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传感器 — 基础选型篇

自动化元器件“三大马车”:传感器、气缸、伺服电机,在自动化设备元器件中占据了绝大部分。作为一个集成商类型的机械工程师,应该在紧张的设备交期内,学会基本的元器件选型。本文将对接近传感器、光电传感器、光纤传感器,三类常用的传感器,做选型经验分享。


1、接近传感器的选型及应用

1、接近传感器选型依据

(1)确定被检测物体的材质及大小;材质分为金属、非金属;

(2)确定检测距离,与传感器安装位置有关;

(3)屏蔽or非屏蔽;齐平安装or非齐平安装;

(4)输出形式,PNP/NPN;与PLC有关,欧洲地区以PNP为主,比如Siemens,亚洲地区以NPN为主,比如Panasonic;

(5)接线方式,导向引出式/接插件式;接插件形式更利用维护跟换;

(6)2线/3线(2线是的漏电流经过负载,可能会引起误动作)

机械工程师选型主要关键词:感应距离、屏蔽/非屏蔽、PNP/NPN


2、接近传感器应用案例

(1)M8屏蔽型接近传感器应用



M8传感器在工装中可用于判断物体是否存在(产品是否存在,动作是否到位等)。由于工装的紧凑化设计,倾向于使用M8,屏蔽型接近传感器,且为了后期维护,推荐使用接插件形式。


(2)M12非屏蔽型接近传感器应用



M12接近传感器由于感应距离稍大于M8,因此在一些设备有振动的部位,使用M12接近传感器,信号将更稳定。倾向于在空间充裕的环境使用M12接近传感器,比如输送线中,托盘的到位信号。此处除了M12的比M8信号稳定外,价格也是考虑的一个方面,M12相对于M8更便宜。因此,输送线中使用M12接近传感器的性价比更高。

 

3、光电传感器的选型及应用

1、光电传感器选型依据

(1)确定感应距离;光电传感器具有检测距离长的特点;

(2)确定工作类型:对射型光电传感器、反射型光电传感器、回归反射型光电传感器;

(3)被检测物体感应截面与光电传感器稳定工作状态时的光斑大小对比;

(4)输出形式,PNP/NPN;与PLC有关,欧洲地区以PNP为主,比如Siemens,亚洲地区以NPN为主,比如Panasonic;

(5)接线方式,导向引出式/接插件式;接插件形式更利用维护跟换;

(6)其他:工作环境(是否需要防油防尘等)

机械工程师选型主要关键词:感应距离、工作类型、光斑大小、PNP/NPN。


4、光电传感器应用案例

(1)光电传感器在工装中的应用



对比接近传感器,光电传感器具有感应距离远,便于调整感应距离,可实现非接触式检测等特点。因此在一些场景,光电传感器也经常被用于远距离检测物体是否存在。当多个传感器密集排列时,需要注意传感器间的干扰。解决相互干扰的办法大致有以下几种:


a.使用具有抗干扰功能的光电传感器;

b.安装时将传感器隔开一定距离;一般为动作区域范围的 1.5倍以上;

c.对射光电错位安装,*多两对(传感器A发射端并传感器B接收端------传感器A接收端并传感器B发射端);

d.对射光电成发射端和接收端一定角度安装;

e.调低灵敏度


(2)光电传感器在输送线中的应用



对射型光电传感器在输送线中,常用来检测产品是否存在。对比反射型光电传感器,其感应距离更远,受被检测物表面光洁度影响较小,因此更多的应用于输送线检测产品是否在位。


5、光纤传感器的选型及应用

1、光纤传感器选型依据

(1)确定感应距离;需要配合放大器使用;

(2)工作类型:对射型光纤传感器、反射型光纤传感器、区域型光纤传感器;

(3)被检侧物体感应截面与光电传感器稳定工作状态时的光斑大小对比;光纤传感器具有检测光斑小的特点;

(4)输出形式,PNP/NPN;与PLC有关,欧洲地区以PNP为主,比如Siemens,亚洲地区以NPN为主,比如Panasonic;

机械工程师选型主要关键词:感应距离、工作类型、光斑大小、PNP/NPN。

 

6、光纤传感器应用案例

(1)光纤传感器在工装中的应用



光纤传感器的功能与光电传感器有些类似,均可远距离检测物体是否存在。不同的是,光纤传感器的体型较光电传感器小,且光斑直径也比光电传感器的光斑小很多。此外,光纤传感器由光纤及光纤放大器组成,这使得它能适应更恶劣的环境,比如油污环、高温等。


(2)光纤传感器用于防错技术



人工装配过程中,经常会遇到以下细小的零件。这些零件各个小,遇到工作环境光线不佳,操作者视力不佳等情况,装配效率及合格率都会受到影响。因此,为了提高装配效率及合格率,在装配过程中使用光纤传感器来监控产品有无,无疑是一个比较优良的方案。同样,如图示中多个对射型光纤传感器的安装,同样也需要考虑传感器件的信号干扰问题。解决办法可参看光电传感器。