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(yè)自動化、航天技術、軍事領域、機器人開發(fā)、環(huán)境檢測、醫(yī)療衛(wèi)生、家電行業(yè)等各學科和工程領域。據(jù)有關資料統(tǒng)計，大型發(fā)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(xiàn)代化汽車裝備的傳感器也有幾十種。傳感器技術是現(xiàn)代科技的前沿技術，是現(xiàn)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(fā)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(diào)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(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換后的信息也可以有各種形式。目前傳感器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xù)輸送給后續(xù)配套的測量電路及終端裝置，以便進行電信號的調(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換能量供給形式分類：分為能量變換型（發(fā)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。結(jié)構(gòu)型傳感器是指被測量變化時引起了傳感器結(jié)構(gòu)發(fā)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(fā)生位移，結(jié)構(gòu)改變引起電容值變化，輸出電壓也發(fā)生變化。物性型傳感器是利用物質(zhì)的物理或化學特性隨被測參數(shù)變化的原理構(gòu)成，一般沒有可動結(jié)構(gòu)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(jié)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(jīng)常和PLC、單片機等控制器聯(lián)調(diào)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(qū)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(tǒng)輸入信號非常重要的環(huán)節(jié)，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(yè)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.

[3]宋雪臣.傳感器與檢測技術項目式教程[M].北京：人民郵電出版社，2015.