接近开关(传感器)入门基础知识
一、接近传感器
接近传感器,是代替限位开关等接触式检测方式,以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。主要功能:检测距离、尺寸控制、检测有无、计算数量等。主要类型有磁力型、光电型、电容型、超声波型等。
1、接近传感器内部构图

2、接近传感器的术语
1、标准检测物体
每个传感器的检测都因被测物体材料・形状・尺寸而异。因为实际检测物体不同,必需进行实验确认。
2、(额定值)检测距离
标准实验物体垂直接近检测面时的动作(复归)距离。因为是在额定电压・常温(25℃)下的值,所以留有一定余度。
3、设定距离
是考虑到电压变动、温度变化等而留有余度的检测距離。通常是额定距离的70%左右。
4、应差的距离
动作距离和复归距离的差(检测物体移近接近开关基准感应面,接近开关动作点和检测体移开接近开关时复位点之间的距离。)
5、应答时间
与光电传感器一样指传感器动作(复归)到输出ON(OFF)为止的时间。
6、应答频率
让标准检测物体以DUTY50%反复接近时追踪输出的最大每秒应答次数。

7、屏蔽
安装金属和传感器检测面可安装于同平面。与非屏蔽相比磁束(MagneticFlux)少,检测距离短。

8、非屏蔽(Non-flash Mounting)
由于传感器检测面的侧面也有磁束产生,故必需隔开检测线圈和周围金属。

9、输出形式
NPN/PNP,二极管=电流只从一个方向流过的元件
10、输出形式
NO=检测范围内没有检测物体时输出元件OFF(Open)
NC=检测范围内没有检测物体时输出元件ON(Close)
二、接近传感器的注意事项
1、检测物体的材质
额定检测距离为标准检测物体:定为纯铁。
磁性接近传感器的检测距离由材质的透磁率(磁束通过的容易度)决定、距离随材质变化。
2、检测物体的大小
小于标准检测物体,会引起检测距离低下。

3、检测物体的厚度
检测物体的厚度比0.1mm薄的话会产生表皮效果,检测距离延长。

4、互相干扰
接近传感器以高频率(数100kHZ)振动。相邻设置的话会引起互相干扰、相邻使用不同频率的传感器可以防止互相干扰。
三、磁性接近传感器
检测对象是会发生涡电流的电导体,越接近磁性体产生的涡电流越大、灵敏度越高(绝缘体,不会发生涡电流,所以不被检测)。

1.原理:
(1)通过高频发震器Coil而发出高频磁场
(2)被测对象(金属)接近时表面会产生涡电流,涡电流又会引发磁场
(3)涡电流引起的磁场影响发震器而停止震动
(4)通过振动的有无使控制输出ON/OFF
2.特点:
(1)抗干扰性能好,开关频率高。
(2)只能感应金属。
(3)反应速度快。
3.特性数据
(1)检测范围:物体接近检测面时发生动作的范围
(2)检测物体大小和材质的影响
(3)漏电流特性:连接PLC等的时候,确认PLC输入回路的连接条件

(4)残留电压特性:连接PLC等的时候,确认PLC输入回路的连接条件

(5)周围金属的影响:离开距离要大于表上记载的数值

4.动作
在电气电路里检测出磁力线的变化,以输出信号的形式发出。

四、电容接近传感器
磁性型接近传感器用来检测金属、静电电容式是利用静电场内的变化检测金属、非金属、液体和固体的固态原件。
电容传感器的内部结构有:传感器板、振荡器、触发电路和输出端。

1.原理
目标物体和传感器板构成振荡器反馈电路。当物体和传感器板靠近时,反馈电容出现;当大电容出现时就会开始振荡。触发电路感应震荡水平并得以控制,从而改变输出端开关装置的状态。物体远离传感器尖端时振荡幅度降低,而靠近时幅度增加。
2.震荡回路的动作
根据检测物体的有无,电极和大地间的静电电容会发生变化,静电电容的增加引起振动

3.静电电容接近的特性数据

4.电容传感器的优势
(1)可检测金属、非金属、液体和固体
(2)可穿透某些材料(如产品包装盒)
(3)固态无磨损,使用时间长
5.电容传感器注意事项
(1)传感距离短,随目标材料的变化而变化
(2)受环境影响 ,湿度可影响传感输出
五、放大器分离型接近传感器
放大器分利型接近传感器可以检测非金属物体。

1.特点
(1)可根据用途选择传感器探头种类,传感器前置放大器-放大 器之间采用耐弯曲电缆
(2)不易受环境温度影响
(3)可简单、确实检测设定微米级精度(示教功能)
(4)高精度的定位、支持甄别检查、变化量最大化
(5)用途广泛,可以检测非金属物体

六、其他
1、接近传感器的型号标准


2、传感器的导线颜色(所有传感器通用)
(1)电源:正极“+”褐(Brown)、负极“—”蓝(Blue) 交流2线也是褐/蓝
(2)控制输出:输出1“黑”(Black),输出2“白”(White)
3、传感器动作指示灯
(1)日本美国标准为红色(Red),欧洲为橙色,所有IEC使用橙色。
(2)欧姆龙的新机种将逐步变更。(现在多为红色)
4、接近传感器常见的故障排除
(1)稳定电源给接近传感器单独供电;
(2)响应频率在额定范围内;
(3)物体检测过程中有抖动,导致超出检测区域;
(4)多个探头紧密安装互相干扰;
(5)传感器探头周围的检测区域内有其他被测物体;
(6)接近传感器的周围有大功率设备,有电气干扰。
5、一些传感器的介绍
(1)E2EZ防铝切粉接近传感器:即使表面堆积有铝或铁的切粉,也不会发生误动作
(2)E2ES金属探头接近传感器:造成接近传感器损坏的最大原因是由于被测物体撞击传感器的检测面,此传感器表面也采用SUS材料不易损坏。
(3)E2EY非磁性金属用接近传感器:不检测铁或镍(nie)这样的磁性金属,而只检测铝或铜等非磁性金属。不受周围金属(铁)的影响,可以检测铝罐等物体。

6、接近传感器图片

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