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接近傳感器的分類和工作原理

發(fā)布時間：2021-12-02人氣：134

接近傳感器被廣泛用于各種自動化生產(chǎn)線，機(jī)電一體化設(shè)備及石油、化工、軍工

、科研等多種行業(yè)，那什么是接近傳感器呢

？

　　接近傳感器

，是指代替限位開關(guān)等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進(jìn)行檢測為目的的傳感器的總稱

。其能將檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號

。

　　在轉(zhuǎn)換為電氣信號的檢測方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式

、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開關(guān)的方式

。由感應(yīng)型

、靜電容量型、超聲波型

、光電型

、磁力型等構(gòu)成。

　　接近傳感器是利用振動器發(fā)生的一個交變磁場

，當(dāng)金屬目標(biāo)接近這磁場并達(dá)到感應(yīng)距離時

，在金屬目標(biāo)內(nèi)發(fā)生渦流，因此導(dǎo)致振動衰減

，以至接近傳感器的振動器停振

。接近傳感器的振動器振動及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件

，因此達(dá)到接近傳感器的非接觸式之檢測的目的

。這就是接近傳感器的運(yùn)作原理。

　　技術(shù)優(yōu)勢

①由于其能以非接觸方式進(jìn)行檢測

，所以不會磨損和損傷檢測對象物

。

　　②由于采用無接點(diǎn)輸出方式

，因此壽命延長（磁力式除外）采用半導(dǎo)體輸出

，對接點(diǎn)的壽命無影響。

　?div id="d48novz" class="flower left">

、叟c光檢測方式不同

，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測時幾乎不受檢測對象的污漬

、油和水等的影響。此外

，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品

。

　　④與接觸式開關(guān)相比

，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)

。

　　⑤能對應(yīng)廣泛的溫度范圍

。

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、薏皇軝z測物體顏色的影響：對檢測對象的物理性質(zhì)變化進(jìn)行檢測，所以幾乎不受表面顏色等的影響

。

　?div id="jfovm50" class="index-wrap">、吲c接觸式不同，會受周圍溫度

、周圍物體

、同類傳感器的影響，包括感應(yīng)型

、靜電容量型在內(nèi)

，傳感器之間相互影響。因此

，對于傳感器的設(shè)置

，需要考慮相互干擾。此外

，在感應(yīng)型中

，需要考慮周圍金屬的影響，而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響

。

　　當(dāng)金屬檢測體接近傳感器的感應(yīng)區(qū)域

，開關(guān)能無接觸，無壓力

、無火花

、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動機(jī)構(gòu)的位置和行程

，即使用于一般的行程控制

，其定位精度、操作頻率

、使用壽命

、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，都是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的

。

　　接近傳感器的分類

　　接近傳感器按工作原理分:

　　高頻振蕩型

、電容型

、感應(yīng)電橋型、永久磁鐵型和霍耳效應(yīng)型等

。

　　按操作原理可分為三類：

　　利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型

，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。

　　按檢測方法分：

　　通用型：主要檢測黑色金屬（鐵）

　　所有金屬型：在相同的檢測距離內(nèi)

，檢測任何金屬

。

　　有色金屬型：主要檢測鋁一類的有色金屬

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)類型分:

　　1、兩線制接近傳感器：

　　兩線制接近傳感器安裝簡單

，接線方便

；應(yīng)用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點(diǎn)

。

、直流三線式：

　　直流三線式接近傳感器的輸出型有NPN和PNP兩種，70年代日本產(chǎn)品絕大多數(shù)是NPN輸出

，西歐各國NPN

、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近傳感器一般應(yīng)用在plc或計算機(jī)作為控制指令較多

，NPN輸出接近傳感器用于控制直流繼電器較多

，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性選擇其輸出形式。

　　不同類型接近傳感器的工作原理

　　容式接近傳感器的工作原理：電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成

，由傳感器的檢測面與大地間構(gòu)成一個電容器，參與振蕩回路工作

，起始處于振蕩狀態(tài)

。當(dāng)物體接近傳感器檢測面時，回路的電容量發(fā)生變化

，使高頻振蕩器振蕩

。振蕩與停振這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的開關(guān)信號。

　　電感式接近傳感器的工作原理：電感式接近傳感器由高頻振蕩

、檢波

、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成

。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場

，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測面時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量

，使振蕩減弱以至停振

。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號

，經(jīng)功率放大后輸出

。

　　高頻振蕩型接近傳感器的工作原理：由LC高頻振蕩器和放大處理器電路組成

，當(dāng)金屬物體接近振蕩感應(yīng)頭時會產(chǎn)生渦流，使接近傳感器振蕩能力衰減

，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化

，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷

。

　　所有金屬型傳感器的工作原理：所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型

。和普通型一樣，它也有一個振蕩電路

，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率

。目標(biāo)物接近傳感器時，不論目標(biāo)物金屬種類如何

，振蕩頻率都會提高

。傳感器檢測到這個變化并輸出檢測信號。

　　有色金屬型傳感器的工作原理：有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型

。它有一個振蕩電路

，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當(dāng)鋁或銅之類的有色金屬目標(biāo)物接近傳感器時

，振蕩頻率增高

；當(dāng)鐵一類的黑色金屬目標(biāo)物接近傳感器時，振蕩頻率降低

。如果振蕩頻率高于參考頻率

，傳感器輸出信號。

　　通用型接近傳感器的工作原理：振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個高頻磁場

。當(dāng)目標(biāo)物接近磁場時

，由于電磁感應(yīng)在目標(biāo)物中產(chǎn)生一個感應(yīng)電流(渦電流)。隨著目標(biāo)物接近傳感器

，感應(yīng)電流增強(qiáng)

，引起振蕩電路中的負(fù)載加大。然后

，振蕩減弱直至停止

。傳感器利用振幅檢測電路檢測到振蕩狀態(tài)的變化，并輸出檢測信號

。

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