德國(guó)Bernstein傳感器測(cè)試電路與功能原理
德國(guó)Bernstein傳感器測(cè)試電路與功能原理
在公司的發(fā)展*,博恩斯坦涉足了幾乎所有的重要技術(shù)發(fā)展的階段,直至今天的工業(yè)安全技術(shù),公司以機(jī)電開(kāi)關(guān)起步,隨后發(fā)展到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的電子和磁傳感技術(shù)。
一開(kāi)始為特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,逐漸進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn),通過(guò)不斷的累積經(jīng)驗(yàn),形成了*的創(chuàng)新和專業(yè)技能。安全方案不斷的向功能性和智能化發(fā)展,進(jìn)而應(yīng)用于外圍的一些領(lǐng)域,
今天博恩斯坦集團(tuán)為工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供了一系列完整的安全的零部件和系統(tǒng),
公司是工業(yè)安全技術(shù)的供應(yīng)商。豐富經(jīng)驗(yàn)的累積成為在市場(chǎng)上立足的強(qiáng)大的后盾。博恩斯坦為人,機(jī)器,和過(guò)程提供了完整的系統(tǒng)解決方案。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
金屬塑料外殼
交流和直流版本傳感器
感應(yīng)距離/靈敏度,帶側(cè)電位計(jì)可調(diào)節(jié)
全封裝版本,保護(hù)等級(jí)IP65
堅(jiān)固的金屬和塑料外殼
帶聚四氟乙烯前蓋的金屬版本
連接器或電纜版本
溫度范圍從-25°C 到 +70°C
防短路版本
設(shè)計(jì)布局
感應(yīng)距離從15 mm 到 30 mm
電纜/連接器版本
10 – 60 V DC or 20-250 V AC
PNP / NPN 或者AC版本
常開(kāi)/常閉版本
功能和操作電壓指示器
相關(guān)產(chǎn)品型號(hào)推薦:
9524308000 ROHR 45X60X 2000 GESCHL. V
9524301000 ROHR 45X60X 250 GESCHL. V
9524302000 ROHR 45X60X 500 GESCHL. V
9524303000 ROHR 45X60X 750 GESCHL. V
9525053000 ROHR 50X5X 500 PULV.7035 C
9525055000 ROHR 50X5X1000 PULV.7035 C
9526039000 ROHR 60X5X 250 PULV.7035 AC
9526040000 ROHR 60X5X 500 PULV.7035 C
9526041000 ROHR 60X5X 750 PULV.7035 C
6075111074 SCR 4-W22-3.5-D A
6016369126 SEL1-A1Z P0 A
6016369028 SEL1-A1Z P0 P
6016369037 SEL1-A1Z PL P
6016369170 SEL1-A1Z PLC N
6016369049 SEL2-A1Z P P
6016369030 SEL2-A1Z P0 B
6016369048 SEL2-A1Z PL P
6016369031 SEL2-A1Z PL0 N
6016369171 SEL2-A1Z PLC N
6010853002 SGS-SA2Z W F3 24V A
6019261011 SHS-A1Z-KA 5 B
6019261015 SHS-A1Z-SA A
6019261009 SHS-A1Z-SA B
6015735002 SI2-U2Z AK R-RAST C
6011431857 SID-UV1Z B
6111431022 SID-UV1Z C
6012431877 SID-UV1Z BB
6011431869 SID-UV1Z P-RAST A
6112431050 SID-UV1Z P-RAST A
6012431883 SID-UV1Z P-RAST B
1015300205 STANDFUSS DREHBAR RAL9006P
1016786000 STANDFUSS EINFACH A
6301106065 T-06 N/S C
6301262039 T-62 N/S B
6301167054 T-67 N/S B
6301268028 T-68 N C
6402169038 T-69 N(KA)/S B
6301269031 T-69 N/S C
6116469043 TI2-A1Z KS B
6116469068 TI2-A1Z KS P
6116469286 Ti2-A1Z KS?????????????????? P
6088835023 TI2-A2Z AH C
6088821017 TI2-A2Z HW RO13,5 C
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
特點(diǎn)
1)溫度穩(wěn)定性好
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān),這有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,又因本身發(fā)熱極小,影響穩(wěn)定性甚微。而電阻傳感器有銅損,易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。
2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造和保證高的精度,可以做得非常小巧,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高溫,強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,可以承受很大的溫度變化,承受高壓力,高沖擊,過(guò)載等;能測(cè)量超高溫和低壓差,也能對(duì)帶磁工作進(jìn)行測(cè)量。
3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好
電容式傳感器由于帶電極板間的靜電引力很小(約幾個(gè)10^(-5)N),需要的作用能量極小,又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄,即質(zhì)量很輕,因此其固有頻率很高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,能在幾兆赫茲的頻率下工作,特別適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測(cè)量高速變化的參數(shù)。
4)可以非接觸測(cè)量且靈敏度高
可非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對(duì)測(cè)量的影響。
應(yīng)用
電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、耐輻射、分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于壓力、位移、加速度、厚度、振動(dòng)、液位等測(cè)量中。但在使用中要注意以下幾個(gè)方面對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:
①減小環(huán)境溫度、濕度變化(可能引起某些介質(zhì)的介電常數(shù)或極板的幾何尺寸、相對(duì)位置發(fā)生變化);
②減小邊緣效應(yīng);
③減少寄生電容;
④使用屏蔽電極并接地(對(duì)敏感電極的電場(chǎng)起保護(hù)作用,與外電場(chǎng)隔離);
⑤注意漏電阻、激勵(lì)頻率和極板支架材料的絕緣性。
電容式傳感器的測(cè)量電路
傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
傳感器工作原理
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路、輔助電源四部分構(gòu)成,如下圖所示。其中,敏感元件直接接收測(cè)量,用于輸出被測(cè)量有關(guān)的物理量信號(hào),敏感元件主要包括熱敏、光敏、濕敏、氣敏、力敏、聲敏、磁敏、色敏、味敏、放射性敏感等類;轉(zhuǎn)換元件用于將敏感元件輸出的物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);
變換電路用于將轉(zhuǎn)換元件輸出電信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制等處理;輔助電源用于為系統(tǒng)(主要是敏感元件和轉(zhuǎn)換元件)提供能量。
功能原理
電容式接近開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)導(dǎo)電體或不導(dǎo)電體材料,固體或液體材料。它可以用來(lái)監(jiān)控容器內(nèi)產(chǎn)品的液位,檢查填充和包裝系統(tǒng)的內(nèi)含物品,以及在順序控制系統(tǒng)、傳送帶系統(tǒng)等場(chǎng)合,實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)、定位、監(jiān)控和計(jì)數(shù)等功能。
可以用于檢測(cè)下列介質(zhì):
固體:
木材、陶瓷、玻璃、紙疊、塑料、石材、橡膠、冰、有色金屬、土豆;
液體:
水、油、飲料、粘合劑、涂料;
顆粒:
塑膠粒、顆粒產(chǎn)品、糧食、飼料、木片;
粉末:
燃料、洗滌劑、沙、水泥、化肥、鹽、糖、面粉、咖啡。
技術(shù)說(shuō)明
電容式接近開(kāi)關(guān)的功能是評(píng)估操作頭對(duì)開(kāi)關(guān)感應(yīng)面電場(chǎng)施加的影響。電容器是由一個(gè)位于感應(yīng)面之后的傳感器電極和一個(gè)接地操作頭組成的,它的容量隨著物體的接近程度而隨之增加。
電容的增強(qiáng)取決于操作頭的電導(dǎo)率、介電常數(shù)、質(zhì)量、表面積和它到傳感器電極的距離。電容式限位開(kāi)關(guān)配備了RC振動(dòng)器,它的增益系數(shù)在前述電容器發(fā)生電容量上升,而導(dǎo)致振蕩時(shí),隨之增加。
在限位開(kāi)關(guān)中,振蕩所需電容量由內(nèi)置電位計(jì)對(duì)振蕩器反饋測(cè)量得到。
響應(yīng)靈敏度,即給定操作頭的感應(yīng)距離,可以通過(guò)這種方式進(jìn)行調(diào)整。振蕩器向評(píng)估電路輸出信號(hào),觸發(fā)開(kāi)關(guān)放大器。
與接近的導(dǎo)電材料發(fā)生響應(yīng)時(shí),觸發(fā)物體和傳感器感應(yīng)面之間形成了電容板。
電容的改變量和隨之實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)距離將會(huì)變得很大。
當(dāng)與接近的不導(dǎo)電材料ε>1發(fā)生響應(yīng)時(shí),只有介電常數(shù)發(fā)生有效改變。電容增加量小于導(dǎo)電材料的增加量。產(chǎn)生的感應(yīng)距離也小。
感應(yīng)距離
名義感應(yīng)距離是特定且根據(jù)DIN EN60947-5-2/98標(biāo)準(zhǔn)在工廠完成設(shè)定的。當(dāng)相應(yīng)尺寸的導(dǎo)電材料接近傳感器時(shí),感應(yīng)距離可以達(dá)到大值。
在不導(dǎo)電材料接近時(shí),待檢測(cè)材料的介電常數(shù)ε是關(guān)鍵因素。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同,特定感應(yīng)距離隨著特定因素改變而變化,該因素和介電常數(shù)有關(guān)。這些表格內(nèi)的數(shù)值僅表示響應(yīng)靈敏度的期
望大小,觸發(fā)物體的特定性能(直徑、厚度、濕度等)和環(huán)境條件(接地)對(duì)響應(yīng)距離影響也很大。在大多數(shù)情況下,可以通過(guò)調(diào)整內(nèi)置電位計(jì),以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)特定場(chǎng)合的目的。
空隙
采用非齊平方式安裝限位開(kāi)關(guān)時(shí),開(kāi)關(guān)周圍必須留有一定空隙,而且不能包含對(duì)開(kāi)關(guān)有影響的材料。非齊平安裝的電容式傳感器的特點(diǎn)是對(duì)污垢和凝水不敏感。齊平安裝的電容式傳感器的設(shè)計(jì)使它們特別適合于感應(yīng)介電物體。由于電容式接近開(kāi)關(guān)配備調(diào)節(jié)裝置,非齊平安裝時(shí),空隙變小不會(huì)對(duì)安裝造成影響。非齊平安裝的電容式接近開(kāi)關(guān)對(duì)污垢和凝水不敏感。不過(guò)靈敏度增強(qiáng),可能不利于上述附加效應(yīng)的發(fā)生。
如果電容式接近開(kāi)關(guān)安裝在一起或相對(duì)的位置,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),試驗(yàn)距離應(yīng)在2倍外殼直徑到8倍外殼直徑之間。不過(guò)調(diào)整設(shè)備可以滿足實(shí)現(xiàn)所有應(yīng)用調(diào)整。
傳感器應(yīng)用
傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用:重力傳感器,在飛車、天天跑酷等游戲中有著近乎的體現(xiàn);加速度傳感器,例如手機(jī)的搖一搖功能就是對(duì)手機(jī)的加速度進(jìn)行感應(yīng);光線傳感器,例如手機(jī)的自動(dòng)調(diào)光功能;距離傳感器,例如接電話時(shí)手機(jī)離開(kāi)耳朵屏幕變亮,手機(jī)貼近耳朵屏幕變黑。手機(jī)中的傳感器數(shù)不勝數(shù),很多功能都是利用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在此小編就不一一列舉了。
除手機(jī)外,傳感器在日常生活中也有著廣泛的應(yīng)用,常見(jiàn)的如:自動(dòng)門,通過(guò)對(duì)人體紅外微波的傳感來(lái)控制其開(kāi)關(guān)狀態(tài);煙霧報(bào)警器,通過(guò)對(duì)煙霧濃度的傳感來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警的目的;電子秤,通過(guò)力學(xué)傳感來(lái)測(cè)量人或其他物品的重量;水位報(bào)警,溫度報(bào)警、濕度報(bào)警等也都利用的是傳感器來(lái)完成其功能。
傳感器技術(shù)未來(lái)發(fā)展將會(huì)有哪些趨勢(shì)呢?下面我們來(lái)看看:
1、開(kāi)發(fā)新式傳感器
新式傳感器,大致應(yīng)包含:①選用新原理;②添補(bǔ)傳感器空白;③仿生傳感器等諸方面。它們之間是互相聯(lián)絡(luò)的。傳感器的作業(yè)機(jī)理是根據(jù)各種效應(yīng)和規(guī)律,由此啟示大家進(jìn)一步探究具有新效應(yīng)的靈敏功用資料,并以此研發(fā)出具有新原理的新式物性型傳感器材,這是開(kāi)展高功用、多功用、低成本和小型化傳感器的主要途徑。構(gòu)造型傳感器開(kāi)展得較早,現(xiàn)在日趨老練。構(gòu)造型傳感器,通常說(shuō)它的構(gòu)造雜亂,體積偏大,報(bào)價(jià)偏高。物性型傳感器大致與之相反,具有不少誘人的長(zhǎng)處,加之曩昔開(kāi)展也不行。世界各國(guó)都在物性型傳感器方面投入很多人力、物力加強(qiáng)研究,從而使它變成一個(gè)值得注意的開(kāi)展意向。其中運(yùn)用量子力學(xué)諸效應(yīng)研發(fā)的低活絡(luò)閾傳感器,用來(lái)檢查弱小的信號(hào),是開(kāi)展新意向之一。
2、集成化、多功用化、智能化
傳感器集成化包含兩種界說(shuō),一是同一功用的多元件并排化,行將同一類型的單個(gè)傳感元件用集成技能在同一平面上擺放起來(lái),排成1維的為線性傳感器,CCD圖象傳感器就歸于這種狀況。集成化的另一個(gè)界說(shuō)是多功用一體化,行將傳感器與放大、運(yùn)算以及溫度抵償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化,組裝成一個(gè)器材。
跟著集成化技能的開(kāi)展,各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼呈現(xiàn),有的已經(jīng)變成產(chǎn)品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型,其中壓阻式集成化傳感器開(kāi)展快、使用廣。
傳感器的多功用化也是其開(kāi)展方向之一。所謂多功用化的典型實(shí)例,美國(guó)某大學(xué)傳感器研究開(kāi)展基地研發(fā)的單片硅多維力傳感器能夠一起丈量3個(gè)線速度、3個(gè)離心加速度(角速度)和3個(gè)角加速度。主要元件是由4個(gè)準(zhǔn)確規(guī)劃安裝在一個(gè)基板上的懸臂梁構(gòu)成的單片硅構(gòu)造,9個(gè)準(zhǔn)確布置在各個(gè)懸臂梁上的壓阻靈敏元件。多功用化不只能夠降低出產(chǎn)成本,減小體積,并且能夠有效的前進(jìn)傳感器的穩(wěn)定性、可靠性等功用指標(biāo)。
把多個(gè)功用不一樣的傳感元件集成在一起,除可一起進(jìn)行多種參數(shù)的丈量外,還可對(duì)這些參數(shù)的丈量成果進(jìn)行歸納處理和評(píng)估,可反映出被測(cè)體系的全體狀況。由上還能夠看出,集成化對(duì)固態(tài)傳感器帶來(lái)了很多新的時(shí)機(jī),一起它也是多功用化的根底。
傳感器與微處理機(jī)相結(jié)合,使之不只具有檢查功用,還具有信息處理、邏輯判別、自確診、以及“思想”等人工智能,就稱之為傳感器的智能化。借助于半導(dǎo)體集成化技能把傳感器有些與信號(hào)預(yù)處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制造在同一塊芯片上,即變成大規(guī)模集成智能傳感器。能夠說(shuō)智能傳感器是傳感器技能與大規(guī)模集成電路技能相結(jié)合的產(chǎn)品,它的實(shí)現(xiàn)將取決于傳感技能與半導(dǎo)體集成化技能水平的前進(jìn)與開(kāi)展。這類傳感器具有多能、高功用、體積小、適合大批量出產(chǎn)和運(yùn)用方便等長(zhǎng)處,能夠肯定地說(shuō),是傳感器主要的方向之一。
3、新資料開(kāi)發(fā)
傳感器資料是傳感器技能的主要根底,是傳感器技能晉級(jí)的主要支持。跟著資料科學(xué)的前進(jìn),傳感器技能日臻老練,其品種不斷增加,除了早期運(yùn)用的半導(dǎo)體資料、陶瓷資料以外,光導(dǎo)纖維以及超導(dǎo)資料的開(kāi)發(fā),為傳感器的開(kāi)展供給了物質(zhì)根底。例如,根據(jù)以硅為基體的很多半導(dǎo)體資料易于微型化、集成化、多功用化、智能化,以及半導(dǎo)體光熱探測(cè)器具有活絡(luò)度高、精度高、非觸摸性等特色,開(kāi)展紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器;在靈敏資猜中,陶瓷資料、有機(jī)資料開(kāi)展很快,可選用不一樣的配方混合質(zhì)料,在精細(xì)分配化學(xué)成分的根底上,通過(guò)高精度成型燒結(jié),得到對(duì)某一種或某幾種氣體具有辨認(rèn)功用的靈敏資料,用于制成新式氣體傳感器。此外,高分子有機(jī)靈敏資料,是近幾年大家極為重視的具有使用潛力的新式靈敏資料,可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。傳感器技能的不斷開(kāi)展,也促進(jìn)了更新式資料的開(kāi)發(fā),如納米資料等。美國(guó)NRC公司已開(kāi)發(fā)出納米ZrO2氣體傳感器,操控機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放,對(duì)凈化環(huán)境作用*,使用遠(yuǎn)景對(duì)比廣闊。因?yàn)檫x用納米資料制造的傳感器,具有龐大的界面,能供給很多的氣體通道,并且導(dǎo)通電阻很小,有利于傳感器向微型化開(kāi)展,跟著科學(xué)技能的不斷前進(jìn)將有更多的新式資料誕生。
4、新技能的選用
在開(kāi)展新式傳感器中,離不開(kāi)新技能的選用。新技能的意義規(guī)模很廣,這兒主要指與開(kāi)展新式傳感器聯(lián)絡(luò)格外親近的微細(xì)加工技能。該技能又稱微機(jī)械加工技能,是這些年跟著集成電路技能開(kāi)展起來(lái)的,它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技能,現(xiàn)在已不斷增加地用于傳感器范疇,例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學(xué)氣體淀積(CVD)、外延、擴(kuò)散、腐蝕、光刻等,迄今已有很多選用上述技能制成的傳感器的國(guó)內(nèi)外報(bào)導(dǎo)。
5、智能資料
智能資料是指規(guī)劃和操控資料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電學(xué)等參數(shù),研發(fā)出生物體資料所具有的特性或許優(yōu)于生物體資料功用的人工資料。有人以為,具有下述功用的資料可稱之為智能資料:具有對(duì)環(huán)境的判別可自適應(yīng)功用;具有自確診功用;具有自修正功用;具有自增強(qiáng)功用(或稱時(shí)基功用)。
生物體資料的突出特色是具有時(shí)基功用,因此這種傳感器特性是微分型的,它對(duì)變分有些對(duì)比靈敏。反之,長(zhǎng)時(shí)間處于某一環(huán)境并習(xí)慣了此環(huán)境,則活絡(luò)度降低。通常說(shuō)來(lái),它能適應(yīng)環(huán)境調(diào)理其活絡(luò)度。除了生物體資料外,有目共睹的智能資料是形狀回憶合金、形狀回憶陶瓷和形狀回憶聚合物。智能資料的探究作業(yè)剛剛開(kāi)始,信任不久的將來(lái)會(huì)有很大的開(kāi)展。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進(jìn),對(duì)傳感器技術(shù)提出了新的要求,產(chǎn)品正在向MEMS工藝技術(shù),無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù),新材料、納米、薄膜(含SOI)、陶瓷技術(shù),光纖技術(shù);激光技術(shù),復(fù)合傳感器技術(shù),多學(xué)科交叉的融合技術(shù)方向發(fā)展。
重要信息 介電常數(shù)示例
電容式傳感器能夠檢測(cè)導(dǎo)電或不導(dǎo)電材
料,固體、液體、顆?;蚍勰2贿^(guò)在
實(shí)際應(yīng)用中,必須考慮一些關(guān)鍵條件。
玻璃
橡膠
復(fù)合紙
木材
大理石
礦物油
電容式傳感器應(yīng)用領(lǐng)域用圖示表示
上海興拓機(jī)械在歐美有多個(gè)分子公司,整個(gè)集團(tuán)在行業(yè)內(nèi)經(jīng)營(yíng)十幾年專門致力于從事上先進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)出口業(yè)務(wù)。在公司全體員工的努力及廣大客戶和業(yè)界同仁支持之下,公司業(yè)務(wù)迅速拓展,產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大中型電廠、冶金、石化、環(huán)保、紡織、鐵路、船舶、醫(yī)藥機(jī)械、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、食品機(jī)械、航天航空、樓宇控制等現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
德國(guó)Bernstein傳感器測(cè)試電路與功能原理