傳感器

接近傳感器的工作原理

以下就是接近傳感器工作原理的介紹了。目前接近傳感器廣泛用于工業和制造應用,尤其是安全和庫存管理應用。例如,在自動化生產線中,它用于物體檢測、定位、檢查和計數,它還用于工業輸送系統中的零件檢測。

在不同的行業中,傳感器有不同的稱呼,如一機械量傳感器、位置傳感器或者接近傳感器,但它們都是工廠自動化硬件的中流砥柱。它們應用于各種生產場合,包括連續加工、批量加工、設備,離散產品。新技術改變了機械限位開關(滾筒、按鈕搭配可調整機械固體停止器),增加了智能,加固、高精度設備,可以感測更多種類的對象,在需要時甚至可以構成傳感器網絡。

  其中,接近傳感器又稱無觸點行程開關,是指代替限位開關等接觸式檢測方式,以無需接觸檢測對象進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換為電氣信號。在轉換為電氣信號的檢測方式中,包括利用電磁感應引起的檢測對象的金屬體中產生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導開關的方式。由感應型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構成。那么接近傳感器的工作原理是什么呢?下文將詳細的為大家介紹:

接近傳感器

接近傳感器

  1.接近傳感器的特點

 ?、儆捎谀芤苑墙佑|方式進行檢測,所以不會磨損和損傷檢測對象物。

 ?、谂c接觸式傳感器相比,可實現高速響應。

 ?、勰軐獜V泛的溫度范圍。

 ?、苡捎诓捎脽o接點輸出方式,因此壽命延長(磁力式除外)采用半導體輸出,對接點的壽命無影響。

 ?、菖c光檢測方式不同,適合在水和油等環境下使用檢測時幾乎不受檢測對象的污漬和油、水等的影響。此外,還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產品。

 ?、薏皇軝z測物體顏色的影響對檢測對象的物理性質變化進行檢測,所以幾乎不受表面顏色等的影響。

 ?、吲c接觸式不同,會受周圍溫度的影響、周圍物體、同類傳感器的影響包括感應型、靜電容量型在內,傳感器之間相互影響。因此,對于傳感器的設置,需要考慮相互干擾。此外,在感應型中,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。

  2.接近傳感器的分類

  (1)按工作原理分:高頻振蕩型、電容型、感應電橋型、磁鐵型和霍耳效應型等。

  (2)按操作原理可分為三類:利用電磁感應的高頻振蕩型,使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。

  (3)按檢測方法分:

 ?、偻ㄓ眯停褐饕獧z測黑色金屬(鐵)。

 ?、谒薪饘傩停涸谙嗤臋z測距離內,檢測任何金屬。

 ?、塾猩饘傩停褐饕獧z測鋁一類的有色金屬。

  (4)根據結構類型分:

 ?、賰删€制接近傳感器:兩線制接近傳感器安裝簡單,接線方便;應用比較廣泛,但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點。

 ?、谥绷魅€式:直流三線式接近傳感器的輸出型有NPN和PNP兩種,70年代日本產品絕大多數是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用在PLC或計算機作為控制指令較多,NPN輸出接近傳感器用于控制直流繼電器較多,在實際應用中要根據控制電路的特性選擇其輸出形式。

  3.接近傳感器的工作原理

  接近傳感器是利用振動器發生的一個交變磁場,當金屬目標接近這磁場并達到感應距離時,在金屬目標內發生渦流,因此導致振動衰減,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換成開關信號,觸發驅動控制器件,因此達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作原理。

  4.不同類型的工作原理

  4.1通用型接近傳感器原理

  振蕩電路中的線圈L產生一個高頻磁場。當目標物接近磁場時,由于電磁感應在目標物中產生一個感應電流(渦電流)。隨著目標物接近傳感器,感應電流增強,引起振蕩電路中的負載加大。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的變化,并輸出檢測信號。振幅變化的程度隨目標物金屬的種類而不同,因此檢測距離也隨目標物金屬的種類而不同。

通用型接近傳感器原理圖

通用型接近傳感器原理圖

  4.2電感式接近傳感器原理

  電感式接近傳感器屬于一種有開關量輸出的位置傳感器,它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成,利用金屬物體在接近這個能產生電磁場的振蕩感應頭時,使物體內部產生渦流。這個渦流反作用于接近傳感器,使它振蕩能力衰減,內部電路的參數發生變化,由此識別出有無金屬物體接近,進而控制開關的通或斷。這種接近傳感器所能檢測的物體必須是金屬物體。

電感式接近傳感器原理圖

電感式接近傳感器原理圖

  4.3電容式接近傳感器原理

  電容式接近傳感器亦屬于一種具有開關量輸出的位置傳感器,它的測量頭通常是構成電容器的一個極板,而另一個極板是物體的本身,當物體移向接近傳感器時,物體和接近傳感器的介電常數發生變化,使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化,由此便可控制開關的接通和關斷。這種接近傳感器的檢測物體,并不限于金屬導體,也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測較低介電常數ε的物體時,可以順時針調節多圈電位器(位于開關后部)來增加感應靈敏度,一般調節電位器使電容式的接近傳感器在0.7-0.8Sn的位置動作。

電容式接近傳感器原理圖

電容式接近傳感器原理圖

  4.4金屬型接近傳感器原理

  所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個振蕩電路,電路中因感應電流在目標物內流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。目標物接近傳感器時,不論目標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。

  4.5有色金屬型接近傳感器原理

  有色金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個振蕩電路,電路中因感應電流在目標物內流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當鋁或銅之類的有色金屬目標物接近傳感器時,振蕩頻率提高??墒钱旇F一類的黑色金屬目標物接近傳感器時,振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率,傳感器輸出檢測信號。

  5.關于接近傳感器的常見問題

  5.1接近傳感器有什么作用?

  接近傳感器是一種非接觸式傳感器,當目標進入傳感器的區域時,它會檢測物體(通常稱為“目標”)的存在。根據接近傳感器的類型,傳感器可以利用聲音、光、紅外輻射(IR)或電磁場來檢測目標。

  5.2手機中接近傳感器的作用是什么?

  接近傳感器檢測到用戶在通話過程中何時將手機靠近他們的臉,并關閉顯示屏以防止按鍵按下和顯示屏消耗電池電量。接近/光線傳感器位于聽筒的右側。

  5.3接近傳感器可以檢測到人嗎?

  電容式接近傳感器可以在短距離內檢測人體,而無需對小物體或干燥的有機物做出響應。當被水或泥覆蓋時,它們可以發揮作用??赡艿挠猛景ㄗ伍_關、地板開關、危險區域入口的警衛以及農業機械的緊急斷電。

  5.4接近傳感器是模擬的還是數字的?

  接近傳感器的輸出級可以是模擬的或數字的。模擬版本可以是電壓(通常為0-10Vdc)或電流(4-20mA)。它們通常提供線性信號以允許高達近2英寸的距離測量。數字輸出設計用于僅直流電路或交流/直流電路。

  5.5接近傳感器的范圍是多少?

  過電容的變化來檢測物體的接近度。傳感器可用于檢測各種非金屬和金屬物體,通常在3至30毫米的范圍內工作。

  5.6如何判斷傳感器是數字式還是模擬式?

  查看信號圖通常是識別信號是模擬信號還是數字信號的最簡單方法。模擬信號的時間-電壓圖應該是平滑和連續的。

  5.7接近傳感器可以測量距離嗎?

  接近傳感器檢測物體是否在傳感器設計運行的感應區域內。因此它不一定表示傳感器和感興趣對象之間的距離。距離傳感器通過輸出電流感測物體和測量設備之間的距離。

 

  

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