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江蘇邱成機電有限公司
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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(lái)識別物體的接近，并輸出相應開(kāi)關(guān)信號，因此，通常又把接近傳感器稱(chēng)為接近開(kāi)關(guān)。 [1]  它是代替開(kāi)關(guān)等接觸式檢測式檢測方式，以無(wú)需接觸被檢測對象為目的的傳感器的總稱(chēng)，它能檢測對象的移動(dòng)和存在信息并轉化成電信號。 [2] 
在JIS規格中，根據IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測用開(kāi)關(guān)，制定了JIS規格（JIS C 8201-5-2低壓開(kāi)關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機器及開(kāi)關(guān)元件、第2節接近開(kāi)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(wú)的產(chǎn)品總稱(chēng)為“接近開(kāi)關(guān)”，由感應型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構成。在本技術(shù)指南中，將檢測金屬存在的感應型接近傳感器、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(chǎng)的開(kāi)關(guān)定義為“接近傳感器”。
原理編輯 語(yǔ)音
感應型接近傳感器的檢測原理
通過(guò)外部磁場(chǎng)影響，檢測在導體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測線(xiàn)圈內使其產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，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(guò)工作線(xiàn)圈僅檢測阻抗變化成分的全金屬傳感器。
在檢測體一側和傳感器一側的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。
種類(lèi)編輯 語(yǔ)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(kāi)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 )受到靜電感應而產(chǎn)生極化現象，被測物體越靠近檢測電極，檢測電極上的感應電荷就越多。由于檢測電極上的靜電電容為，所以隨著(zhù)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)被檢測電路轉換為開(kāi)關(guān)信號后向外輸出。 [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(xiàn)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。當檢測線(xiàn)圈通以交流電時(shí)，在檢測線(xiàn)圈的周?chē)彤a(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，當金屬物體接近檢測線(xiàn)圈時(shí)，金屬物體就會(huì )產(chǎn)生電渦流而吸收磁場(chǎng)能量，使檢測線(xiàn)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)監測電路轉換為開(kāi)關(guān)信號輸出。 [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體，非金屬導體不能用該方法測量。振幅變化隨目標物金屬種類(lèi)而不同，因此檢測距離也隨目標物金屬的種類(lèi)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（或半導體激光管）的光束軸線(xiàn)和光電三極管的軸線(xiàn)在一個(gè)平面上，并成一定的夾角，兩軸線(xiàn)在傳感

器前方交于一點(diǎn)。當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。當物體遠離交點(diǎn)時(shí)，反射區不在光電三極管的視角內，檢測電路沒(méi)有輸出。一般情況下，送給發(fā)光二極管的驅動(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。如果對接收來(lái)的信號進(jìn)行濾波，只允許同頻率的信號通過(guò)，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)光強度。 [3] 
特長(cháng)編輯 語(yǔ)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(wú)接點(diǎn)輸出方式，因此壽命延長(cháng)（磁力式除外）采用半導體輸出，對接點(diǎn)的壽命無(wú)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(kāi)關(guān)相比，可實(shí)現高速響應
⑤ 能對應廣泛的溫度范圍
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?chē)鷾囟鹊挠绊?、周?chē)矬w、同類(lèi)傳感器的影響包括感應型、靜電容量型在內，傳感器之間相互影響。因此，對于傳感器的設置，需要考慮相互干擾。此外，在感應型中，需要考慮周?chē)饘俚挠绊?，而在靜電容量型中則需考慮周?chē)矬w的影響。
應用編輯 語(yǔ)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)中都有廣泛的應用。在日常生活中，如賓館、飯店、車(chē)庫的自動(dòng)門(mén)、自動(dòng)熱風(fēng)機上都有應用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會(huì )、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。在測量技術(shù)中，長(cháng)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(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)是一種無(wú)需與運動(dòng)部件進(jìn)行機械直接接觸而可以操作的位置開(kāi)關(guān)，當物體接近開(kāi)關(guān)的感應面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而驅動(dòng)直流電器或給計算機（plc)裝置提供控制指令。接近開(kāi)關(guān)是種開(kāi)關(guān)型傳感器（即無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)），它既有行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩定，頻率響應快，應用壽命長(cháng)，抗干擾能力強等、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(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當金屬檢測體接近開(kāi)關(guān)的感應區域，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令，準確反應出運動(dòng)機構的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。它廣泛地應用于機床、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)節等 [1]  。
性能特點(diǎn)編輯 語(yǔ)音
在各類(lèi)開(kāi)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到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的，這就是接近開(kāi)關(guān)。
當有物體移向接近開(kāi)關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開(kāi)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(kāi)關(guān)檢出距離也不同。
有時(shí)被檢測驗物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開(kāi)關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開(kāi)，這樣不斷地重復。不同的接近開(kāi)關(guān)，對檢測對象的響應能力是不同的。這種響應特性被稱(chēng)為“響應頻率”。
種類(lèi)編輯 語(yǔ)音
電感式接近開(kāi)關(guān)
電感式接近開(kāi)關(guān)
因為位移傳感器可以根據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(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)有以下幾種：
無(wú)源接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)不需要電源，通過(guò)磁力感應控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)。當磁 或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開(kāi)關(guān)磁場(chǎng)時(shí)，和開(kāi)關(guān)內部磁力作用

控制閉合。特點(diǎn)：不需要電源，非接觸式，免維護，環(huán)保。
渦流式接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開(kāi)關(guān)。它是利用導電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，使物體內部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)內部電路參數發(fā)生變化，由此識別出有無(wú)導電物體移近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測的物體必須是導電體。
1.原理：由電感線(xiàn)圈和電容及晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當有金屬物體接近這一磁場(chǎng)時(shí)就會(huì )在金屬物體內產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉換成晶體管開(kāi)關(guān)信號輸出。
2.特點(diǎn)：A、抗干擾性能好，開(kāi)關(guān)頻率高，大于200 Hz B、只能感應金屬。
3.應用在各種機械設備上做位置檢測、計數信號拾取等。
渦流式接近開(kāi)關(guān)
渦流式接近開(kāi)關(guān)(5張)
電容式接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)的測量通常是構成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開(kāi)關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測量過(guò)程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數發(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(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。
霍爾接近開(kāi)關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開(kāi)關(guān)，叫做霍爾開(kāi)關(guān)。當磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開(kāi)關(guān)內部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。
光電式接近開(kāi)關(guān)
利用光電效應做成的開(kāi)關(guān)叫光電開(kāi)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。當有反光面（被檢測物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。
其它型式

當觀(guān)察者或系統對波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì )發(fā)生偏移，這種現象稱(chēng)為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個(gè)效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)等。當有物體移近時(shí)，接近開(kāi)關(guān)接收到的反射信號會(huì )產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識別出有無(wú)物體接近