项目九传感器的综合应用

项目九传感器的综合应用学习目标1．了解自动生产线中各种位置检测传感器。2．掌握位置检测传感器的工作原理和使用方法等。3．了解模糊控制洗衣机中各种传感器的作用和工作原理。4．了解现代汽车中使用的各种传感器的作用和工作原理。本章任务任务一传感器在自动生产线中的应用任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用任务三传感器在现代汽车中的应用在各类自动线中，常用的传感器有各种接近开关、位移传感器、压力传感器、流量传感器、温湿度传感器、图像传感器等许多类型.主要介绍自动线中大量使用的各种位置检测传感器。任务一传感器在自动生产线中的应用一、光电开关及应用光电开关是通过把光的强度变化转变为电信号变化，并以此实现控制的一种电子开关，它对金属或非金属都能作出反应，无机械磨损，无电火花，是一种安全、可靠、长寿命、无触点的开关。任务一传感器在自动生产线中的应用光电开关的外形光电开关对射式光电开关反光板反射式光电开关扩散反射式光电开关任务一传感器在自动生产线中的应用光电开关类型1-发射器；2-接收器；3-被测物；4-反射镜任务一传感器在自动生产线中的应用基本光电开关电路任务一传感器在自动生产线中的应用散射型价格便宜，安装最为方便，只要不是全黑的物体均能产生漫反射，它的检测距离与被测物的黑度有关，一般较小，只有几百毫米。反射型光电开关安装时，需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果，反射镜反射型光电开关的检测距离一般可达几米。遮断型光电开关的反射器和接收器分开相对安放，轴线严格对准。不会产生误动作，但安装复杂，价格较贵，检测距离可达十几米。任务一传感器在自动生产线中的应用散射型光电开关检测物料1、散射型光电开关检测物料如图所示。用散射型光电开关，再配亮通光控电路，就能实现检测目的。任务一传感器在自动生产线中的应用反射镜反射型光电开关检测物料2．反射镜反射型光电开关检测物料反射镜一般使用偏光三角棱镜，将光源发出的光转变成波动方向严格一致的偏振光反射回去。光敏元件表面覆盖一层偏光透镜，使它只接收反射镜反射回来的偏振光，而不响应表面光亮物体反射的各种非偏振光。任务一传感器在自动生产线中的应用产品计数装置原理图3．遮断型光电开关检测物料反射器和接收器分开相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，光束被遮挡，V1不通，导致V2截止，输出U0为高电平；当被测物体离开时，V1导通，V2也导通，输出U0为低电平。任务一传感器在自动生产线中的应用二、磁性开关及应用磁性开关是一种非接触式位置检测开关，是通过磁铁来感应的，这个“磁”就是磁铁，开关就是干簧管。干簧管是干式舌簧管的简称，是一种有触点的无源电子开关元件，具有结构简单，体积小巧、便于控制等优点。任务一传感器在自动生产线中的应用磁性开关的外形和符号图（a）外形图（b）符号任务一传感器在自动生产线中的应用在自动生产线中，大量使用各类气缸，磁性开关通常用于气缸的位置检测。在气缸活塞或活塞杆上安装磁环，在气缸缸外的两端（根据实际伸出和缩回的距离要求调整）各安装一个磁性开关，就可以用这两个磁性开关检测气缸运动的两个极限位置了。任务一传感器在自动生产线中的应用磁性开关用于气缸位置检测示意图任务一传感器在自动生产线中的应用磁性开关连接时，为了防止接线接反，而损坏磁性开关，通常在使用时串联限流电阻R和保护二极管D。在气缸上安装磁性开关时，先把磁性开关安装在气缸上。位置的调整方法是松开磁性开关的紧定螺钉，让磁性开关在气缸的滑轨里滑动，到达所需要的指定位置后，再旋紧紧定螺钉即可。任务一传感器在自动生产线中的应用三、霍尔接近开关及应用霍尔元件是一种磁敏元件。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。任务一传感器在自动生产线中的应用机械手限位示意图1．霍尔接近开关用于机械手限位当磁铁随机械手左右移动到距霍尔接近开关几毫米（有效动作距离内）时，霍尔接近开关的输出由高电平变为低电平，经驱动电路使继电器吸合或释放，控制机械手停止移动，起到限位的作用。任务一传感器在自动生产线中的应用钢球计数装置示意图及检测电路图2．霍尔计数装置当钢球通过霍尔开关传感器时，传感器输出峰值20mV的脉冲电压，经运算放大器放大后，驱动三极管工作，输出一个脉冲由计数器计数，并通过显示器显示检测数值。任务一传感器在自动生产线中的应用四、电涡流式接近开关及应用电涡流式接近开关。是利用导电物体在接近这个能产生电磁场的接近开关时，使导电物体内部产生涡流，这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。任务一传感器在自动生产线中的应用机械加工定位示意图所检测物体必须是导电体当传送机构将加工的零部件运送到接近传感器位置时，传感器根据规定的检出距离发出控制信号，停止传送机构的运行，此时加工刀具可对零部件进行机械加工。待加工的零部件必须是导电材料。任务一传感器在自动生产线中的应用五、光纤传感器及应用光纤传感器是随着光导纤维技术的发展而出现的新型传感器，由于它具有灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、重量轻等优点，被广泛应用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、大电流、高电压、磁场、放射性射线等物理量的测量。光纤传感器分为传感型和传光型两大类。任务一传感器在自动生产线中的应用各种光纤传感器原理示意图任务一传感器在自动生产线中的应用光纤传感器在自动生产线中的应用越来越多，在分拣系统中可用光纤传感器来分拣白色和黑色工件。任务一传感器在自动生产线中的应用六、电容式接近开关及应用电容式接近开关的被测量通常构成电容器的一个极板，而另一个极板是接近开关的外壳。当有物体移向接近开关时，电容极板的间距和介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的测量电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象不限于导体，可以是绝缘的液体或粉状物等。任务一传感器在自动生产线中的应用粉料及液体产品上下限控制电容式接近开关能检测固体和液体量的大小、多少、厚度等。如图所示，在自动生产线上，用两个电容式接近开关分别检测固体或液体装瓶量的上限和下限值，以此保证产品数量在允许的范围内。任务一传感器在自动生产线中的应用模糊控制系统:是模拟人智能的一种控制系统。对被控对象按照人们的经验、知识和判断力总结出控制规则，再借助单片机对这些信息按照模糊规则转换为控制量,来完成自动控制。模糊控制洗衣机的工作原理:通过各种传感器检测被洗衣物的质料、重量、脏污程度、脏污性质等，再通过模糊推理，选择最佳的洗涤策略对衣物进行洗涤,从而做到洗净衣物的同时节省电、水、人力和时间。任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用模糊控制洗衣机系统框图任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用布量布质检测电路模糊控制洗衣机中的传感检测系统（一）布量和布质的检测任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用水位测量电路模糊控制洗衣机中的传感检测系统（二）水位检测任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用红外光电检测浑浊度电路模糊控制洗衣机中的传感检测系统（三）浑浊度检测任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用任务二传感器在模糊控制洗衣机中的应用模糊控制洗衣机中的传感检测系统（四）水温检测单片机根据不同的衣质决定水温的高低。水温检测可用热敏电阻或半导体集成温度传感器来测定。洗衣机水温一般为4～40℃,在该温度范围内半导体集成温度传感器MTS102线性好,温度敏感,水温检测中常选用之。汽车用传感器按其功能可分为两大类：一类是使驾驶员了解汽车各部位状况的测量传感器；另一类是用于控制汽车运行状态的控制用传感器。任务三传感器在现代汽车中的应用汽车用传感器的种类与检测对象种类检测对象温度传感器冷却水、排出气体、吸入空气、发动机机油、室内外空气等压力传感器进气歧管、大气压力、燃烧压、发动机油压、制动压、各种泵压、胎压等转速传感器曲柄转角、曲柄转数、车轮转速等速度、加速度传感器车速、加速度等流量传感器吸入空气流量、燃料流量、排气再循环量、二次空气量、冷媒流量等液量传感器燃料、冷却水、电解液、洗窗器液、机油、制动液等位移方位传感器节气门开度、排气再循环阀开量、车高（悬梁、位移）、行驶距离、行驶方位等排气浓度传感器氧气、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、柴油烟度等其他传感器转矩、爆震、燃料酒精成分、湿度、玻璃结露、蓄电池电压与容量、荷重、冲击、轮胎失效率、饮酒鉴别等。任务三传感器在现代汽车中的应用电控单元的外形图汽车整个工作过程是在电子控制单元ECU（ElectronicControlUnit）的控制下进行的任务三传感器在现代汽车中的应用电控单元的内部原理框图及输入输出信号任务三传感器在现代汽车中的应用发动机控制用传感器温度传感器压力传感器旋转传感器流量传感器汽体浓度传感器爆震传感器任务三传感器在现代汽车中的应用底盘控制用传感器变速器控制用传感器悬架系统控制用传感器动力转向系统用传感器防抱死制动传感器任务三传感器在现代汽车中的应用车身控制用传感器主要有应用于自动空调系统中的多种温度传感器、风量传感器、日照传感器等，车门未关紧报警传感器、保险带未系传感器、安全气囊系统中的加速度传感器，亮度自控中光传感器，死角报警系统中的超声波传感器、图像传感器等。任务三传感器在现代汽车中的应用胎压监测传感器胎压监测系统是在每一个轮框内安装微型压力传感器及无线发射系统，它们能够精确地测量轮胎的气压和温度并将这些信息通过无线发射器传输到安装在车内的接收器上。当轮胎压力太低时，系统会自动发出警报，提醒驾驶员及时处理。这样不但可以确保汽车在行驶中的安全，还能保护胎面，延长轮胎使用寿命并能达到省油的目的。胎压传感器一般采用压电式传感器。任务三传感器在现代汽车中的应用任务三传感器在现代汽车中的应用车用传感器发展趋势微型化多功能化集成化智能化谢谢