THSCIC-型-实训指导书

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1、 THSCIC-1型工业传感器应用技术实训装置实训指导书目录 第一章 物料分拣模型7实训一 对射式光电开关传感器7实训二 霍尔接近开关传感器10实训三 电感接近开关传感器14实训四电容接近开关传感器17实训五色标传感器20实训六安全光幕传感器23实训七 物料分拣系统26第二章 多功能转子模型29实训八 光电开关传感器29实训九 光电开关测量转速31实训十 齿轮转速传感器32实训十一 齿轮转速传感器测量转速34实训十二 电涡流传感器及变送器35实训十三 压电加速度传感器及变送器40第三章 区域报警及声光控模型43实训十四 红外热释电人体开关传感器43实训十五声光双控开关传感器45实训十六压电电缆

2、传感器及压电控制器48第四章 液位流量模型50实训十七 超声波液位传感器50实训十八 流量传感器53第五章 电子秤模型56实训十九 S型拉压力传感器与变送器56第六章 厚度测量模型60实训二十 光纤位移传感器60天煌科技 天煌教仪THSCIC-1型 工业传感器应用技术实训装置实训指导书一、概述本实训装置是将工业传感器、工业模型有机结合的新一代传感器应用技术及实训设备。适用于各职业院校开设传感器原理、非电量检测技术、工业自动化仪表与控制等课程的实训教学。图1 设备整体结构二、装置配置 （一）电源及仪表挂箱1. 交流电源AC220V，带漏电保护器；2. 直流稳压电源：+24V/1A、12V/1A、

3、5V；3. 数字直流电压表：量程020V，分200mV、2V、20V三档，精度0.5级；4. 频率/转速表：频率测量范围19999Hz，转速测量范围19999rpm。图2 电源及仪表挂箱 （二）信号处理及接口挂箱1. 传感器信号转换电路；2. 电磁阀/电机驱动电路。图3 信号处理及接口挂箱 （三）变送器挂箱1. 电荷放大器量程：102pc、103pc两档可调，最大输出电压：10V/5mA，与压电加速度传感器配套使用。2. 轴向位移变送器量程：-46mm，电流输出：420mA，准确度：0.5%（25）。3. 压力仪表采用24位A/D转换器，双5位高亮度红色LED显示，测量精度： 0.2%F.S1

4、个字，带RS232通信，与S型拉压力传感器配套使用。 图4 变送器挂箱 （四）数据采集卡挂箱1. 高速USB数据采集卡，采集卡支持最大采样频率为400kHz，12位A/D转换；2. 8路模拟量输入，8路开关量输入，5路开关量输出。图5 数据采集卡挂箱 （五）材料分拣模型1. 直流减速电机，转速：20rpm/分,电源DC24V；2. 电磁阀：二位五通；3. 对射式光电开关传感器：检测距离5m，常开型，NPN晶体管输出；4. 霍尔接近开关传感器，检测距离10mm，可检测永磁体，常开型，NPN晶体管输出；5. 电感接近开关传感器：检测距离4mm，常开型，NPN晶体管输出；6. 电容接近开关传感器，检

5、测距离5mm，常开型，NPN晶体管输出； 7. 色标传感器：焦距12.5mm2mm，红、蓝、绿三色光源，按钮式设定自动选择适用光源；8. 安全光幕传感器：检测距离：0.34m，继电器输出。 图6 材料分拣模型 （六）多功能转子模型1. 直流电机：转速3000rpm/分，功率15W，电源DC24V；2. 光电开关传感器：槽式结构，槽宽30mm，输出电流300mA；3. 齿轮转速传感器：测量范围020kHz，脉冲输出信号；4. 电涡流传感器：量程-46mm，灵敏度8mA/mm；5. 压电加速度传感器：量程50000ms-2，电荷灵敏度1.47pC/ms-2，最大横向灵敏度比5%F.S。图7 多功能

6、转子模型 （七）区域报警及声光双控模型1. 热释电开关传感器：感应距离：8m，延时时间：4060s，开关条件：光照度6Lux；2. 声光控开关传感器：声控灵敏度70dB，延时时间：4060s，开关条件：光照度6Lux；3. 压电电缆传感器及压电控制器：量程2Kg，开关量输出。图8 区域报警及声光双控模型 （八）液位/流量模型1. 直流水泵：扬程：0.6m，流量：600L/h，功率30W；2. 超声波液位传感器：量程：1m，盲区：0.06m，输出：420mA；3. 涡轮流量传感器：量程：0.10.6m3/h，精度1%，脉冲输出。图9 液位流量模型 （九）电子秤模型S型拉压力传感器：量程：20Kg

7、，输出灵敏度：2.00.005mV/V，线性度：0.03%F.S。图10 电子秤模型 （十）厚度检测模型光纤位移传感器及放大器：量程：010mm，输出：15V，放大器增益连续可调。图11 厚度检测模型图12 工业传感器接线面板第一章 物料分拣模型实训一 对射式光电开关传感器一、实训目的学习和掌握对射式光电开关传感器的工作原理和使用方法。 二、实训设备物料分拣模型、信号处理及接口挂箱、电源及仪表挂箱。 三、实训原理（一）工作原理 红外线光电开关所发射的红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线， 红外

8、线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 光电开关工作时，由内部振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发射管辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏二极管。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。 对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。图1-1 对

9、射式光电开关传感器图1-2 对射式光电开关传感器原理示意图 （二）光电开关的优点 1具有检测距离精密调节功能，顺时针调节灵敏度增强，逆时针则相反； 2具有静态和动作双指示功能，可及时告知工作状态； 3响应速度快，能检出高速移动的微小物体； 4采用集成电路和先进的SMT表面安装工艺，具有很高的可靠性； 5体积小，独特造型，重量轻，安装调试简单，并具有短路保护功能。四、实训内容及步骤1按照图2、图3、图12的标示，将对射式光电传感器的电源线和信号线连接好，其中电源采用DC12V（注意，红色接正，黑色接地，不要接反），传感器的信号输出（蓝色插座）接到信号处理单元的“对射式光电开关”左端（注意，红色接

10、正，黑色接地，不要接反）。2. 将信号处理单元的“对射式光电开关”右端连接到数据采集卡挂箱上的“数字量输入端DI0”(注意，红色导线接DI0，黑色导线接DGND)，其中电源DC24V接入图12接线板上的“直流减速电机”。再用USB数据线将电脑与采集卡挂箱上的数据采集卡相连接。3. 将图2、图3上的+5V、GND电源连接起来，然后打开电源及仪表挂箱电源，电源指示灯亮。再打开电脑上的测试软件，按照接线方式选择对射式光电开关传感器上对应的通道，并让软件运行，则检测物料经过对射式光电开关传感器时就会计数。如图1-3所示：图1-34实验结束，关闭电脑及电源开关再将导线整理好，放回原处。五、实训注意事项

11、1红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作，但原则上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源。 2当使用感性负载（如灯、电动机等）时，其瞬态冲击电流较大，可能劣化或损坏交流二线的光电开关，在这种情况下，请经过交流继电器作为负载来转换使用。 3红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭，禁用稀释溶剂等化学品，以免永久损坏塑料镜。4 传感器均为SMD工艺生产制造，并经严格的测试合格后才出厂，在一般情况下使用均不会出现损坏。为了保证意外性发生，请用户在接通电源前检查接线是否正确，额定电压是否为额定值。六、实训报告 简述对射式光电开关传感器的工作原理及应用范围。实训二 霍尔接近开关传感器一、实训目的 学习和

12、掌握霍尔接近开关的工作原理和使用方法。 二、实训设备物料分拣模型、信号处理及接口挂箱、电源及仪表挂箱。三、实训原理（一）工作原理霍尔开关是一种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。使用霍尔开关检测磁场（磁钢产生）的方法极为简单，将霍尔开关做各种规格的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片的表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。而且，

13、因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝，小孔中的磁场进行检测用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。例如，用一个542.5（mm）的钕铁硼号磁钢，就可在它的磁极表面上得到约2300高斯的磁感应强度。在空气间隙中，磁感应强度会随感应距离增加而迅速下降。为保证霍尔器件，尤其是霍尔开关器件的可靠工作，在应用中要考虑有效工作间隙的长度。在计算总有效工作间隙时，应从霍尔开关表面算起。霍尔开关电路的输出级一般是一个集电极开路的NPN晶体管，其使用规则和任何一种相似的NPN开关管相同。输出管截止时，输漏电流很小，一般

14、只有几nA，可以忽略，输出电压和其电源电压相近，但电源电压最高不得超过输出管的击穿电压（即规定的极限电压28V）。输出管导通时，它的输出端和线路的公共端短路。因此，必须外接一个电阻器（即负载电阻器）来限制流过管子的电流，使它不超过最大允许值（一般为100mA），以免损坏输出管。输出电流较大时，管子的饱和压降也会随之增大，使用者应当特别注意，仅这个电压和你要控制的电路的截止电压（或逻辑“零”）是兼容的。图2-1 霍尔接近开关传感器 图2-2 霍尔开关的内部工作原理图 霍尔开关的开关作用能力是非常迅速的，典型的上升时间和下降时间在500nS范围内，优于任何机械开关。 霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。 霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，所采用的霍尔芯片含整个温度范围内的热平衡集成电路,负的温度补偿特性,能与低成本磁钢负温度系数为最佳匹配,内部采用环氧树脂封灌成