I1?.U1 2222???MR2?MR1?2?j?L?L?12?2R2?(?L2)2R2?(?L2)2??.. 线圈的等效阻抗：

???2M2?2M2Z?.?R1?2R?j?L?L?122? 222R2?(?L2)R2?(?L2)??I1U1 线圈的等效电阻：

?2M2 Req?R1?2R2?R1 2R2?(?L2) 线圈的等效电感：

?2M2Leq?L1?2L?L1 （距离越近，M越大，Leq越小） 22R2?(?L2) 原线圈阻抗： 线圈的品质因数：

图3-11 石英晶体震荡电路原理图

石英晶体振荡电路的作用—恒流源

金属体远离时，L、C谐振回路发生谐振，谐振频率， 金属体靠近时，x??L??回路失谐?U0?f(x)?

电感传感器：铁心加上线圈构成了电感传感器的主要部分，它能够转化直线或角位移的变化量为线圈电感量的变化量，因此被称为电感位移传感器。电感传感器的材料导磁系数和线圈匝数是固定不变的，它的电感量的改变与位移量有关系，线圈磁路的内部几何尺寸因位移量变化而改变，从而使电感量发生变化。将线圈接入到测量电路中，给它一个激励电源，线圈会输出电压或电流，电压或电流与位移输入量成正比。电感传感器有7种特点：①灵敏度高、分辨率高；②线性度高、重复性好；③测量范围宽；

④触点固定、高可靠度、较长寿命；⑤激励电源有稳定的频率并且幅值需稳定在一定区域；⑥在无输入时传感器会输出零位电压，会使测量中产生误差；⑦不适用于高频动态测量。电感传感器多用在测量位移中，还有测量一些可以换算成位移变化的类似力、加速度转矩等机械量。变间隙型传感器是被使用最多的电感传感器，另外变面积型和螺管插铁型传感器也常被使用。为了提高线性度、减小误差，在现实使用中它们多被制作成差动式传感器。电感传感器的实物图如图3-12所示。

图3-12 电感传感器实物图

3.3.3 电容传感器

电容传感器和电感传感器一样，属于一种位置传感器，它能够输出开

关量，同时还是接近式开关。通常电容器有两个极板，而在电容式传感器中，测量头和待测物常被当作两个极板看待。在物料慢慢靠近的过程中，物料与接近开关之间的介电常数会慢慢改变，这样就可以改变电路状态。通过这些，我们可以通过改变物体与接近开关之间的距离，实现开关的通或断的功能。挑选E2KXME1 式电容传感器作为本次设计的电容传感器，如图3-13所示。

图3-13 电容式传感器的原理图

电容传感器：变换器在这些测量中常常出现，因为它们可以实现这个功能，使得测量更加方便；电容传感器便是应用了这些特点，把如位移的力学量转换成对应的电容变化量。因为无源变化器的原因，电容变化器在转换过程中会把力学量变换为能够识别的电压量或者是电流量，完成最终的转化前变化器还会将得到的电量放大加工。

电容传感器适合测量一些变化量比较小，变化率低的力学量，因为电容传感器拥有许多其它传感器没有的特点：

(1)高灵敏度； (2)能够大范围测量；

(3)能够快速动态响应，动态、静态两种测量方式都很适合；

(4)能够适应多种困难环境，不易受到外界干扰，它能长期稳定的工作，在许多领域都能够发挥出它的优势。

电容传感器有三根接线，接线方式如表3-3所示。

表3-3 电容传感器接线方式

颜色 棕色 蓝色 黑色 接线 VCC COM I0.2

在与PLC相连接后，电容传感器受到它的控制，此时PLC相当于一个开关。电容传感器的黑色端与PLC信号采集端口I0.2相连，在检测到铝制物料后，传感器发出信号，经端口送到PLC，然后PLC会发送信号控制相应汽缸动作，完成对应的分拣工作。电容传感器的实物图如图3-14所示。

图3-14 电容传感器

3.3.4 颜色传感器

本次设计挑选TCS230型号颜色传感器。这个是TAOS公司的颜色传感器，简称RGB。它检测物料颜色的原理是，通过分析反射比率，这个反射比率是待测物体与三基色产生的。TCS230传感器引脚如图3-15所示。