开关量检测
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检测开关原理
检测开关是一种用于监测物体位置或者状态的装置,它在工业自动化控制系统
中起着至关重要的作用。
在本文中,我们将介绍检测开关的原理,包括其工作原理、类型和应用。
首先,让我们来了解一下检测开关的工作原理。
检测开关通常通过感知物体的
位置或状态来实现开关控制。
它们可以使用不同的技术来实现这一功能,包括光电、电感、超声波和压力等。
其中,光电开关是最常见的一种类型,它通过发射光束并检测光束是否被阻挡来实现物体位置的检测。
而电感开关则是利用物体对磁场的影响来实现位置的检测。
超声波和压力开关则分别利用声波和压力变化来实现位置或状态的检测。
在工业控制系统中,检测开关有着广泛的应用。
它们可以用于检测物体的存在、位置、形状和颜色等信息,并将这些信息传输给控制系统,从而实现自动化控制。
例如,在生产线上,检测开关可以用来检测产品的到位情况,以及产品的质量和尺寸等信息。
在自动化仓储系统中,检测开关可以用来检测货物的位置和状态,从而实现货物的自动分拣和存储。
此外,检测开关还可以用于安全保护系统中。
例如,在机械设备上,检测开关
可以用来检测机械零件的位置和状态,以防止意外事故的发生。
在交通系统中,检测开关可以用来检测车辆和行人的位置,从而实现交通信号的自动控制。
总之,检测开关作为工业自动化控制系统中的重要组成部分,具有着广泛的应
用前景。
它们通过感知物体的位置和状态,实现了自动化控制系统对物体的监测和控制,从而提高了生产效率和安全性。
希望通过本文的介绍,读者能对检测开关的原理有所了解,并在实际应用中发挥其作用。
开关量传感器原理及应用开关量传感器,顾名思义,是一种用于检测或测量开闭状态的传感器。
它可以实时感知并输出二进制信号,通常是0和1,分别表示开和关的状态。
开关量传感器的工作原理可以归纳为物理接触和非接触两种类型。
物理接触型开关量传感器的原理相对简单,它通过物理接触来感知开闭状态。
在传感器的触发器部分,通常会安装一个弹簧或其他机械构件来实现开关的闭合和断开。
当待测物体接触开关处的活动部分时,开关闭合导通,输出高电平信号1;当断开接触时,开关断开断电,输出低电平信号0。
物理接触型开关量传感器具有结构简单、稳定可靠的特点,广泛应用于安全门、电梯限位、自动化生产等场合。
非接触型开关量传感器则是通过非接触方式来感知开闭状态,主要有光电传感器和磁敏传感器两种。
光电传感器利用光线的传播和遮挡来感知目标运动或干扰物的存在,包括反射式光电传感器和透射式光电传感器。
在反射式光电传感器中,发光二极管发出红外线照射至接收器,当被测物体遮挡光束时,接收器接收不到信号,输出低电平信号0;当物体不再遮挡光束时,接收器接收到信号,输出高电平信号1。
透射式光电传感器则通过发射端和接收端相互对射,当物体进入光束之中时,光线被遮挡,接收端输出低电平0,反之输出高电平1。
磁敏传感器利用永磁体和敏感器之间的磁场相互作用来感知开闭状态,包括霍尔传感器和磁簧开关。
在霍尔传感器中,当永磁体靠近霍尔元件时,感应到的磁场会使霍尔元件输出高电平信号1;当永磁体远离霍尔元件时,磁场减弱,霍尔元件输出低电平信号0。
磁簧开关类似于物理接触型传感器,它具有一个可动和一个固定的磁性触发体,当两者接近时触发体磁场感应,输出高电平1;当两者分离时,触发体磁场减弱,输出低电平0。
开关量传感器在工业自动化、仓储物流、安防监控等领域有着广泛的应用。
在自动化生产中,开关量传感器常用于物料的检测和定位,如传送带上是否有物料通过、机器手臂的限位等。
在仓储物流中,开关量传感器用于货物的计数和识别,如自动货柜的开闭状态检测、货物在输送线上的跟踪等。
光电反感器检测时输出信号是开关量的检测方案
光电传感器提供三种主要的目标检测方法:漫反射式、回归反射式和对射式,每个传感器都有自己的优势,可以以多种方式使用。
漫反射式传感(有时称为接近模式)中,发射器和接收器位于同一外壳中。
发射器发出的光照射到目标上,目标以任意角度反射光。
一些反射光返回接收器,目标被检测到。
由于目标角度和反射光的能力会导致大部分传输能量损失,因此漫射模式的感应范围比回射和对射模式更短。
回归反射模式是光电传感器的第二种主要模式。
和漫反射式传感一样,发射器和接收器位于同一外壳中,但使用反射器将来自发射器的光反射回接收器。
用来阻挡光电传感器和反射器之间的光束就能探测到目标。
反射镜因为相对于大多数物体的反射率来说更有效,所以回归反射模式通常允许比扩散模式更长的感应范围。
对射模式是光电传感器的第三种也是最后一种主要检测方法。
此模式使用两个独立的外壳,一个用于发射器,一个用于接收器。
发射器发出的光对准接收器,当目标破坏该光束时,接收器上的输出被激活。
这种模式是三种模式中效率较高的一种,允许光电传感器的感应范围较长。
一、开关量检测1、MC33993片选:2、MC33993引脚分布:(1)SP0:点火锁ON档(2)SP1:点火锁S档(3)SP2:小计清零按钮(4)SP3:时间调整按钮(5)SP4:背光调节按钮(6)SP5:NC(7)SP6:NC(8)SP7:NC(负控)(9)SG0:排气制动(10)SG1:洗涤电机(11)SG2:雨刮间歇(12)SG3:雨刮低速(13)SG4:雨刮高速(14)SG5:紧急报警开关(15)SG6:左转向灯(16)SG7:右转向灯(17)SG8:电/气喇叭转换(18)SG9:小灯一档(19)SG10:远光灯(20)SG11:近光灯(21)SG12:前雾灯(22)SG13:NC二、AD量检测1、蓄电池电压:AD2、雨刮间歇速度:AD三、步进电机:一、开关量检测1、MC33993片选:MCU控制:PTC6(33)2、MC33993引脚分布(1)SP0:后门防夹开关(控地),插座输入:19(2)SP1:后踏步灯开关(控地),插座输入:8(3)SP2:卫生间有人开关(控地),插座输入:20(4)SP3:NC(控地),插座输入:9(5)SP4:NC,插座输入:26(6)SP5:NC,插座输入:14(7)SP6:NC,插座输入:25(8)SP7:NC(控地),插座输入:13(9)SG0:润滑压力开关,插座输入:21(10)SG1:手制动开关,插座输入:10(11)SG2:左行李仓灯1,插座输入:22(12)SG3:左行李仓灯2,插座输入:11(13)SG4:左行李仓灯3,插座输入:23(14)SG5:左行李仓灯4,插座输入:12(15)SG6:右行礼仓灯1,插座输入:24(16)SG7:右行礼仓灯2,插座输入:53(17)SG8:右行礼仓灯3,插座输入:60(18)SG9:右行礼仓灯4,插座输入:54(19)SG10:刹车开关,插座输入:61(20)SG11:低气压开关1,插座输入:55(21)SG12:低气压开关2,插座输入:62(22)SG13:燃油低开关,插座输入:56二、AD量检测1、气压传感器1:插座输入:58/MCU使能:PE3(5)/MCU AD转换:AD5/PTB5(27)2、气压传感器2:插座输入:64/MCU使能:PE4(6)/MCU AD转换:AD3/PTB3(25)3、燃油传感器:插座输入:65/MCU使能:PE2(4)/MCU AD转换:AD6/PTB6(28)三、输出量控制74HC154片选使能:MCU控制:PTC5(32),低有效74HC154数据输入:MCU控制:A:PTA4(38);B:PTA5(39);C:PTA6(40);D:PTA7(41) MC33389片选使能:MCU控制:PTD0(9)1、 MC33984片选:HS0:侧左转向灯1,插座输出:41HS1:侧左转向灯2,插座输出:292、 MC33984片选:HS0:侧右转向灯1,插座输出:44HS1:侧右转向灯2,插座输出:323、 MC33984片选:HS0:左标志灯1,插座输出:48HS1:左标志灯2,插座输出:364、 MC33984片选:HS0:左标志灯3,插座输出:51HS1:右标志灯1,插座输出:395、 MC33984片选:HS0:右标志灯2,插座输出:75HS1:右标志灯3,插座输出:686、 MC33984片选:HS0:左轮边灯,插座输出:42HS1:右轮边灯,插座输出:307、 MC33984片选:HS0:左行李仓灯1,插座输出:45HS1:左行李仓灯2,插座输出:338、 MC33984片选:HS0:左行李仓灯3,插座输出:49HS1:左行李仓灯4,插座输出:379、 MC33984片选:HS0:右行李仓灯1,插座输出:52HS1:右行李仓灯2,插座输出:4010、MC33984片选:HS0:右行李仓灯3,插座输出:76HS1:右行李仓灯4,插座输出:6911、MC33984片选:HS0:前门底踏步灯,插座输出:77HS1:中门底踏步灯,插座输出:7012、MC33984片选:HS0:屈膝电磁阀1,插座输出:74HS1:屈膝电磁阀2,插座输出:6713、MC33984片选:HS0:气喇叭,插座输出:50HS1:电喇叭,插座输出:3814、MC33984片选:HS0:后门电磁阀开线,插座输出:46HS1:后门电磁阀关线,插座输出:3415、MC33984片选:HS0:卫生间电源,插座输出:43HS1:备用,插座输出:31备注:1、MC33984唤醒:MCU控制:PTC2(19)2、MC33984复位:MCU控制:PTC3(20)尾控一、开关量检测1、MC33993片选:MCU控制:PTC6(33)2、MC33993引脚分布(1)SP0:NC(控地),插座输入:19(2)SP1:NC(控地),插座输入:8(3)SP2:NC(控地),插座输入:20(4)SP3:NC(控地),插座输入:9(5)SP4:NC,插座输入:26(6)SP5:NC,插座输入:14(7)SP6:NC,插座输入:25(8)SP7:NC,插座输入:13(9)SG0:润滑压力开关,插座输入:21(10)SG1:后启动开关,插座输入:10(11)SG2:安全开关,插座输入:22(12)SG3:后发动机仓灯开关,插座输入:11(13)SG4:机油压力开关,插座输入:23(14)SG5:机油旁通开关,插座输入:12(15)SG6:空档开关,插座输入:24(16)SG7:倒车开关,插座输入:53(17)SG8:油门开关,插座输入:60(18)SG9:过热开关,插座输入:54(19)SG10:空气滤清器堵塞开关,插座输入:61(20)SG11:水位传感器,插座输入:55(21)SG12:发动机VL信号,插座输入:62(22)SG13:NC,插座输入:56二、AD量检测1、机油压力传感器:插座输入:64/MCU使能:PE4(6)/MCU AD转换:AD3/PTB3(25)2、预热温度传感器:插座输入:65/MCU使能:PE2(4)/MCU 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开关量采集电路原理开关量采集电路是用于检测和采集开关量信号的电路。
开关量信号是指只存在两个离散状态(通常是高电平和低电平)的信号。
开关量采集电路在工业控制、自动化、仪器仪表等领域广泛应用,常用于检测开关状态、控制电路、触发报警等。
开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为相应的数字信号。
一般情况下,开关量信号通过接入电阻与电源相连接,当开关闭合或断开时,会在电路中产生一个高电平或低电平信号。
开关量采集电路需要对这个信号进行检测,并将其转换为数字信号输出。
一个简单的开关量采集电路可以由一个触发器、一个滤波电路和一个比较器组成。
首先,开关量信号经过滤波电路进行处理,以去除可能存在的噪声干扰。
滤波电路可以通过使用电容器和电阻器形成一个RC滤波器来实现。
该滤波器可以将信号的瞬时变化平滑化,以减少干扰。
然后,经过滤波后的信号进入比较器。
比较器是一个电路,它将输入信号与一个预设的阈值进行比较。
当输入信号超过或低于阈值时,比较器将输出一个相应的高电平或低电平信号。
这样,将开关量信号从模拟信号转换为数字信号。
在实际应用中,还可以使用微控制器或数字逻辑集成电路来实现开关量采集电路。
微控制器具有内置的数字输入/输出端口和专用的计数器/定时器功能,可以方便地检测和采集开关量信号。
数字逻辑集成电路可以使用逻辑门等元件来实现开关量信号转换功能。
除了基本的开关量采集电路,还可以根据具体需求添加其他功能。
例如,可以通过添加扩展电路和多路开关等元件来实现多个开关量信号的采集和控制。
此外,还可以通过添加光电隔离电路和电压隔离电路等元件来提高系统的稳定性和安全性。
总之,开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为数字信号。
通过滤波电路去除噪声干扰,比较器将模拟信号转换为数字信号。
根据具体应用的需求,还可以添加其他功能来满足系统的需求。
开关量采集电路在工业和自动化控制领域具有重要的应用价值。
开关量检测系统自诊断技术与实现方法发布时间:2021-01-27T03:55:16.712Z 来源:《中国电业》(发电)》2020年第24期作者:李留妹马啟田[导读] 开关量检测技术是智能仪表进行信息传递的最佳保障,其不仅操作简便,可靠性强,而且应用成本也是十分低。
广东优科检测认证有限公司广东东莞 523000摘要:开关量检测技术是智能仪表进行信息传递的最佳保障,其不仅操作简便,可靠性强,而且应用成本也是十分低。
但是其在实际应用过程中也存有很多问题,尤其在短路或开路状态中,系统的接口电路就会出现大量功能消耗或检测功能失效等情况。
因此,要想规避这种问题的产生,就要采取先进实用的自诊断技术来对开关量检测系统的接口状态进行全面的检测和诊断。
本文也会针对开关量检测系统的设计以及自诊断技术的实现进行着重分析,以便相关人士参考。
关键词:开关量检测系统;自诊断技术;实现方案开关量检测系统是连接单片机与流量计的最佳载体,其不仅可以对流量计所发出的脉冲信号进行接收和处理,并将处理后的信号转换成计量信息。
而且还能精确的对传输信号线的连通性进行科学诊断,进以最大化保证开关量信号检测的准确性。
因此,在当前智能仪表信息传递领域中,开关量检测系统的应用范围十分宽泛,但是其在实际应用过程中也存有一定的缺陷和不足,基于此,应优化系统设计架构的同时,采取科学实用的自诊断技术对系统接口状态进行全面的检测,进一步发挥应用优势。
1.系统架构设计1.1开关量检测模块设计该模块主要是由两个外部接口和两个内部接口所组成,其中,前者包括断线检测控制接口和计量脉冲信号的输入接口;而后者则包括供电控制接口和信号检测接口。
其中单片机与两个内部接口相连接,以便可以对开关量检测模块进行开关信号检测及供电控制。
另外,要想进一步突出该模块的控制功能,在设计过程中,还要利用检测信号线、控制信号线和GND线来将其与信号转换模块和断线检测模块进行连接[1]。
1.2电压保护模块设计该模块的应用功能可以对高于系统电压的输入信号进行有效的隔离,进以确保控制器内部的硬件不会遭到电路所损坏。
两种用光电传感器检测时输出信号是开关量的检测方案开关量输出是数字化驱动输出的一种方式,可通过控制外部对象处于“开”或“关”状态的时间来达到运行控制的目的。
开关量输出通道主要由锁存器、输出驱动器和地址译码器等电路组成。
当对外部设备进行控制时控制状态一般需要保持到下一个新状态值给出为止,可以采用74LS273、74LS373等器件作开关量信号锁存器。
由于被控设备需要一定的电压和电流,锁存器的驱动能力有限,不能直接驱动被控设备,因此,在锁存器盾级必须配接有足够驱动能助的输出驱动电路。
方案一
直流固体继电器(DC-SSR)
输入端驱动:光电耦合电路,采用逻辑门电路或三极管直接驱动
驱动电流:3-30mA,
输入电压:5-30V。
输出电压:30-180V
输出控制类型:晶体管型。
应用场合:直流大功率控制场合
注意:当控制感性负载时,要加保护二极管,以防止DC—SSR因突然截止产生的高电压而损坏继电器。
方案二
过零型AC—SSR:
影响因素:负载电源电压的相位
首先:输入控制信号有效
其次:负载电源电压过零
结果:接通输出端的负载电源(或关断)
非过零型AC-SSR:
输入控制信号有效(无效),立即接通(关断)输出端的负载电源。
MST-082高精度开关量检测仪技术白皮书实用文档产品定位高精度开关量检测仪主要针对电网公司变电站、发电企业,用于高速开关量性能检测的专用设备。
当前变电站、电厂等现场广泛使用的SOE(事件记入顺序)系统普遍存在各输入通道间分辨率低、各输入通道传输回路的事件响应延迟等现象,造成事故分析不准确、反应不及时等问题,但又缺乏有效、准确的现场测试手段,本检测仪的应用将有效解决上述问题。
产品概述本仪器是用于高速开关量性能检测的专用设备。
仪器可通过自带的高精度GPS模块对变电站、电厂的GPS系统授时精度进行检测。
本检测仪在自主研发的基础上,同时吸收了国内外最新现代微电子技术和电力电子技术,采用超低功耗16位MCU作为主控芯片,高性能DSP做协从运算,利用高精度GPS授时模块,在硬件上将精度误差控制到最小,辅以高精度软件算法,使得本检测仪的性能指标有了质的飞跃。
主要特点双操作方式:除了仪器本身配备的键盘、LCD人机操作外,仪器还可以接上笔记本电脑进行操作,两种方式功能完全一致,真正完整的操作模式。
精度高:秒脉冲误差小于±0.1us;开关量输出绝对时间误差小于±20us,相对时间误差小于±10us;开关量输入检测精度为小于±20us。
接点丰富:8对光隔离开关量空节点输出,2路接点光隔离开关量输入,支持实用文档有源信号输入。
功能介绍站内SOE分辨率测试:――仪器的主要功能:SOE(sequence of event)事件动作顺序, 设备的SOE分辨率测试功能是对遥信事件及系统对遥信事件记录的分辨能力进行检定。
根据有关规程,要求当开关(刀闸)进行操作时,其返回的接点信号应正确无误地在操作员工作站上反应,保护装置的各个信号,也应在操作员工作站上正确反映。
站间SOE分辨率测试:由于综自系统的GPS授时系统存在诸如GPS授时装置处理延时,信号传输延时、卫星失步等原因,导致各个变电站间的GPS时间没有达到相对的统一,间接造成了变电站上一级系统的分辨率出现问题,这就很有必要使用检测仪来提供一个标准的时间输出,用于测试各站综自系统的授时准确性及上一级系统的分辨率。
开关量输入/输出电路一、开关量的隔离与抗干扰1、开关量的隔离(1)隔离的作用隔离的主要作用是:使低压输入电路与大功率的电源隔离;外部现场器件与传输线同数字电路隔离,以免计算机受损;限制地回路电流与地线的错接而带来的干扰;多个输入电路之间的隔离。
(2)开关量的隔离方法常用的开关量的隔离方法主要有以下方式。
○1光电隔离。
(图3-28 光电耦合器原理接线图)○2继电器隔离。
(图3-29 采用继电器隔离的开关原理接线图)○3继电器和光电耦合器双重隔离。
2、抗干扰软件抗干扰措施主要是适当增加延时,以躲开触点抖动的影响。
二、开关量的采集、检测与变位识别1、开关量的采集方式(图3—30 中断申请电路图)当开关状态发生变化时,由于Q端仍保持原状态,D、Q异或的结果使输出由低电平跳变为高电平,通过非门变成低电平向CPU申请一次中断。
当CPU 响应中断以后,发出INTA信号使触发器触发。
D、Q状态趋于一致,异或门输出又成为低电平。
2、开关动作的检测把3次采样的开关量用A、B、C三个布尔数来表示,从中任取出两个进分“与”运算,如果其中有两个或两个以上为“1”,则运算结果必定有一个为“1”;反之,若有两个或两个以上为“0”,则运算结果必定全为“0”。
另外,再根据“或”运算的规则,在N个数中只要有一个是“1”,则运算结果必定是“1”;只有当N个数全为“0”时,结果才为“0”。
可以把三取二表决的算法用以下逻辑算式来处理(A·B)+(B·C)+(C·A)(3-15)3、开关变位的识别开关量的状态通常用一位二进制数来表示,例如用“1”代表闭合,用“0”代表断开。
变电所的开关量数目很多,为了简化分析,下面只对用一个字节的二进制数表示的8个开关状态进行分析,但所得到的结论具有普遍的意义。
○1现状○+原状,若有变位则该位为1;若无变位,则该位为0。
○2(现状○+原状)∧原状,若为1,则该位由1→0。
○3(现状○+原状)∧现状,若为1,则该位由0→1。
接近开关技术指标检测及选型及工作原理接近开关技术指标检测及选型接近开关又称无触点接近开关,是理想的开关量传感器。
当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、快速发出指令,精准反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程掌控,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的便利性和对恶劣环境的适用本领,是一般机械式行程开关所不能相比的。
它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。
在自动掌控系统中可作为限位、计数、定位掌控和自动保护环节。
接近开关具有使用寿命长、工作牢靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振本领强等特点。
因此到目前为止,接近开关的应用范围日益广泛,其自身的进展和创新的速度也是极其快速.1.接近开关技术指标检测1.1.动作距离测定;当动作片由正面靠近接近开关的感应面时,使接近开关动作的距离为接近开关的最大动作距离,测得的数据应在产品的参数范围内。
1.2.释放距离的测定;当动作片由正面离开接近开关的感应面,开关由动作转为释放时,测定动作片离开感应面的最大距离。
1.3.回差H的测定;最大动作距离和释放距离之差的确定值。
1.4.动作频率测定;用调速电机带动胶木圆盘,在圆盘上固定若干钢片,调整开关感应面和动作片间的距离,约为开关动作距离的80%左右,转动圆盘,依次使动作片靠近接近开关,在圆盘主轴上装有测速装置,开关输出信号经整形,接至数字频率计。
此时启动电机,渐渐提高转速,在转速与动作片的乘积与频率计数相等的条件下,可由频率计直接读出开关的动作频率。
1.5.重复精度测定;将动作片固定在量具上,由开关动作距离的120%以外,从开关感应面正面靠近开关的动作区,运动速度掌控在0.1mm/s上。
当开关动作时,读出量具上的读数,然后退出动作区,使开关断开。
如此重复10次,最后计算10次测量值的最大值和最小值与10次平均值之差,差值大者为重复精度误差.2.接近开关的选型对于不同的材质的检测体和不同的检测距离,应选用不同类型的接近开关,以使其在系统中具有高的性能价格比,为此在选型中应遵奉并服从以下原则:2.1.当检测体为金属材料时,应选用高频振荡型接近开关,该类型接近开关对铁镍、A3钢类检测体检测量灵敏。