센 서.

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1 센 서

2 1. 센서의 정의 측정하여 전기적인 신호로 변환하는 소자 또는 장치”이다. ※ 트랜스듀서:감지대상의 상태량을 측정할 수 있는
    센서(감지기)는 “측정 대상물로부터 정보를 감지 또는 측정하여 전기적인 신호로 변환하는 소자 또는 장치”이다. ※ 트랜스듀서:감지대상의 상태량을 측정할 수 있는 물리량의 신호로 변환하는 장치 공장자동화에서 센서는 공정처리 상태에 대한 데이터를 만들고 수집하며 프로세서에 이와같은 데이터를 전달하는 제어 시스템의 한 부분이다. 외부자극 뇌 신경 감각기관 리드선 컴퓨터 감지기 전기신호

3 센서와 인간의 오감 인간의 오감 인간의 감각과 센서의 대응 자연 감각 인간 시각 청각 촉각 후각 미각 음 광 인간의 감각 센서
진동 열 인간의 감각과 센서의 대응 인간의 감각 센서 시각 시각(눈) 광 센서 청각 청각,평형감각(귀) 음향센서 촉각 압력감각(피부), 온도감각(피부) 압력센서, 온도센서,습도센서 후각 후각(코) 가스센서 미각 미각(혀) 바이오 센서

4 센 서 입력 에너지 변 환 출력신호 광 기계 정보는 전기신호 출력된다 열 센서 자기 화학

5 센서의 분류 대표적인 센서류를 검출대상별로 나열하였습니다. 광 센서 광 센서 포토다이오드, 포토트랜지스터, CCD, 촬상관
자기센서 홀소자, 자기헤드, 전자기 유도형 근접스위치 온도센서 서미스터, 감온저항(백금), 서머커플 압력센서 스트레인 게이지(로드셀), 압전소자 진동센서 마이크로 폰(전자기식, 압전식), 지진계 가스센서 세라믹센서, 반도체식 센서

6 센서의 종류 1)접촉식 센서 출입문 개폐여부,가공물 존재여부 파악 등에 사용된다.
물체와 감지기가 물리적 접촉을 통하여 동작하는 것으로  출입문 개폐여부,가공물 존재여부 파악 등에 사용된다.            □ 마이크로스위치, 리밋스위치(공압용,전기용), 터치스위치,매트스위치 2)비접촉식 센서 검출 대상 물체가 검출면 가까이 근접했을 때 검출 신호를 출력하는 비 접촉식 센서로서, 검출 물체의 전자유도 현상을 이용한 고주파 발진형 근접센서와 검출 물체와 대지간의 정전용량 변화를 이용한 정전용량형 근접센서로 나누어지며, 반도체 소자를 이용한 반영구적인 수명으로 산업 자동화 현장에서 광범위하게 사용되고 있습니다 외부물체와 접촉 없이 물체나 외부 신호를 감지하는 방식 □ 자기형, 유도형,정전용량형, 광전형                       

7 1.접촉식 센서 리미트SW:외부물체를 검출할 수 있도록 레버부착
부착됩니다 리미트SW:외부물체를 검출할 수 있도록 레버부착

8 리미트 스위치

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10 2.비접촉식 센서 (물체검출용근접센서) 고주파 발진형 근접센서 정전용량형 근접센서 리드스위치 광센서

11 1)유도형 센서 (고주파 발진형) 물체의 접근에 의한 자기장의 변화를 검출하는 것으로 도체(금속)에 한정한다 (고주파발진형) PS-17-5DN (각주형) PR-14-5DN (원주형)

12 고주파 발진형 근접 센서 동작원리 검출코일에서 발생되는 고주파 자계중에 검출 물체(금속)가 접근하면 전자유도 현상에 의하여 검출 물체(금속)에 와전류가 발생합니다. 이 와전류는 검출코일에서 발생하는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 발생하게 되어 발진 진폭이 감쇠 또는 정지하는 것을 이용하여 검출 물제의 유, 무를 검출합니다. 검출체 (Fe) 근접 센서 와전류

13 전자유도현상에 의한 와전류가 검출물체에 발생되어 센서의 발진진폭의 변화를 감지

14 동작 설명 발 진 파 형 V (발진전압) t (시간)
14 동작 설명 발 진 파 형 V (발진전압) t (시간) OFF 비검출 OFF 도체가 검출면으로 접근 ON 검출 ON 도체가 검출면에서 멀어짐 OFF 비검출 초기 전원 투입 후 약 80mS이내에 전압의 진동 폭이 일정한 주파수대로 올라가며 이때 전기적인 자장이 형성됩니다. 이후 검출물체(금속체)가 접근하면 검출물체에 와전류가 흐른다. 이 와전류의 흐름에 의해 검출코일에서 발생하는 자속과 반대반향의 자속이 발생되고, 이 자속의 영향에 의해 발진회로의 진폭은 감쇄 또는 정지한다. 발진진폭은 적분회로에 의해 전류로 변환되며 이 직류레벨의 변화에 의해 출력부를 동작시킵니다.

15 근접 센서 접속방법 부하의 접속 + + - - <NPN 출력형 부하접속> + + - -
• 직류 3선식 직류 3선식 근접 센서의 출력형식에는 NPN 유니버샬 출력형 및 PNP 유니버샬 출력형 2가지가 있으며 직접 파워 릴레이 솔레노이드, 전자카운터, PLC등의 직류구동 부하를 개폐합니다. • 직류 2선식 / 교류 2선식 직류 2선식 및 교류 2선식은 부하없이 전원을 공급하면 내부소자가 파손되므로 반드시 부 하를 접속한 후 전원을 공급하여 주십시오. 갈색 갈색 + 흑색 + - 청색 부하 - 청색 <NPN 출력형 부하접속> 갈색 갈색 부하 + - 흑색 + 청색 부하 - 청색 <PNP 출력형 부하접속>

16 2)정전 용량형 센서 물체의 접근에 의한 자기장의 변화를 검출하는 것으로 금속 및 목재, 물, 기름 등도 검출한다. (자기 포화형) CR-18 8DN

17 정전용량형 근접 센서 동작원리 공간에 극판을 설치한 후 극판에 +전압을 인가하면 극판면에는 +전하가 대지에는 -전하가 발생되면서 극판면과 대지사이에는 전기력선이 존재하게 되는데 전기력선이 존재하는 공간을 전계라고 합니다.(그림1) 전계중에 검출물체가 존재하게 되면 검출물체는 정전유도를 받아 극판쪽에는 -전하가 대지쪽에는 +전하가 발생하게 되는데 이것을 분극현상이라 합니다.(그림2) 검출물체가 극판과 멀어지면 정전용량이 작아지고, 반대로 극판에 접근하면 정전용량이 커지게 되는데 이 변화량을 이용하여 검출물체의 유, 무를 검출합니다. 극판 극판 대지 검출 물체 전계 전기력선 대지 그림1 그림2

18 동작 설명 발 진 파 형 V (발진전압) t (시간)
OFF 비검출 OFF -> ON 검출물체가 검출면으로 접근 ON 검출 정전용량형 근접센서는 앞서 설명한 고주파형 근접 센서와는 반대로 동작합니다. 초기 전원 투입 후 검출 물체가 없으면 전압의 진동폭은 0V에 가까우며 검출 물체가 접근하게 되면 전압의 진동폭이 커지게 됩니다.

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20 출력부 회로 및 부하 연결법 직류 3선식 NPN 유니버샬 출력형 갈 흑 청 근접센서 주회로 10K 2 NO NC +V 부하
검출물체 부 하 (갈-흑) 출력전압 (흑-청) 표시등 (LED) 유 무 동 작 복 귀 H L ON OFF NO NC 갈 +V 근접센서 주회로 10K 부하 흑 2 청 0V

21 출력부 회로 및 부하 연결법 직류 3선식 PNP 유니버샬 출력형 갈 흑 청 근접센서 주회로 2 10K NO NC +V 부하
출력부 회로 및 부하 연결법 직류 3선식 PNP 유니버샬 출력형 검출물체 부 하 (갈-흑) 출력전압 (흑-청) 표시등 (LED) 유 무 동 작 복 귀 H L ON OFF NO NC 갈 +V 근접센서 주회로 흑 2 10K 부하 청 0V

22 근접 센서 접속방법 부하의 접속 + + - - <NPN 출력형 부하접속> + + - -
• 직류 3선식 직류 3선식 근접 센서의 출력형식에는 NPN 유니버샬 출력형 및 PNP 유니버샬 출력형 2가지가 있으며 직접 파워 릴레이 솔레노이드, 전자카운터, PLC등의 직류구동 부하를 개폐합니다. • 직류 2선식 / 교류 2선식 직류 2선식 및 교류 2선식은 부하없이 전원을 공급하면 내부소자가 파손되므로 반드시 부 하를 접속한 후 전원을 공급하여 주십시오. 갈색 갈색 + 흑색 + - 청색 부하 - 청색 <NPN 출력형 부하접속> 갈색 갈색 부하 + - 흑색 + 청색 부하 - 청색 <PNP 출력형 부하접속>

23 PLC와의 접속 • 직류 3선식 직류 3선식은 근접 센서를 PLC DC 입력회로에 접속하여 사용할 수 있지만 PLC의 입력방식이 NPN 입력인지 또는 PNP 입력인지를 확인한 후 근접 센서를 연결하십시오. +24V PLC DC +24V PLC DC 0V 전원회로 0V 전원회로 +24V +24V 갈색 청색 +24V 흑색 IN 흑색 IN 청색 갈색 +24V COM COM PNP 출력형 근접 센서 NPN 출력형 근접 센서 (PLC DC입력회로) (PLC DC입력회로) <PLC 입력회로가 PNP 입력방식일 때> <PLC 입력회로가 NPN 입력방식일 때>

24 센서실습1-1

25 센서실습1-2

26 3)자기형 근접감지기(리드스위치에어실린더 감지 센서 )
영구자석에서 발생하는 외부 자기장을 검출하는 소자 -구조 탄성을 갖는 자성재료릐 리드편 2개(Fe-Ni합금) 봉입형 유리관 (불활성 가스) -동작원리 리드 스위치에 자계(자석)가 접근하면 자성재료의 리드가 오버랩된 접점 부근에 각 각 N극과 S극으로 자화되어 자기흡입력으로 동작한다 -내부회로

27 오토스위치(에어실린더감지센서) Auto Switch란 일종의 센서라고 생각하시면 됩니다.
실린더에서의 오토스위치란 간단히 말씀드려 기계적인위치 신호를  전기적 신호로 바꾸는 역할을 한다고 보시면 됩니다.  에어 실린더가 전진 / 후진시 실린더의 위치를 실린더 내에 내장된 자석의 위치로 오토스위치가 신호를 받아 위치를 알수 있는 것입니다.

28 4)광센서(광전감지기) 투과형. 미러(회기)반사형. 확산(직접)반사형 빛을 이용하여 물체의 유,무를 검출하는 센서로서, 물체의 유,무나 통과 여부 뿐만 아니라 물체의 대소, 명암 등의 판별이 가능합니다. 이러한 기능들을 이용하여 자동화 라인, 엘리베이터, 주차설비, 물류시스템, 반도체 장비, 포장기계, 건설 등 산업 전반에 걸쳐 폭 넓게 사용되고 있습니다.

29 광전 스위치의 종류와 원리

30 출력부 회로 및 부하 연결법 직류 3선식 NPN 유니버샬 출력형 갈 흑 청 근접센서 주회로 10K 2 NO NC +V 부하
검출물체 부 하 (갈-흑) 출력전압 (흑-청) 표시등 (LED) 유 무 동 작 복 귀 H L ON OFF NO NC 갈 +V 근접센서 주회로 10K 부하 흑 2 청 0V

31 출력부 회로 및 부하 연결법 직류 3선식 PNP 유니버샬 출력형 갈 흑 청 근접센서 주회로 2 10K NO NC +V 부하
검출물체 부 하 (갈-흑) 출력전압 (흑-청) 표시등 (LED) 유 무 동 작 복 귀 H L ON OFF NO NC 갈 +V 근접센서 주회로 흑 2 10K 부하 청 0V

32 PLC와의 접속 • 직류 3선식 직류 3선식은 근접 센서를 PLC DC 입력회로에 접속하여 사용할 수 있지만 PLC의 입력방식이 NPN 입력인지 또는 PNP 입력인지를 확인한 후 근접 센서를 연결하십시오. +24V PLC DC +24V PLC DC 0V 전원회로 0V 전원회로 +24V +24V 갈색 청색 +24V 흑색 IN 흑색 IN 청색 갈색 +24V COM COM PNP 출력형 근접 센서 NPN 출력형 근접 센서 (PLC DC입력회로) (PLC DC입력회로) <PLC 입력회로가 PNP 입력방식일 때> <PLC 입력회로가 NPN 입력방식일 때>

33 광센서실습2