任务一 物位测量的一般概念及物位传感器介绍

教学内容任务一物位测量的一般概念及物位传感器介绍课时2教学目标知识目标1.理解物位相关的基本概念；2.了解物位的测量原理；3.掌握物位传感器简介。能力目标学会识别常用的物位传感器。。素质目标1.培养仔细观察、做好记录的习惯，掌握科学的学习方法。2.学会通过网络查阅资料，实现课堂学习举一反三，养成查阅资料的习惯3.培养独立思考的习惯和合作学习的精神。教学重点1.理解物位相关的基本概念；2.了解物位的测量原理；3.掌握物位传感器简介。教学难点1.理解物位相关的基本概念；2.了解物位的测量原理；3.掌握物位传感器简介。教学策略教法学法讲解，分析讨论，动画观看，ppt展示教学手段教具准备课件，多媒体，ppt，图片，动画，视频教学过程教学要点及教师活动学生活动教学引入在工业流程中，温度、压力、流量之外，物位是不可或缺的，所以物位号称热工四大参数之一。在工业生产、科学研究等各个领域中，常要对某可动部分进行检测定位，或判断是否有工件存在。这时就需要我们的物位传感器。学生思考，了解传感器在日常生产生活中的应用。教学过程教学要点及教师活动学生活动一、物位的概念一般常把生产过程中的储罐、贮槽、各种塔类等容器内所存的液体高度或表面位置叫做液位。贮槽、槽斗、仓库中所存的固体块、颗粒粉料堆积的高度或表面位置叫料位。又如液位液相界面位置，液位固相界面位置叫界面。我们将上述的液位、料位、界面位置统称为物位。用来对物位进行测量、报警和控制的自动化仪表叫物位测量仪表。所以物位传感器是能感受物位(液位，料位)并转换成可用输出信号的传感器。二、物位测量的主要方法及分类1.按测量方式分按测量方式分可分为两类，一类是连续测量物位变化的连续式物位传感器；另一类是以点测为目的的开关式物位传感器即物位开关。开关式物位传感器也叫接近开关，又称无触点行程开关，它除可以完成行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置（检测距离一般为几毫米至几十毫米），用作检测零件尺寸和测速等，也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自动衔接等。2.按其工作原理分按其工作原理分，主要有下列几种类型：（1）直读式：它根据流体的连通性原理来测量液位。

（2）浮力式：它根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒（或称沉筒）的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位。前者称为恒浮力式，后者称为变浮力式。（3）差压式：它根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静（差）压力的变化的原理测量物位。（4）电学式：它根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位。

（5）核辐射式：它根据同位素射线的核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度变化而变化的原理来测量液位。

（6）声学式：它根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位。（7）其它形式：其它形式传感器有微波式、激光式、射流式、光纤维式等。三、物位传感器1.电感式接近开关它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。2.电容式接近开关这类接近开关的原理是，当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。3.霍尔接近开关霍尔开关是一种磁敏元件。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。4.光电式接近开关光电接近开关是利用发光器件与光电接收器件按一定方向安装在同一个检测头内或者分开安装。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。四、接近开关常用术语1.动作（检测）距离动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。额定动作距离是指接近开关动作距离的标称值。2.设定距离指接近开关在实际工作中的整定距离，一般为额定动作距离的0.8倍。被测物与接近开关之间的安装距离一般等于额定动作距离，以保证工作可靠。安装后还须通过调试，然后紧固。

3.复位距离接近开关动作后，又再次复位时的与被测物的距离，它略大于动作距离。4.回差值动作距离与复位距离之间的绝对值。回差值越大，对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就越强。5.响应频率f按规定，在1秒的时间间隔内，接近开关动作循环的最大次数，重复频率大于该值时，接近开关无反应。6.响应时间t接近开关检测到物体时刻到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。可用公式换算：t=1/f7.接近开关的安装方式接近开关的安装方式：分齐平式和非齐平式。8.输出状态接近开关按输出状态可分为：常开或常闭型。当无检测物体时，对常开型接近开关而言，由于接近开关内部的输出三极管截止，所接的负载不工作（失电）；当检测到物体时，内部的输出级三极管导通，负载得电工作。对常闭型接近开关而言，当未检测到物体时，三极管反而处于导通状态，负载得电工作；反之则负载失电。9.常用的接线形式接近开关常用的接线形式有：（1）NPN二线，NPN三线，NPN四线。（2）PNP二线，PNP三线，PNP四线。（3）DC二线，AC二线，AC五线（带继电器）。学生看ppt，了解物位传感器的定义。阅读，听老师讲解，认识生活生产中的传感器。学生看ppt及课本了解传感器在各领域的应用。学生看ppt及课本认识传感器的发展历史及趋势。老师讲解，学生理解常用术语学生理解，记录笔记重点教学反馈及检测接近开关使用注意事项1.请勿将电感接近开关置于0.02T以上的磁场环境下使用，以免造成误动作。2.为了保证不损坏接近开关，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。3.为了使接近开关长期稳定工作，请务必进行定期的维护，包括被检测物体和接近开关的安装位置是否有移动或松动，接线和连接部位是