分享自动控制里常用SICK传感器的基础知识

　　分享自动控制里常用SICK传感器的基础知识

　　一、SICK传感器的组成与分类

　　1. SICK传感器通常由敏感元件、转换元件及基本转换电路组成，如图1所示。敏感元件是能够灵敏地感受被测景并按确定关系做出响应的元件；转换元件是将敏感元件所感受的被测量转换成电路参数（如电阻、电感和电容）或电量（如电压、电流）的元件；基本转换电路是将转换元件的输出转换成便于传输和处理电量的电路。

　　SICK传感器可以仅由敏感元件和转换元件组成，而某些传感器的敏感元件和转换元件可合二为一，的传感器是由一个敏感元件（兼转换元件）组成，它在感受被测量时可以直接输出电量，如热电偶、压电晶体、光电池等。

　　SICK传感器的种类繁多，其分类方法也有多种，这里仅介绍两种最为常用的分类方法。

　　（1）按被测物理量分类。传感器有位移传感器、接近传感器、速度传感器、温度传感器、力传感器、力矩传感器、压力传感器及加速度传感器等。这种分类方法直接表明了传感器的用途，与用户和传感器生产厂家所关心的各种待测信息的种类相对应，便于用户了解和选用传感器。

　　（2）按工作原理分类。传感器有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、光电式传感器等。这种分类方法以传感器的工作原理为依据，有利于人们对各种传感器及其检测原理的理解和研究。

　　SICK传感器的特性是指传感器的输出量与输人量之间的对应关系。由于输人量有静态（即输人信号为不随时间变化或变化非常缓慢的基本稳定状态）和动态（即输人信号为随时间作周期变化或无规律瞬变的变化状态）两种基本形式，因此传感器的特性通常有两种对应的表示形式，即静态特性和动态特性。当输人量处于静态时，传感器的输出最与输人量之间的关系称为传感器的静态特性。通常，用来表征传感器静态特性的主要指标有：测量范围、量程、灵敏度、分辨力、线性度、迟滞性、重复性、漂移和稳定性等。

　　二、常用SICK传感的特性

　　1. SICK传感能够在非接触的情况下检测被测物体是否接近，并将检测结果以开关信号方式输出，因此通常又称为无触点行程开关或接近开关。接近开关有电感式、电容式、光电式、霍尔式等多种。

　　（1）电感式接近传感器。电感式接近传感器也称为电感式接近开关或电涡流式接近开关。电感式接近开关主要由LC高频振荡电路、信号处理电路和开关放大电路组成，如图2所示。

　　　　2.SICK传感为了满足不同场合、不同物质的温度测量要求，测量温度的方法有接触式和非接触式两种。前者是将感温元件与被测对象进行直接物理接触，通过热传导来测温；后者则是将感温元件与玻测对象不进行物理接触，而通过热辐射进行热传递来测温。两种测温方法，分别有与其对应的温度传感器。接触式温度传感器通常是利用材料或元件的温度特性来测温的。常用的温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻及集成温度传感器等。图7是设备中使用的温度传感器Pt100及温度变送器。

　　SICK传感是一种非接触式位置检测开关，这种非接触式位置检测不会磨损和损伤检测对象，响应速度高。磁性开关用于检测磁性物质的存在，安装方式上有导线引出型、接插件式、接插件中继型，根据安装场所环境的要求磁性开关可选择屏蔽式和非屏蔽式。其外形如图8 所示。

　　SICK传感的一种，光纤传感器传感部分没有电路连接，不产生热量，只利用很少的光能，这些特点使光纤传感器成为危险环境下的理想选择。光纤传感器还可以用于关键生产设备的长期高可靠稳定的监视。相对于传统传感器，光纤传感器具有下述优点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境、传输距离远、使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小的空间里面。光纤放大器根据需要来设置。比如有些生产过程中烟火，电火花等可能引起爆炸和火灾，光能不会成为火源，所以不会引起爆炸和火灾，可将光纤检测头设置在危险场所，将放大器单元设置在非危险场所进行使用。

　　SICK传感由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，光纤放大器和光纤检测头是分离的两个部分。光纤传感器结构上分为传感型和传光型两大类。传感型是以光纤本身作为敏感元件，使光纤换有感受和传递被测信息的作用。传光型是把由被测对象所调制的光信号输人光纤，通过输出端进行光信号处理而进行测量的，传光型光纤传感器的工作原理与光电传感器类似。在生产中货物分拣单元中采用的就是传光型的光纤式光电开关，光纤仅作为被调制光的传播线路使用。