常见的传感器:【转载】15种在工业自动化设备中常用的传感器

2021/10/31 23:35 · 传感器知识资讯 ·  · 常见的传感器:【转载】15种在工业自动化设备中常用的传感器已关闭评论
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常见的传感器:【转载】15种在工业自动化设备中常用的传感器在工业自动化中,传感器起着至关重要的作用,以使产品智能化和超自动化。传感器帮助人们检测,分析,测量和处理各种变化,例如在工业生产场所发生的位置,长度,高度,外部和错位的变化。传感器是一种设备,可以识别电气或物理或其他数量的进度,并以确认产量进度的方

常见的传感器:【转载】15种在工业自动化设备中常用的传感器

在工业自动化中,传感器起着至关重要的作用,以使产品智能化和超自动化。传感器帮助人们检测,分析,测量和处理各种变化,例如在工业生产场所发生的位置,长度,高度,外部和错位的变化。
传感器是一种设备,可以识别电气或物理或其他数量的进度,并以确认产量进度的方式交付收益。简而言之,工业自动化传感器是输入设备,可提供有关特定物理量(输入)的输出(信号)。
传感器在预测和预防众多潜在过程中也起着举足轻重的作用,从而满足了许多工业传感应用的需求。
以下是自动化中使用的各种传感器:
1、压力传感器
压力传感器是一种可感知压力并将其转换为电信号的仪器,其数量取决于所施加的压力。
工业自动化中使用的主要压力传感器包括压力传感器和真空传感器。
压力传感器:压力传感器广泛用于工业和液压系统,这些高压工业自动化传感器也用于气候控制系统。
真空传感器:当真空压力低于大气压时,会使用真空传感器,并且很难通过机械方法进行检测。这些传感器通常取决于电阻与温度相关的加热丝。当真空压力增加时,对流下降,导线温度上升。电阻成比例增加,并在压力附近进行校准,以便对真空进行有效测量。
压力传感器的应用:用于在给定位置测量低于大气压的压力;用于气象仪器,飞机,车辆和其他已实现压力功能的机械;用于系统中以测量其他变量,例如流体/气体流量,速度,水位和高度。
2、温度传感器
温度传感器是一种从资源中收集有关温度的信息并将其更改为其他设备可以理解的形式的设备。它是传感器的常用类别,可以检测温度或热量,并且可以测量介质的温度。
自动化中使用的主要温度传感器包括数字温度传感器和温湿度传感器。
数字温度传感器:数字温度传感器是基于硅的温度感应IC,可通过数字表示所测量的温度来提供准确的输出。与涉及外部信号调理和模数转换器(ADC)的方法相比,这简化了控制系统的设计。
温湿度传感器:温湿度传感器将温度传感器和湿度传感器组合,再归因于测量的数字信号输出。通过利用该技术和温度以及有限的数字信号采集湿度感测技术,可确保高度一致性和出色的长期稳定性。
温度传感器的应用:连续测量空气,土壤或水中的温度;用于复杂工业应用中的测量;用于在恶劣的工作条件下进行测量。
3、MEMS传感器(微机电系统)
MEMS工业自动化传感器将测量的机械信号转换为电信号。
工业自动化中使用的重要传感器是加速度和运动MEMS.
加速度传感器:微机电系统(MEMS)加速度传感器是主要的惯性传感器之一。并且具有动态传感器能力,具有更大范围的传感能力。
运动传感器:微机电系统(MEMS)运动传感器使用在运动交互平台上设计的数据处理算法,该平台将众多低成本MEMS运动传感器与ZigBee无线技术集成在一起,可在与机器一起工作时进行个性化交互。传感器信号处理系统主要解决噪声消除,信号平滑,重力影响分区,坐标系变更和位置信息恢复等问题,广泛用于汽车工业的ABS技术。
MEMS传感器的应用:
MEMS传感器应用范围广泛,从工业,娱乐,体育到教育。例如,触发安全气囊展开或监视核反应堆。以及用于测量静态加速度(重力),物体倾斜,飞机中的动态加速度,对汽车中物体的震动,还有手机,洗衣机或电脑的振动。还有用于检测运动等等。
4、扭矩传感器
扭矩传感器具有基本的机械挡块,可提高过载能力,并在安装和操作期间提供额外的保护。
工业自动化中使用的重要传感器包括旋转扭矩和扭矩传感器。
旋转扭矩传感器:旋转扭矩工业自动化传感器用于测量旋转扭矩的反作用力。这些扭矩计配有基本的机械挡块,可增加剩余容量,并在安装和操作期间提供额外的安全性。
扭矩传感器:扭矩传感器利用卓越的应变计技术,满足了传感器静态和动态应用中最具挑战性的需求。
扭矩传感器的应用:
用于测量旋转速度和维护必要性;用于测量质量和质量惯性矩;从准静态过程的角度来看要计算的扭矩量;用于测量最高旋转速度,振荡扭矩。
5、磁性开关
磁性开关是气缸用传感器的一个专用称呼,主要应用于检测气缸活塞位置。通常,都由气缸供应商根据客户使用情况配套提供。
顾名思义,磁性开关是通过电磁感应来检测目标物,所以,其检测精度相当低。
气缸用磁性开关,可用于设备提速,气缸运动完成,磁性开关感应到,马上进行下一步工作。一个气缸一般配备两个磁性开关,当然也有配一个磁性开关的情况,比如气缸的一个动作推一个物件而夹紧物件,对于这一气缸来讲,推出的是否到位置是重要的,推出的地方要有一个磁性开关,但是如果对于气缸退回时是否退到位不是很在意,只要气缸不是在推出的位置即可,则气缸只需要配备一个磁性开关。
另外一个需要特别关注的地方是气缸不一定就配置磁性开关来检测位置,如果气缸本体在比较狭窄的位置,设置磁性开关不易于调节,则需将感应点引出,由槽型开关来感应气缸的动作。
6、接近开关
接近开关也是依据电磁感应的原理设计制造的,所以,它只能应测金属目标物,并且不同的金属感应距离略有差距。目前常用的接近开关检测距离大约有如下几种:1mm、2mm、4mm、8mm、12mm等。
接近开关通常有两种:埋入型和非埋入型。所谓埋入型就是指接近开关的感应头不检测其圆周方向的金属目标,只检测其前方的金属目标,即传感器感应头可以不露出金属安装支架;所谓非埋入型就是指接近开关感应头既检测其前方的金属目标也同时会检测其圆周方向的金属目标,即传感器感应头必须露出金属安装支架一段距离且圆周方向一定范围内不得有金属目标物以免引起错误判断。
接近开关的检测精度较磁性开关高。接近开关通常用于判断产品有无、工装夹具是否到位等对位置精度要求相对较低的场合。
7、光电传感器
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。我们通常所说的光电开关大致有三种:一种是反射式光电传感器、一种是对射式光电传感器、一种是使用反射板反射光朿的光电传感器。
其中后两种都是通过目标物遮光实现检测的,前一种是通过目标物反射光线来实现检测功能。所以,通常后两种检测距离更远、精度更高。由于光电传感器具有相当高的检测精度,所以,通常用于检测产品或者机械手等工件的精确位置以及步进、伺服系统的反馈装置中。
由于在自动化设计中使用最多的是U型光电,在此重点介绍。不同品牌的U型光皆有不同的安装形式在此不做具体讨论。如下图所示为某公司插件式U型光电,在选用这一种类的U型光电时需要特别注意的是尾部留出足够大的空间来供插件的插入,当然很多时候选用电器元件的时候,这一条均需注意。另外对于自制的短行程模组在设计时一定要考虑行程范围内是否够距离设置3个U型光电,如果距离不够可以在模组两侧均设计U型光电。
一般一条模组上面会配备3条U型光电,其中两个是模组两行程终点的极限位光电,中间的一条为模组找原点的U型光电,下面主要说明两种找原点的方式:
(1)光电开关感应到感应片,电机继续运动在电机旋转一周内找到程序设置的一个原点作为模组的原点,这种方式定位精度高,主要影响精度的因素丝杆,电机本身,联轴器等,主要受模组本身的一些参数影响,定位精度高,能达到0.01mm;
(2)光电开关感应到感应片之后,电机开始刹车制动直到整个系统停下作为模组的原点,此方式的精度会受到温度,光照条件,光电开关响应速度等影响,定位精度较低,一般在0.05-0.1mm左右。
8、光纤传感器
光纤传感器也是一种应用光电信号转换的检测元件。光纤传感器一般需要光纤放大器配合使用,价格上来说稍微贵一点,但是就性质上来说,比之前提到的光电和接近传感器有本质的区别,它可以进行质的测量,怎么说呢?也就是说他可以定量的进行检测,如可以测量距离多少毫米。
相比较于光电开关而言,光纤传感器通常能检测更小的目标物、检测距离更远、精度更高。所以,光纤传感器通常应用于更为精准的检测场合和步进、伺服系统的定位反馈装置中。
光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,在调制器内与外界被测参数的相互作用,使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中,光束经由光纤导入,通过调制器后再射出,其中光纤的作用首先是传输光束,其次是起到光调制器的作用。
光纤传感器设计时要考虑光纤头的防撞问题,一般设计保护光纤头的支架。另外不管是对射光电还是对射光纤受周围环境影响相对于普通反射光纤而言要小,在设计时需要重点考虑。
9、位移传感器
顾名思义,即是检测目标物位置变化的传感器。
位移传感器又称为线性传感器,是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。
在生产过程中,位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同,位移传感器可分为模拟式和数字式两种。
模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多,包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。
数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速,应用日益广泛。
10、光栅
光栅也是一种利用光电信号的传感器。光栅检测区域大,所以通常也称区域传感器。光栅通常最主要的应用领域是设备之间的互锁和安全作用,特別是应用于对人的保护上比较多,常用于冲压机械、剪切设备、金属切削设备、自动化装配线、自动化焊接线、机械传送搬运设备等。
11、激光检测仪
激光检测仪最主要的功能是精确地测量目标物的外形尺寸。
12、工业照相机
工业照相机在工程上也通常称为CCD(Charge-coupledDevice),它主要应用于检测目标物的外形和位置。随着目前CCD技术的提高,高分辨率的工业相机已经可以应用于精确测量领域。
13、编码器
按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置府应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。编码器通常与步进电机或者伺服电机配使用构成闭环或者半闭环的控制系统。
14、微动开关
微动开关是一种接触式传感器,目前主要应用于设备之间的连接或者设备的安全防护门状态的检测。
15、智能传感器
最后一种传感器也可能是未来自动化工业中最重要的一种——智能传感器。
新一代高级智能传感器将成为工业自动化的心脏。“智能工厂”是指在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务,清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计画编排与生产进度。智能工厂可实现的技术包括无线感测、控制系统网路化和工业通信无线化等称重传感器。
对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而融合智能技术的传感器将可以很好的解决上述问题。
目前,工业生产的确在大规模向自动化方向转变,但随着物联网及云平台应用的不断投放商用化,工业领域的自动化发展有向更高层次升级的趋势,即智能化生产。
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常见的传感器:协作机器人传感器常见的种类有哪些?

随着我国制造业的不断发展,机器人被广泛的应用到各个行业中,机器人能够生产,传感器可是发挥了很大的作用,在工业自动化领域,机器需要传感器提供必要的信息,以正确执行相关的操作,例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机,以确保在操作中拥有更好的视角,同时保证工作区域的安全等。
例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机,以确保在操作中拥有更好的视角,同时保证工作区域的安全等。下面来详细了解下协作机器人传感器的种类有哪些?
协作机器人传感器的种类:
1、二维视觉传感器
二维视觉传感器主要就是一个摄像头,它可以完成物体运动的检测以及定位等功能,二维视觉传感器已经出现了很长时间,许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线,根据接收到的信息对机器人的行为进行调整。
2、三维视觉传感器
最近三维视觉传感器逐渐兴起,三维视觉系统必须具备两个摄像机在不同角度进行拍摄,这样物体的三维模型可以被检测识别出来。相比于二维视觉系统,三维传感器可以更加直观的展现事物。
3、力扭矩传感器
力扭矩传感器是一种可以让机器人知道力的传感器,可以对机器人手臂上的力进行监控,根据数据分析,对机器人接下来行为作出指导。
4、碰撞检测传感器
工业机器人尤其是协作机器人最大的要求就是安全,要营造一个安全的工作环境,就必须让机器人识别什么事不安全。一个碰撞传感器的使用,可以让机器人理解自己碰到了什么东西,并且发送一个信号暂停或者停止机器人的运动。
5、安全传感器
与上面的碰撞检测传感器不同,使用安全传感器可以让工业机器人感觉到周围存在的物体,安全传感器的存在,避免机器人与其他物体发生碰撞。
6、其他传感器
除了这些还有其他的许多传感器,比如焊接缝隙追踪传感器,要想做好焊接工作,就需要配备一个这样的传感器,还有触觉传感器等等。传感器为工业机器人带来了各种感觉,这些感觉帮助机器人变得更加智能化,工作精确度更高。

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常见的传感器:常用的7种传感器介绍

  ① 机械传感器
  机械传感器具有许多测量原理,但是可以将机械变化以及应变或应力(例如压力,流速,振动,距离,速度,加速度和力)检测为电信号。例如,通过将压力转换为电信号来检测压力的压力传感器也称为压力变送器或压力传感器,但它被称为测量原理,例如应变仪型,半导体压阻型,电容型和硅共振型。感测原理是在与被测物接触的薄弹性膜片上形成诸如电阻元件或谐振器之类的传感器元件。它的传感器元件检测物理变化,例如由于接收到的压力而引起的位移和应力,如电阻,电容或频率等电学变化。
  
  ② 温度传感器
  热传感器是检测被测物的温度,热量,热通量/容量和热导率的传感器。我们一生中最熟悉的热传感器类型是温度计,用于测量固体,液体和气体的温度。尽管存在各种类型的热传感器,并且它们根据应用范围具有检测能力,但它们主要是工业热电偶或热敏电阻。热电偶基于热电效应原理。热敏电阻是氧化物半导体,其电阻随温度变化。
  ③ 电气传感器
  电气传感器用于测量工艺流程中电气性能的变化。测量的典型电性能包括电压,电流,电场强度,电荷存在,电阻和电容。
  ④ 磁传感器
  磁传感器检测磁场的变化和干扰,例如通量,强度和方向。旋转,角度,方向,存在和电流都可以被监控。磁传感器分为两类,即测量整个磁场的传感器和测量磁场矢量分量的传感器。向量分量是磁场的各个点。除了纯磁场测量外,应用程序还扩展到与电流,电力,电子设备和移动物体检测器结合使用的各种传感器。
  
  电磁流量计的操作基于法拉第定律,该定律指出,当导电流体通过磁场时,它们会产生与流速成比例的电动势。根据弗莱明的右手定则,电动势是在垂直于流体运动和磁场方向的方向上产生的。
  ⑤ 光和辐射传感器
  光和辐射传感器检测光或辐射的各种波长和频率。它们用于测量过程工业中的X射线,红外线,超声波,无线电波和声频。近年来,从放射线除去的观点出发,使用光波长的原理的测定有所增加。例如,光谱分析可以通过测量和分析从物质发射,吸收和散射的光谱来识别物质的成分。利用分子与光之间相互作用的原理,还可以获得分子的形式和结构及其化学信息。因此,可以对被测件进行非破坏性和非接触式的测量和分析,
  ⑥ 化学传感器
  化学传感器将化学信息(例如成分,特定元素或离子的存在,浓度或化学活性)转换并检测为人类可读的信号。化学信息可能源自分析物的化学反应或所研究系统的物理性质。尽管它们对某些组件具有很高的灵敏度,但有些组件却没有灵敏度。物质通常由多种成分组成,化学传感器用于检测仅要测量的目标成分的浓度和组成比。化学传感器要求对物质成分具有高灵敏度和高选择性。
  
  ⑦ 生物传感器
  生物传感器利用发出电和光信号的生物特性检测状态或物质。它们被认为是化学传感器的一部分,并利用电化学方法来检测由于酶和抗体的作用而发生变化的化学物质的浓度和组成。这些酶,抗体,微生物,DNA和细胞被用作传感器的一部分,并且通过结合源自活生物体的功能,生物传感器提供了可以在被测分子水平上鉴定的高选择性。

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常见的传感器:常见的传感器有哪些?

为了推动物联网产业的更好更快的发展,必须从低功耗、高效率以及安全性等多方面出发,需要在传感技术以及无线传输技术等方面实现突破,同时物联网的快速发展也将带动具备相应技术市场需求的快速增长。
传感器技术:传感器技术相当于物联网的“耳朵”,主要负责接受物体和环境的“声音”。如果没有传感器对信息进行采集,那么接下来的控制就无法实现。信息的采集具体来说就是将温度、湿度、光线、电压、电流等被测量转换成可用的输出信号。但是物联网设备经常会处于自然恶劣环境中,传感器会受到环境恶劣的考验,因此对传感器技术的要求会更加严格。未来传感器技术将主要在网络化、感知信息以及智能化方向努力。
传感器的增长浪潮主要分为三波,第一波是汽车电子,仅仅是提供最初级的加速度检测和压力检测等,电子化程度较低;第二波浪潮是以智能手机为代表的消费类电子,需要检测光线、声音以及震动等多个物理量,此外由于电子设备集成度的提升,传感器的体积也出现了明显的缩小;物联网的发展对传感器需求带来新一波的浪潮,进入万物互联的时代,物联网产品接入数预计将出现量级上的增长,传感器重心逐渐转向体积小、功耗低的MEMS传感器领域发展,对技术要求也相应提高。
红外传感器是将红外辐射能量转换为电量的一种传感器。红外传感器按照探测原理可分为热红外传感器、光子红外传感器以及其他类型红外传感器。
民用红外传感器多用于消费电子、智能家居、安防消防、公共卫生、车载等领域,应用广泛。根据Maxtech International及北京欧立信咨询中心预测,2023年全球民用红外市场规模将达到74.65 亿美元。
可见光传感器是将可见光作为探测对象,并转换成输出信号的器件。可见光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一。可见光传感器按照探测原理划分,主要分为内光电效应传感器和外光电效应传感器。
行行查 | 行业研究数据库
可见光传感器产品主要涉及光敏电阻、光敏三极管、CMOS线性可见光传感器。
根据传感器类型不同,具体包括温度和湿度传感器、压力传感器、图像传感器、光传感器、位置传感器、重力传感器等。流量传感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额。
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