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江蘇邱成機(jī)電有限公司
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 接近傳感器是一種具有感知物體接近能力的器件，它利用位移傳感器對接近的物體具有敏感特性來識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開關(guān)信號(hào)，因此，通常又把接近傳感器稱為接近開關(guān)。 [1]  它是代替開關(guān)等接觸式檢測式檢測方式，以無需接觸被檢測對象為目的的傳感器的總稱，它能檢測對象的移動(dòng)和存在信息并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。 [2] 
在JIS規(guī)格中，根據(jù)IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測用開關(guān)，制定了JIS規(guī)格（JIS C 8201-5-2低壓開關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機(jī)器及開關(guān)元件、第2節(jié)接近開關(guān)）。在JIS的定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測到物體的接近和附近檢測對象有無的產(chǎn)品總稱為“接近開關(guān)”，由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。在本技術(shù)指南中，將檢測金屬存在的感應(yīng)型接近傳感器、檢測金屬及非金屬物體存在的靜電容量型接近傳感器、利用磁力產(chǎn)生的直流磁場的開關(guān)定義為“接近傳感器”。
原理編輯 語音
感應(yīng)型接近傳感器的檢測原理
通過外部磁場影響，檢測在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場，并檢測體的金屬體產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化進(jìn)行檢測的方式。
此外，作為另外一種方式，還包括檢測頻率相位成分的鋁檢測傳感器，和通過工作線圈僅檢測阻抗變化成分的全金屬傳感器。
在檢測體一側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。
種類編輯 語音
電容式接近傳感器
電容式接近傳感器是一個(gè)以電極為檢測端的經(jīng)電電容接近開關(guān)，它由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。 [1] 
平時(shí)檢測電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個(gè)組成部分。當(dāng)被檢測物體接近檢測電極時(shí)，由于檢測電極加有電壓，檢測電極就會(huì)受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被測物體越靠近檢測電極，檢測電極上的感應(yīng)電荷就越多。由于檢測電極上的靜電電容為，所以隨著電荷量的增多，使檢測電極電容C隨之增大。由于振蕩電路的振蕩頻率與電容成反比，所以當(dāng)電容C增大時(shí)振蕩電路的振蕩減弱，甚至停止振蕩。振蕩電路的振蕩與停振這兩種狀態(tài)被檢測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào)后向外輸出。 [1] 
電感式接近傳感器
電感式接近傳感器由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。檢測用敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個(gè)組成部分，振蕩電路的振蕩頻率為。當(dāng)檢測線圈通以交流電時(shí)，在檢測線圈的周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場，當(dāng)金屬物體接近檢測線圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生電渦流而吸收磁場能量，使檢測線圈的電感L發(fā)生變化，從而使振蕩電路的振蕩頻率減小，以至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)監(jiān)測電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào)輸出。 [1] 
需要注意的是：與電容式接近傳感器相同，電感式接近傳感器檢測的被測物體也是金屬導(dǎo)體，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測量。振幅變化隨目標(biāo)物金屬種類而不同，因此檢測距離也隨目標(biāo)物金屬的種類而不同。 [1] 
光電式接近傳感器
光電式接近傳感器中，發(fā)光二極管（或半導(dǎo)體激光管）的光束軸線和光電三極管的軸線在一個(gè)平面上，并成一定的夾角，兩軸線在傳感

器前方交于一點(diǎn)。當(dāng)被檢測物體表面接近交點(diǎn)時(shí)，發(fā)光二極管的反射光被光電三極管接收，產(chǎn)生電信號(hào)。當(dāng)物體遠(yuǎn)離交點(diǎn)時(shí)，反射區(qū)不在光電三極管的視角內(nèi)，檢測電路沒有輸出。一般情況下，送給發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流并不是直流電流，而是一定頻率的交變電流，這樣，接收電路得到的也是同頻率的交變信號(hào)。如果對接收來的信號(hào)進(jìn)行濾波，只允許同頻率的信號(hào)通過，可以有效地防止其他雜光的干擾，并可以提高發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。 [3] 
特長編輯 語音
① 由于能以非接觸方式進(jìn)行檢測，所以不會(huì)磨損和損傷檢測對象物。
② 由于采用無接點(diǎn)輸出方式，因此壽命延長（磁力式除外）采用半導(dǎo)體輸出，對接點(diǎn)的壽命無影響。
③ 與光檢測方式不同，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測時(shí)幾乎不受檢測對象的污漬和油、水等的影響。此外，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品
④ 與接觸式開關(guān)相比，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)
⑤ 能對應(yīng)廣泛的溫度范圍
⑥ 不受檢測物體顏色的影響對檢測對象的物理性質(zhì)變化進(jìn)行檢測，所以幾乎不受表面顏色等的影響
⑦ 與接觸式不同，會(huì)受周圍溫度的影響、周圍物體、同類傳感器的影響包括感應(yīng)型、靜電容量型在內(nèi)，傳感器之間相互影響。因此，對于傳感器的設(shè)置，需要考慮相互干擾。此外，在感應(yīng)型中，需要考慮周圍金屬的影響，而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響。
應(yīng)用編輯 語音
接近傳感器主要用于檢測物體的位移，在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動(dòng)門、自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測量技術(shù)中，長度、位置的測量；在控制技

術(shù)中，如位移、速度、加速度的測量和控制，也都使用者大量的接近開關(guān)。接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)（plc)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無觸點(diǎn)開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。
接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)等 [1]  。
性能特點(diǎn)編輯 語音
在各類開關(guān)中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。
當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。但不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。
有時(shí)被檢測驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對檢測對象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。
種類編輯 語音
電感式接近開關(guān)
電感式接近開關(guān)
因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關(guān)有以下幾種：
無源接近開關(guān)
這種開關(guān)不需要電源，通過磁力感應(yīng)控制開關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁 或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場時(shí)，和開關(guān)內(nèi)部磁力作用

控制閉合。特點(diǎn)：不需要電源，非接觸式，免維護(hù)，環(huán)保。
渦流式接近開關(guān)
這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)電體。
1.原理：由電感線圈和電容及晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，當(dāng)有金屬物體接近這一磁場時(shí)就會(huì)在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開關(guān)信號(hào)輸出。
2.特點(diǎn)：A、抗干擾性能好，開關(guān)頻率高，大于200 Hz B、只能感應(yīng)金屬。
3.應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備上做位置檢測、計(jì)數(shù)信號(hào)拾取等。
渦流式接近開關(guān)
渦流式接近開關(guān)(5張)
電容式接近開關(guān)
這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。
霍爾接近開關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。
光電式接近開關(guān)
利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。
其它型式

當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無物體接近