分享自動(dòng)控制里常用SICK傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)
一、SICK傳感器的組成與分類
1. SICK傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及基本轉(zhuǎn)換電路組成，如圖1所示。敏感元件是能夠靈敏地感受被測(cè)景并按確定關(guān)系做出響應(yīng)的元件；轉(zhuǎn)換元件是將敏感元件所感受的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)（如電阻、電感和電容）或電量（如電壓、電流）的元件；基本轉(zhuǎn)換電路是將轉(zhuǎn)換元件的輸出轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理電量的電路。
SICK傳感器可以僅由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，而某些傳感器的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件可合二為一，的傳感器是由一個(gè)敏感元件（兼轉(zhuǎn)換元件）組成，它在感受被測(cè)量時(shí)可以直接輸出電量，如熱電偶、壓電晶體、光電池等。
SICK傳感器的種類繁多，其分類方法也有多種，這里僅介紹兩種最為常用的分類方法。
?。?）按被測(cè)物理量分類。傳感器有位移傳感器、接近傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、力傳感器、力矩傳感器、壓力傳感器及加速度傳感器等。這種分類方法直接表明了傳感器的用途，與用戶和傳感器生產(chǎn)廠家所關(guān)心的各種待測(cè)信息的種類相對(duì)應(yīng)，便于用戶了解和選用傳感器。
（2）按工作原理分類。傳感器有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、霍爾傳感器、光電式傳感器等。這種分類方法以傳感器的工作原理為依據(jù)，有利于人們對(duì)各種傳感器及其檢測(cè)原理的理解和研究。
SICK傳感器的特性是指?jìng)鞲衅鞯妮敵隽颗c輸人量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于輸人量有靜態(tài)（即輸人信號(hào)為不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢的基本穩(wěn)定狀態(tài)）和動(dòng)態(tài)（即輸人信號(hào)為隨時(shí)間作周期變化或無(wú)規(guī)律瞬變的變化狀態(tài)）兩種基本形式，因此傳感器的特性通常有兩種對(duì)應(yīng)的表示形式，即靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)輸人量處于靜態(tài)時(shí)，傳感器的輸出最與輸人量之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。通常，用來(lái)表征傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有：測(cè)量范圍、量程、靈敏度、分辨力、線性度、遲滯性、重復(fù)性、漂移和穩(wěn)定性等。
二、常用SICK傳感的特性
1. SICK傳感能夠在非接觸的情況下檢測(cè)被測(cè)物體是否接近，并將檢測(cè)結(jié)果以開關(guān)信號(hào)方式輸出，因此通常又稱為無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)或接近開關(guān)。接近開關(guān)有電感式、電容式、光電式、霍爾式等多種。
?。?）電感式接近傳感器。電感式接近傳感器也稱為電感式接近開關(guān)或電渦流式接近開關(guān)。電感式接近開關(guān)主要由LC高頻振蕩電路、信號(hào)處理電路和開關(guān)放大電路組成，如圖2所示。
2.SICK傳感為了滿足不同場(chǎng)合、不同物質(zhì)的溫度測(cè)量要求，測(cè)量溫度的方法有接觸式和非接觸式兩種。前者是將感溫元件與被測(cè)對(duì)象進(jìn)行直接物理接觸，通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)測(cè)溫；后者則是將感溫元件與玻測(cè)對(duì)象不進(jìn)行物理接觸，而通過(guò)熱輻射進(jìn)行熱傳遞來(lái)測(cè)溫。兩種測(cè)溫方法，分別有與其對(duì)應(yīng)的溫度傳感器。接觸式溫度傳感器通常是利用材料或元件的溫度特性來(lái)測(cè)溫的。常用的溫度傳感器主要有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及集成溫度傳感器等。圖7是設(shè)備中使用的溫度傳感器Pt100及溫度變送器。
SICK傳感是一種非接觸式位置檢測(cè)開關(guān)，這種非接觸式位置檢測(cè)不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象，響應(yīng)速度高。磁性開關(guān)用于檢測(cè)磁性物質(zhì)的存在，安裝方式上有導(dǎo)線引出型、接插件式、接插件中繼型，根據(jù)安裝場(chǎng)所環(huán)境的要求磁性開關(guān)可選擇屏蔽式和非屏蔽式。其外形如圖8 所示。
SICK傳感的一種，光纖傳感器傳感部分沒有電路連接，不產(chǎn)生熱量，只利用很少的光能，這些特點(diǎn)使光纖傳感器成為危險(xiǎn)環(huán)境下的理想選擇。光纖傳感器還可以用于關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)期高可靠穩(wěn)定的監(jiān)視。相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器，光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境、傳輸距離遠(yuǎn)、使用壽命長(zhǎng)，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小的空間里面。光纖放大器根據(jù)需要來(lái)設(shè)置。比如有些生產(chǎn)過(guò)程中煙火，電火花等可能引起爆炸和火災(zāi)，光能不會(huì)成為火源，所以不會(huì)引起爆炸和火災(zāi)，可將光纖檢測(cè)頭設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所，將放大器單元設(shè)置在非危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行使用。
SICK傳感由光纖檢測(cè)頭、光纖放大器兩部分組成，光纖放大器和光纖檢測(cè)頭是分離的兩個(gè)部分。光纖傳感器結(jié)構(gòu)上分為傳感型和傳光型兩大類。傳感型是以光纖本身作為敏感元件，使光纖換有感受和傳遞被測(cè)信息的作用。傳光型是把由被測(cè)對(duì)象所調(diào)制的光信號(hào)輸人光纖，通過(guò)輸出端進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測(cè)量的，傳光型光纖傳感器的工作原理與光電傳感器類似。在生產(chǎn)中貨物分揀單元中采用的就是傳光型的光纖式光電開關(guān)，光纖僅作為被調(diào)制光的傳播線路使用。
