7、光電傳感器

光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優點，而且可測參數多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。我們通常所說的光電開關大致有三種：一種是反射式光電傳感器、一種是對射式光電傳感器、一一種是使用反射板反射光朿的光電傳感器。

其中后兩種都是通過目標物遮光實現檢測的，前一種是通過目標物反射光線來實現檢測功能。所以，通常后兩種檢測距離更遠、精度更高。由于光電傳感器具有相當高的檢測精度，所以，通常用于檢測產品或者機械手等工件的精確位置以及步進、伺服系統的反饋裝置中。

由于在自動化設計中使用最多的是U型光電，在此重點介紹。不同品牌的U型光皆有不同的安裝形式在此不做具體討論。如下圖所示為某公司插件式U型光電，在選用這一種類的U型光電時需要特別注意的是尾部留出足夠大的空間來供插件的插入，當然很多時候選用電器元件的時候，這一條均需注意。另外對于自制的短行程模組在設計時一定要考慮行程范圍內是否夠距離設置3個U型光電，如果距離不夠可以在模組兩側均設計U型光電。

一般一條模組上面會配備3條U型光電，其中兩個是模組兩行程終點的極限限位光電，中間的一條為模組找原點的U型光電，下面主要說明兩種找原點的方式：

(1)光電開關感應到感應片，電機繼續運動在電機旋轉一周內找到程序設置的一個原點作為模組的原點，這種方式定位精度高，主要影響精度的因素絲桿，電機本身，聯軸器等，主要受模組本身的一些參數影響，定位精度高，能達到0.01mm;

(2)光電開關感應到感應片之后，電機開始剎車制動直到整個系統停下作為模組的原點，此方式的精度會受到溫度，光照條件，光電開關響應速度等影響，定位精度較低，一般在0.05-0.1mm左右。

8、光纖傳感器

光纖傳感器也是一種應用光電信號轉換的檢測元件。光纖傳感器一般需要光纖放大器配合使用，價格上來說稍微貴一點，但是就性質上來說，比之前提到的光電和接近傳感器有本質的區別，它可以進行質的測量，怎么說呢?也就是說他可以定量的進行檢測，如可以測量距離多少毫米。

相比較于光電開關而言，光纖傳感器通常能檢測更小的目標物、檢測距離更遠、精度更高。所以，光纖傳感器通常應用于更為精準的檢測場合和步進、伺服系統的定位反饋裝置中。

光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調制器，在調制器內與外界被測參數的相互作用，使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化，成為被調制的光信號，再經過光纖送入光電器件、經解調器后獲得被測參數。整個過程中，光束經由光纖導入，通過調制器后再射出，其中光纖的作用首先是傳輸光束，其次是起到光調制器的作用。

光纖傳感器設計時要考慮光纖頭的防撞問題，一般設計保護光纖頭的支架。另外不管是對射光電還是對射光纖受周圍環境影響相對于普通反射光纖而言要小，在設計時需要重點考慮。

9、位移傳感器

顧名思義，即是檢測目標物位置變化的傳感器。位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種屬于金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉換為電量。

在生產過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。按被測變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數字式兩種。

模擬式又可分為物性型和結構型兩種。常用位移傳感器以模擬式結構型居多，包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。

數字式位移傳感器的一個重要優點是便于將信號直接送入計算機系統。這種傳感器發展迅速，應用日益廣泛。

10、光柵

光柵也是一種利用光電信號的傳感器。光柵檢測區域大，所以通常也稱區域傳感器。光柵通常最主要的應用領域是設備之間的互鎖和安全作用，特別是應用于對人的保護上比較多，常用于沖壓機械、剪切設備、金屬切削設備、自動化裝配線、自動化焊接線、機械傳送搬運設備等。

11、激光檢測儀

激光檢測儀最主要的功能是精確地測量目標物的外形尺寸。

12、工業照相機

工業照相機在工程上也通常稱為CCD(Charge-coupledDevice),它主要應用于檢測目標物的外形和位置。隨著目前CCD技術的提高，高分辨率的工業相機已經可以應用于精確測量領域。

13、編碼器

按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置府應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。編碼器通常與步進電機或者伺服電機配使用構成閉環或者半閉環的控制系統。

14、微動開關

微動開關是一種接觸式傳感器，目前主要應用于設備之間的連接或者設備的安全防護門狀態的檢測。

15、智能傳感器

最后一種傳感器也可能是未來自動化工業中最重要的一種——智能傳感器。

新一代高級智能傳感器將成為工業自動化的心臟。“智能工廠”是指在數字化工廠的基礎上，利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務，清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據，以及合理的生產計畫編排與生產進度。智能工廠可實現的技術包括無線感測、控制系統網路化和工業通信無線化等稱重傳感器。

對某些產品質量指標(例如，黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量并在線控制。而融合智能技術的傳感器將可以很好的解決上述問題。

目前，工業生產的確在大規模向自動化方向轉變，但隨著物聯網及云平臺應用的不斷投放商用化，工業領域的自動化發展有向更高層次升級的趨勢，即智能化生產。

素材來源：

易啟邦（工控一體化縱深服務生態平臺）編輯部

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