三級(jí)管有npn型和pnp型,當(dāng)使用不同型號(hào)的三極管來(lái)做傳感器的輸出驅(qū)動(dòng)的時(shí)候,就有了npn型傳感器和pnp型傳感器的說(shuō)法,不管是何種輸出,只要形成回路就可以觸發(fā)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)信號(hào)。而且有些地方是不能互用的,比如三菱plc內(nèi)部讓直流電源負(fù)極短接了公共com端,就只能使用npn傳感器,如果要用pnp傳感器,只能使用繼電器或者其他電路隔離后再使用,所以一般使用傳感器的時(shí)候,最好事先弄到它的說(shuō)明書,弄清楚它是npn還是pnp輸出型的,如果傳感器沒有說(shuō)明書了,也找不到合適的線路圖,可以簡(jiǎn)單用萬(wàn)用表來(lái)判斷一下再使用。
npn三極管和輸出
npn型三極管,要導(dǎo)通,需要滿足vc>vb>ve,其中vc,vb,ve分別是集電極,基極和發(fā)射極的電壓,一般使用npn三極管做輸出的時(shí)候,往往把三極管接成oc輸出,也就是讓集電極c開路的輸出,而射極e接地,基極b是控制信號(hào)控制輸入端。
上圖是一張npn輸出的示意圖,左邊是傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu),已經(jīng)加了上拉電阻r2了,當(dāng)io處輸入高電平,三極管導(dǎo)通,out處的電位幾乎和地端一樣,所以out輸出低電平。當(dāng)io處輸入低電平,三極管截止,out通過(guò)上拉電阻r1和電源v+的電壓一致,所以out輸出高電平。
像這種內(nèi)置了上拉電阻的npn型輸出類型,在斷電時(shí)候,完全可以通過(guò)萬(wàn)用表的電阻檔,測(cè)量到傳感器的電源v+和out之間的上拉電阻,這種電阻往往是1-10k之間。而測(cè)量out和地之間的的電阻,如果是9013這種三極管,集電極和發(fā)射機(jī)之間的電阻,理論是無(wú)窮大,用mf-47這類模擬表*10檔測(cè)量,讀數(shù)大概是50。
如果能夠觸發(fā)到io輸入這邊,也就是讓傳感器通電了,讓傳感器進(jìn)入工作狀態(tài),用直流電壓檔測(cè)量out對(duì)地之間,會(huì)和i/o的輸入狀態(tài)電平剛好相反,因?yàn)槿龢O管形成了一個(gè)反向器,這樣也可以證明手頭的傳感器是npn類型的。
相對(duì)比較麻煩的,還是上圖這種沒有內(nèi)置上拉電阻的,而需要外置上拉電阻,或者讓負(fù)荷本身來(lái)做上拉電阻的npn型傳感器,不過(guò)動(dòng)一下腦筋也不難,因?yàn)閺S家都考慮到負(fù)載不可預(yù)測(cè)性,會(huì)在三極管的輸出和三極管的e兩端,并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓二極管,使用萬(wàn)用的二極管檔,完全可以測(cè)量到這個(gè)二極管存在,從而判斷出來(lái)是否為npn型三極管。如果沒有這個(gè)二極管的,因?yàn)檩敵龊碗娫炊藳]有上拉電阻,輸出端和電源端是完全開路的,所以它的電阻,一定大于輸出對(duì)地端,從這里也可以猜到到這是npn型傳感器
pnp三極管和輸出
pnp型三極管,導(dǎo)通條件和npn型的反過(guò)來(lái)了,要求ve>vb>vc,所以它可以接到電源這頭,直接用來(lái)斷開電源v+輸出,
上圖是一個(gè)pnp的oc輸出原理圖,和npn剛好顛倒,它的發(fā)射極e掛到電源vcc上了,只要通電了,io輸入高電平,則滿足導(dǎo)通條件,out和vcc正極連接,out也將輸出高電平,當(dāng)io輸入低電平,三極管截止,out將變成低電平。
如果內(nèi)置out和地之間有下拉電阻,在不通電情況下,同樣可以用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量出下拉電阻的存在,這樣來(lái)判斷是否為pnp型輸出傳感器。
如果也是需要外置的下拉電阻,通過(guò)測(cè)量out和地,以及out和vcc之間的阻抗,也可以判斷到是否為pnp類型。當(dāng)然有條件通電情況,讓傳感器工作來(lái)對(duì)比輸出電壓,使用類似npn的那種方法,一樣可以判斷出來(lái)傳感器類型。