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数字传感器及其应用

托马斯先生诗巫1女士,Nishi Shahnaj海德尔2
  1. 计算机科学系助理教授,圣托马斯大学,Ruabandha, Bhilai,杜尔格,恰蒂斯加尔邦,印度
  2. 助理教授、应用电子&仪表工程Bhilai理工学院(钻头),sujeet kumar恰蒂斯加尔邦,印度
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文摘

介绍了各种类型的数字传感器。这也告诉他们的操作和原理描述他们是如何适用的领域。这些传感器是现在非常受欢迎,因为他们产生数字信号作为输出,可以轻易读懂数码设备,也没有这样的要求进一步分析的模拟到数字的转换测量量。

关键字

革命每分钟可编程序逻辑控制器,车轮脉冲发电机

介绍

传感器测量物理量和传输的信息编码数字信号而不是不断变化的电流或电压。任何礼物的传感器信息离散样本和不引入量化误差中阅读是数字形式可以分为数字传感器。
大部分数字系统用传感器主要是模拟自然界和包含某种形式的转换提供数字输出。许多特殊技术已经开发出来,以避免使用传统的模拟-数字转换的必要性产生数字信号的技术。本文描述了一些直接的方法,是在当前使用的数字传感器的输出。
用于传感器的一些技术尤其适合使用在数字系统介绍。使用绝对和增量编码器光盘的位置测量,并提供测量角速度的概述。应用线性光栅平动位移测量的使用莫尔条纹技术相比用于类似用途。同步设备简要解释和各种技术用于生产一个数字输出同步解析器。简短描述的设备开发一个数字输出部分的自振频率的换能器。数字技术包括旋涡流量计和仪器使用激光束也简单处理。其中一些如下:
1。轴编码器
2。数字解析器
3所示。数字转速表
4所示。霍尔效应传感器
5。限位开关
用电脑经常被使用在测量的应用,是有吸引力的传感器,可以直接生成数字输出。数字传感器或传感器生成discrete-level输出信号脉冲火车或编码的数据等,可以直接通过控制处理器读取。运动很容易检测到使用不同的“数字”传感机制,但是使用这个基础可以构建数字传感器来检测力、压力、扭矩等。一个计数器通常用于计数输出脉冲或脉冲持续时间时钟周期。

数字传感器的优点

它提供了易于生成、操作和存储数字信号。它执行测量绝对精度和歧视。它支持相对免疫的一个高级数字信号到外部干扰(噪声),特别是在长距离传输信号。它给简化的数据表示。

类型的数字传感器

1。轴编码器:编码器是一种设备,它提供了一个编码的测量。轴编码器可以一个编码器提供的数字输出测量角的位置和速度。这个轴编码器过度适用于机器人、机床、镜子定位系统,旋转机械控制(液体和电动),等等。
轴编码器基本上是两个types-Absolute和增量编码器。

绝对和增量编码器:

“绝对”编码器动力时保持位置信息从系统中删除。编码器的位置可以立即运用权力。编码器值之间的关系和物理控制机械的位置设置在组装;系统不需要返回一个校准点保持位置准确性。一个“增量”编码器精确记录位置的变化,但没有力量与一个固定的编码器状态和物理位置之间的关系。设备控制的增量编码器可能不得不“回家”到一个固定的参考点初始化位置测量。多圈绝对旋转编码器轮和齿轮包括额外的代码。高分辨率轮措施部分旋转,车轮和分辨率较低的齿轮代码记录整个轴的革命。
绝对编码器有多个代码环与各种二进制权重提供一个数据字代表的绝对位置编码器在一个革命。这种类型的编码器通常被称为一个平行的绝对编码器。
增量编码器的作品以不同的方式通过提供一个A和B脉冲输出,提供任何可用的统计信息在他们自己的权利。相反,计算是在外部完成的电子产品。的计数器的计数开始取决于外部的电子产品,而不是编码器的位置上。提供有用的位置信息,编码器的位置必须引用的设备连接,通常使用一个索引的脉搏。增量编码器的特点是,它报告的增量变化位置编码器计数的电子产品。
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1.1编码器应用程序

使用一个工业旋转编码器的例子

编码器可用于各种各样的应用程序。它们可以用作电机速度控制,反馈设备长度测量、位置和输入速率和速度指示和控制。的一些特定领域编码器使用下面列出一些实际例子紧随其后。
•门控制装置
•透镜研磨机
•转换机械
•标签的机器
•钻床
•混合机
•医疗设备
•机器人
•测量长度
•灌装机
•望远镜
•输送机
•过程线
•数控机器
•自动焊接
•条形码阅读器
•轧钢厂
•电梯
•雷达
•绕线机
•核过程
•风力涡轮机
以下是几个实际的例子常见的编码器安装在这些和其他领域。

应用程序的例子

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电动机转速/ RPM读出是最常见的方式,使用编码器。在这种类型的应用程序中,编码器安装直接通过轴的马达。关键参数的测量电机转速,编码器反馈提供了一个驱动器,驱动器可以验证的速度和方向是正确的。之间的团队合作,编码器可以确保任何电机驱动运行安全、平稳和不失控或不规律的应用,精确的速度要求。第二图显示速度还可以监测和控制上运行一个简单的测量轮材料。在这种情况下,电动机将耦合驱动辊。空心轴编码器安装在电机轴是常用从而消除需要一个灵活的耦合和节省空间。
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网络速度/张力控制是一个应用程序的编码器安装马达以及张力辊。任何不平衡张力辊的转速是美联储的控制器发出信号驱动电机调整为了维持一个更紧张web辊和驱动电动机之间的比例。维护优化web张拉是组装和输送机的关键应用程序或辊张力调整应用程序旨在防止撕裂,反对机器操作员或其他潜在的伤害
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线性测量/定长剪切是一种线性测量,一个编码器安装在丝杠或测量轮,以防止一个用户必须身体测量(使用卷尺或不准确的手马克或眼睛估计)前一段材料。自一个编码器提供了在革命,固定数量的脉冲设备可以扩展到每脉冲增量在指定的长度。这个设备可以预置计数器或PLC,反过来继电器输出可以设置为运行时所需的长度达到确保每次减少精密,准确。
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多轴控制可以通过使用增量或绝对编码器。他们需要高分辨率精确的设备和使用各种自动化应用程序在制造业和研究雷达天线,机械手臂或卫星天线旋转是这种类型的应用程序的很好的例子。
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位置测量/担保评估这个位置测量应用程序类似于削减长度,编码器用于确保单位,通常是机床,不超过一个预设位置或方向的旅行。通常,这是一个决心结合的行走速度表,工具头,或类似的组件,以确保机器并不在旅行。尽管限位开关可用于支持应用程序,编码器更耐冲击,往往持续时间更长。
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无花果1.1.f。位置测量/输送

位置测量/输送是另一种常见的工业应用,编码器被广泛用于监视和控制输送机的速度和位置。类似于电动机反馈应用程序中,编码器连接电机,中间轴轴,或两者兼而有之。关键参数的测量电机转速和增量运动。在这种情况下,编码器可以控制输送机的速度和位置
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位置测量/假脱机是另一个应用程序,编码器是有利的。编码器是一轴安装在轴上,并连接控制器跟踪的长度和速度拿起材料根据编码器的反馈后台打印。
2。数字解析器:数字解析器是一个紧凑,低成本的角位置传感器直流输入和数字输出。不需要外部电路——只是激励±5 VDC,获得12位串行数据进行直接计算机接口,或四B和北标记一个增量编码器的输出。无刷解析器在强度方面优于编码器,尺寸,精度和分辨率。解析器执行有效地在极端温度、湿度、冲击和振动。
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2.1应用程序:典型应用情况下的数字解析器精确位置电脑输入所需数据。一些地区的应用程序:
•位置和速度传感
•无刷直流伺服换向
•工厂机器人和自动化
•数控机床
•材料处理
•医疗设备

2.2特性

•重型无刷解析器
•完全数字输入/输出
•绝对位置数据输出
•良好的解决标准
•最大系统误差±15分钟弧
•增量编码器四B和北标记输出
•读出率高
•机械修改订单
3所示。数字转速表:转速表(转速计,环,转速计算器,RPM计)是一种仪器测量轴的转速或磁盘,在电动机或其他机器。[1]设备通常显示每分钟转数(RPM)校准模拟拨号,但数字显示越来越普遍。这个词来自希腊Ταχος,转速,“速度”,和密特隆,“测量”。
数字转速表特别适用于精密测量和监控的相关量,这可以被转换成比例的频率使用适当的传感器数量与时间相关的包括旋转和线速度,流量和相关数量。仪器可以通过编程来衡量绝对值比,或者比例的差异。成比例的频率通常是由一个磁轮在轴上,由径向安装扫描脉冲传感器控制应用程序,一个高分辨率的传感器可以直接耦合到电机轴。
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数字转速表是数码设备测量旋转物体的速度。旋转的对象可以是一个吊扇,它可以是一个汽车轮胎等在这计,我们只是没有。脉冲一分钟然后除以60,这就给了没有。每分钟脉冲。和它的倒数即时间这些脉冲将60 / N,其中N是一分钟的脉冲。然后应用这些脉冲(事实上决定开门时间的脉冲计数时钟信号)。现在没有。的时钟脉冲信号由一个计数器计数,除以开门时间(60 / N)给出了频率的旋转对象。因为这个频率即没有。脉冲这原始的转轴的转速(rpm)。

3.1应用程序:

1)交通工程

转速表是用来估计交通速度和体积(流)。车辆配备传感器,进行“性心动过速运行”,记录交通数据。这些数据是一个替代或补充循环检测器数据。获得统计上显著的结果需要大量的运行,和偏见介绍一天的时间,一天的星期,和季节。然而,由于费用昂贵,间距(低密度循环探测器减少数据的准确性),和回路探测器的可靠性相对较低(通常30%或更多的服务在任何给定的时间),环运行仍然是一个常见的做法
(二)在铁路和轻轨车辆:速度传感装置,称为“脉冲发电机轮”(假发),速度探测或转速表是广泛用于铁路车辆。常见的类型包括opto-isolator割缝盘传感器和霍尔效应传感器。霍尔效应传感器通常使用一个旋转目标附加到一个轮子,变速箱或运动。这个目标可能包含磁铁,或者它可能是一个齿轮。牙齿在方向盘上不同的通量密度传感器头内部的磁铁。探测器安装在一个精确的距离目标轮和检测牙齿或磁铁通过它的脸。这个系统的一个问题是,必要的目标轮之间的气隙和传感器允许黑色灰尘从车的底架上建立探测器或目标,抑制其功能。
iii)的模拟录音在模拟录音,转速表是一种设备,录音的速度,因为它通过在头上。在大多数音频录音机转速表(或简称为“一环”)是一个相对较大的轴附近的ERP堆栈,孤立于饲料和卷取张力懒汉纺锤波。
4所示。霍尔效应传感器:霍尔效应传感器是一种传感器,其输出电压变化在回应一个磁场。霍尔效应传感器是用于接近开关、定位、速度检测和电流传感应用。
在最简单的形式中,传感器是一个模拟传感器,直接返回一个电压。与一个已知的磁场,其距离大厅板可以确定。使用传感器组,可以推导出磁铁的相对位置。
电流通过导体会产生一个随电流的磁场,和霍尔传感器可以用来测量电流而不中断电路。通常,传感器是集成了伤口的核心或永久磁铁周围售票员来衡量。
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5。限位开关:电气工程限位开关是一种开关由一台机器的运动部分或一个对象的存在。他们是用来控制一台机器,安全连锁装置,或计算对象通过一个点。标准化的限位开关是工业控制组件生产多种类型的操作符,包括杆、辊柱塞,晶须的类型。机械限位开关可能直接由操作杆的运动。舌簧开关可以用来表示距离的磁铁安装在一些移动的部分。接近开关操作的类电磁场的干扰,通过电容,或感应磁场(例如,采用霍尔传感器)。
很少,最后一个操作设备将直接接触的一个工业限位开关控制,但更通常的限位开关将通过控制继电器连接,电机接触器控制电路,或作为一个可编程序逻雷竞技网页版辑控制器的输入。
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5.1类型的限位开关:

限位开关的性能取决于许多因素。除了操作参数和机械规格的机器,这些因素包括大小、安装方法,开关的能力和力量,以及中风率参与操作过程。是很重要的一个限位开关的额定电功率来匹配的系统安装,以减少潜在的仪器故障,确保正常运行。限位开关用于工业应用的常见类型包括:
我)重型精密油密:也称为类型C限位开关,这个设备是高度可靠的由于其电气和机械寿命长。以一个简单的线路安排和相对容易的安装。C类型可配备不同的头部和身体风格,包括一个更耐用的设计是防水和潜水。它可以在一个标准的格式,以及专门的里德联系。雷竞技网页版
(二)重型油密和铸造:当负载需求超过能力范围精度不透油的开关,一个常规重型油密模型,或类型T,可能需要。它可以处理操作序列不可用C和类型可以承受高旅行和重置。重型铸造限位开关或类型英尺,通常用于铸造厂和米尔斯类型T操作条件在哪里加上温度升高和外国材料,可能会干扰其他类型的开关。
3)微型雷德封闭:这个限位开关,也称为XA类型,是一种更小、更便宜的设备由压铸锌。它包含一系列接触有一个密封的雷竞技网页版芦苇,这使得它适合于应用程序需要一个高水平的接触可靠性或涉及环境压力。开关通常是预配的,可以放置在较小的或难以到达的地区。
(四)重力返回:重力返回限位开关通常是用于生产线和输送机操作涉及小,轻量级组件。这种类型的转换依赖于重力重置其接触开关通过杠杆臂施加力量和通常与低水平的转矩函数。雷竞技网页版有几个品种的重力返回开关,包括弹簧返回,辊式、杠杆式,前推,保持接触的设计。雷竞技网页版
v)快速开关:拨动开关是为了尽快立即触发机制连接到开关已经预定的距离,无论移动的速度旅行的一部分。快速开关通常用于应用程序只需要基本的接触参数,可以有或没有操作员工作。雷竞技网页版他们是有效的在机器系统功能短动作或操作的速度。

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