SICK傳感器工作原理和選擇

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SICK傳感器工作原理：
SICK傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器,。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器.模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換 光電傳感器成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,使投射剄光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān). 光敏二極管是常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,，以便于光線射入,，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大,，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時,，它與普通二極管一樣,，反向電流很小（<&micro;A）,，稱為光敏二極管的暗電流,；當(dāng)有光照時，載流子被激發(fā),，產(chǎn)生電子-空穴,，稱為光電 光電傳感器載流子。在外電場的作用下,，光電載流子參于導(dǎo)電,，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流,。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比,，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號。 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,，還有對電信號放大的功能,。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,，基極不引出,，管殼同樣開窗口，以便光線射入,。為增大光照,，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小,，入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏,。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小,；當(dāng)有光照時,，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。

SICK傳感器選擇：
傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途,、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)（支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)使秤體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確定）而定。一般來說,，秤體有幾個支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器,，但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個傳感器，一些機(jī)電結(jié)合秤就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定選用傳感器的個數(shù),。傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的大稱量值,、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重,、可能產(chǎn)生的大偏載及動載等因素綜合評價來確定,。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷,，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但在實(shí)際使用時,，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外,，還存在秤體自重、皮重,、偏載及振動沖擊等載荷,，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素,，保證傳感器的安全和壽命,。
傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而確定的,。
公式如下：
C=K-0K-1K-2K-3（Wmax+W）/N
C—單個傳感器的額定量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈重的大值
N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量
K-0—保險系數(shù),，一般取值在1.2～1.3之間
K-1—沖擊系數(shù)
K-2—秤體的重心偏移系數(shù)
K-3—風(fēng)壓系數(shù)
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使傳感器工作在其30%～70%量程內(nèi),，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,，如動態(tài)軌道衡、動態(tài)汽車衡,、鋼材秤等,，在選用傳感器時,，一般要擴(kuò)大其量程，使傳感器工作在其量程的20%～30%之內(nèi),，使傳感器的稱量儲備量增大,，以保證傳感器的使用安全和壽命。
要考慮各種類型傳感器的適用范圍：傳感器的準(zhǔn)確度等級包括傳感器的非線形,、蠕變,、蠕變恢復(fù)、滯后,、重復(fù)性,、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。在選用傳感器的時候,，不要單純追求高等級的傳感器,，而既要考慮滿足電子秤的準(zhǔn)確度要求，又要考慮其成本,。
對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：滿足儀表輸入的要求,。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的,。因此,，傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號大小，即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式,，計算結(jié)果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度,。滿足整臺電子秤準(zhǔn)確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體,、傳感器,、儀表三部分組成，在對傳感器準(zhǔn)確度選擇的時候,，應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計算值,，因?yàn)槔碚撏艿娇陀^條件的限制，如秤體的強(qiáng)度差一點(diǎn),，儀表的性能不是很好,、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準(zhǔn)確度要求，因此要從各方面提高要求,，又要考慮經(jīng)濟(jì)效益,，確保達(dá)到目的。

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