SICK傳感器測試技術(shù)研究和實際說明

SICK傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量zui多、應(yīng)用zui廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術(shù)引中占有非常重要的地位。zui簡單的光敏傳感器
是光敏電阻，當(dāng)光子沖擊接合處就會產(chǎn)生電流。
傳感器一般由基準(zhǔn)源、冷端補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，zui后放大轉(zhuǎn)換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，傳感器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷絲或接解不良時，傳感器會輸出zui大值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點。一體化溫度傳感器的輸出為統(tǒng)一的 4～20mA信號；可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。
SICK傳感器由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。檢測用敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個組成部分，振蕩電路的振蕩頻率為  。當(dāng)檢測線圈通以交流電時，在檢測線圈的周圍就產(chǎn)生一個交變的磁場，當(dāng)金屬物體接近檢測線圈時，金屬物體就會產(chǎn)生電渦流而吸收磁場能量，使檢測線圈的電感L發(fā)生變化，從而使振蕩電路的振蕩頻率減小，以至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)監(jiān)測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號輸出。
需要注意的是：與SICK傳感器相同，電感式接近傳感器檢測的被測物體也是金屬導(dǎo)體，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測量。振幅變化隨目標(biāo)物金屬種類而不同，因此檢測距離也隨目標(biāo)物金屬的種類而不同。
SICK傳感器平時檢測電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個組成部分。當(dāng)被檢測物體接近檢測電極時，由于檢測電極加有電壓，檢測電極就會受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被測物體越靠近檢測電極，檢測電極上的感應(yīng)電荷就越多。由于檢測電極上的靜電電容為  ，所以隨著電荷量的增多，使檢測電極電容C隨之增大。由于振蕩電路的振蕩頻率  與電容成反比，所以當(dāng)電容C增大時振蕩電路的振蕩減弱，甚至停止振蕩。振蕩電路的振蕩與停振這兩種狀態(tài)被檢測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號后向外輸出。
需要注意的是：電容式接近傳感器檢測的被測物體是金屬導(dǎo)體，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測量。
SICK傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動作，
結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實際經(jīng)驗而提出來的。是一個相對獨(dú)立的智能單元，它的出現(xiàn)對原來硬件性能苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。
1、信息存儲和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)（SmartDistributedSystem）的飛速發(fā)展，對智能單元要求具備通信功能，用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信，這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過測試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來實現(xiàn)各項功能。如增益的設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置、測試數(shù)據(jù)輸出等。
2、自補(bǔ)償和計算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作，但都沒有從根本上解決問題。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開辟了新的道路。這樣，放寬傳感器加工精密度要求，只要能保證傳感器的重復(fù)性好，利用微處理器對測試的信號通過軟件計算，采用多次擬合和差值計算方法對漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償，從而能獲得較的測量結(jié)果壓力傳感器。
3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗和標(biāo)定，以保證它在正常使用時足夠的準(zhǔn)確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場拆卸送到實驗室或檢驗部門進(jìn)行。對于在線測量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時進(jìn)行自檢，診斷測試以確定組件有*。其次根據(jù)使用時間可以在線進(jìn)行校正，微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對比校對。
4、復(fù)合敏感功能——觀察周圍的自然現(xiàn)象，常見的信號有聲、光、電、熱、力、化學(xué)等。敏感元件測量一般通過兩種方式：直接和間接的測量。而智能傳感器具有復(fù)合功能，能夠同時測量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的信息。
光敏傳感器是zui常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。

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