两表中的第10行列出了传感器的频率响应。同时注意传感器存在滞后现象。图3-19欧姆龙E3S-A光电型传感器数据曲线2.响应时间传感器第二个重要的参数就是响应时间。此参数表明了传感器从关到开或从开到关的循环速度。当输出状态从关到开和从开到关时，E3S-A传感器的最大响应时间为0.5ms。当光源照亮接收器时，输出电平变高，有光-打开状态发生，无光-打开则工作于相反的方式。当输入触发输出改变时，延时继电器能够给输出的改变提供有效延时。......
2023-06-25
光电型传感器的检测方法详解
【摘要】：光束传播传感器提供的检测距离最长，工作幅值裕度最高。因此，当传感器工作于恶劣的工业环境下时，幅值裕度高，光束传播是最好的传感方式。图3-15光学有效光束表3-7光电型传感器检测方式续表传感器应用时需要注意的事项：当目标物体在检测区域时，光束传播传感器具有较高的幅值裕度，因此最有效。偏振反射传感器应用时的注意事项：偏振反射的检测范围减少了30%～40%，幅值裕度也小于同等的标准反射传感器。
表3-4和表3-5中的光电型传感器基本都工作于3种不同的检测方式。3种基本类型的光电检测方式为光束传播（有时称为穿过光束）、反光（有时指反射）及散射（也称为散反射）。很多应用场合可以使用任何一种传感方式，每种方式都有不同的优点和缺点。表3-7列举了典型的检测方式及其优缺点。
1.光束传播方式
光束传播方式下，光源和接收器是独立包装的。这两个单元放置于正对的位置，这样从光源出来的光线正好直接照射在接收器上（图3-14）。目标必须在光源和接收器之间，从而能够阻挡住光线。光束传播传感器提供的检测距离最长，工作幅值裕度最高。例如，在图3-14中，当发射器和接收器靠在一起时，42CA传感器具有超过1000的幅值裕度，但是在距离20m时降为只有1。其他的光束传播传感器可以使接收器和光源分开274m。因此，当传感器工作于恶劣的工业环境下时，幅值裕度高，光束传播是最好的传感方式。
图3-14 42CA光电型传感器（光束传播方式）
光束传播传感器中的有效光束等同于光源和接收器镜头的直径[（图3-15（a）]。当目标物体不透明并且挡住至少50%的有效光束时，传感器才能有效地检测到目标物体。小于有效光束直径的物体检测，可以通过调整光源和接收器前面的光圈来减小光束直径，从而实现较小物体的检测[图3-15（b）]。
图3-15 光学有效光束
表3-7 光电型传感器检测方式
续 表
传感器应用时需要注意的事项：
（1）当目标物体在检测区域时，光束传播传感器具有较高的幅值裕度，因此最有效。当目标不在检测区域时，幅值裕度接近于0。
（2）对于半透明和透明的目标物体的检测，不推荐使用光束传播传感器。而高的幅值裕度值使反射或散射传感器可以穿透这些目标，所以使用反射或散射传感器是比较好的选择。
2.反射方式
使用最频繁的检测方式，称为反射或反光，光源和接收器在同一包装内。图3-16中，光源发出的光束被一种特殊的反射器件所反射，返回到接收器，接收器输出器件触发跳变，此反射器件称为基准目标。当待检测的目标物体阻挡了光束之后，输出器件改变状态，传感器检测到物体。基准目标使用特殊的反射带，这些反射带是特殊的玻璃球形或立方形反射表面，所以基准目标不需要排列得与传感器十分垂直。反射器或反射带即使排列不准，只要相差15°以内都不会明显地降低检测系统的幅值裕度。图3-16中示出了42CA标准反射传感器的幅值裕度响应曲线，在1m时（注意垂直轴线是对数坐标）的幅值裕度为20。这种检测方式的最大有效检测距离部分取决于反射器或反射带的效果。一般使用反射率来表示反射器的等级。一个78mm直径、圆形的反射器，反射率为100，是决定最大检测距离的标准。与78mm的标准相比，一个反射率为82的反射器只能反射82%的光线。
图3-16 42CA光电型传感器（反射方式）
反射传感器应用注意事项：
（1）由于只需要安装一个传感器盒和配线，安装反射传感器比光束传播传感器容易。
（2）当目标在检测危围内，幅值裕度一般比光束传播类型低10～1000倍，因此在污染严重的环境中，不适合使用反射传感器。
（3）当需要检测发亮或者高反射性物体时，使用标准反射传感器比较困难。物体本身可能反射充分的光线，所以当物体阻挡光束时，基本不会隔断光束。这时较好的解决方法是使用偏振反射传感器。
3.偏振反射方式
偏振反射传感器在光源和接收器前面有偏振滤波器，两者之间相差90°的相位。
可以发现从光源发出的光线为水平偏振方向，但是到达接收器的光线必须具有垂直偏振，高拋光的物体阻断光束后，从发射器出来的水平偏振光线被反射回接收器。接收器的垂直滤波器阻挡光线到达接收器，所以不能触发接收器。因此，传感器的输出器件是处于关断状态。
当没有物体存在时，发射器发出的水平偏振光线被非偏振条件下的特殊目标反射回去。一些非偏振的光线能够通过接收器的垂直偏振滤波器到达接收器，接收器开始起作用，导致输出器件处于打开状态。
因为目标靶子不会使发出的光线偏向，接收器能“看到”光线。检测的目标不能改变偏振方向，但是接收器不能“看到”最亮目标的反射。因此，高反射性物体的检测是可行的。
偏振反射传感器应用时的注意事项：
（1）偏振反射的检测范围减少了30%～40%，幅值裕度也小于同等的标准反射传感器。这些缺点是由于滤波器的削弱和必须使用可见的红色光源所致，可见红色光源的性能低于标准反射传感器中使用的红外线。将图3-13中的偏振42CA传感器的幅值裕度响应曲线，与图3-16中相同传感器的非偏振幅值裕度曲线相比较，可见非偏振传感器的最大幅值裕度值是偏振方式的两倍。
（2）如果发光物体是用塑料胶片包装，可能检测不到发光的物体，因为当偏振光线通过外包装时光线的偏振消失了。当非偏振光线被后面的发光物体反射时，它可以通过接收器的滤波器，从而显示出光束未被阻隔（图3-17）。在这些应用中，就必须考虑其他的检测方式。
图3-17 偏振反射方式
（3）所有的标准反射器都消除了光线的偏振，都适合用于偏振反射检测。
（4）特殊的反射带能消除偏振，所以它们适用于偏振反射传感器。
4.散射方式
光束传播和反射传感器产生的光束，被经过的物体阻隔，光线能够到达目标物体的两侧。但是，光线一般不可能到达一个目标物体的两侧。在这些应用中，散射方式传感器是光电型传感器唯一的选择。
散射方式传感器，有时称为光电接近传感器，光源和接收器处于同一包装内，与反射方式一样。但是，它们不是通过目标靶子来反射给接收器光束，待检测的物体是作为靶子把光源发出的光束反射到接收器。光源发出的光线到达物体表面，以任意的角度反射，接收器能够检测到返回传感器的小部分光线，用来触发输出器件状态变化，这种工作方式称为标准散射方式。
检测的目的是从表面反射的光源光线中得到尽可能高的幅值裕度。当被检测物体不存在时，从背景表面会产生反射，要使得背景反射尽可能接近0的幅值裕度。物体反射率有很大的不同，在单一方向，发光的表面可以反射绝大部分光线，所有的角度都发生散射。传感器表面必须与这类物体表面平行，相应地，黑色物体会吸收绝大部分光线。因此，传感器必须离物体表面很近。散射方式传感器能够检测的距离与物体颜色、表面材质和表面反射率都有关系。注意在图3-18中，42CA型传感器工作于散射方式，基于物体表面的颜色不同，绘制了两条幅值裕度不同的响应曲线。用标准的散射目标来确定散射传感器的最大检测距离。表3-8提供了一些典型产品的反射率。
检测非常接近反射背景的物体可能需要一种特别的散射方式传感器。销售商为自动控制提供了5种特别的散射方式传感器，包括锐截止散射、聚焦散射、宽角度散射、背景抑制散射和距离测量散射方式。
（1）锐截止散射方式。设计锐截止传感器，将从光源发出的光束设置一个角度。光束到达目标，目标将光束以相等的值但是方向相反的角度反射回接收器。所以，这些传感器对于短距离检测更灵敏，并且，因为传感器比较接近反射背景，所以减少了误触发次数。
（2）聚焦散射方式。聚焦散射，或者定点-反射方式下，光源和接收器都被设置成一个角度，与锐截止散射方式一样。因此，光源发出的光线与反射器反射的光线在传感器前面相交于一点。光源和接收器的镜头聚焦发射和接收的光线，在传感器前面固定的距离处形成一个焦点。在这个焦点处，传感器的检测非常灵敏，但是在此点前面或过了此点的范围检测的灵敏度就会下降。聚焦散射传感器有3个主要的应用：
·检测固定点的小目标。
·检测靠近或者远离传感器的固定距离的物体和物体反射。
·利用特殊颜色的可见光（典型为红色、绿色或蓝色），可以检测打印的彩色记号。
图3-18 42CA光电型传感器（散射方式）
表3-8 不同物体典型的表面反射率
续 表
（3）宽角度散射方式。宽角度散射传感器的光源可以位于较宽的区域，接收器的检测范围可以扩展到相同宽度的区域内。所以，这种传感器在以下两种场合应用比较理想：
·线检测。宽角度散射传感器可以检测特别细的线，或者其他材料，它们的位置比较接近传感器。在传感器前面，甚至当线从一边移动到另一边时，也可以检测到。
·忽略目标物体中的小洞或者缺陷。宽角度散射传感器检测时忽视了一些细节，比如目标物体中的小洞或者缺陷。
（4）距离测量散射方式。这些传感器类似于标准散射传感器的设计，但是可以检测目标并且测量出目标与传感器的距离。
（5）背景抑制散射方式。这种散射方式的传感器检测目标反射的光线和背景的自然反射。比较两种光线值，传感器的输出由两种光线的差异来控制，类似于接收器对光线的存在或不存在的控制。所以，当前面为黑色的低反射率目标时，背景抑制检测使得传感器可以忽略后面高反射率的背景。这种散射检测方式是理想的，但是这种传感器较复杂，价格昂贵，使用较少。
有关机电一体化设计与应用研究的文章
- 详细阅读
-
光电型传感器的工作原理及应用解析详细阅读
表3-6比较光电型传感器的输出器件续表6.幅值裕度幅值裕度也称为工作幅值裕度或额外增益，是光电型传感器中很重要的一个概念。幅值裕度是检测器实际检测到的光线与使得输出改变的最小幅度的光线的比率。数据表里通常以幅值裕度对检测距离的曲线图来表示光电型传感器的幅值裕度或额外增益参数。注意，幅值裕度在传感器的检测范围内并不是常数，中间位置处有一个最高点。......
2023-06-25
-
肌醇的检测方法详解详细阅读
肌醇广泛分布在动物和植物体内，是动物、微生物的生长因子，对降低胆固醇、促进健康毛发的生长、防止脱发有帮助。肌醇不含双键，没有特征性的紫外吸收，也没有与反相柱的相互作用力，所以不能用反相色谱与紫外检测器来测试。本方法是用离子色谱和电化学电极来测试肌醇。准确移取1 mL肌醇原始标准溶液至100 mL容量瓶中，加水定容，摇匀后即可注射。......
2023-07-02
-
氧传感器的五种检测方法详细阅读
检测氧传感器信号电压的另外一个作用，是能够判断进气门处的积炭状况。如果发动机的积炭很少，氧传感器的信号电压一般在0.3～0.7V之间变化；如果积炭较多，氧传感器的信号电压在0.2～0.8V之间变化；如果积炭严重，氧传感器的信号电压在0.1～0.9V之间变化。如果氧传感器的信号电压显示为0.45V，而且不随发动机负荷的变化而变化，说明氧传感器已经断路。在不同状态下氧传感器的信号波形如图5-52所示。......
2023-08-30
-
单向晶闸管检测方法详解详细阅读
图解演示单向晶闸管是由P-N-P-N4层3个pn结组成的。在检测单向晶闸管时，通常需要先辨认晶闸管各引脚的极性，图4-56所示为待测单向晶闸管的实物外形。图解演示将万用表的黑表笔搭在晶闸管的控制极引脚上，红表笔搭在阳极引脚上，检测晶闸管控制极与阳极之间的正向阻值。5）若R5、R6值不为无穷大，则说明单向晶闸管有故障存在。......
2023-06-26
-
吴茱萸碱的检测方法详解详细阅读
吴茱萸碱是吴茱萸的主要成分之一，主要功能是镇痛、降压，也可以用作利尿剂。②样品液的配制：称取一定量碾碎的含有约5 mg吴茱萸碱的样品，转入100 mL容量瓶中，加入10 m L水，超声5 min，再加入50 mL乙醇，振荡2 min，超声15 min，冷却后再加入甲醇至刻度，摇匀后离心5 min，吸取上层清液即可注射。......
2023-07-02
-
传感器分类及应用方法详解详细阅读
传感器种类繁多，分类方法也不尽相同，常用的分类方法有以下几种。这种分类方法明确表明了传感器的用途，便于使用者选用，如压力传感器用于测量压力信号。例如，电容传感器就是将被测量转换成电容值的变化。表3－1列出了这种分类方法中各类型传感器的名称及典型应用。按传感器工作机理分类按工作机理，传感器可分为结构型传感器和物性型传感器。结构型传感器是指被测量变化时引起了传感器结构发生改变，从而引起输出电量变化。......
2023-06-23
-
接触器检测方法详解详细阅读
下面我们就以交流接触器为例介绍接触器的检测方法，图4-42所示为交流接触器的检测方法。因此，对该交流接触器进行检测时，需依次对其内部线圈电阻值及内部开关在开起与闭合状态时的电阻值进行检测。由于是断电检测交流接触器的好坏，因此，需要按动交流接触器上端的开关触头按键，强制将触头闭合进行检测。⑤若测得接触器内部的四组开关有任何一组损坏，说明该接触器损坏。......
2023-06-22
相关推荐