各类传感器工作原理及典型应用
各类传感器工作原理及典型应用
传感器是现代工业自动化中不可或缺的组成部分，它们能够感知环境变化并将其转换为电信号，从而实现对各种物理量的检测和控制。本文将为您详细介绍各类传感器的工作原理、特征及典型应用，帮助您更好地理解和应用这些智能感知设备。
光电传感器
光电传感器是一种通过发射光束并检测其反射或遮挡情况来获取输出信号的仪器。它由发射器和接收器组成，能够检测几乎所有类型的物体，包括玻璃、金属、塑料等。
工作原理
光电传感器通过将光强度的变化转换为电信号的变化来实现控制。通常由三部分构成：发送器、接收器和检测电路。
主要类型
- 透过型（对射型）：将发光器和收光器分离开，检测距离可达几米乃至几十米。当检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。
- 反射型：正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
- 回归反射型：把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。
颜色传感器
颜色传感器能够检测红色、蓝色、绿色各自的受光量，能够判别目标物的颜色。发射宽频谱波长的光后由接收器接受并区分目标物反射光中的 3 种颜色类型。
光纤传感器
光纤传感器是一种将光纤连接至光电传感器的光源，并可自由安装于狭小空间等进行检测的仪器。它采用灵活柔软的光纤，无论是设备的间隙还是狭小空间均可轻松安装。
激光传感器
激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器，它能把被测物理量（如长度，流量，速度等）转换成光信号，然后应用光电转换器把光信号变成电信号，通过相应电路的过滤、放大，整流得到输出信号，从而算出被测量。
接近传感器
接近传感器能够代替限位开关或微动开关等机械式开关，无需接触即可检测出检测物体的接近情况。多用于检测一种名为卡爪的夹具，而非直接检测工件。
接触式传感器
接触式传感器通过将接触件直接接触到检测物体来测量位置。如图所示，主轴的高度发生变化时，可在内部求出其位移量。作为主要用途，适于检测工件的高度、厚度及翘曲等项目。
超声波传感器
超声波传感器通过测量从发射到接收的“时间”来测量到目标物的距离。它可检测透明体，即使是玻璃或液位仍可反射回来，因此可进行检测。此外，它还可检测复杂形状的检测物体，如网状的托盘或弹簧的有无等。
图像识别传感器
图像识别传感器可使用相机拍摄到的图像辨别目标物的有无或差异。相机 / 照明 / 控制器自成一体，构成和操作十分简单。与其他通用传感器的区别在于 1 台传感器可实现多种功能，还可集中检测多点，并采用以图像“面”进行广泛捕捉的原理，即使目标物动作不固定，也可进行检测。
安全光栅
安全光栅也就是光电安全保护装置，一般来说安全光栅成对存在，分为发射端和接收端。安全光栅的EDM功能，全称External Device Monitor，即外部设备监控功能，是一种重要的安全保护功能。EDM功能主要用于监控那些与光栅光幕相连的外部强制停机保护设备的工作状态，如继电器、接触器等，确保这些设备在需要动作时正常动作，若这些保护设备未正常动作的危险情况下，EDM则发挥保护作用，触发光栅报错。
激光扫描仪
激光扫描仪的主要功能是获取物体表面的三维信息。通过扫描不同位置的物体表面，可以获取一定数量的几何点数据，利用这些点数据可以重建出物体的三维模型。此外，激光扫描仪还可以实现快速测量物体尺寸、形状、位置等参数的功能，并且可以在工业制造领域中应用于质量控制、逆向工程等方面。
红外温度传感器
红外温度传感器通过利用物体发出的红外辐射来测量其表面温度，而无需直接接触。红外温度传感器按照测量原理可以分为两类：光电红外温度传感器和热电红外温度传感器。热电红外温度传感器是利用红外辐射的热效应，通过温差电效应、热释电效应和热敏电阻等来测量所吸收的红外辐射，间接地测量辐射红外光物体的温度。
压力传感器
压力传感器是将气体或液体中的输入机械压力转换为电输出信号的传感器或仪器。压力传感器由可以测量、检测或监控施加压力的压敏元件和将信息转换为电输出信号的电子元件组成。压力传感器具有两个重要特性：(1) 提供承受高压的坚固性；(2) 具有弹性以最小程度地变形并在受压时恢复其原始形状。
流量测试传感器
流量传感器是一种用于监测液体、空气或其他气态介质在管道、系统或环路中的流速和压力的设备。这些开关或传感器可用于在一定时间内监测流量，或设置为持续监测总流量。技术上讲，流量计或指示器可能并不一定是真正的流量“开关”——如果该设备只记录和显示信息，那么更适合称为计量器或指示器。
磁栅尺
磁栅尺又称磁尺，是一种采用电磁方法记录磁波数目位置的检测装置，对使用环境的条件要求较低，对周围磁场的抗干扰能力较强，在油污、粉尘较多的地方使用有较好的稳定性。
静电消除器
静电消除器也可以叫除静电设备，其原理如下。它由高压电源产生器和放电极（一般做成离子针）组成,通过尖端高压电晕放电把空气电离为大量正负离子，然后用风把大量正负离子吹到物体表面以中和静电，或者直接把静电消除器靠近物体的表面而中和静电。静电消除器快易优自动化选型有收录。主要运用于工业生产，属于电子产品系列。
安全继电器
安全继电器是一个安全回路中所必须的控制部分，它接受安全输入，通过内部回路的判断，确定性的输出开关信号到设备的控制回路里。简单地说，安全继电器都是双通道信号型，只有两个通道信号都正常时，安全继电器才能正常工作；在工作过程中，只要其中任一通道信号断开，安全继电器都会停止输出，直到两个通道信号都正常且复位后才能正常工作。
安全门开关
安全门开关是一种安全设备，用于监测和控制门的开关状态，以确保工作场所的安全。它也被称为安全门锁、安全开关、安全门锁开关、电磁锁定安全开关等。安全门开关通过检测门的开关状态，发出信号来控制设备的运行。如果门未关闭或有人员进入门禁区域，它会触发停止信号，以确保工作区域的安全。
端子片、端子台
端子片、端子台是电气连接中常用的接线端子，用于连接导线和设备。它们通常由金属材料制成，具有良好的导电性和机械强度。端子片、端子台的型号命名原则为TP线芯径+孔位数+颜色。电控板交流常用端子排、电控板直流常用端子排是两种常见的端子排类型，分别适用于交流和直流电路的连接。