使用宇龍機(jī)電控制仿真軟件實(shí)現(xiàn)傳感器的控制

王寧

摘 要：傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。它已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、航天技術(shù)、軍事領(lǐng)域、機(jī)器人開發(fā)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、家電行業(yè)等各學(xué)科和工程領(lǐng)域。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，大型發(fā)電機(jī)組需要3000臺(tái)傳感器及配套儀表;大型石油化工廠需要6000臺(tái);一個(gè)鋼鐵廠需要20000臺(tái);一個(gè)電站5000臺(tái);阿波羅宇宙飛船用了1218個(gè)傳感器，運(yùn)載火箭部分用了2077個(gè)傳感器;一輛現(xiàn)代化汽車裝備的傳感器也有幾十種。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一。傳感器技術(shù)的水平高低是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的主要標(biāo)志之一。傳感器種類繁多，學(xué)生在學(xué)校沒有單獨(dú)的傳感器實(shí)訓(xùn)室的話，很多時(shí)候傳感器只能聽老師講理論，沒有辦法動(dòng)手調(diào)試。仿真軟件將傳感器應(yīng)用在電路上，對(duì)于應(yīng)用型的學(xué)生來說，更加直觀，也便于掌握傳感器電路連接的原理。

關(guān)鍵詞：傳感器;仿真軟件;實(shí)際應(yīng)用

正文：

傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。它獲取的信息可以是各種物理量、化學(xué)量和生物量，而轉(zhuǎn)換后的信息也可以有各種形式。目前傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)，因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。一般也稱傳感器為變換器、換能器和探測(cè)器，其輸出的電信號(hào)陸續(xù)輸送給后續(xù)配套的測(cè)量電路及終端裝置，以便進(jìn)行電信號(hào)的調(diào)理、分析、記錄或顯示等。

傳感器的種類名目繁多，分類不盡相同。常用的分類方法如下。

（1）按被測(cè)量分類：可分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器。這種分類方法明確表明了傳感器的用途，便于使用者選用。

（2）按測(cè)量原理分類：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。這種分類方法表明了傳感器的工作原理，有利于傳感器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

（3）按傳感器轉(zhuǎn)換能量供給形式分類：分為能量變換型（發(fā)電型）和能量控制型（參量型）兩種。能量變換型傳感器在進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)無需另外提供能量，就可將輸入信號(hào)能量變換為另一種形式能量輸出，如熱電偶傳感器、壓電式傳感器等。能量控制型傳感器工作時(shí)必須有外加電源，如電阻、電感、電容、霍爾式傳感器）等。

（4）按傳感器工作機(jī)理分類：分為結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。結(jié)構(gòu)型傳感器是指被測(cè)量變化時(shí)引起了傳感器結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起輸出電量變化。如電容壓力傳感器就屬于這種傳感器，外加壓力變化時(shí)，電容極板發(fā)生位移，結(jié)構(gòu)改變引起電容值變化，輸出電壓也發(fā)生變化。物性型傳感器是利用物質(zhì)的物理或化學(xué)特性隨被測(cè)參數(shù)變化的原理構(gòu)成，一般沒有可動(dòng)結(jié)構(gòu)部分，易小型化，如各種半導(dǎo)體傳感器。

習(xí)慣上常把工作原理和用途結(jié)合起來命名傳感器，如電容式壓力傳感器、電感式位移傳感器等。比如宇龍機(jī)電控制仿真軟件里面的電容傳感器和電感傳感器。

傳感器是自動(dòng)控制的一個(gè)輸入信號(hào)，經(jīng)常和PLC、單片機(jī)等控制器聯(lián)調(diào)使用，宇龍機(jī)電控制仿真軟件可以用傳感器作為PLC的信號(hào)輸入，通過仿真，可以直觀地看到傳感器連接的方法。在PLC控制中，把傳感器分為源型和漏型。他們的區(qū)別是：1）漏型輸入[-公共端]當(dāng)DC輸入信號(hào)是輸入（X）端子流出電流然后輸入時(shí)，成為漏型輸入。連接晶體管輸出型的傳感器輸出等時(shí)，可以使用NPN集電極開路型晶體管輸出。2）源型輸入[+公共端]當(dāng)DC輸入信號(hào)是電流流向到輸入（X）端子的輸入時(shí)，成為源型輸入。連接晶體管輸出型的傳感器輸出等時(shí)，可以使用PNP集電極開路型晶體管輸出。以三菱FX3U_64MT為例。從PLC的操作手冊(cè)上，可以找到傳感器的連接方式。見圖3（漏型輸入連接）和圖4（源型輸入連接）。

使用共陰極（漏型）的傳感器連接PLC，它的接線圖如下：

其中，S/S接PLC輸入端的24V，傳感器棕色的線接S/S，藍(lán)色的線接PLC輸入端0V，黑色的線接X0。

使用共陽極（源型）傳感器連接PLC，它的接線圖如下：

其中，S/S接PLC輸入端的0V，傳感器棕色的線接PLC輸入端24V，藍(lán)色的線接PLC輸入端S/S，黑色的線接X0。

傳感器和PLC的連接是PLC控制過程的一個(gè)難點(diǎn)，但同時(shí)也是PLC控制系統(tǒng)輸入信號(hào)非常重要的環(huán)節(jié)，使用仿真軟件有利于掌握原理和應(yīng)用，使我們對(duì)傳感器的應(yīng)用有更加全面的認(rèn)識(shí)。

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