《欧姆龙传感器讲座》PPT课件.ppt

,传感器产品市场部 胡峻,欧姆龙传感器讲座,工业传感器介绍,介绍,传感器 (把外界的变化转化成机器可读的电讯号),工业传感器分类,人类五官与传感器,视觉,触觉,听觉,味觉,嗅觉,International Protection 由IEC（International Electrotechinical Commission)制定的保护等级 固体杂质 水 0无保护 0无保护 1直径50mm(手) 1垂直方向的水滴 2直径12.5mm(手指) 2垂直方向15以内的水滴 3直径2.5mm(电缆) 3垂直方向60以内的水滴 4直径1mm(芯线) 4全方向的水滴 5只允许极微小粉尘进入 5全方向的喷水 6粉尘无法侵入 6全方向的激烈喷水 7可浸泡（欧姆龙标准1m 30分钟） 8可在水中使用（欧姆龙标准10m）,保护构造 为防止固体杂质水的侵入而设的保护等级,保护构造 （防油的保护等级）,JEM（日本电机工业会）规格 IP-后标有 或者 : 防油（不因有油而受到有害影响） : 耐油（油不会侵入其内部）,光电传感器,光的性质 折射,空气 玻璃,光的折射,平行光,点光源,焦点（F）,平行光,通过透镜聚集光线或制造平行光,焦点（F）,光在同一物质中通过时是直线传播的。让光弯曲的方法折射或反射,光的性质 反射,研磨金属 空气,入射角,空气 玻璃,空气 玻璃,入射角,全反射 镜子的原理,折射 光纤的Bending Loss原理,全反射 光纤导波的原理,光被反射率高的物质所反射 即便是透明体入射角大的化也能反射,玻璃或透明塑料,光在光纤中呈不断地全反射状传播,光的性质 光纤应用,光纤,（nm）,400,780,100,200,300,UV-A,紫外线（Ultra Violet）,UV-B,UV-C,紫 蓝 青 绿 橙 黄 红,可见光（Visible Light）,红外线（Infra-Red）,人的眼睛只能看到可见光 远红外线（3000nm以上）传播热 紫外线对人的眼睛和皮肤有害,光的性质 波长和色彩,光是横波有其波长（） 光的颜色随不同波长变化,光的性质 偏光（Polarization）,由于光是横波，所以通过偏光板（偏光元件） 可以进行偏光 利用偏光性能，可在回归反射型内附带MSR 机能（后述），在对射型内附带防相互干扰机 能（后述）,光,偏光元件,检光元件,欧姆龙光电传感器的型号标准,E3/F3=表示光电传感器 到E3-为止的34个字母称为型名 E3S-A、E3S-B、E3S-C、E3G-L是例外的型名） - 之后的部分称为号名 T =对射型 R或RS =回归反射型 D或DS =扩散反射型 LS =距离射定型 G或GS =凹槽型,对射型光电传感器,透光器,受光器,被测物体,检测距离较长。 投光器/受光器两者都需要,光电传感器始于对射 型。 投光元件从灯泡开始 发展到LED，受光元 件从光电阻元件发展 到PD。,检测距离,回归反射型光电传感器,检测距离小于对射型。 只需在一处配线，反射板在 光的入射方向上形成反射光 光轴对合方便。,投/受光器,检测距离,反射板,被测物体,沿袭了对射型的特点 （稳定性），配线光轴 调整更方便。 发明MSR（后述）功能后 位置精度急增，但比起 对射型还是稍逊一筹。,扩散反射型光电传感器,检测距离短。 只需在一处配线，无需 反射板。 有投光/受光二个透镜，,投/受光器,检测距离,被测物体,虽然安装方式最为简单， 但检测距离短，位置精度 也不高。 根据用途备有将光线扩 伸的机种。将光线绞合 为细光束的话，适合用 于检测小物体，扩伸的 光线检测时不易受背景 物的影响。（参照E3Z）,限定反射型光电传感器,投/受光器,检测距离限定范围（+/- ）。 与扩散反射型一样，只需在 一处配线，无需反射板。,被测物体,呈正反射的光学结构，受 到被测物体颜色的影响小， 检测距离限定于某个范围， 不易受到背景物的影响。 适合检测段差和传送带上 流过的薄型物体。（代表例 =E3S-LS3N基板传感器） 比后述的距离射定型（有 优秀的背景切除机能）价 格便宜。,背景物,检测距离,投光轴,受光轴 (正反射光),色标传感器（应用）,投/受光器,被测物体,检测距离,标识检测专用。 与扩散反射型一样，只需在 一处配线，无需反射板。,细光束、呈垂直投光倾斜受光的扩散反射光学结构，以微小光点检测色标。在白底黑标识这样对比度高的情况下，可使用红色LED。 检测彩色标识可使用绿色 或蓝色LED。 代表商品有E3S-VS、E3C -VS、以及采用抗干扰强的 同轴光学原理（投受光采用相同的透镜）的E3M-VG。,投光轴,受光轴 (扩散反射光),距离设定型光电传感器,测距型、也叫BGS。 以细光束投光，让被测物体上 的光点的像能在PSD上成像， 根据光点位置演算传感器表面 到物体的距离。检测距离可由 旋钮设定，也能去除背景的影 响。 PSDPosition Sensing Device BGSBack-Ground Suppre- ssion（背景切除） 不易受被测物体颜色的影响， 使用方便。,投/受光器,被测物体,检测距离（MAX）,LD或LED,PSD等,设定范围,检测距离有一定范围，PSD倾斜，以便使物体上的光点像能够清晰地成像。,指向角,指对于对射型回归反射 型光电传感器，由于光 束的扩散而可能发生动作 的角度范围。,为使投光器光轴调整更方便，投光不是平行 的，而是呈扩散状投光。,受光器,指向角,投光器,应差的距离,指对于扩散反射型，为了不发生振荡（Chattering） 必须明确隔开动作距离和复归距离。,ON OFF,动作距离,复归距离,应差的距离,如没有应差（Hysteresis）的话，接近动作距离时 就会发生反复ON/OFF的Chattering现象。,不感应带,不感应区域,投光,受光,由于反射型传感器的投光/受光透镜一般都不同， 便会引起在近距离的某个范围，反射光无法进 入受光透镜的情况。这个范围称为不感应带。,MSR功能 MSR=Mirror Surface Rejection,回归反射型如果没有MSR功 能的话，可能会发生无法检 测光泽表面的物体的情况。 反射板的corner cube通过光 的三次反射返回同方向的光。 这时将偏光方向变化90来 放置偏光元件/检光元件的话 则反射板反射的光能通过， 光泽物体的反射光被遮光， 从而避免了误动作。,投/受光器,反射板,光泽表面物体,偏光元件（Polarizer）,检光元件（Analizer）,光,Corner cube （反射板）,对射型平行移动特性 投光器/受光器距离光轴偏差的允许值,E3Z-T1（T6）,同左狭缝,E3Z-TA,狭缝2x10,狭缝2,30m,30m,2m,X,Y,X,X,X,Y,Y,Y,5m,动作领域,动作领域,特性数据是代表性数值 （Typical Value）。,投光器,受光器,回归反射型平行移动特性 投光器/反射板距离光轴偏差的允许值,E3Z-R1（R6）反射板（1）,E3Z-R1（R6）反射板（2）,E39-R2,E39-R9,8m,Y,X,Y,E39-RS3,E39-RS1,2m,Corner Cube型反射板,Sheet型反射板,X,Y,投/受光器,反射板,扩散反射型动作领域特性 传感器/检测物体距离物体顶端距离,X,Y,SUS,白纸,黑纸,X,Y,投/受光器,检测物体,动作领域,遮光/入光动作,受光器入光时的动作Light-ON 受光器遮光时的动作Dark-ON 选择上述何种方式因客户需要而定。 有L-ON/D-ON的不同机种，也有可 通过开关切换的机种。,ON=Light-ON,光,输出,ON=Dark-ON,光,输出,使用周围照度,指受光器的表面照度（Lux）的允许值( 即传感器不 会发生误动作的照度 )。 盛夏太阳的直射照度在100,000Lux左右 , 办公室内 在1000Lux以下。 没有格外注意的必要。（但不能在户外使用）,标准检测物体/最小检测物体/ 装载狭缝时的最小检测物体,标准检测物体在光学原理中用尺寸相当的棒的直 径表示该传感器适合检测物体的大 小程度 最小检测物体代表例即检测的标准，要检测小 物体时需要进行实验来确认 装载狭缝时的记载于狭缝（另售配件）的额定值 最小检测物体一览表内 , 有必要通 过实验确认,自我诊断/外部诊断功能,是用来确认光电传感器是否正常运作的功能。 自我诊断通过光量的稳定度判断。 与一般光电传感器都带有的绿色 稳定指示灯连动，稳定指示灯熄 灭则输出ON，表示不稳定。 外部诊断从外部（PLC等）输入，传感器停 止投光，传感器通过检查受否处于 D-ON的状态， 判断自身是否正常 动作并返回信号。,E3Z,稳定指示灯（绿） 动作指示灯（橙）,NPN输出/PNP输出,+V,0V,RL,控制输出,电流,+V,0V,RL,控制输出,电流,collector,emitter,emitter,collector,PNP输出,PNP Transistor,NPN输出,相互干扰/干扰,相互干扰 (1) 带防止相互干扰功能的传感器 (2) 防干扰滤波片 (3) 隔开一定距离 (4) 投光器/受光器交替排列 (5) 错开光轴 干扰对策的一般解决方法 (1)common 传感器和安装金属台间绝缘 mode干扰 0V和安装金属台间加电容 (2)辐射干扰 将传感器与干扰源隔开 (3)电源线干扰 线间加入电容,通用放大器内藏光电开关常用型号,E3Z 通用品的主力机种/21世纪的标准光电开关 除标准机种外，还有细径、透明瓶、凹槽型。 省电（是原来的70%）无铅化生产（不使用Pb） E3T 世界最小的机种/省空间光电 小型机器装置内部。 最适合检测微小物体。 E3S-A 高机能机种，卧式/立式、定时器、外部诊断。 按下turbo按钮光量增强，便于调整,通用放大器内藏光电开关常用型号,E3S-C 金属外壳，耐油耐化学腐蚀 （NPN/PNP开关切换 E3G-L1/L3 距离射定型（塑料外壳） 最适合检测传送带上已包装的食品 根据示教设定检测距离，调整容易 E3S-CL 距离设定型（金属外壳） 与E3G-L相同用途，耐油耐化学腐蚀 E3F2 圆柱形，只需开孔即可安装，十分简便 常使用于欧洲机种 E3JM/E3JK 电源内藏型（DC12240V、AC24 240VDC SSR输出/继电器接点输出）,方形光电开关 E3Z系列,圆柱形光电开关 E3F2/3系列,+,光电传感器,放大器内藏方形光电开关 E3JK/E3JM系列,通用放大器内藏型光电开关E3Z系列,通用品的主力机种/21世纪的标准光电开关除标准机种外，还有细径、透明瓶、凹槽型。,E3Z-L狭小光点限定反射型,Application,Application A : positioning of the lift,Lift,container,E3Z-G凹槽型,Application B: positioning of the Elevator,Floor,Building,Elevator hall,Elevator,Positioning dog,Application C: Stop & Go control of Automated transfer system,Mark for slow down (Axis1),rail,Mark for stop (Axis 2),Control position,OHT,Axis 1,Axis 2,磁性接近传感器原理,检测对象是会发生涡电流的电导体， 越接近磁性体）产生的涡电流越大、 灵敏度越高。若是绝缘体，不会发 生涡电流，所以不易被检测。,传感器通过高频发振器而发出高频 磁场（当它接近磁性金属表面时， 磁场被破坏。我们通过振动的有无 使控制输出ON/OFF。,高频率 发送机,Coil,检测对象 （金属板）,涡电流,线圈引发的 高频率磁场,涡电流引发的 磁场,无被测对象,有被测对象,OFF,ON,发震器的动作,控制输出,接近传感器的应答频率,应答频率,标准检测物体,低速,高速,界限（非响应）,屏蔽/非屏蔽,屏蔽,磁束小检测距离短 磁束在前方可平面安装,磁束大 检测距离长 侧面有磁束周围金属的影响,非屏蔽,检测物体的大小和材质,检测距离 X mm,检测物体的一边边长d mm,铁,SUS（Stainless Steel）,黄铜（Brass）,铜,检测物体厚度的影响,检测距离,Al,检测物体的厚度（mm）,9mm,根据表皮效果（Skin Effect）、检测物体越 薄，产生的涡电流 强，检测距离越长。 （即便是Al也比厚铁 片的距离长）,接近传感器的型号标准,E2/TL 接近传感器（TL旧型号：也有主力机种） -X 带螺丝的圆柱型 -C 无螺丝圆柱型 -F/-W 扁平型 -2 数字是额定检测距离（mm） R为小数点 1R51.5、R50.5mm -M 非屏蔽型 -D 直流2线式 -B 直流3线式PNP集电极开路输出 -C 直流3线式NPN集电极开路输出 -E 直流3线式NPN电压输出 -F 直流3线式PNP电压输出 -Y 交流2线式 -T 交流/直流2线式 - NO输出 - NC输出 -M 接插件连接型（M1M12、M3M8）,模块化圆柱形接近开关 E2E系列产品构造,E2A,E2EZ防铝切粉接近,即使表面堆积有铝或铁的切 粉，也不会发生误动作,E2ES金属接近探头,传感器表面也采用SUS材料不易损坏,检测物体,造成接近传感器损坏的最大 原因是由于被测物体撞击传 感器的检测面,世界上只有欧姆龙等2个公司生产,E2EY非磁性金属用接近,世界上只有欧姆龙生产,检测物体大小和材质的影响,Al铜黄铜,SUS,鉄Ni,不检测铁或Ni这 样的磁性金属， 而只检测铝或铜 等非磁性金属。 不受周围金属（铁）的 影响，可以检测铝罐 等物体。,静电电容接近开关的原理,根据检测物体的有无，电极和大地间的静电电容。会发生变化，静电电容的增加引起振动。,振动回路, , ,检测对象,分极,无 物体,有 物体,电极,C=小,C=大,振动回路的动作,控制输出,OFF,ON,无物体,有物体,静电电容接近开关,E2K-C34mm圆柱型 有灵敏度调整旋钮 E2K-X带螺丝的圆柱型（M12/M18/M30） E2K-F扁平型 E2KQ-X特氟龙外壳的带螺丝的圆柱型 耐油、耐化学品性能优越 E2J放大器分离型（电极分离型） 传感器部只有电极，可以做得很薄 多用于半导体晶圆片检测,磁性型接近传感器用来检测金属、静电电容式是分级 使用的，也可以检测金属以外的物体。 诱电率大的材质容易被检测 将特性数据作为参考，可以大致判断何种材质的检测 距离大致是多少,光纤单元E32-,连接光纤放大器使用。 针对不同目的/应用备有多种型号。 顶端细小，不占空间，适合在狭窄场所安装。 适用于检测微小物体（细径探头） 可进行从放大器分离光电到光纤光电的转化。 柔软型光纤（E32-R）的允许弯曲半径为mm。 适用光纤切割机（E39-F4）可在现场自由切割光纤。 光纤越长检测距离越短。 充实了配件（提高了透镜单元的性能）,柔软光纤的原理,细光纤反射次数多，临界 角不会变小。多束细光纤 组成柔软光纤，弯曲半径 即使有1mm也不发生损耗。,R,R,粗光纤反射次数少，弯曲 半径小，因而临界角小， 容易发生Bending Loss。 允许弯曲半径1025mm。,光纤长度-检测距离特性,光纤过长会导致光纤内部衰减从而缩短检测距离,对射型,100%,2m,5m,60%,40%,10m,光纤长度,光纤放大器E3X-DA-N,是欧姆龙光纤光电传感器的主力机种。 机能性能最高，品种丰富。 加强了防止相互干扰的机能. MPU内藏的数字显示。 采用APC回路使LED发光光量保持稳定。 备有标识检测用绿色LED、蓝色LED。 通过监视器输出（DC 15V）可检测入射光量。 手机式控制器可实现遥控设置。 备有超高速模式0.25ms）标准模式、超长距离模式。 保有CompoBus/S（欧姆龙的传感器BUS终端）,光纤放大器E3X-DA-N,新构思 手机型控制器,性能卓越的光纤放大器,系列,光纤放大器E3X-DA-N,E3X-DA-N 操作面板,光纤放大器E3X-DA-N,光亮劣化的修正，稳定检测实现,三种鲜明显示可供选择,光纤放大器E3X-DA-N,根据不同检测目的有种模式可选,最高性能,示教简单,单点或两点示教 . 如果选择E3X-DA-N 实现了无工件也能示教 . 即使在生产线上，不放置工件 进行示教也很简单 . 不必在按键的同时需要 工件通过 .,光纤放大器E3X-DA-N,光纤放大器E3X-DA-N,对焦简单,无闪烁功能 所以对焦和示教 所花费的时间较长 . 如果选择E3X-DA-N 投光点为红色闪烁光点 （高闪烁功能），能在 极端的时间内准确无误 地完成对焦 . 由此使传感器的调整 更为迅速、简易 .,光纤放大器E3X-DA-N,临界值设定简单,由于不能在任意的时间将数值复位到0. 所以，在确认光量的同时设定最恰当的临界值非常费工夫 . 如果您选择E3X-DA-N 任意的时段内都能迅速地复位至0. 设定最恰当的临界值很简单 . 传感器的调整时间大幅度缩短 .,光纤放大器E3X-DA-N,高精度检测的实现,没有模拟输出的放大器。因此，单纯的ONOFF的输出，不能做到微妙的检测 . 如果您选择E3X-DA-N，有带模拟输出DC1-5V的放大器 . 实现了高精度输出（监视聚焦功能） 多端设定输出的实现 . 实现了光量监视 .,光纤放大器E3X-DA-N,高速下也能准确获取微小信号,OFF延时的时间固定， 所以在高速下有可能遗漏微小信号 . 如果选择 E3X-DA-N 可在0-200ms内以5ms 为单位进行设定 . (0-20ms内以1ms为单位） 配合控制器的扫描时间可 以精细设定，切实无误获 取信号 .,光纤放大器E3X-DA-N,数字显示可翻转,只能以一个固定方向显示 . 所以，当放大器反方向安装时，数字显示也随之反向 . 读数很不便 .（6和9误看等） 如果选择E3X-DA-N 数字选择可翻转（翻转模式） 放大器的安装方向可随心所欲 显示清晰可见,显示位数设定功能省能量显示功能,光纤放大器E3X-DA-N,光纤放大器E3X-NA,对应E3X-DA-N 数字式的模拟量最新通用机种。 LED光量条显示更易识别。 可通过旋转旋钮调节灵敏度。 备有红色/绿色LED品种（绿色的是色标传感器）。 加强了防止相互干扰的机能 L-On/D-On开关切换。 内藏OFF延迟定时器20ms）。,特点,光纤放大器E3X-NA,ADJ,TEACH,MODE, ,Min,Max,8,1,细分 Omron 新品光纤放大器,光纤传感器新品定位,客户需求,高机能，多机能 集于一身,基本机能,客户需求,-简单应用 -价格定位 -大批量使用,-多种多样的应用 -高层次的应用 -体现应用对策及 应对能力,E3X-DA-N,Super- manual,Performance,Easy to use,光纤传感器新品定位 竞争定位,OMRON,光纤传感器定位 竞争定位,高性能高精度,智能化的机能,Small&Wide,Advanced,Easy,Intelligent,世界最小重量最轻,使用简便,种类极其丰富（传感器部）,时代的新工具,Small&Wide,智能化的机能,Advanced,Easy,Intelligent,世界最小重量最轻,使用简便,时代的新工具,正反射型 计测范围( 302mm ),300200mm,10040mm,4010mm,长距离,扩散反射型计测范围 (涵盖 30500mm),分解能 （2m , 16 m , 300 m）,采样次数14096次：采样周期=150s(n+1),反射型 检测方式 可视激光 扩散反射型光点50m线式光束75 m X2mm 正反射型光点50m 线式光束75 m X2mm,分解能 0.25m,Small&Wide,智能化的机能,Advanced,Easy,Intelligent,世界最小重量最轻,使用简便,时代的新工具,0-500mm,1mm,计测距离 计测宽幅,分辨率,500-2000mm,2.5mm,5mm , 10mm,ZX-LT 4m,ZX-LT 4m,对射型 可视激光 光点光束型 光幕光束型,采样次数14096次：采样周期=150s(n+1),0-500mm,Easy to use,Information- oriented,Small&Wide,高性能高精度,智能化的机能,Advanced,Easy,Intelligent,使用简便,种类极其丰富（传感器部）,世界最小重量最轻,灵敏的演算机能 双重数字表示 演算设定 具有激光传感器一切特性 自我检测激光的寿命期限,时代的新工具,数字表示 双重数字表示 电源接通后，表示实际距离值和门槛值 不需数字式面板即可轻松进行厚度 计测的演算设定,T:表示,演算单元夹在放大器之间,专利申请中,具有激光光电传感器特性（反射型）,利用了激光光束的光点，可进行光量检测。 用激光的微小光点瞄准工件。 积极活用了黑白误差。 用线式光束扩大了应用范围。 增加了Hi/Pass/Lo输出 也可选择模拟电流4-20mA电压5V,4V,1-5V）,距离表示,受光量表示,位移模式,光量模式,具有激光光电传感器特性（对射型）,连结对射型探头即可进行光量表示，可轻松进行光轴调整 设定基准受光量， 由于对