1、编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授 课 教 师 于晓云、郭海 林 课 程 名 称 自动化生产线技术 单 元 1-1授 课 时 间2010 年 7 月 19 日2010 年 8 月 2 日第 21 周第 23 周星期 一星期一第 1-2 节第 1-2 节授 课 章 节 光电开关、光纤传感器的原理及使用知识目标： 光电开关、光纤传感器的原理教 学 目 标能力目标：光电开关、光纤传感器的使用重 点难 点 识图接线的能力教 学 地 点 普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教 学 方 法及 手 段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒
2、体教学 演示教学 其他 教学过程设计光电开关、光纤传感器的原理及使用光电开关的原理光电开关的使用光纤的原理光纤的使用教 学 后 记辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注1一、漫射式光电开关在底座和装料管第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。 漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。 在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之若接
3、近开关的前方一定距离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。 由此可见，若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3 个工件，则底层处光电接近开关动作而次底层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。 供料单元中，用来检测工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用神视（OMRON）公司的CX-441（E3Z-L61）型放大器内置型光电开关（细小光束型，NPN 型晶体管集电极开路输出），该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图所示。辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教
4、案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注2 用来检测物料台上有无物料的光电开关是一个园柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，该光电开关选用SICK 公司产品MHT15-N2317 型，其外形如图2-17 所示。辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注3二、 光纤传感器 光纤型传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。 光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列优点，如不受电磁干扰, 体积小, 重量轻, 可挠曲
5、, 灵敏度高, 耐腐蚀,电绝缘、 防爆性好, 易与微机连接, 便于遥测等。 它能用于温度、 压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声和PH值等各种物理量的测量。 光纤传感器一般分为两大类：一类是传光型，也称非功能型光纤传感器；另一类是传感型，或称为功能型光纤传感器。前者多数使用多模光纤，以传输更多的光量；而传感型光纤传感器，是利用被测对象调制或改变光纤的特性，所以只辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注4能用单模光纤。 根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。 所谓 “模“是指以一定角速度进入光纤的一束光。 单模光纤采用固体激光器做
6、光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。 多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。 单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高。 光源不同，E X-DAG -S是绿色 LED光，E X-DAB -S是蓝色LED光，E X-DAH -S是红色LED光。 橙色灯：动作显示灯，传感器受光量到达动作值后，橙灯亮 。 绿色灯：稳定显示灯，传感器受光量在稳定状态下，绿灯亮。辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注5 E X-CN 是母接插件，接插件是 3线的，褐色电源正极，黑色信号输出，蓝色电源负极。三、电气控制回路辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注6辽 宁 机 电 职 业 技 术 学 院 教 案 用 纸讲次 2 授 课 内 容 备 注7
