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接近传感器工作原理及选型

2014-09-25 展誉传感 1199

1. 接近传感器概述

接近传感器又称无触点接近开关传感器,是一种理想的电子开关量传感器。当携带磁体的被检测物体接近接近传感器的感应区域,接近传感器内部的电子开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。接近传感器广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近传感器具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止,接近传感器的应用范围日益广泛,其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。

2.接近传感器工作原理

2.1电感式接近开关工作原理

电感式接近传感器属于一种有开关量输出的位置传感器,它由lc高频振荡器和放大处理电路组成,利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关,使接近开关振荡能力衰减,内部电路的参数发生变化,由此识别出有无金属物体接近,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

2.2电容式接近开关系列

电容式接近传感器亦属于一种具有开关量输出的位置传感器,它的测量头通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是物体的本身,当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体,并不限于金属导体,也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时,可以顺时针调节多圈电位器(位于开关后部)来增加感应灵敏度,一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8sn的位置动作。

2.3磁性接近开关传感器工作原理

2.3.1原理简介

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时,薄片的两端就会产生电位差,这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势,由此可见,霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关的输入端是以磁感应强度b来表征的,当b值达到一定的程度(如b1)时,霍尔开关内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。磁性接近传感器就是根据霍尔效应制成的,磁性接近开关输出端一般采用晶体管输出,和接近开关类似有npn、pnp、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。

3. 接近传感器的信号输出

接近传感器有二线式输出和三线式输出,两线制接近传感器安装简单,接线方便,应用比较广泛,可以直接替换磁控开关。三线式输出接近传感器有npn和pnp两种,pnp输出接近传感器一般应用在plc或计算机作为控制指令较多,npn输出接近传感器用于控制直流继电器较多,在实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。

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