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等組成,由傳感器的檢測面與大地間構成一個(gè)電容器,參與振蕩回路工作,起始處于振蕩狀態(tài)。當物體接近傳感器檢測面時(shí),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)轉換為電信號經(jīng)放大器轉化成二進(jìn)制的開(kāi)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(gè)交變電磁場(chǎng),當金屬物體接近傳感器檢測面時(shí),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),轉換為電信號通過(guò)整形放大轉換成二進(jìn)制的開(kāi)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,當金屬物體接近振蕩感應頭時(shí)會(huì )產(chǎn)生渦流,使接近傳感器振蕩能力衰減,內部電路的參數發(fā)生變化,由此識別出有無(wú)金屬物體接近,進(jìn)而控制開(kāi)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(gè)振蕩電路,電路中因感應電流在目標物內流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標物接近傳感器時(shí),不論目標物金屬種類(lèi)如何,振蕩頻率都會(huì )提高。傳感器檢測到這個(gè)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(gè)振蕩電路,電路中因感應電流在目標物內流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當鋁或銅之類(lèi)的有色金屬目標物接近傳感器時(shí),振蕩頻率增高;當鐵一類(lèi)的黑色金屬目標物接近傳感器時(shí),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(xiàn)圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。當目標物接近磁場(chǎng)時(shí),由于電磁感應在目標物中產(chǎn)生一個(gè)感應電流(渦電流)。隨著(zhù)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(tài)的變化,并輸出檢測信號。
對于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離,應選用不同類(lèi)型的接近傳感器,以使其在系統中具有高的性能價(jià)格比,為此在選型中應遵循以下原則:
1. 當檢測體為金屬材料時(shí):應選用高頻振蕩型接近傳感器,該類(lèi)型接近傳感器對鐵鎳、A3鋼類(lèi)檢測體檢測靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類(lèi)檢測體,其檢測靈敏度就低。
2. 當檢測體為非金屬材料時(shí):應選用電容型接近傳感器,如木材、紙張、塑料、玻璃和水等。3. 金屬體和非金屬要進(jìn)行遠距離檢測和控制時(shí):應選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。4. 當檢測體金屬但靈敏度要求不高時(shí):可選用價(jià)格低廉的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。
① 檢測類(lèi)型:放大器內藏型、放大器分離型;
② 外形:圓形、方形、凹槽型;
③ 檢測距離:以mm為單位;
④ 檢測物體:鐵、鋼、銅、鋁、塑料、水、紙等;
⑤ 工作電源:直流、交流、交直流通用;
⑥ 輸出形態(tài):常開(kāi)(NO)、常閉(NC);
⑦ 輸出方式:兩線(xiàn)式、三線(xiàn)式(NPN、PNP);
⑧ 屏蔽、非屏蔽;
⑨ 導線(xiàn)引出型、接插件式、接插件中繼式;
⑩ 應答頻率:一秒鐘能檢測幾個(gè)物體
釋放距離的測定:當動(dòng)作片由正面離開(kāi)接近傳感器的感應面,開(kāi)關(guān)由動(dòng)作轉為釋放時(shí),測定動(dòng)作片離開(kāi)感應面的zui大距離。
回差H的測定:zui大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕 對值。
動(dòng)作頻率測定:用調速電機帶動(dòng)膠木圓盤(pán),在圓盤(pán)上固定若干鋼片,調整開(kāi)關(guān)感應面和動(dòng)作片間的距離,約為開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的80%左右,轉動(dòng)圓盤(pán),依次使動(dòng)作片靠近接近傳感器,在圓盤(pán)主軸上裝有測速裝置,開(kāi)關(guān)輸出信號經(jīng)整形,接至數字頻率計。此時(shí)啟動(dòng)電機,逐步提高轉速,在轉速與動(dòng)作片的乘積與頻率計數相等的條件下,可由頻率計直接讀出開(kāi)關(guān)的動(dòng)作頻率。重復精度測定:將動(dòng)作片固定在量具上,由開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的120%以外,從開(kāi)關(guān)感應面正面靠近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作區,運動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí),讀出量具上的讀數,然后退出動(dòng)作區,使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。如此重復10次,zui后計算10次測量值的zui大值和zui小值與10次平均值之差,差值大者為重復精度誤差。③ 物體檢測過(guò)程中有抖動(dòng),導致超出檢測區域;⑤ 傳感器探頭周?chē)臋z測區域內有其他被測物體;⑥ 接近傳感器的周?chē)写蠊β试O備,有電氣干擾。
接近傳感器廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統中可作為限位、計數、定位控制和自動(dòng)保護環(huán)節。接近傳感器具有使用壽命長(cháng)、工作可靠、重復定位精度高、無(wú)機械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強等特點(diǎn)。目前,接近傳感器的應用范圍日益廣泛,其自身的發(fā)展和創(chuàng ) 新的速度也是極其迅速。