传感器 数字式传感器
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DS18B20数字式温度传感器,与传统的热敏电阻有所不同的是,使用集成芯片,采用单总线技术,其能够有效的减小外界的干扰,提高测量的精度。
同时,它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理,接口简单,使数据传输和处理简单化。
部分功能电路的集成,使总体硬件设计更简洁,能有效地降低成本,搭建电路和焊接电路时更快,调试也更方便简单化,这也就缩短了开发的周期。
DS18B20单线数字温度传感器,即“一线器件”,其具有独特的优点:( 1 )采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
单总线具有经济性好,抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。
( 2 )测量温度范围宽,测量精度高。
DS18B20 的测量范围为-55℃~+125℃;在-10~+85℃范围内,精度为±0.5℃。
( 3 )在使用中不需要任何外围元器件即可实现测温。
( 4 )多点组网功能。
多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。
( 5 )供电方式灵活。
DS18B20可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。
因此,当数据线上的时序满足一定的要求时,可以不接外电源,从而使系统结构更趋简单,可靠性更高。
( 6 )测量参数可配置。
DS18B20的测量分辨率可通过程序设定9~12位。
( 7 )负压特性。
电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
( 8 )掉电保护功能。
DS18B20内部含有EEPROM,在系统掉电以后,它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。
DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围,适合于构建自己的经济的测温系统,因此也就被设计者们所青睐。
二、DS18B20测温原理DS18B20 的内部测温电路框图低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,为计数器提供一频率稳定的计数脉冲。
数字式传感器随着科学技术的发展,目前在工业、农业、医学、宇航、商业等领域中已广泛使用各种数字显示的非电量检测装置。
在机械制造工业中应用得比较成熟的是光栅、磁栅、感应同步器等为传感元件的数字测量仪器。
这些数字式测量仪器具有检测精度高、寿命长、抗干扰能力强、使用方便等忧点,这将在本章中予以叙述。
一、转角—数字式传感器1.光电脉冲盘式转角—数字转换器光电脉冲盘式转角—数字转换转是将转动物体的转角换成电脉冲的变换器。
它的结构形式如图1所示。
它由光源、转动圆盘、透镜、光敏元件及有关电路组成。
在转动圆盘边缘上开等角距的孔或采用光栅均可,视测量对象和要求而定。
开孔一般数量较少,精度较低。
对测量精度要求较高者,则采用光栅。
将圆盘安装在被测物体的转轴上,使其与被测物体一起转动。
光源发出的光经圆盘的孔或光栅透过,被光敏元件接收。
当圆盘转动时光源发出的光就经圆盘遮挡交替地照射到光敏元件上,经放大整形后,就有一个个脉冲输出。
转动角度越大,产生的脉冲个数越多。
经过计算脉冲个数,可测得转角的大小;经过电路的适当变换亦可测量转动物体的转速。
2.磁电式转角—数字转换器磁电式转角—数字转换器的结构如图2(a)所示。
此种结构形式多用于转速测量。
转子和定子均用工业纯铁做成,在它们的圆形端面上均匀地铣出等角距的槽子,使其成为齿状,如图2(b)所示。
在测量时,将转轴1与被测物转轴相连接,因而被测物就带动转子2转动。
当转子与定子的齿凸凸相对时,气隙最小,磁通最大;当转子与定子的齿凸凹相对时,气隙最大,磁通最小。
这样定子不动而转子转动时,磁通就周期性地变化,从而在线圈6中感应出近似正弦波的电压信号。
该信号经整形后可变为脉冲输出。
输出脉冲的频率为Nnf60式中N为定子和转子端面的齿数,n为被测物体的转速。
当测得输出电脉冲频率f后,根据已知的N,可以求得转速n ,从而达到测量的目的。
3。
码盘式转角—数字转换器(1)接触式码盘如图3所示为一个四位接触式码盘。
数字式防爆传感器的精度等级标准因传感器类型而异。
一般来说,对于扩散硅压阻式传感器,其测量精度等级标准为0.02、0.05、0.1、0.2、0.5%FS+1.5mv,而电容式传感器的精度等级标准为优于0.1%FS+1mv。
对于数字式防爆温度传感器,其精度等级标准为±(0.1+L/25)%℃(L为传感器与仪表间配线长度)。
对于数字式防爆湿度传感器,其精度等级标准为湿度分辨率≥0.1%相对湿度,示值漂移量≤2%RH/次,质量变化≤1mg。
建议根据需求选择合适的产品。
如需获取具体产品信息,可以查阅对应产品说明书或咨询相关技术人员。
数字式传感器与模拟式传感器的区别数字式传感器的性能区别于模拟式汽车衡,主要有以下几点:(1)解决模拟式传感器信号弱的问题模拟式传感器的输出信号最大一般在几十毫伏,最低时只有百万分之几毫伏。
在电缆传输这些弱信号过程中,很容易受到干扰,从而造成系统工作不稳定或计量性能降低。
而数字式传感器的输出信号均在3~4V左右,其抗干扰能力远大于模拟信号的百万倍。
(2)解决射频干扰问题模拟式称重传感器的低电压信号极易受到电子干扰及其它天线电信号的干扰,而数字式称重传感器在设计时已考虑到这些抗干扰能力,它们可以在高干扰区域,并保证计量性能。
(3)解决防潮、防腐问题数字式传感器采用100%不锈钢焊接壳体。
密封、防水、防潮湿、防腐蚀,适用于各种恶劣工作环境,计量性能不受任何影响,防护等级达到IP68。
(4)解决防雷击问题数字式传感器具有防雷击和大电流放电能力,在室外安装使用时,这一点尤其重要。
METTLER-TOLEDO数字式汽车衡系统通过美国权威机构Lightning Technologies,INC的雷击测试。
(5)解决偏载/温度影响问题数字式称重传感器能自动补偿和调整因偏载和温度变化而产生影响。
(6)解决时间效应—蠕变问题当负荷时间加在-称重传感器上时,其输出常有较大变化,数字式称重传感器通过内部微处理器里的软件,自动补偿了蠕变。
(7)数字式汽车衡称重精度、稳定性和可靠性更高,减少模拟式汽车衡经常引起的误差由于经校正后的称重数据是以数字形式存储在每个传感器内部的,因此就减少了模拟信号引起的积累误差。
这些误差通常都是由于模拟信号在传输过程中由接头、接线排(端子)、电位器、开关及长电缆等因素造成的。
数字式称重传感器的补偿/修正参数存储在传感器内部的永久性存储器中,因此,省掉了开关/电位器等元器件。
(8)具有自诊断功能数字式传感器具有自诊断功能。
它不断对内部工作状况进行检测,当检测到出现故障时,会发出错误代码,这就大大降低了漏检故障的可能性,这也是模拟式称重传感器无法做到的。
文件No.PS※※-OMT0001CN-C数字式位置传感器ISA3-※※A/B-※·开关2输出型OUT1:距离检测OUT2:压力检测 or 距离检测二选一使用前 安全注意事项 2关于产品 产品特征 7型式表示·型号体系 8 产品各部分名称及功能 14规格15规格表(ISA3) (15)规格表(减压阀) (17)规格表(2通电磁阀) (17)特性图 (18)外形尺寸图 (21)设置方法 安装.设置28配管方法 (28)设置方法 (31)配线方法 (36)构成图 (41)使用方法 设定方法概要 44测量模式 (45)临界值的设定 47 OUT1:临界值、OUT2:压力设定值变更模式 (47)OUT1出厂时的设定状态 (47)OUT2出厂时的设定状态 (48)设定前的准备 (49)设定方法 (49)功能设定 50功能选择模式 (50)出厂时的设定状态 (50)键盘锁定(设定密码) 64故障时 维护 65忘记密码的情况 66故障一览表67报警显示 (68)供给压力和显示的关系 (69)安全注意事项此处所示的注意事项是为了确保您能安全正确地使用本产品,预先防止对您和他人造成危害和伤害而制定的。
这些注意事项,按照危害和伤害的大小及紧急程度分为“注意”“警告”“危险”三个等级。
无论哪个等级都是与安全相关的重要内容,所以除了遵守国际规格(ISO/IEC)、日本工业规格(JIS)※1)以及其他安全法规※2)外,这些内容也请务必遵守。*1) ISO 4414: Pneumatic fluid power -- General rules relating to systemsISO 4413: Hydraulic fluid power -- General rules relating to systemsIEC 60204-1: Safety of machinery -- Electrical equipment of machines (Part 1: General requirements) ISO 10218: Manipulating industrial robots-SafetyJIS B 8370: 空气压系统通则JIS B 8361: 油压系统通则JIS B 9960-1: 机械类的安全性-机械的电气装置(第1部:一般要求事項)JIS B 8433: 产业用操作机器人-安全性等*2) 劳动安全卫生法 等注意 误操作时,有人员受伤的风险,以及物品损坏的风险。警告 误操作时,有人员受到重大伤害甚至死亡的风险。