CN215832744U - 用于检测传感器的性能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测传感器的性能的装置。在一种实现中，所述装置包括：连接单元，其用于将待测的传感器连接到所述装置，所述连接单元包括第一接线端、第二接线端和第三接线端，其中，所述第一接线端和所述第二接线端分别用于连接到所述传感器的电源正极引脚和电源负极引脚，所述第三接线端用于连接到所述传感器的信号输出引脚；供电单元，其用于给所述装置供电并通过所述连接单元给所述传感器供电；检测单元，其包括多个运算放大器，用于基于通过所述连接单元的第三接线端接收到的所述传感器的输出信号来检测所述传感器的性能；输出单元，其与所述检测单元相连，用于以可视和/或可听的方式输出指示所述检测单元的检测结果的信号。

Description

用于检测传感器的性能的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测传感器的性能的装置。

背景技术

传感器在工业自动化领域起着至关重要的作用，大量传感器被部署在生产环境中以感测其中发生的变化，包括但不限于确定目标物(例如，工件)的是否存在/到位等，从而帮助实现生产过程的自动检测和自动控制。传感器的性能的不稳定(包括无法正常工作)将严重影响生产自动化的实施。

现有技术中，检测传感器的性能的一种常规手段是利用生产设备自带的I/O软件工具进行诊断。然而，这种手段的一个问题是，其无法准确判断出究竟是传感器本身存在问题，还是将传感器连接到生产设备的线路存在故障。另外，在为了对生产设备进行维护及维修工作而对机器设备等进行标定锁定(LOTO)以确保操作安全的情况下，也无法再采用上述手段来检测传感器的性能。

检测传感器的性能的另一种常规手段是直接使用万用表，通过将万用表的表笔接到传感器的相应引脚/引线，根据万用表的读数来判断传感器的性能。然而，这种方式同样存在着不足，一些传感器本身尺寸有限，其引脚之间的距离往往非常小，这种情况下用万用表表笔接触传感器引脚进行测试时，容易发生短路，存在着安全风险。

因此，上述的用于检测传感器的性能的常规手段并不能满足实际需求。

实用新型内容

在实用新型内容部分中，以简化的形式介绍一些选出的概念，其将在下面的具体实施方式部分中被进一步描述。该实用新型内容部分并非是要标识出所要求保护的主题的任何关键特征或必要特征，也不是要被用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本实用新型的一个目的在于，提供一种高效且易于操作地检测传感器的性能的装置，用以克服现有技术中存在的至少上述缺陷。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于检测传感器的性能的装置，所述装置包括：连接单元，其用于将待测的传感器连接到所述装置，所述连接单元包括第一接线端、第二接线端和第三接线端，其中，所述第一接线端和所述第二接线端分别用于连接到所述传感器的电源正极引脚和电源负极引脚，所述第三接线端用于连接到所述传感器的信号输出引脚；供电单元，其用于给所述装置供电并通过所述连接单元给所述传感器供电；检测单元，其包括多个运算放大器，用于基于通过所述连接单元的第三接线端接收到的所述传感器的输出信号来检测所述传感器的性能；以及输出单元，其与所述检测单元相连，用于以可视和/或可听的方式输出指示所述检测单元的检测结果的信号。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述传感器是PNP型传感器或NPN型传感器。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述多个运算放大器包括：第一运算放大器，其反相输入端连接到所述连接单元的第三接线端；第二运算放大器，其反向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端；以及第三运算放大器，其同向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述输出单元包括第一发光二极管和第二发光二极管，其中，所述第一发光二极管连接到所述第二运算放大器的输出端，所述第二发光二极管连接到所述第三运算放大器的输出端。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述输出单元还包括与所述第一发光二极管和所述第二发光二极管相连的蜂鸣器或扬声器。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述装置还包括壳体，所述壳体用于容纳所述连接单元、所述供电单元、所述检测单元和所述输出单元，其中，所述第一发光二极管、所述第二发光二极管、以及所述蜂鸣器或扬声器固定在所述壳体的表面上。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述连接单元还包括传感器专用接口，所述传感器专用接口用于接收所述传感器的电源正极引脚、电源负极引脚和信号输出引脚，并且所述传感器专用接口通过线缆连接到所述连接单元的第一接线端、第二接线端和第三接线端。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述传感器专用接口固定在所述壳体的表面上。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述供电单元包括串联的两个9V电池。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述输出单元还包括连接到所述供电单元的第三发光二极管，所述第三发光二极管被固定在所述壳体的表面上。

附图说明

在附图中对本实用新型的实现以示例的形式而非限制的形式进行了说明，附图中相似的附图标记表示相同或类似的部件，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实现的示例性装置；

图2示出了根据本实用新型的一个实现的示例性部件连接关系。

具体实施方式

在以下的说明书中，出于解释的目的，阐述了大量具体细节。然而，应当理解的是，本实用新型的实现无需这些具体细节就可以实施。在其它实例中，并未详细示出公知的电路、结构和技术，以免影响对说明书的理解。

说明书通篇中对“一个实现”、“实现”、“示例性实现”、“一些实现”、“各种实现”等的引述表示所描述的本实用新型的实现可以包括特定的特征、结构或特性，然而，并不是说每个实现都必须要包含这些特定的特征、结构或特性。此外，一些实现可以具有针对其它实现描述的特征中的一些、全部，或者不具有针对其它实现描述的特征。

在说明书和权利要求书中，可能会出现的短语“A和/或B”用来表示以下之一：(A)、(B)、(A和B)。类似地，可能会出现的短语“A、B和/或C”用来表示以下之一：(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、(A和B和C)。

下面参考图1，其示出了根据本实用新型的一个实现的示例性装置100的结构框图。示例性装置100用于检测与其相连的传感器的性能，提供关于检测结果的指示。

如图1所示，示例性装置100可以包括连接单元110、供电单元120、检测单元130、以及输出单元140。可选地，根据本实用新型的一个实现，示例性装置100还可以包括壳体(未示出)，其用于容纳连接单元110、供电单元120、检测单元130、以及输出单元140，或者至少其一部分。

连接单元110用于将待测的传感器150连接到装置100。典型的工业自动化领域常用的传感器，包括光电传感器、接近传感器等，通常包括三个引脚/引线，分别是电源正极(VCC)、电源负极(GND)、以及信号输出(OUT)。在给传感器通电的情况下，当有信号触发(如感测到被测物)时，传感器的信号输出引脚产生相应的输出信号。典型地，传感器分为PNP型传感器和NPN型传感器，PNP型传感器在有信号触发时输出高电平，而NPN型传感器则正相反，在有信号触发时输出低电平。

连接单元110至少包括第一接线端、第二接线端、以及第三接线端，其中，第一接线端用于连接到传感器150的电源正极引脚，第二接线端用于连接到传感器150的电源负极引脚，而第三接线端则用于连接到传感器150的信号输出引脚。

在装置100包括壳体的示例性实现中，由连接单元110的第一接线端、第二接线端、以及第三接线端构成的接线端子排可以被固定在所述壳体的表面上，以方便操作人员进行接线。

此外，当前越来越多的工业传感器采用固定规格的接口，因此，在本实用新型的一个示例性实现中，连接单元110还可以包括传感器专用接口(连接器/转接头)，用来接收传感器150的电源正极引脚、电源负极引脚和信号输出引脚。采用传感器专用接口更进一步简化了连接操作并避免了接线错误。此外，在装置100包括壳体的示例性实现中，可以将传感器专用接口固定在所述壳体的表面上。传感器专用接口通过线缆连接到连接单元110的第一接线端、第二接线端、以及第三接线端。

示例性装置100还包括供电单元120。供电单元120不但用于给装置100供电，而且通过连接单元110(经由其第一接线端和第二接线端)给传感器150供电。根据本实用新型的一个实现，供电单元120采用电池供电，而不需要提供额外的电源，由此使得整个装置100更加便携，适用场所更加广泛。在一个示例中，供电单元120包括串联的两个9V电池。18V的供电能力使得装置100能够很好地适用于典型地工作在12-24v宽电压范围下的传感器150。

此外，根据本实用新型的一个实现，供电单元120还可以包括稳压电路(未示出)。

示例性装置100还包括检测单元130，其用于基于通过连接单元110的第三接线端接收到的传感器150的输出信号来检测传感器150的性能。检测单元130的功能可以通过多个运算放大器来实现。

在本实用新型的一个示例性实现中，检测单元130中包括的多个运算放大器包括第一运算放大器，该第一运算放大器的反向输入端连接到连接单元110的第三接线端，也就是说，传感器150的信号输出被提供给该第一运算放大器的反向输入端。该第一运算放大器的同向输入端接地(在一个示例中，可以经由一个或多个电阻)。由此，该第一运算放大器起到放大电路的作用。

所述多个运算放大器还包括第二运算放大器和第三运算放大器。该第二运算放大器的反向输入端连接到第一运算放大器的输出端。该第二运算放大器的同向输入端接地(在一个示例中，可以经由一个或多个电阻)。此外，该第三运算放大器的同向输入端同样连接到第一运算放大器的输出端。该第三运算放大器的反向输入端接地(在一个示例中，可以经由一个或多个电阻)。

在该实现中，由于第二运算放大器的反向输入端与第三运算放大器的同向输入端接收的是同一个信号，即第一运算放大器的输出，而根据运算放大器的原理第二运算放大器的输出端与其反向输入端的极性相反并且第三运算放大器的输出端与其同向输入端的极性相同，因此在同一时间，第二运算放大器的输出端的电压与第三运算放大器的输出端的电压的极性总是相反的。

利用通过上述方式构造的检测单元130，可以用第二运算放大器和第三运算放大器的输出来指示所检测的传感器150是PNP型传感器还是NPN型传感器。更具体地，对于连接到装置100的正常工作的传感器150来说，若检测单元130的第二运算放大器的输出极性为正，则指示该传感器150是PNP型传感器；而若检测单元130的第三运算放大器的输出极性为正，则指示该传感器150是NPN型传感器。

在本实用新型的一个示例性实现中，第一至第三运算放大器可以采用一个或多个LM358集成电路来实现。每个LM358集成电路包括两个独立的运算放大器，因此，在一个实例中，第二和第三运算放大器可以用一个LM358来完成，而第一运算放大器的功能则放在另一个LM358上。

此外，示例性装置100还包括输出单元140，其与检测单元130相连，用于以可视和/或可听的方式输出指示检测单元130的检测结果的信号。

在本实用新型的一个示例性实现中，输出单元140可以包括若干个发光二极管(LED)，如第一LED和第二LED。其中，第一LED连接到第二运算放大器的输出端，第二LED连接到第三运算放大器的输出端。如前所述，第二运算放大器和第三运算放大器的输出的极性在同一时间只有一个为正，因此，当第二运算放大器的输出极性为正时，与其相连的第一LED导通并因此点亮，从而以可视的方式指示所检测的传感器150是PNP型传感器；另一方面，当第三运算放大器的输出极性为正时，与其相连的第二LED导通并因此点亮，从而以可视的方式指示传感器150是NPN型传感器。

附加地或者替代地，输出单元140还可以包括蜂鸣器或扬声器。在一个实现中，该蜂鸣器或扬声器与第一LED和第二LED相连。如前所述，第一和第二LED分别连接到第二和第三运算放大器的输出端，而这两个LED的另一端则共同连接到蜂鸣器或扬声器，由此该蜂鸣器或扬声器可以起到辅助提示的作用。在另一个实现中，输出单元140可以包括第一和第二蜂鸣器或扬声器，取代上述的第一和第二LED，由此来以可听的方式指示传感器150是PNP型传感器还是NPN型传感器。此外，在另一个实现中，第一蜂鸣器或扬声器与上述的第一LED相连，而第二蜂鸣器或扬声器与上述的第二LED相连，从而在提供可视指示的同时也提供可听指示。

此外，在装置100包括壳体的示例性实现中，第一LED、第二LED、以及蜂鸣器或扬声器可以固定在所述壳体的表面上。

此外，在本实用新型的一个示例性实现中，输出单元130还可以包括第三LED，其连接到供电单元120，该第三LED可以用来指示供电单元120的电池电压是否偏低。同样，该第三LED也可以被固定在所述壳体的表面上。

下面参考图2，其示出了根据本实用新型的一个实现的示例性部件连接关系。需要注意的是，图2仅是出于举例说明的目的示出了一个示例性装置中的部分部件之间的部分连接关系。从前面的详细描述中，这样的装置的完整具体实现对于本领域技术人员来说是很清楚的。

如图2所示，检测单元230，其可以对应于图1中的检测单元130，可以包括三个运算放大器232、234和236。其中，待测的传感器250(其可以对应于图1中的传感器150)的信号输出252被(例如，经由图1所示的连接单元110中的第三接线端)提供给第一运算放大器232的反向输入端，第一运算放大器232的同向输入端接地。第二运算放大器234的反向输入端连接到第一运算放大器232的输出端，其同向输入端接地。第三运算放大器236的同向输入端同样连接到第一运算放大器232的输出端，其反向输入端接地。此外如图2所示，输出单元240，其可以对应于图1中的输出单元140，可以包括两个LED 242、244以及与之相连的蜂鸣器246。第一LED 242连接到第二运算放大器234的输出端，第二LED 244连接到第三运算放大器236的输出端。

需要注意的是，在本文中描述的电路中的连接，并不必然是指直接连接，相反，取决于具体的电路实现，两个对象之间存在连接关系也包括间接的连接，例如经由一个或多个额外的元器件(如电阻)，正如本领域技术人员所熟知的。

接下来，结合前述示例来描述根据本实用新型的一个实现的装置的示例性操作过程。

操作人员首先将待测的传感器连接到装置(如前述的装置100)上，例如，可以将与传感器150的各引脚(包括电源正极、电源负极、信号输出)对应的引线分别连接到装置100的连接单元110中的正确接线端(第一至第三接线端)上，或者是在连接单元110设置有传感器专用接口的情况下直接将传感器插入到该专用接口中。

在接线完成后，操作人员开启装置100的电源开关(未示出)，并尝试手动触发传感器150。

参照图2所示的示例，如果在传感器被触发的情况下设置在装置100的壳体上的第一LED 242或第二LED 244点亮并且蜂鸣器246发出蜂鸣声，则说明该传感器功能正常。其中，如果点亮的是第一LED 242，则表明该传感器是PNP型传感器，而如果点亮的是第二LED244，则表明该传感器是NPN型传感器。如果第一LED 242和第二LED 244都不亮并且蜂鸣器246也无蜂鸣声，则表明该传感器无法正常工作，需要进行更换。

本实用新型所提出的装置设计简单、且易于操作，其能够高效、准确地检测出传感器是否存在性能问题。采用这样的检测工具，一方面便于迅速找到生产流程中的传感器故障点从而方便快速解决问题，另一方面也便于在被部署到生产流程之前对要使用的传感器进行检测。

下面描述本实用新型的一些示例性实现：

在本实用新型的方案一中，提供了一种用于检测传感器的性能的装置，所述装置包括：连接单元，其用于将待测的传感器连接到所述装置，所述连接单元包括第一接线端、第二接线端和第三接线端，其中，所述第一接线端和所述第二接线端分别用于连接到所述传感器的电源正极引脚和电源负极引脚，所述第三接线端用于连接到所述传感器的信号输出引脚；供电单元，其用于给所述装置供电并通过所述连接单元给所述传感器供电；检测单元，其包括多个运算放大器，用于基于通过所述连接单元的第三接线端接收到的所述传感器的输出信号来检测所述传感器的性能；以及输出单元，其与所述检测单元相连，用于以可视和/或可听的方式输出指示所述检测单元的检测结果的信号。

在方案一的一个可选示例(方案二)中，所述传感器是PNP型传感器或NPN型传感器。

在方案二的一个可选示例(方案三)中，所述多个运算放大器包括：第一运算放大器，其反相输入端连接到所述连接单元的第三接线端；第二运算放大器，其反向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端；以及第三运算放大器，其同向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端。

在方案三的一个可选示例(方案四)中，所述输出单元包括第一发光二极管和第二发光二极管，其中，所述第一发光二极管连接到所述第二运算放大器的输出端，所述第二发光二极管连接到所述第三运算放大器的输出端。

在方案四的一个可选示例(方案五)中，所述输出单元还包括与所述第一发光二极管和所述第二发光二极管相连的蜂鸣器或扬声器。

在方案五的一个可选示例(方案六)中，所述装置还包括壳体，所述壳体用于容纳所述连接单元、所述供电单元、所述检测单元和所述输出单元，其中，所述第一发光二极管、所述第二发光二极管、以及所述蜂鸣器或扬声器固定在所述壳体的表面上。

在方案六的一个可选示例(方案七)中，所述连接单元还包括传感器专用接口，所述传感器专用接口用于接收所述传感器的电源正极引脚、电源负极引脚和信号输出引脚，并且所述传感器专用接口通过线缆连接到所述连接单元的第一接线端、第二接线端和第三接线端。

在方案七的一个可选示例(方案八)中，所述传感器专用接口固定在所述壳体的表面上。

在方案六的一个可选示例(方案九)中，所述供电单元包括串联的两个9V电池。

在方案九的一个可选示例(方案十)中，所述输出单元还包括连接到所述供电单元的第三发光二极管，所述第三发光二极管被固定在所述壳体的表面上。

上面已经描述的内容包括所公开的架构的示例。当然并不可能描述部件和/或方法的每种可以想见的组合，但是本领域技术人员可以理解，许多其它的组合和排列也是可行的。因此，该新颖架构旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围之内的所有这样的替代、修改和变型。

Claims (10)

1.一种用于检测传感器的性能的装置，其特征在于，所述装置包括：

连接单元，其用于将待测的传感器连接到所述装置，所述连接单元包括第一接线端、第二接线端和第三接线端，其中，所述第一接线端和所述第二接线端分别用于连接到所述传感器的电源正极引脚和电源负极引脚，所述第三接线端用于连接到所述传感器的信号输出引脚；

供电单元，其用于给所述装置供电并通过所述连接单元给所述传感器供电；

检测单元，其包括多个运算放大器，用于基于通过所述连接单元的第三接线端接收到的所述传感器的输出信号来检测所述传感器的性能；以及

输出单元，其与所述检测单元相连，用于以可视和/或可听的方式输出指示所述检测单元的检测结果的信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器是PNP型传感器或NPN型传感器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个运算放大器包括：

第一运算放大器，其反相输入端连接到所述连接单元的第三接线端；

第二运算放大器，其反向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端；以及

第三运算放大器，其同向输入端连接到所述第一运算放大器的输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述输出单元包括第一发光二极管和第二发光二极管，其中，所述第一发光二极管连接到所述第二运算放大器的输出端，所述第二发光二极管连接到所述第三运算放大器的输出端。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输出单元还包括与所述第一发光二极管和所述第二发光二极管相连的蜂鸣器或扬声器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括壳体，所述壳体用于容纳所述连接单元、所述供电单元、所述检测单元和所述输出单元，其中，所述第一发光二极管、所述第二发光二极管、以及所述蜂鸣器或扬声器固定在所述壳体的表面上。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述连接单元还包括传感器专用接口，所述传感器专用接口用于接收所述传感器的电源正极引脚、电源负极引脚和信号输出引脚，并且所述传感器专用接口通过线缆连接到所述连接单元的第一接线端、第二接线端和第三接线端。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述传感器专用接口固定在所述壳体的表面上。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供电单元包括串联的两个9V电池。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输出单元还包括连接到所述供电单元的第三发光二极管，所述第三发光二极管被固定在所述壳体的表面上。

Images