接近傳感器廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線、機(jī)電一體化設(shè)備以及廣泛的行業(yè)，包括石油、化工、軍事和科學(xué)研究。接近傳感器的定義是什么？
一、什么是接近傳感器？
接近傳感器是傳感器的總稱，用于在不接觸檢測(cè)對(duì)象的情況下進(jìn)行檢測(cè)，并取代限位開關(guān)等接觸檢測(cè)方法。它具有將觀察到的物體的運(yùn)動(dòng)和存在信息轉(zhuǎn)換為電脈沖的能力。
使用通過(guò)電磁感應(yīng)在被檢測(cè)金屬物體中產(chǎn)生的渦流的方法，捕捉由于被檢測(cè)物體接近而導(dǎo)致的電信號(hào)容量變化的方法，以及使用鋒利的石頭和導(dǎo)向開關(guān)的方法是示例。轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的檢測(cè)方法。它包括感應(yīng)式、靜電電容式、超聲波式、光電式和磁性式等。
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振動(dòng)器產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，供接近傳感器使用。當(dāng)金屬目標(biāo)接近磁場(chǎng)并接近測(cè)量距離時(shí)，會(huì)在金屬目標(biāo)中形成渦流，導(dǎo)致振動(dòng)衰減，接近傳感器的振動(dòng)器停止振動(dòng)。接近傳感器振動(dòng)器的振動(dòng)和停止振動(dòng)的變化經(jīng)過(guò)后級(jí)放大電路處理，轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制裝置，實(shí)現(xiàn)接近傳感器非接觸檢測(cè)的目的。接近傳感器的工作方式如下。
Ⅱ．接近傳感器的優(yōu)點(diǎn)是什么？
①被檢測(cè)的東西不會(huì)被磨損或破壞，因?yàn)樗赡茉诓唤佑|的情況下被檢測(cè)到。
②由于采用非接點(diǎn)輸出方式，壽命延長(zhǎng)（除磁式外）采用半導(dǎo)體輸出，對(duì)接點(diǎn)壽命無(wú)影響。
③適用于水、油等條件下使用，與光學(xué)檢測(cè)方式不同，不受檢測(cè)項(xiàng)目的污漬、油、水的影響。此外，還包括具有特氟隆外殼和高耐化學(xué)性的商品。
④ 與接點(diǎn)開關(guān)相比，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)。
⑤可承受較寬的溫度范圍。
⑥ 被檢測(cè)物體的顏色沒有影響：由于檢測(cè)到被檢測(cè)物體的物理性質(zhì)的變化，所以表面的顏色幾乎沒有影響。
⑦ 會(huì)受到周圍溫度、周圍物體、同類型傳感器的影響，如電感式和靜電電容式傳感器，傳感器之間會(huì)相互影響，與接觸式不同。因此，在設(shè)置傳感器時(shí)必須解決相互干擾問(wèn)題。此外，感應(yīng)型必須考慮周圍金屬的影響，而靜電電容型必須考慮周圍物體的影響。
當(dāng)金屬探測(cè)器靠近傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，開關(guān)可以在無(wú)接觸、無(wú)壓力或無(wú)火花的情況下進(jìn)行操作，并快速發(fā)出電信號(hào)，準(zhǔn)確反映移動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程。即使用于一般行程控制，其定位精度、工作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整方便、適應(yīng)惡劣條件的能力也使其無(wú)以倫比。
三、接近傳感器的分類
根據(jù)工作原理：
例如高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)橋型、永磁型、霍爾效應(yīng)型等都是接近傳感器的類型。
根據(jù)操作原則：
利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩、利用磁鐵的磁式、利用電容變化的電容式。
按檢測(cè)方法：
通用型：主要檢測(cè)黑色金屬（鐵）
所有金屬類型：檢測(cè)相同檢測(cè)距離內(nèi)的任何金屬。
有色金屬類：主要檢測(cè)鋁等有色金屬
按結(jié)構(gòu)類型：
1、兩線制接近傳感器安裝連接簡(jiǎn)單；它被廣泛使用，但它的殘壓和漏電流很高。
2、直流三線式：直流三線式接近開關(guān)有兩種輸出類型：NPN和PNP。1970年代大部分日本項(xiàng)目是NPN輸出，西歐國(guó)家既有NPN也有PNP輸出。PNP 輸出接近傳感器通常用作 PLC 或計(jì)算機(jī)中的控制指令，而 NPN 輸出接近傳感器通常用于驅(qū)動(dòng)直流繼電器。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)控制電路的特性來(lái)選擇輸出形式。
四、不同類型的接近傳感器如何工作？
電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組成。當(dāng)物體接近傳感器的檢測(cè)表面時(shí)，回路的電容會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致高頻振蕩器振動(dòng)。放大器將振蕩和停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制開關(guān)信號(hào)。
數(shù)字。2 電容接近開關(guān)工作原理圖
電感式接近傳感器的工作原理如下：高頻振蕩、檢測(cè)、放大、觸發(fā)和輸出電路組成電感式接近傳感器。在傳感器的檢測(cè)表面上，振蕩器產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。當(dāng)金屬物體靠近傳感器的感應(yīng)表面時(shí)，金屬中形成的渦流會(huì)吸收振蕩器的能量，從而減弱振蕩并停止振動(dòng)。振蕩器的振蕩和停止兩種狀態(tài)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后被整形和放大成二進(jìn)制開關(guān)信號(hào)，然后通過(guò)功率放大輸出。
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高頻振蕩接近傳感器的工作原理是由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(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，從而降低接近傳感器的振蕩能力和改變內(nèi)部電路參數(shù)。這會(huì)檢測(cè)是否有金屬物體接近并調(diào)節(jié)開關(guān)是打開還是關(guān)閉。
所有金屬型傳感器的工作原理相同：所有金屬傳感器本質(zhì)上都是高頻振蕩傳感器。它有一個(gè)振蕩電路，就像標(biāo)準(zhǔn)類型一樣，其中由流過(guò)目標(biāo)的感應(yīng)電流引起的能量損失會(huì)影響振蕩頻率。無(wú)論目標(biāo)金屬類型如何，振蕩頻率都會(huì)隨著目標(biāo)接近傳感器而增加。
有色金屬傳感器的工作原理是高頻振蕩型。它有一個(gè)振蕩電路，其中感應(yīng)電流通過(guò)目標(biāo)引起的能量損失會(huì)影響振蕩頻率的變化。當(dāng)有色金屬物體（例如鋁或銅）接近傳感器時(shí)，振蕩頻率會(huì)增加；當(dāng)鐵等黑色金屬物體接近傳感器時(shí)，振蕩頻率會(huì)降低。如果振蕩頻率超過(guò)參考頻率，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。
振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，這就是通用接近傳感器的工作原理。由于電磁感應(yīng)，當(dāng)物體接近磁場(chǎng)時(shí)，物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流）。感應(yīng)電流隨著目標(biāo)接近傳感器而增加，從而增加了振蕩器電路上的負(fù)載。然后振蕩逐漸消失，直到它們停止。傳感器的幅度檢測(cè)電路檢測(cè)振蕩狀態(tài)的變化并輸出檢測(cè)信號(hào)。
Ⅴ.如何選擇和檢測(cè)接近傳感器？
選擇接近傳感器：
不同材質(zhì)的探測(cè)器和探測(cè)距離應(yīng)選擇不同類型的接近傳感器，以獲得系統(tǒng)的高性價(jià)比。為此，在選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
1、當(dāng)檢測(cè)體為金屬時(shí)，應(yīng)使用高頻振蕩式接近傳感器，對(duì)鐵鎳和A3鋼檢測(cè)最靈敏。鋁、黃銅和不銹鋼檢測(cè)器主體的檢測(cè)靈敏度較低。
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2、當(dāng)檢測(cè)體由非金屬材料制成時(shí)，如木材、紙、塑料、玻璃或水，應(yīng)采用電容式接近傳感器。
3、應(yīng)采用光電接近傳感器或超聲波接近傳感器對(duì)金屬體和非金屬進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制。
4. 當(dāng)探測(cè)器主體為金屬但靈敏度要求不高時(shí)，可以使用低成本的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。
接近傳感器選擇的要素：
① 檢測(cè)類型：內(nèi)置放大器、分離放大器；
②形狀：圓形、方形、槽型；
③ 檢測(cè)距離：mm；
④ 檢測(cè)對(duì)象：鐵、鋼、銅、鋁、塑料、水、紙等；
⑤ 工作電源：直流、交流、交直流通用；
⑥輸出形式：常開（NO）、常閉（NC）；
⑦ 輸出方式：兩線、三線（NPN、PNP）；
⑧ 屏蔽和非屏蔽；
⑨ 引出型、連接器型、連接器繼電器型；
⑩ 響應(yīng)頻率：一秒內(nèi)可檢測(cè)多個(gè)物體
接近傳感器檢測(cè)：
釋放距離的確定：當(dāng)動(dòng)作片從前面離開接近傳感器的感應(yīng)面并且開關(guān)從動(dòng)作變?yōu)獒尫艜r(shí)，測(cè)量動(dòng)作片離開感應(yīng)面的最大距離。
遲滯H的測(cè)定：最大作用距離與釋放距離之差的絕對(duì)值。
動(dòng)作頻率測(cè)量：用調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電木圓盤，在圓盤上放置若干鋼片，將開關(guān)檢測(cè)面與動(dòng)作片的距離調(diào)整到開關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動(dòng)盤，依次執(zhí)行動(dòng)作。芯片靠近接近傳感器，圓盤主軸有測(cè)速裝置，形成開關(guān)量輸出信號(hào)連接數(shù)字頻率計(jì)。此時(shí)啟動(dòng)電機(jī)并逐漸提高速度。如果速度與動(dòng)作片的乘積等于頻率計(jì)數(shù)，則頻率計(jì)可以直接讀出開關(guān)的工作頻率。
重復(fù)精度測(cè)量，將動(dòng)作片安裝在測(cè)量工具上，從開關(guān)感應(yīng)面的正面接近開關(guān)動(dòng)作區(qū)域超過(guò)開關(guān)動(dòng)作距離的 120%，同時(shí)保持移動(dòng)速度為 0.1mm/s。激活開關(guān)后，在退出操作區(qū)域之前讀取測(cè)量工具上的讀數(shù)以關(guān)閉開關(guān)。重復(fù)此過(guò)程10次，然后計(jì)算10次測(cè)量值的最大值和最小值與10次平均值的差值；差異越大，重復(fù)性誤差越大。
Ⅵ.接近傳感器的常見故障排除
① 穩(wěn)定電源單獨(dú)為接近傳感器供電；
② 響應(yīng)頻率在額定范圍內(nèi)；
③ 物體檢測(cè)過(guò)程中存在抖動(dòng)，導(dǎo)致超出檢測(cè)區(qū)域；
④ 多個(gè)探頭安裝緊密，相互干擾；
⑤ 傳感器探頭周圍的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)有其他被測(cè)物體；
⑥ 接近傳感器周圍有大功率設(shè)備，有電氣干擾。
機(jī)床、冶金、化工、紡織和印刷行業(yè)都使用接近傳感器。可作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的限位、計(jì)數(shù)、定位控制、自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等都是接近開關(guān)的特點(diǎn)。接近傳感器的應(yīng)用范圍一直在擴(kuò)大，研究和創(chuàng)新的速度也在加快。
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