目录一、NPN/PNP原理与接线1、NPN/PNP原理2、2/3线制传感器的接线二、霍尔开关1、霍尔感应原理2、霍尔开关介绍三、光电开关四、光电传感器1、济宁科力光电2、戴迪斯科光电五、压力传感器1、概述2、主要参数六、数字光纤传感器七、导轨式温湿度传感器1、USB转485串口线2、温度传感器一、NPN/PNP原理与接线1、NPN/PNP原理▼PNP 与 NPN 型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止输出两种状态属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的即高电平和低电平。PNP 输出为高电平1NPN输出为低电平0。1PNP与NPN型分为六类①NPN-NO(常开型)Nomal Open②NPN-NC(常闭型)Nomal Close③NPN-NCNO(常开、常闭共有型)④PNP-NO(常开型)Nomal Open⑤PNP-NC(常闭型)Nomal Close⑥PNP-NCNO(常开、常闭共有型)▼PNP 与 NPN型传感器一般有三条引出线即电源线VCC(棕色)、0V线(蓝色)、OUT信号输出线(黑色)。2PNP类PNP 是指当有信号触发时信号输出线OUT 和电源线VCC 连接相当于输出高电平的电源线。对于 PNP-NO型在没有信号触发时输出线是悬空的就是 VCC电源线和 OUT线断开。有信号触发时发出与 VCC电源线相同的电压也就是 OUT线和电源线 VCC 连接输出高电平VCC。对于 PNP-NC型在没有信号触发时发出与 VCC电源线相同的电压也就是OUT线和电源线VCC 连接输出高电平VCC。当有信号触发后输出线是悬空的就是 VCC电源线和 OUT线断开。对于 PNP-NCNO型其实就是多出一个输出线OUT根据需要取舍。3NPN类NPN 是指当有信号触发时信号输出线OUT 和 0V线连接相当于输出低电平0V。对于 NPN-NO型在没有信号触发时输出线是悬空的就是 0V线和 OUT线断开。有信号触发时发出与0V相同的电压也就是 OUT线和 0V线连接输出输出低电平 0V。对于 NPN-NC型在没有信号触发时发出与 0V线相同的电压也就是 OUT线和 0V线连接输出低电平 0V。当有信号触发后输出线是悬空的就是 0V线和 OUT线断开。对于 NPN-NCNO型和 PNP-NCNO型类似多出一个输出线 OUT及两条信号反相的输出线根据需要取舍。2、2/3线传感器的接线二、霍尔开关1、霍尔感应原理▼霍尔效应是由带电粒子如电子相应电场和磁场的相互作用引起的。更为形象生动的大家可以看下面这个霍尔效应原理动画图。霍尔元件磁敏传感器是一种利用霍尔效应的器件。“霍尔”来源于霍尔博士发现霍尔效应的名字。霍尔元件磁敏传感器原理是基于在电流流过的物体上施加垂直于电流的磁场时电动势出现在与电流和磁场都正交的方向上的现象。▼当向薄膜半导体施加电流时霍尔效应会输出与磁通密度及其方向相对应的电压。霍尔效应用于检测磁场如下图所示。即使在磁通密度不变的静态磁场的情况下霍尔元件也可以检测到磁场。因此霍尔元件用于各种应用例如与磁铁组合使用的非接触式开关、角度传感器和电流传感器。引自传感器基本原理。2、霍尔开关介绍1双极开关介绍双极霍尔效应开关通常在南极磁场强度足够的情况下打开并在北极磁场强度足够的情况下关闭但如果磁场被移除则不会定义输出状态。 有些双极霍尔效应开关会更改输出状态有些则不会。 这些霍尔效应开关可使用南北交变磁场、多极环磁铁进行磁驱动。2锁存霍尔介绍霍尔效应数字锁存将始终在南极磁场强度足够的情况下打开并在北极磁场强度足够的情况下关闭。 若磁场被移除输出不会改变。 若要更改输出状态则必须应用相反的磁场极性。Allegro 提供各种锁存霍尔效应开关各开关均有与磁铁南极相关的不同工作阈值 (Bop)以及与磁铁北极相关的具有相反值的释放阈值 (Brp)。3开关型霍尔元件介绍①单极霍尔开关②双极锁存型霍尔开关③微功耗全极性霍尔开关单极霍尔开关 以单个磁极面控制信号的有无 一般都只定磁极为 S极以感应正面控制信号。磁场的一个磁极靠近它输出低电位电压或关的信号磁场磁极离开它输出高电位电压或开的信号但要注意的是单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效一般是正面感应磁场S极反面感应N极。普遍使用型号 YH3144E、YH44E、YH443A、YH43F、YH543。双极锁存型霍尔开关需要两个磁极共同控制(N和S)所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关。它一般具有锁定的作用也就是说当磁极离开后霍尔输出信号不发生改变直到另一个磁极感应。另外双极性霍尔开关的初始状态是随机输出有可能是高电平也有可能是低电平。普遍使用型号 YH41F、YH732、YH1881、YH513、YH512。微功耗全极性霍尔开关全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似区别在于单极性霍尔开关会指定磁极而全极性霍尔开关不会指定磁极任何磁极靠近输出低电平信号离开输出高电平信号。普遍使用型号YH13S。三、光电开关▼本内容以欧姆龙omRon四线制槽型光电开关为例说明。▼现以欧姆龙omRon 的 EE-SX671-WR 说明若含有粉色线其电缆线定义如下图。▼若不含有粉色线其电缆线定义棕色、蓝色-、黑色NO、白色NC。它是导线引出型NPN槽型光电开关如下图。白色 NC通光状态内部三极管导通继电器得电黑色 NO通光状态内部三极管截止继电器失电。四、光电传感器1、济宁科力光电2、戴迪斯科光电五、压力传感器1、概述▼压力传感器是指能感受压力并把压力变化转换为电信号输出的装置它是自动化设备中常见的一种传感器也是自动化测力设备中的神经系统。图5.1.1 实物图图5.1.2 实物图▼正确使用压力传感器必先了解压力传感器各项参数。图5.1.3 压力传感器参数2、主要参数1激励电压Excitation Recommend激励电压指压力传感器的工作电压一般为 512VDC。2量程Capacity量程是指压力传感器的额定载荷。一般单位为 KGf、N 等。如量程为 100KGf传感器测量范围即为 0100KGf。3灵敏度Rated Output灵敏度是压力传感器的输出信号系数单位为 mV/V常见的有 1mV/V、2mV/V。以 2±0.002(mV/V) 说明传感器在受到 200KG 额定的拉力激励电压 1V 情况下它的两个输出端会有 2mV 的压力变化。实际工作时激励电压会大于 1V一般 10V12V。若一个 200KG 的传感器其灵敏度为 2±0.002(mV/V)激励电压为 10V那么在 200KG 拉力作用下输出端的压力变化就是 2mV/V*10V 20mV。压力传感器的满量程输出 激励电压*灵敏度例激励电压 5VDC灵敏度 2mV/V满量程输出即为 5V*2mV/V 10mV。4非线性Non-linearity非线性是指由空载荷的输出值和额定载荷时输出值所决定的直线和增加负荷之实测曲线之间最大偏差对于额定输出值的百分比。理论上传感器的输出应该是线性的事实上并不是非线性就是和理想中的偏差百分比。非线性单位为%FS非线性误差 量程*非线性如量程为 100KG非线性为 0.05%FS非线性误差即为100KG*0.05% 0.05KG。5重复性误差Repeat Ability重复性误差是指在相同的环境条件下对传感器反复加荷到额定载荷并卸载。加荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。6蠕变Creep蠕变是指在载荷不变其它测试条件也保持不变的情况下压力传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比一般取 30min。7滞后Hysteresis滞后是指压力传感器从无载荷逐渐加载到额定载荷然后再逐渐卸载。在同一载荷点上加载和卸载输出量的最大差值对额定输出值的百分比。8零点输出Zero Balance在推荐电压激励下空载时压力传感器的输出值对额定输出的百分比。理论上压力传感器空载时输出应该为零实际上压力传感器空载时输出不为零这就存在一个偏差零点输出就是偏差的百分比。9输入阻抗Input Resistance输入阻抗是指信号输出端开路传感器未加压时从压力传感器输入端测得的阻抗值。10输出阻抗Output Resistance输出阻抗是指压力传感器输入端短路传感器未加压时从信号输出端测得的阻抗。11绝缘阻抗Insulation Impedance绝缘阻抗是指压力传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。12工作温度范围Operation Temp Range工作温度范围是指压力传感器在此温度范围内使用其性能参数均不会产生永久性有害变化。13温度补偿范围Compensated Temp Range温度补偿范围是指在此温度范围内传感器的额定输出和零平衡均经过严密补偿从而不会超出规定的范围。14零点温度漂移Temperature Effect on zero零点温度影响是指环境温度的变化对压力传感器零点的影响。一般用温度每变化 10℃ 时引起的零平衡变化量对额定输出的百分比来表示单位为%F.S./10℃。15灵敏度温度漂移Temperature Effect on out灵敏度温度漂移是指环境温度的变化引起的压力传感器灵敏度的变化。一般以温度每变化 10℃ 引起灵敏度的变化量额定输出的百分比来表示单位为F.S./10℃。六、数字光纤传感器▼基恩士官网https://www.keyence.com.cn/其光纤传感器产品如下图所示。▼本处以FS-V11/NPN光纤放大器与PRS-410漫反射探头(也有对射探头)为例说明类似产品还有欧姆龙的E3X-HD11/NPN等。图6.1.1 实物图图6.1.2 接线图图6.1.3 实物连接(探测距离)视频介绍数字光纤传感器接线与功能介绍。七、导轨式温湿度传感器▼型号兆泰盛/ZTS-3008-WS-N01资料下载导轨式温湿度传感器。1、USB转485串口线▼型号宇泰/UT-890J▼连接器和信号2、温度传感器1修改设备地址与波特率▼1处的“测试波特率”用于查询当前的波特率2-1 与 2-2处的“设置”用于实际修改设备地址、设备波特率。勾选 3处的“实时”用于查询当前的温度与湿度。2查询温湿度数据0x026A 6180x010B 267将这两个得数分别除以10即可得出相应的湿度与温度。大鹏一日同风起扶摇直上九万里。觉得不错动动发财的小手点个赞哦