常用传感器的介绍及应用

光电传感器
• 光电传感器是采用光电元件作为检测元件 的传感器。它首先把被测量的变化转换成 光信号的变化，然后借助光电元件进一步 将光信号转换成电信号。光电传感器一般 由光源、光学通路和光电元件三部分组成
光电传感器分类
• 光电传感器通常可分为对射型和反射型两类。 • (1) 对射型光电传感器。 由一个发光器和一个收 光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关， 简称对射式光电开关。 • (2) 反射型光电开关。反射型光电开关把发光器 和收光器装入同一个装置内，利用反射原理完成 光电控制作用。
在等离子切割机中的应用
• 离子切割器起弧后会产 生切割电流，变化时则 产生变化磁场，利用霍 尔传感器采集并产生相 应的电压信号，传送到 高低调节器来控制割炬 的上升下降，形成一个 闭环的自动控制系统。
• 电子点焊机电源中， 霍尔电流传感器起测 量和控制作用。它的 快速响应能再现电流、 电压波形，将它们反 馈到可控整流器A、B， 可控制其输出。用斩 波器给直流迭加上一 个交流，可更精确地 控制电流
包装充填物高度检测
• 用容积法计量包装的成品， 除了对重量有一定误差范 围要求外，一般还对充填 高度有一定的要求，以保 证商品的外观质量，不符 合充填高度的成品将不许 出厂。图3所示为借助光 电检测技术控制充填高度 的原理。当充填高度h偏 差太大时，光电接头没有 电信号，即由执行机构将 包装物品推出进行处理。
霍尔传感器
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固， 体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功 耗小，频率高(可达1 MHz)，耐震动，不 怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐 蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好； 霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形 清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高 (可达μm级)。取用了各种补偿和保护措施 的霍尔器件的工作温度范围宽，可达55℃～150℃。霍尔元件应用非常广泛， 例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、 速度、加速度、角度、角速度、转数、转 速以及工作状态发生变化的时间等，转变 成电量来进行检测和控制。本文主要对翟 尔元件测量位移的诸多问题进行了研究试 验及探讨
霍 尔 传 感 器
• 所谓霍尔效应，指的是这 样一种物理现象：如果把 通有电流i的导体放在垂直 于它的磁场中，则在导体 的两侧p1、p2会产生一电 势差uh，它与电流i及磁感 应强度b成正比，与导体厚 度d成反比，即：uh＝k （ib／d），式中k为霍尔 系数。霍尔系数越大，表 明霍尔效应越显著。人们 常利用某些半导体材料 （如锗、锑化铟）显著的 霍尔效应来制成直流和低 频磁场／电压变换器。
霍尔传感器的分类
• 霍尔传感器分为线性型 霍尔传感器和开关型霍 尔传感器两种。 • （一）线性型霍尔 传感器由霍尔元件、线 性放大器和射极跟随器 组成，它输出模拟量。 • （二）开关型霍尔 传感器由稳压器、霍尔 元件、差分放大器，斯 密特触发器和输出级组 成，它输出数字量。
霍尔传感器的应用
• 霍尔传感器适用于气动、液动、气缸和活 塞泵的位置测定亦可作限位开关用。当磁 性目标接近时，产生霍尔效应经放大输出 开关信号。与电感式开关比较有以下优点， 可安装在金属中，可并排紧密安装，可穿 过金属进行检测。缺点是：距离受磁场强 度的影响及检测体接近方向的 影响，有可 能出现二个工作点，固定时不允许使用铁 质材料
震动传感器的分类
• 振动探测器可分 为：机械式振动 探测器、惯性棒 电子式振动探测 器、电动式振动 探测器、压电晶 体振动探测器、 电子式全面型振 动探测器等多种 类型。
汽车震动传感器
• 是由两条金属触片组成，其中较 长的弹性金属触片位于另一金属 触片之上。您可以轻易将这些触 片设置成简易开关：当它们相互 接触时，电流就会通过。当汽车 猛烈晃动时，弹性金属触片也会 随之晃动，并接触到下面的触片， 从而暂时形成闭合电路。。如果 小球仅从一个接触元件滚到另一 个接触元件，控制器可能根本不 会触发警报。如果有人撞到车上 引起的较大位移，车辆可能发出 警报信号：喇叭响一下，或大灯 闪一下。如果小球滚动距离较长， 控制器就会全面拉响警报。
• ATM智能震动探测 器 • 压电晶体振动探测 器。该型振动探测 器工作原理是利用 压电晶体的压电效 应，可以将施加于 其上的机械作用力 模拟信号。
在汽车分电器中的应用
• 分电器 接通或断开初级电路 将点火线圈产生的高压电按照发动 机分配给各缸火花塞 • 组成：分电器是由断电器、配电器、 电容器和点火提前调节装置组成。 • 霍尔传感器片固定在定子上 ，转子 上有和气缸数目相同的叶片，当叶 片转离磁极和霍尔基层之间的气隙 时，磁场通过霍尔基层，产生霍尔 电压。当叶片转入磁极和霍尔基层 之间的气隙时，磁力线被隔断，不 能通过霍尔基层，使霍尔电压下降 为
利用光电开关还可以进行 产品流水线上的产量统 计、对装配件是否到位 及装配质量进行检测， 例如灌装时瓶盖是否压 上、商标是否漏贴
高速数粒传感器
• 光电数粒传感器采用x， y 方向的传感器阵列， 组成2维平面光电传感 器组，通过被测物体的 运动，完成物体的识别 检测
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熄火保护装置
光电管式它是以光电管为火焰 的传感元件，以电磁阀为控制 元件。光电管在感知燃具火焰 熄灭时，发出信号，经放大后， 控制电磁阀切断燃气通路。光 电管式熄火保护装置是一种较 新的火焰检测装置，除光电管 外，还可用光电池、光敏电阻 等一系列元件作传感信号。它 主要优点是可靠性好，动作迅 速，而且可以与自动点火、各 种自动保护和报警等功能兼容
内光电效应器件
• 光敏电阻：光敏电阻又称光导管，为纯电 阻元件，其工作原理是基于光电导效应， 其阻值随光照增强而减小。 • 光电池：光电池是利用光生伏特效应把光 直接转变成电能的器件。由于它可把太阳 能直接变电能，因此又称为太阳能电池。 • 光敏二极管和光敏三极管 ：光生电势与光 电池相同，但输出电流普遍比光电池小
霍尔齿轮传感器
• 差动霍尔电路制成的霍尔齿轮传感 器，广泛用于新一代的汽车智能发 动机，作为点火定时用的速度传感 器，用于ABS（汽车防抱死制动系 统）作为车速传感器等。 • ABS中，速度传感器是十分重要的 部件。在制动过程中，控制器不断 接收来自车速齿轮传感器1和车轮 转速相对应的脉冲信号并进行处理， 得到车辆的滑移率和减速信号，按 其控制逻辑及时准确地向制动压力 调节器发出指令，调节器及时准确 地作出响应，使制动气室执行充气、 保持或放气指令，调节制动器的制 动压力，以防止车轮抱死，达到抗 侧滑、甩尾，提高制动安全及制动 过程中的可驾驭性。
振动传感器
• 能感受机械运动振动的参量(振动速度、频 率，加速度等)并转换成可用输出信号的传 感器。
振动测试方法
• • • • 机械式测量方法 光学式测量方法 电测方法 1、拾振环节。把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信 号，完成这项转换工作的器件叫传感器。 • 2、测量线路。测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变 换原理而设计的。比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、 电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化 装置等等。 • 3、信号分析及显示、记录环节。从测量线路输出的电压信号，可按 测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示 波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X—Y 记录仪等）等。也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析 仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。
相机自动对焦
• 用相机上的光电传感器将物体反射的光接受，根 据相机内部芯片的计算与处理，最后由电动对焦 装置对焦 • 被动式 • 接受景物自身的反光。 • 优点：不要发射系统，耗能小，易小型化。可以 在逆光下或透过玻璃对焦。 • 主动式 • 发射红外线、超声波或激光，然后接受反光。 • 优点：可以用于细线条物体和动体，也可以在低 反差，弱光下对焦。
• 用变频器来对交流电机 实施调速，在世界各发 达国家已普遍使用，且 有取代直流调速的趋势。 用变频器控制电机实现 调速，可节省10％以上 的电能。在变频器中， 霍尔电流传感器的主要 作用是保护昂贵的大功 率晶体管。由于霍尔电 流传感器的响应时间短 于1μs，因此，出现过 载短路时，在晶全管未 达到极限温度之前即可 切断电源，使晶体管得 到可靠的保护，如图43 所示。
光电传感器 - 应用
• 光电传感器 它可用于检测直接引 起光量变化的非电量， 如光强、光照度、辐 射测温、气体成分分 析等；也可用来检测 能转换成光量变化的 其他非电量，如零件 直径、表面粗糙度、 应变、位移、振动、 速度、加速度，以及 物体的形状、工作状 态的识别等。
光电检测
• 光电检测方法具有精度高、反应快、非接 触等优点，而且可测参数多，传感器的结 构简单，形式灵活多样，因此，光电式传 感器在检测和控制中应用非常广泛。
防止工业烟尘污染
• 防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消 除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必 须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道 里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变 化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的 光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的 光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟 道浊度的变化。