使用宇龍機電控制仿真軟件實現傳感器的控制

王寧

摘 要：傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。它已廣泛應用于工業自動化、航天技術、軍事領域、機器人開發、環境檢測、醫療衛生、家電行業等各學科和工程領域。據有關資料統計，大型發電機組需要3000臺傳感器及配套儀表;大型石油化工廠需要6000臺;一個鋼鐵廠需要20000臺;一個電站5000臺;阿波羅宇宙飛船用了1218個傳感器，運載火箭部分用了2077個傳感器;一輛現代化汽車裝備的傳感器也有幾十種。傳感器技術是現代科技的前沿技術，是現代信息技術的三大支柱之一。傳感器技術的水平高低是衡量一個國家科技發展水平的主要標志之一。傳感器種類繁多，學生在學校沒有單獨的傳感器實訓室的話，很多時候傳感器只能聽老師講理論，沒有辦法動手調試。仿真軟件將傳感器應用在電路上，對于應用型的學生來說，更加直觀，也便于掌握傳感器電路連接的原理。

關鍵詞：傳感器;仿真軟件;實際應用

正文：

傳感器是能感受規定的被測量并按照一定的規律將其轉換成可用輸出信號的器件或裝置。它獲取的信息可以是各種物理量、化學量和生物量，而轉換后的信息也可以有各種形式。目前傳感器轉換后的信號大多為電信號，因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉換成電信號的裝置。一般也稱傳感器為變換器、換能器和探測器，其輸出的電信號陸續輸送給后續配套的測量電路及終端裝置，以便進行電信號的調理、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）按被測量分類：可分為位移、力、力矩、轉速、振動、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，有利于傳感器的設計和應用。

（3）按傳感器轉換能量供給形式分類：分為能量變換型（發電型）和能量控制型（參量型）兩種。能量變換型傳感器在進行信號轉換時無需另外提供能量，就可將輸入信號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）按傳感器工作機理分類：分為結構型傳感器和物性型傳感器。結構型傳感器是指被測量變化時引起了傳感器結構發生改變，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，電容極板發生位移，結構改變引起電容值變化，輸出電壓也發生變化。物性型傳感器是利用物質的物理或化學特性隨被測參數變化的原理構成，一般沒有可動結構部分，易小型化，如各種半導體傳感器。

習慣上常把工作原理和用途結合起來命名傳感器，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。

傳感器是自動控制的一個輸入信號，經常和PLC、單片機等控制器聯調使用，宇龍機電控制仿真軟件可以用傳感器作為PLC的信號輸入，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。他們的區別是：1）漏型輸入[-公共端]當DC輸入信號是輸入（X）端子流出電流然后輸入時，成為漏型輸入。連接晶體管輸出型的傳感器輸出等時，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DC輸入信號是電流流向到輸入（X）端子的輸入時，成為源型輸入。連接晶體管輸出型的傳感器輸出等時，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控制過程的一個難點，但同時也是PLC控制系統輸入信號非常重要的環節，使用仿真軟件有利于掌握原理和應用，使我們對傳感器的應用有更加全面的認識。

參考文獻：

[1]廖常初.FX系列PLC編程及應用[M].3版.北京：機械工業出版社，2020.

[2]三菱電機.FX3系列微型可編程控制器用戶手冊硬件篇[Z].2010.

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