气接口等；数据链路层定义了数据传输的规则，如数据帧格式、流量控制等；应用 层定义了设备之间的通信协议和信息交换方式。
现场总线的技术体系还包括设备描述层和系统管理层。设备描述层用于描述设备的功能和属性，以便 于其他设备识别和连接；系统管理层则负责整个系统的调度和管理，包括设备的配置、监控和维护等 。
现场总线课件第1章 ppt课件
目 录
• 现场总线概述 • 现场总线技术的体系结构 • 现场总线技术的应用领域 • 现场总线技术的发展趋势与未来
展望 • 总结
01
现场总线概述
现场总线的定义
总结词
现场总线是一种用于工业自动化系统的通信协议，它允许不同设备之间进行实时 、双向、多节点通信。
详细描述
现场总线是一种通信协议，专门为工业自动化系统设计。它允许多个设备或节点 在同一个网络上进行实时、双向的数据交换。通过现场总线，各种传感器、执行 器、控制器等设备可以相互连接，形成一个完整的自动化系统。
现场总线的主要特点
要点一
总结词
现场总线具有实时性、可靠性和开放性等特点。
要点二
详细描述
现场总线作为一种通信协议，具有实时性、可靠性和开放 性等重要特点。实时性是指现场总线能够快速地传输数据 ，满足工业控制系统的实时需求。可靠性则是指现场总线 具有很强的抗干扰能力，能够保证数据传输的准确性和稳 定性。开放性则意味着现场总线遵循国际标准，不同厂商 的设备可以相互连接和集成，提高了系统的可扩展性和互 操作性。
化的市场需求和工业环境。
传感器基本知识ppt课件
区别
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18
铁磁材料裂纹检测
N
S
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19
三、霍尔接近传感器和接近开关
在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处 理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输 入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成霍尔 接近传感器。 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色 金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速 调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、 角度检测等。
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26
❖ (2)电动车到达B点以后进人“弯道区”，沿 圆 弧引导线到达C点。C点下埋有边长为 15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点 检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间 发出断续的声光信息; (3)电动车在光源的引导下，通过障碍区进人 停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍 物之间通过且不得与其接触; (4)电动车完成上述任务后应立即停车。停车 后，能准确显示电动车全程行驶时间。
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5
【电涡流传感器应用】
一：电涡流涂层厚度仪
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6
电涡流涂层厚 度仪原理
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7
二、电涡流式通道安全检查门
安检门的内部设置有发射线
圈和接收线圈。当有金属物体通
过时，交变磁场就会在该金属导
体表面产生电涡流，会在接收线
圈中感应出电压，计算机根据感
应电压的大小、相位来判定金属
霍尔接近传感器的外形图
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20
当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应 而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而 控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 霍尔接 近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控 制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测 等等。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点， 内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。
CAN总线活动讲座十：CAN总线基础扫盲讲座
CAN总线作为一种工业界的流行总线广泛应于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等各个行业中，它是是一种多主机局域网，所以这样一种总线的潜力是很巨大的，接下来将写几篇入门的小文章，来介绍一下CAN的学习和开发方法，主要是配合我们的开发板，其实入门还是很容易的，通过这几篇文章如果你能建立起一个初步的概念，能够自己搭起自己的一个节点（包括硬件和软件），那就说明你学会了CAN的基本开发技术，实际的工业现场CAN的开发不是那么简单，包括很多要考虑的因素如隔离、可靠性等，但是我们作为初学者建立起基本的概念还是很重要的，基础一旦打好，等到了实际工作中，就会如鱼得水，所以希望正要或是想开发CAN的朋友们能够喜欢这一系列小文章，如果某一篇甚至是某一句话能够给你带来启迪，那将是我最最高兴的，希望大家踊跃评论或是参与讨论，给我一下写下去的信心，呵呵，可以加入我们的群。
下面正题正式开始喽！第一篇，当然要介绍一下什么是“能”总线（CAN总线）呵呵图1. 汽车中的CAN“身影”一、什么是CAN ?CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN 控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。
实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。
例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。
CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。
另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力．二、CAN 是怎样发展起来的？CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。
电感传感器专业知识讲座
1A 0 A
A2
导磁体相对磁导率μr>>1
Rm
l l
1 A
l
0 A
1
0 A
l
l
r
l
1
0 A
l
l
( r
r
1)
r 1,
Rm
1
0 A
l
l r r
引入常数
k 0N 2 A
则：
L N 2 N 2 Ao k 1
Rm
l
l
r
l
l
r
非线性关系
引入“磁路等效磁导率μe”
e
l
lr l r
Rm
l
<2>设 la l , 为零时，使
Uo 0
u0 u1 u2 输出电压
b.差动螺管式电感传感器
线圈轴向磁场分布曲线
曲线1，2是单个线圈旳轴 向磁场分布；曲线3是差动 线圈旳轴向磁场分布。 结论：电压敏捷度和线性 度优于单线圈传感器。
三.电感线圈旳等效电路
Rc 铜耗电阻；
C 线圈匝间的电容和
1、增长N；
2、增长Aa，
3、采用高导磁率旳材料，以增长 e 。
（五）电压输出特征 a.大位移电感传感器电原理图及输出特征
传感器
当 la l' 敏捷度提升，非线 性改善。
u1_线圈用交流恒流源鼓励
•
U 1 随L改变而改变， 即随 la 而变 u2 起补偿作用 (抵消非线性误差）
<1>克服非线性
总磁阻：
3
Rm Ri Rm1 Rm2 Rm3 i 1
l1 l2 l
1 A1 2 A2 0 A
设，磁路中，线圈匝数为N，则电感为：
传感器及现场总线基础知识讲座共89页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
传感器及现场总线基础知识讲座一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
传感器的一些基本概念与常识PPT课件
于传输或测量的可用输出信号（一般为电信号）的部分。
3. 信号调理电路：是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、
处理和控制的有用电信号的电路。
类型视转换元件的分类而定，经常采用的有电桥电路、放大器、振 荡器、阻抗变换、补偿及其它特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调宽 电路等。
4. 辅助电路：通常指电源，即交、直流供电系统。
不重复性一般采用下式的极限误差式表示：
Ex
max10% 0 YFS
式中Δmax——输出最大不重复误差；
YFS ——满量程输出值。
不重复性误差一般属于随机误差性质，按极限误差公式计算不太合理。 不重复性误差可以通过校准测得。根据随机误差的性质，校准数据的离 散程度随校准次数不同而不同，其最大偏差值也不一样。因此，重复性精选PBiblioteka T课件83、传感器分类
精选PPT课件
9
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10
4、传感器的一般特性
一种传感器就是一种系统，一个系统总可以用一个数学方程式或函数来描 述。即用某种方程式或函数表征传感器的输出和输入间的关系和特性。
从传感器的静态输入－输出关系建立的数学模型叫静态模型；
从传感器的动态输入－输出关系建立的数学模型叫动态模型。
误差E z 可按下式计算：
Ez 2Y ~F3S10% 0 式中 为标准偏差，可用贝赛尔公式求得。
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18
迟滞(回差滞环)现象
迟滞特性能表明传感器在正向(输入量增大)行程 和反向(输入量减小)行程期间，辅出-输入特性曲线 不重合的程度。
对于同一大小的输入信号 x ，在 x 连续增大的行 程中，对应某一输出量为 yi ，在 x 连续减小过程中， 对应于输出量为 yd 之间的差值叫做滞环误差，这就 是所谓的迟滞现象。该误差用 E 表示为
3. 信号调理电路：是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、
处理和控制的有用电信号的电路。
类型视转换元件的分类而定，经常采用的有电桥电路、放大器、振 荡器、阻抗变换、补偿及其它特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调宽 电路等。
4. 辅助电路：通常指电源，即交、直流供电系统。
不重复性一般采用下式的极限误差式表示：
Ex
max10% 0 YFS
式中Δmax——输出最大不重复误差；
YFS ——满量程输出值。
不重复性误差一般属于随机误差性质，按极限误差公式计算不太合理。 不重复性误差可以通过校准测得。根据随机误差的性质，校准数据的离 散程度随校准次数不同而不同，其最大偏差值也不一样。因此，重复性精选PBiblioteka T课件83、传感器分类
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10
4、传感器的一般特性
一种传感器就是一种系统，一个系统总可以用一个数学方程式或函数来描 述。即用某种方程式或函数表征传感器的输出和输入间的关系和特性。
从传感器的静态输入－输出关系建立的数学模型叫静态模型；
从传感器的动态输入－输出关系建立的数学模型叫动态模型。
误差E z 可按下式计算：
Ez 2Y ~F3S10% 0 式中 为标准偏差，可用贝赛尔公式求得。
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18
迟滞(回差滞环)现象
迟滞特性能表明传感器在正向(输入量增大)行程 和反向(输入量减小)行程期间，辅出-输入特性曲线 不重合的程度。
对于同一大小的输入信号 x ，在 x 连续增大的行 程中，对应某一输出量为 yi ，在 x 连续减小过程中， 对应于输出量为 yd 之间的差值叫做滞环误差，这就 是所谓的迟滞现象。该误差用 E 表示为
PLC 技术培训班(第5讲)现场总线介绍ppt课件
25
.
27.04.2020
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(3)以现场总线技术，自动化技术，计算机网络及信息集 成技术，计算机软件技术为核心，推出基于现场总线技术 的先进控制系统平台．不局限于工业自动化领域 ,可广泛 应用于市政建设，交通运输，能源电力，环保工程，智能 楼宇及住宅小区的自动化控制及监控系统．
18
.
27.04.2020
现场总线的主要优点
(1)基于现场总线的自动化监控系统增强了现场级信息集成 能力，现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更 好地满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求，系统除 完成远程控制，还可完成远程参数化工作． (2)开放式，互操作性，互换性，可集成性，不同厂家产品 只要使用同一总线标准，就具有互操作性，互换性，因此 设备具有很好的可集成性．系统为开放式，允许其它厂商 将自己专长的控制技术集成到通用系统中去，因此，市场 上将会出现许多面向行业特点的监控系统．
20
.
27.04.2020
成熟的现场总线应该具有的技术特点
目前，国际上流行的现场总线技术有很多，但一 种成熟的现场总线技术应该包括以下特点：
(1)现场总线组织：一个由产品制造商，系统集 成商，研究院所组成的企业组织联盟，负责管理 现场总线的技术标准，研发，市场拓展，技术信 息交流，产品技术认证等工作． (2)现场总线标准：一部无知识产权保护，开放的 现场总线技术标准．
的发展则为研究开发现场总线提供了技术基础．
7
.
27.04.2020
现场总线技术产生的背景
传统控制系统有诸多不足：控制器与现场设备之间 靠I/O连线连接，传送4-20 ma模拟量信号或24V DC 等开关量信号，并以此监控现场设备．这样，控制 器获取信息量有限，大量的数据如设备参数，故障 及故障记录等数据很难得到．底层数据不全，信息 集成能力不强，不能完全满足自动化系统对底层数 据的要求；除现场设备均靠标准4-20 ma／24V DC连 接外，系统其它软，硬件通常只能使用一家产 品．不同厂家产品之间缺乏互操作性，互换性，因 此开放性，可集成性差．
传感器的基本知识PPT教案
➢并不或是测所量有的的电传信感号器必须、记包录括、敏控感制元和件和转换元件。
➢如果敏感元件直接输出的传输是的电可量用，电它信就同时兼为转换元件
➢如果转换元件能直接感受号被测量而输出与之成一定关系的
电量，它就同时兼为敏感元件。例如压电晶体、热电偶、热
敏感电阻及光电器件等。敏感元件与转换元件两者合二为一
被测量
传感器
测量电路
指示仪
记录仪
电源
伺服控制
2021/5/3
图1-1 开环自动测控系统框图
12
返回
组成：传感器、测量电路、 显示记录装置或调节执行装置、电源
给定元件 ＋ － －
调节元件
执行元件
对象
记录 显示
2021/5/3
信息处理 检测电路
传感器
图1-2 闭环自动测控系统框图
13
输出
返回
一个完整的自动测控系统，一般由传感器、 测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电 源四部分组成。
2021/5/3
5
自动检测系统与人体信息测控过程的比较
人眼——传感器 大脑——计算机 人手——执行机构
2021/5/3
6
一、检测技术
1、 检测(Detection)：就是对系统中各被测对象的 信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物 理效应，将物质世界的有关信息通过检查与测 量的方法赋予定量或定性结果的过程。
周期、记数、 统计分布
速度
线速度 角速度
速度、振动、流量、动量 转速、角振动、角动量
温度 光
热容、气体速度、 涡流
光通量与密度、 光谱分布
线加速度
振动、冲击、质量
湿度 水分、水气、露点
CAN-bus现场总线基础教程【第7章】CAN总线应用层协议(DeviceNet)-DeviceNet传感器从站设备的开发(29)
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第7章 CAN 总线应用层协议——DeviceNet1.1 DeviceNet 传感器从站设备的开发传感器设备是工业自动化、仪器仪表及其它的生产活动中使用最广泛的设备之一。
使用传感器也是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
早期传感器设备都是直接与控制器进行连接，并且各个传感器设备之间无法进行通信。
在一个庞大的控制系统中，可能拥有各种各样的传感器设备，采用传统的点对点通信方式，会导致整个系统布线复杂、运行效率低、维护成本高等缺点。
CAN 总线的推出使得系统布线得到最大程度的改善，基于CAN 总线应用层的DeviceNet协议不仅改变了设备与控制系统之间的通信方式，更增加了设备级的诊断功能。
1.1.1 XGate-DVN10简介广州致远电子股份有限公司长期致力于DeviceNet 产品的研发，推出了一款非常易于使用、稳定可靠的DeviceNet 从站协议转换模块——XGate-DVN10。
作为通用DeviceNet 从站设备，其内部已经集成了从站协议栈代码，且所有功能通过ODVA 的一致性测试软件（A21）的测试，保证了与其它DeviceNet 设备的良好兼容性。
XGate-DVN10为DIP24封装，拥有较小的占位面积（6cm 2），使其更容易集成到用户设备中。
其硬件设计比较简单，图7.1所示为XGate-DVN10应用简图，用户只需要将模块嵌入到传感器设备中，与CPU 的串口连接便可完成设计。
图7.1 XGate 设计框图本小节将介绍如何利用XGate-DVN10模块设计一款基于DeviceNet 从站协议的多功能传感器模块。
1.1.2 传感器模块硬件设计本节所设计的传感器系统包含了4路温度和8路霍尔传感器信号。
温度传感器使用线性度较好的模拟温度传感器，并采用12位的模拟数字转换芯片（A/D ）对信号进行采集。
CAN总线活动讲座二十七：温度传感器应用
]CAN总线活动讲座二十七：温度传感器应用
上位机和下位机之间的通信其实应用很广，通常I卡讣儿是PC,下位机就是以DSP. MCI； FPGA 等为核心的板级系统，它们之间的通信方案可以有多种，串口，并口，USB 口，PCI 口，1394
以及网口等。
选择哪一种要视情况而定。
上位机的编程实际就是一个协议的编写，明白了你要做的，合理设计一下通信程序，就可
以编写出一个满足要求的程序了。
目前比较流行的程序有VC, C,VB, Delphi等，这几个都是资格很老的了。
在测控测控领域目前Labview也很流行，NI公司的虚拟仪器软件功能十分强大，有兴趣的可以去仔细看一下，相信看过的朋友肯左会为它的简单强大所征服"我当
初除此接触到Labview的时候，就觉得真是比VC, VB方便多了。
用VC, VB编制个仪表界面简直是痛苦的过程，而在Labview中，你所要做的就是''向界面中一拖”，所以以前写VC 等程序是“写”出来的，现在用Labview就是“画”出来的.
这个小程序是用Labview来控制我们CAN学习板上的数码管显示，如下图:
在显示数值中写入要显示的数字，然后点“发送”按扭，can学习板上的四个数码
Labvie 管就会和程序界而中显示的一样，当然它们之间就是用串口通讯，很简单。
大家看一下程
序就明白了。
我这里先给出生成的exe 文件和单片机的程序。
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屏蔽层，因而对其安装的要求相对简单宽松
。
非齐平式:与齐平式相比，其内部不具有屏蔽层。因而在安
装时应特别注意与周围非检测金属物体、金属安装支架、 与周围其它传感器的间距等安装要求，应按照样本中的相 关要求进行安装！
11
2008/07/24 星期四
电感式传感器的安装:
齐平式传感器的安装 节省安装空间
非齐平式 传感器的安装
Hall
霍尔传感器 当一个磁场垂直作用于导体，会在电导体中垂直电流方向上产生一个电压。
非激励状态: 无磁场作用时, 没有 “Hall” 电压产生。 激励状态: 当有磁场作用时，会使导体中的电荷发生偏转，从而能在 与电流流动方向相垂直的方向上测得一个电压值。
霍尔电极
电子电路
39
2008/07/24 星期四
4
2008/07/24 星期四
电感式接近开关 的要点介绍
电感式传感器工作原理:
输出信号
振荡电路
放大器
输出
外界的金属性导体接近磁场并到达感应区时,在金属导体 内产生涡流效应,从而导致LC振荡电路振荡减弱,振幅变 小(阻尼现象).这一振荡变化即被开关的后置电路放大处 理并转换为一个确定的输出信号,从而达到非接触式目标 检测之目的.
泡沫, 毛皮
检测物的最小要求尺寸在样本中
26
2008/07/24 星期四
超声波传感器并不被下列因素所影响: 颜色 ; 透明度; 传导率; 许多环境因素：灰尘,雨水,烟雾
超声波传感器的影响因素:
空气运动 高温 温变 极大的噪音
27
2008/07/24 星期四
超声波传感器较光电传感器的优点
直接反射式具有大检测距离可达 6m 不受检测物颜色的影响 能够检测距离6m处的物体 抗干扰能力强
46
2008/07/24 星期四
元件位置
47
2008/07/24 星期四
元件位置
正是基于特殊的测量原理和结构，使得流量控制器具有 上述的优异工作性能。
12
2008/07/24 星期四
电感式传感器的开关距离:
定义 : 表示当开关接通时检测目标与传感器感应面之间的 距离. 额定开关距离(Sn): 采用标准检测物轴向测得; 制造误差和外部影响不被考虑; 样本中只标注额定工作距离;
标准检测物: 方形金属块; 材料为ST37;厚度为1mm; 外形尺寸为3倍额定工作距离,前提是如果3Sn超过感 应面直径,否则应大于感应面直径. 可用工作距离(Sa): 1)在允许温度和电压范围内的可靠工作距 离: Sa < 0.81Sn
磁阻式传感器
Turck (Festo), Balluff, p+f
霍尔传感器
IFM old, Bosch
舌簧触点型
Turck, Festo, Sick, Balluff, ....
35
2008/07/24 星期四
工作原理 磁感式
感应元件 磁感应传感器环形框架的组成：
带有振荡线圈的振荡器 非闭合框架作为“衰减目标” "attenuation target"
9
2008/07/24 星期四
电流环
电感式传感器的安装:
齐平式: 传感器埋入金属性基座内,其有效感应工作 表面与基座面齐平.
TURCK
非齐平式:传感器埋入金属性基座内,其有效感应工作 表面突出安装基座表面.
Fe
TURCK
10
2008/07/24 星期四
电感式传感器的安装:
齐平式: 由于在传感器内部的两侧集成有防干扰的
19
2008/07/24 星期四
电容式接近开关外形:
20
2008/07/24 星期四
电容式接近开关:
典型应用: .物/液位检测
.传送带张力检测
.断线检测
21
2008/07/24 星期四
超声波传感器
Ultrasonic-sensors
22
2008/07/24 星期四
超声波传感器工作原理
它发射一蔟短的超声波脉冲… …然后等待回波
6
2008/07/24 星期四
电感式传感器工作原理:
外界的金属物体 对传感器的高频 振荡产生非接触 式感应作用.
线圈 磁场
线圈 被测物
7
2008/07/24 星期四
电感式传感器工作原理:
铁芯 铁芯
振荡电路
振荡电路
磁场
线圈
线圈
8
2008/07/24 星期四
电感式接近开关原理
激励触发
在目标检测物处感应出电流环。这个感应 电磁场与接收线圈产生互感作用，进而在 接受线圈上得到了一个电压变化量。 因为系统的“ 对称性” (线圈/磁场) 受到 影响，电压差决定检测距离。 检测目标物
开关量/模拟量 检测范围 : 可通过电位器或 RU-PDI编 程设定
25
2008/07/24 星期四
Which objects can be detected?
所有反射声波的被测物都要求足够大 反射效果好的反射体
3金属, 玻璃, 石头, 木材, 液体
反射效果不好的反射体
纱织品, 沙子, 谷物
反射效果差的反射体
45
2008/07/24 星期四
工作原理
基于热交换的工作原理
当给设备上电后， 加热线圈将电能转化 成热能。如果管道内 没有介质流动，两个 热敏电阻反映出的电 阻偏差是一个固定值 。而当流体介质流过 流量控制器时，加热 线圈产生的热量将被带走一部分（取决于介质的流速） ，从而使加热线圈的温度相应降低，同时使两只热敏电 阻之间的偏差值改变，最终的结果使得电桥的输出电压 改变。通过测量、比较桥路的输出电压值，就可以准确 的了解流体介质的实际流动状态。
32
2008/07/24 星期四
介绍
气缸活塞位置指示
传感器 磁场
磁性活塞
铝气缸壁
33
2008/07/24 星期四
介绍
由磁体激励的接近开关
磁场
S 激励磁体
N 传感器
34
2008/07/24 星期四
工作原理
磁感应传感器能够以不同的原理进行 工作: 磁感式传感器
Turck (Fe 反应时间 x 声速 / 2
根据这个声速和反应时间，传感器能计算 出到被测物的距离。
23
2008/07/24 星期四
超声波传感器的工作范围
盲区 检测范围
传感器
编程 开关/模拟 检测范围
24
2008/07/24 星期四
超声波传感器检测范围的调整 :
盲区 : 不能被改变
检测范围 : 能用RU-PDI装置编程设定
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2008/07/24 星期四
电感式传感器的防护级别:
外壳对固体和液体的防护. IP65:完全防尘保护和直立部分压力下的完全接触保护,防尘和淋水
IP67: 完全防尘保护和直立部分压力下的完全接触保护.水下1m,
30分钟不渗水. IP68: 兼容IP67的内容 -24小时置于+70 º C -24小时置于-25 º C -水下1m连续放置7天 - +70 º C~-25º C每温变10º C放置1小时. IP69K : 抗高压冲洗 DIN 40050-9标准,基于EN60529
电容式接近开关工作原理
电磁场
电极
目标物 (绝缘体)
电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成,很象 打开的电容器的电极.两电极连接在高频振子的反馈回路 中.该高频振子无测试目标时不感应.当测试目标接近传感 器表面时,它就进入了由这两个电极构成的电场,引起两电 极间耦合电容增加,电路开始振荡,每一振荡的振幅均由一 数据分析电路测得,并形成开关信号.
41
2008/07/24 星期四
流体控制产品
42
2008/07/24 星期四
43
2008/07/24 星期四
热交换原理
44
2008/07/24 星期四
工作原理
基于热交换的工作原理
流量控制器是基于热交换原理设计的（热传递/热损失过程 ）。其内部使用了两个热敏电阻（与RTD相似，但不是标 准的RTD），组成一个惠斯通电桥,其中一只电阻受被监测 流体介质温度的影响,另一只连接到一个加热元件上。
14
2008/07/24 星期四
电感式接近开关外形
圆柱型
特殊外形
方形-紧凑型
方形-CP40,CK40
15
2008/07/24 星期四
方形-CP80,K90SR
第一类：圆柱形外壳，
是市场上最常见的外形！
• 包括金属材质和非金属材质两类 • 标准材质： 金属-黄铜， 非金属-塑料 • 可提供的其它材质：不锈钢，外镀肽氟胧，PVDF。 • 外形特点：安装方便简单。 特别是：M12，M18和 M30型具有广泛的应用性
CP40 & CK40
CP80 & Q80
第三类：Q-Pak系列小方型传感器
• 可选多种连接方式：直接出导线式，接插件式和接线端子式。 • 外形小巧，检测面位臵多样化。 • 与圆柱型传感器相比，小方型系列传感的外形尺寸通常不具有 市场的通用性，各制造厂家在这个系列的外形设计上通常存在差 异！ • 检测距离适中。
Uh>0 h=0
S S
工作原理
REED
舌簧触点型 舌簧触点型传感器是一种机械触点开关，这个触点能够被磁场触发 而闭合。
非激励状态: 静止状态触点开 （常开模式） 激励状态: 磁场会拉动一个簧片到另一触点，从而触点闭合
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S
工作原理
优点/缺点
舌簧触点型 优点: 便宜且具有极高的电流负载能力 缺点: 触点有噪音，会磨损，通常敏感范围非常小 （无开关点或多开关点） 磁感式传感器 优点: 敏感范围大，低电流消耗，有Namur版本 缺点: 小型化有限制 霍尔传感器 优点: 分辨磁场方向的廉价方案 缺点: 大电流消耗 磁阻式传感器 优点: 特别紧凑 缺点: 目前仍然很贵
。
非齐平式:与齐平式相比，其内部不具有屏蔽层。因而在安
装时应特别注意与周围非检测金属物体、金属安装支架、 与周围其它传感器的间距等安装要求，应按照样本中的相 关要求进行安装！
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2008/07/24 星期四
电感式传感器的安装:
齐平式传感器的安装 节省安装空间
非齐平式 传感器的安装
Hall
霍尔传感器 当一个磁场垂直作用于导体，会在电导体中垂直电流方向上产生一个电压。
非激励状态: 无磁场作用时, 没有 “Hall” 电压产生。 激励状态: 当有磁场作用时，会使导体中的电荷发生偏转，从而能在 与电流流动方向相垂直的方向上测得一个电压值。
霍尔电极
电子电路
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2008/07/24 星期四
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2008/07/24 星期四
电感式接近开关 的要点介绍
电感式传感器工作原理:
输出信号
振荡电路
放大器
输出
外界的金属性导体接近磁场并到达感应区时,在金属导体 内产生涡流效应,从而导致LC振荡电路振荡减弱,振幅变 小(阻尼现象).这一振荡变化即被开关的后置电路放大处 理并转换为一个确定的输出信号,从而达到非接触式目标 检测之目的.
泡沫, 毛皮
检测物的最小要求尺寸在样本中
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2008/07/24 星期四
超声波传感器并不被下列因素所影响: 颜色 ; 透明度; 传导率; 许多环境因素：灰尘,雨水,烟雾
超声波传感器的影响因素:
空气运动 高温 温变 极大的噪音
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2008/07/24 星期四
超声波传感器较光电传感器的优点
直接反射式具有大检测距离可达 6m 不受检测物颜色的影响 能够检测距离6m处的物体 抗干扰能力强
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2008/07/24 星期四
元件位置
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2008/07/24 星期四
元件位置
正是基于特殊的测量原理和结构，使得流量控制器具有 上述的优异工作性能。
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2008/07/24 星期四
电感式传感器的开关距离:
定义 : 表示当开关接通时检测目标与传感器感应面之间的 距离. 额定开关距离(Sn): 采用标准检测物轴向测得; 制造误差和外部影响不被考虑; 样本中只标注额定工作距离;
标准检测物: 方形金属块; 材料为ST37;厚度为1mm; 外形尺寸为3倍额定工作距离,前提是如果3Sn超过感 应面直径,否则应大于感应面直径. 可用工作距离(Sa): 1)在允许温度和电压范围内的可靠工作距 离: Sa < 0.81Sn
磁阻式传感器
Turck (Festo), Balluff, p+f
霍尔传感器
IFM old, Bosch
舌簧触点型
Turck, Festo, Sick, Balluff, ....
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2008/07/24 星期四
工作原理 磁感式
感应元件 磁感应传感器环形框架的组成：
带有振荡线圈的振荡器 非闭合框架作为“衰减目标” "attenuation target"
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2008/07/24 星期四
电流环
电感式传感器的安装:
齐平式: 传感器埋入金属性基座内,其有效感应工作 表面与基座面齐平.
TURCK
非齐平式:传感器埋入金属性基座内,其有效感应工作 表面突出安装基座表面.
Fe
TURCK
10
2008/07/24 星期四
电感式传感器的安装:
齐平式: 由于在传感器内部的两侧集成有防干扰的
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电容式接近开关外形:
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2008/07/24 星期四
电容式接近开关:
典型应用: .物/液位检测
.传送带张力检测
.断线检测
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2008/07/24 星期四
超声波传感器
Ultrasonic-sensors
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2008/07/24 星期四
超声波传感器工作原理
它发射一蔟短的超声波脉冲… …然后等待回波
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电感式传感器工作原理:
外界的金属物体 对传感器的高频 振荡产生非接触 式感应作用.
线圈 磁场
线圈 被测物
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电感式传感器工作原理:
铁芯 铁芯
振荡电路
振荡电路
磁场
线圈
线圈
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2008/07/24 星期四
电感式接近开关原理
激励触发
在目标检测物处感应出电流环。这个感应 电磁场与接收线圈产生互感作用，进而在 接受线圈上得到了一个电压变化量。 因为系统的“ 对称性” (线圈/磁场) 受到 影响，电压差决定检测距离。 检测目标物
开关量/模拟量 检测范围 : 可通过电位器或 RU-PDI编 程设定
25
2008/07/24 星期四
Which objects can be detected?
所有反射声波的被测物都要求足够大 反射效果好的反射体
3金属, 玻璃, 石头, 木材, 液体
反射效果不好的反射体
纱织品, 沙子, 谷物
反射效果差的反射体
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2008/07/24 星期四
工作原理
基于热交换的工作原理
当给设备上电后， 加热线圈将电能转化 成热能。如果管道内 没有介质流动，两个 热敏电阻反映出的电 阻偏差是一个固定值 。而当流体介质流过 流量控制器时，加热 线圈产生的热量将被带走一部分（取决于介质的流速） ，从而使加热线圈的温度相应降低，同时使两只热敏电 阻之间的偏差值改变，最终的结果使得电桥的输出电压 改变。通过测量、比较桥路的输出电压值，就可以准确 的了解流体介质的实际流动状态。
32
2008/07/24 星期四
介绍
气缸活塞位置指示
传感器 磁场
磁性活塞
铝气缸壁
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2008/07/24 星期四
介绍
由磁体激励的接近开关
磁场
S 激励磁体
N 传感器
34
2008/07/24 星期四
工作原理
磁感应传感器能够以不同的原理进行 工作: 磁感式传感器
Turck (Fe 反应时间 x 声速 / 2
根据这个声速和反应时间，传感器能计算 出到被测物的距离。
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2008/07/24 星期四
超声波传感器的工作范围
盲区 检测范围
传感器
编程 开关/模拟 检测范围
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2008/07/24 星期四
超声波传感器检测范围的调整 :
盲区 : 不能被改变
检测范围 : 能用RU-PDI装置编程设定
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2008/07/24 星期四
电感式传感器的防护级别:
外壳对固体和液体的防护. IP65:完全防尘保护和直立部分压力下的完全接触保护,防尘和淋水
IP67: 完全防尘保护和直立部分压力下的完全接触保护.水下1m,
30分钟不渗水. IP68: 兼容IP67的内容 -24小时置于+70 º C -24小时置于-25 º C -水下1m连续放置7天 - +70 º C~-25º C每温变10º C放置1小时. IP69K : 抗高压冲洗 DIN 40050-9标准,基于EN60529
电容式接近开关工作原理
电磁场
电极
目标物 (绝缘体)
电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成,很象 打开的电容器的电极.两电极连接在高频振子的反馈回路 中.该高频振子无测试目标时不感应.当测试目标接近传感 器表面时,它就进入了由这两个电极构成的电场,引起两电 极间耦合电容增加,电路开始振荡,每一振荡的振幅均由一 数据分析电路测得,并形成开关信号.
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2008/07/24 星期四
流体控制产品
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2008/07/24 星期四
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2008/07/24 星期四
热交换原理
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2008/07/24 星期四
工作原理
基于热交换的工作原理
流量控制器是基于热交换原理设计的（热传递/热损失过程 ）。其内部使用了两个热敏电阻（与RTD相似，但不是标 准的RTD），组成一个惠斯通电桥,其中一只电阻受被监测 流体介质温度的影响,另一只连接到一个加热元件上。
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2008/07/24 星期四
电感式接近开关外形
圆柱型
特殊外形
方形-紧凑型
方形-CP40,CK40
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2008/07/24 星期四
方形-CP80,K90SR
第一类：圆柱形外壳，
是市场上最常见的外形！
• 包括金属材质和非金属材质两类 • 标准材质： 金属-黄铜， 非金属-塑料 • 可提供的其它材质：不锈钢，外镀肽氟胧，PVDF。 • 外形特点：安装方便简单。 特别是：M12，M18和 M30型具有广泛的应用性
CP40 & CK40
CP80 & Q80
第三类：Q-Pak系列小方型传感器
• 可选多种连接方式：直接出导线式，接插件式和接线端子式。 • 外形小巧，检测面位臵多样化。 • 与圆柱型传感器相比，小方型系列传感的外形尺寸通常不具有 市场的通用性，各制造厂家在这个系列的外形设计上通常存在差 异！ • 检测距离适中。
Uh>0 h=0
S S
工作原理
REED
舌簧触点型 舌簧触点型传感器是一种机械触点开关，这个触点能够被磁场触发 而闭合。
非激励状态: 静止状态触点开 （常开模式） 激励状态: 磁场会拉动一个簧片到另一触点，从而触点闭合
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S
工作原理
优点/缺点
舌簧触点型 优点: 便宜且具有极高的电流负载能力 缺点: 触点有噪音，会磨损，通常敏感范围非常小 （无开关点或多开关点） 磁感式传感器 优点: 敏感范围大，低电流消耗，有Namur版本 缺点: 小型化有限制 霍尔传感器 优点: 分辨磁场方向的廉价方案 缺点: 大电流消耗 磁阻式传感器 优点: 特别紧凑 缺点: 目前仍然很贵