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      ?一文讀懂接近傳感器的四大類型

      接近傳感器是使用電磁場,光和聲音檢測物體的存在或不存在的一類傳感器。

      接近傳感器有很多類型,每種類型都適合特定的應用場景。


      1、電感式接近傳感器
      電感式接近傳感器的工作原理是利用電磁場,因此它只能只能檢測金屬目標。當金屬靶進入電磁場時,金屬的感應特性會改變磁場的特性,從而提醒接近傳感器金屬靶的存在。根據金屬的感應程度,可以在更大或更短的距離處檢測到目標。
      電感式接近傳感器由四個主要部分組成:帶線圈的鐵氧體磁芯,一個振蕩器,一個施密特觸發器和一個輸出放大器。
      振蕩器產生一個對稱的振蕩磁場,該磁場從鐵氧體磁芯和感應面處的線圈陣列發出。當鐵靶進入該磁場時,金屬表面上會產生稱為渦流的獨立小電流。這改變了磁路的磁阻(固有頻率),進而減小了振蕩幅度。隨著更多的金屬進入感應場,振蕩幅度減小,并zui終崩潰。(這是“渦流抑制振蕩器”或ECKO原理。)施密特觸發器響應這些幅度變化,并調整傳感器輸出。當目標zui終離開傳感器的范圍時,電路再次開始振蕩,施密特觸發器將傳感器返回到其先前的輸出。



      由于磁場的限制,感應傳感器的感應范圍相對較窄,平均從幾毫米到60毫米。但電感式傳感器在范圍上的不足,在環境適應性和金屬感應的多樣性上得到了彌補。
      由于沒有運動部件的磨損,電感式接近傳感器有著較長的使用壽命。但需要注意的是,金屬污染物(如切割應用中的銼刀)有時會影響傳感器的性能,因此,電感式傳感器外殼通常采用鍍鎳黃銅、不銹鋼或PBT塑料。
      2、電容式接近傳感器
      電容式接近傳感器可以檢測粉末,顆粒,液體和固體形式的金屬和非金屬目標。這加上它們對有色金屬材料的感應能力,使其非常適合觀察玻璃監視,罐液位檢測和料斗粉液位識別。
      在電容式傳感器中,兩個導電板(處于不同的電位)被容納在傳感頭中,并被定位為像開路電容器一樣工作。其中空氣充當絕緣體:靜止時,兩個極板之間的電容很小。像電感式傳感器一樣,這些極板也連接到振蕩器,施密特觸發器和輸出放大器。當目標進入感應區時,兩個板的電容增加,從而引起振蕩器振幅變化,進而改變施密特觸發狀態,并產生輸出信號。



      值得一提的是,請注意電感式傳感器和電容式傳感器之間的區別:電感式傳感器振蕩直至存在目標,而電容式傳感器則在存在目標時振蕩。
      由于電容式感應涉及充電板,因此它比感應式感應要慢一些,感應感應范圍為10至50 Hz,感應范圍為3至60 mm。
      由于電容式傳感器能夠檢測大多數類型的材料,因此必須使其遠離非目標材料,以避免錯誤觸發。因此,如果目標物包含鐵質材料,則電感式傳感器是更可靠的選擇。
      3、光電式接近傳感器
      光電式接近傳感器用途廣泛,能檢測直徑小至1毫米或距離大至60 mm的目標。
      所有的光電傳感器都由幾個基本組件組成:每個傳感器都有一個發射器光源(發光二極管,激光二極管),一個用于檢測發射光的光電二極管或光電晶體管接收器,以及用于放大接收器信號的輔助電子設備。
      光電接近傳感器主要有三種類型:反射型、對射型和漫射式。當從傳感器發出的光在光電接收器處反射回來時,反射式接近傳感器會檢測到物體。當目標使傳感器的發射器和接收器之間的光束斷開時,對射式傳感器會檢測到目標。



      zui可靠的光電感應是對射型傳感器。發射器通過單獨的外殼與接收器分開,可提供恒定的光束。當兩者之間通過的物體使光束中斷時,就會進行檢測。
      盡管對射型的可靠性高,但卻是zui不受歡迎的光電裝置。因為發射器和接收器在兩個相對的位置(可能相距很遠)的安裝既昂貴又費力。
      對射型光電傳感器獨有的一項功能是在存在濃厚的空氣傳播污染物的情況下進行有效傳感。如果污染物直接堆積在發射器或接收器上,則錯誤觸發的可能性更高。但是,一些制造商現在將警報輸出合并到傳感器的電路中,以監視射到接收器上的光量。如果在沒有目標物的情況下檢測到的光降低到指定水平,則傳感器會通過內置的LED或輸出線發出警告。
      反射型接近傳感器的發射器和接收器并沒有單獨的外殼,而是都位于同一個外殼中,面向同一個方向。發射器產生激光、紅外或可見光光束,并將其投射到專門設計的反射器上,然后反射器將光束偏轉回接收器。當光路被破壞或受到其他干擾時,就會進行檢測。
      反射型接近傳感器的優點是布置方便,只需在一側安裝傳感器即可,可大大節省元器件和時間成本。
      與反射式傳感器一樣,漫射式傳感器的發射器和接收器位于同一個外殼中。但檢測目標作為反射器,因此檢測的是從遠處反射的光。
      發射器發出一束光(zui常見的是脈沖紅外、可見光紅或激光),向各個方向擴散,填滿一個探測區域。然后目標進入該區域,并將部分光束偏轉回接收器。當有足夠的光線落在接收器上時,就會發生探測,并打開或關閉輸出(取決于傳感器是亮著還是暗著)。
      漫射式傳感器一個常見的例子是公共洗手間水槽上的感應式水龍頭。放在噴頭下的手作為反射器,觸發水閥的打開。注意的是,由于目標(手)是反射器,漫射光電傳感器往往受制于目標材料和表面特性;與明亮的白色目標相比,不反光的目標(如啞光黑色的紙張)的傳感范圍將大大降低。



      4、超聲波傳感器
      超聲波接近傳感器用于許多自動化生產過程中。它們使用聲波來檢測物體,因此顏色和透明度不會影響它們。這使它們成為各種應用的理想選擇,包括對透明玻璃和塑料的遠程檢測,距離測量,連續的液體和顆粒物液位控制以及紙張,鈑金和木材堆疊。
      zui常見的類型與光電感應中的類型相同:對射,反射和漫射。
      超聲波漫射接近傳感器采用聲波傳感器,該傳感器發射一系列聲波脈沖,然后偵聽它們從反射目標返回的聲音。一旦接收到反射信號,傳感器就會將輸出信號發送到控制設備。感應范圍擴展到2.5 m。
      超聲波反射傳感器可以通過測量傳播時間來檢測指定傳感距離內的物體。傳感器發出一系列聲音脈沖,這些聲音脈沖從固定的相對的反射器(任何平坦的硬表面,一臺機器,一塊板)上反彈。聲波必須在用戶調整的時間間隔內返回到傳感器。如果沒有,則認為有物體擋住了感應路徑,并且傳感器相應地發出了輸出信號。因為該傳感器偵聽傳播時間的變化,而不是僅僅返回信號,所以它是檢測吸聲和偏轉材料(例如棉,泡沫,布和泡沫橡膠)的理想選擇。
      類似于對射光電傳感器,超聲對射傳感器的發射器和接收器位于單獨的外殼中。當物體破壞聲束時,接收器觸發輸出。這些傳感器是需要檢測連續物體(例如透明塑料網)等應用的理想選擇。如果透明塑料破裂,傳感器的輸出將觸發所連接的PLC或負載。

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