工业互联网预测性维护 课件 0304机械手气动控制通讯连接

机械手气动控制通讯连接重庆电子工程职业学院01压力传感器03压力传感器通信编程02流量传感器040506任务练习一压力传感器

气动压力传感器是工业实践中常用的一种传感器。我们通常使用的压力传感器是利用压电效应制造而成的，也称为压电传感器。

压力检测分为表压力和绝对压力。表压力以大气压为基准，随大气压变化而变化。

一、压力传感器压力检测分类图

SMC压力传感器采用表压力检测，有2种隔膜形式，一种是SUS隔膜压力传感器，另一种是硅隔膜传感器。

SUS隔膜压力传感器：由SUS隔膜上的绝缘膜、压阻桥式回路构成。施加压力后，隔膜发生形变，压阻值随之变化。

一、压力传感器SUS隔膜传感器的结构

硅隔膜传感器：由单晶硅隔膜上的压阻桥式回路构成。施加压力后，隔膜发生形变，压阻值随之变化。

一、压力传感器硅隔膜传感器的结构

1）PSE530系列小型空气用压力传感器

如下图所示，左图为外形图，右图所示为内部回路和接线图。

一、压力传感器压力传感器及内部回路和接线图

压力传感器模拟输出的曲线如下图所示。

正压力传感器测量时（PSE530），图中A为0，B为最大量程1MPa，C为-0.1MPa。

一、压力传感器压力传感器及内部回路和接线图

2）PSE540系列小型空气用压力传感器

如下图所示，左图为外形图，右图所示为内部回路和接线图。

一、压力传感器压力传感器外形图，内部回路和接线图

压力传感器模拟输出的曲线如下图所示。

真空压力传感器测量时（PSE541），图中A为0，B为最大量程为101kPa，C为10.1kPa。

一、压力传感器压力传感器及内部回路和接线图二流量传感器

气体流量传感器是能测定累积流量、瞬时流量的一种传感器，有节流式、容积式、涡街式、电磁式、热式、超声波式等若干种。多数是采集流体的温度、压力等信号，再换算成流量。但由于气体流动状态不稳定，使气体流量传感器的流量测量准确性受到影响。

二、流量传感器

1．卡门涡街式

在流体中放置棒状物体（旋涡发生体）后，下流方向会交替地产生旋涡。

产生的旋涡在一定条件下保持稳定，其频率与流速成正比，并符合下面的方程式，f=k×v。

f：旋涡的频率、v：流速、k比例常数（由旋涡发生体的尺寸、形状决定）

二、流量传感器旋涡检测

2．热式（MEMS式）

以高分子膜上的用白金薄膜制作的加热器（Rh）为中心，对称设置的上流测温传感器（Ru）和下流测温传感器（Rd），以及用于测量气体温度用的环境温度传感器（Ra），共同构成了MENS传感器芯片。

原理如下图所示，Ru和Rd的电阻值之差与流动气体的流速成正比，因此检测其电阻值并进行计算后，就可得知气体的流向及流速。

二、流量传感器热式原理图

3．热式（热敏电阻式）

在流路中安装加热后的热敏电阻，在流体流过后，流体会将热敏电阻的热量

带走。热敏电阻由于热量被带走，电阻值增加，其增加率和流体的流速具有特定的关系，检测其电阻值就可得到流速。

电子元器件通常有一定的温度系数，它的输出信号会随温度的变化而发生漂移，称为“温漂”。在一些对精度要求非常高的电器中，特别是精密仪器仪表，里面有很多部件是用金属丝制成的，而金属一般都具有正的温度系数，可使用负的温度系数热敏电阻进行补偿，即NTC热敏电阻。一正一负，可以抵消由于温度变化所产生的误差，提高精度。

二、流量传感器热敏电阻式原理图

我们实训装置的回路为气路，所以仅介绍空气用流量传感器，其外形如下图所示，分为一体型和分离型。

二、流量传感器空气用流量传感器

PFM510-S-C6-1流量传感器额定流量0.2-10L/min，具有流量调节阀一体化，空间占用小，为快换管接头形式，输出为模拟输出1-5V。其内部回路和接线以及输出曲线如下图所示。

二、流量传感器内部回路、接线及输出曲线图

对于分离式流量传感器传感器输出信号可以直接供PLC控制器计算使用。也可配置显示控制器进行计算显示输出再传输到PLC控制器使用。PFM3系列流量传感器显示器外形及接线如下图所示。

PFM304-ML-E-F流量传感器显示器具备电压信号输入，2路输出，1路为PNP输出，另一路为4-20mA输出，由于是电压输入，所以需配备对应电压输出的流量传感器。

二、流量传感器PFM3系列流量传感器显示器外形及接线三压力传感器通信编程

压力传感器与PLC通信的步骤如下：

1)将压力传感器接入气路；

2)将压力传感器连接到PLC上并配置对应IO。

3)将PLC连接到网关。4)编写程序。

三、压力传感