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传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。 3.传感器的动态特性

所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 传感器的线性度

通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。 拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 4.传感器的灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。 5.传感器的分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。

通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出

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量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。 6.电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。 7.电阻应变式传感器

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。 8.压阻式传感器

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

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第2章 系统介绍与软件分析

2.1材料分拣系统介绍

材料分拣装置是一个模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制、电气传动和气动技术，可实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位计算机监控。

它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。材料分拣装置能实现如下3种基本功能。分拣出金属与非金属、分拣某一颜色块、分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。 2.2材料分拣系统设计原理

系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带依次接受各种传感器检测如果被某种传感器器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。控制要求：

1.系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲. 2.电机运行，带动传输带传送物体向前运行。 3.有物料时，下料汽缸动作，将物料送出。

4.当电感传感器检测到金属物料时，推汽缸1动作将待测物料推入下料槽。 5.当电容传感器检测到非金属物料时，推汽缸2动作将待测物料推人下料槽。 6.当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3动作将待测物料推人下料槽。

7.其他物料被送到SD位置时，汽缸4动作将待测物料推入下料槽。 8.汽缸运行应有动作限位保护。下料槽内无下料时，延时后自动停机。 2.3材料分拣系统分析

2.3.1设计思路 如下图所示：

其工作过程是开启电源，步进电机运行并驱动传输带，下料传感器检测下料槽内是否有物料。若无物料，延时后自动停止并等待上料；当下料槽内有物料时，系统自动运行。首先，下料传感器发送信号给PL C，并转送给推汽缸．经过一定时间，下料汽缸依次将物料推至传输带。当物料由传输带传输时，光电编码器发出脉冲开始进行计数，电机运行，实现定位控制。当电感传感器检测到物料为金属

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物料时，发出反馈信号给PLC，由PLC控制推汽缸1动作，将物料推到卸料斗。

图2-1 系统控制示意图

当推汽缸电磁阀运行到限位时，电磁阀复位，恢复原状态．此时，电机重新工作驱动传输带到下一位置。同理，可通过相应传感器分拣相应的空物料。

据分拣装置工作过程设计功能表图，设计电气控制原理图（如图2-3），在设计的电气控制原理图的基础上对它进行研究，分析工作过程的每一个环节，再选择合适的PLC类型，编写I/O分配图。 信号板及各传感器位置见下图：

图2-2 系统实物对照示意图

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