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          什么是接近傳感器?

          發(fā)布人:電子資料庫(kù) 時(shí)間:2022-09-19 來源:工程師 發(fā)布文章
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          目錄

          Ⅰ 什么是接近傳感器

          Ⅱ 接近傳感器的工作原理

          2.1 電感式接近傳感器

          2.2 電容式接近傳感器

          三、接近傳感器的種類

          3.1 電感式接近傳感器

          3.2 電容式接近傳感器

          3.3 超聲波接近傳感器

          3.4 紅外接近傳感器

          3.5 光電接近傳感器

          四、接近傳感器的應(yīng)用

          五、如何選擇合適的接近傳感器

          Ⅵ 常見問題

          Ⅰ 什么是接近傳感器

          所述接近傳感器是指一系列用于檢測(cè)物體的距離的傳感器,以及它們的共同的一點(diǎn)是,在檢測(cè)過程中,他們將不會(huì)接觸的對(duì)象。


          有許多類型的接近傳感器。常用的接近傳感器具有相同的原理。它們傳輸電磁場(chǎng)或光束并分析反射的變化以確定物體是接近還是出現(xiàn)、離開還是消失。

          最遠(yuǎn)的可檢測(cè)距離稱為“額定范圍”。一些傳感器可以調(diào)整額定范圍以適應(yīng)不同的目的。如果在很短的距離內(nèi)調(diào)整額定范圍,接近傳感器通常用作觸摸開關(guān)。接近傳感器通常具有高可靠性和長(zhǎng)使用壽命的特點(diǎn)。這是因?yàn)閭鞲衅骱捅桓袘?yīng)物體之間沒有物理接觸,機(jī)械部件的損壞接近于零。

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          不同類型的接近傳感器包括電感式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器和霍爾效應(yīng)傳感器。不同的接近傳感器適用于檢測(cè)不同類型的物體。例如,電容式傳感器適用于檢測(cè)塑料物體,而電感式接近傳感器適用于金屬目標(biāo)。

          Ⅱ 接近傳感器的工作原理

          接近傳感器****電磁場(chǎng)或靜電場(chǎng)或電磁輻射束(如紅外線)并等待返回信號(hào)或場(chǎng)的變化。被感應(yīng)的物體稱為接近傳感器的目標(biāo)。

          2.1 電感式接近傳感器

          它們有一個(gè)振蕩器作為輸入,并通過接近導(dǎo)電介質(zhì)來改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標(biāo)。

          2.2 電容式接近傳感器

          它們轉(zhuǎn)換檢測(cè)電極和接地電極兩側(cè)的靜電電容變化。這是通過接近附近具有振蕩頻率變化的物體而發(fā)生的。為了檢測(cè)附近的目標(biāo),將振蕩頻率轉(zhuǎn)換為直流電壓并與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。這些傳感器是塑料目標(biāo)的首選。

          三、接近傳感器的種類

          以下是各種常見的接近傳感器:

          3.1 電感式接近傳感器

          非接觸式電感式接近傳感器僅用于檢測(cè)金屬物體。它根據(jù)感應(yīng)原理工作,振蕩器驅(qū)動(dòng)線圈,直到金屬物體進(jìn)入線圈。

          近年來,電感式傳感器越來越受歡迎,盡管它們基于舊設(shè)計(jì)。與此列表中的其他技術(shù)不同,電感式傳感器僅適用于金屬材料。電感式傳感器會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),然后在金屬物體通過時(shí)檢測(cè)磁場(chǎng)的變化,類似于在線圈中旋轉(zhuǎn)的磁鐵產(chǎn)生電力的方式。任何金屬探測(cè)器都以此開始。

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          它們的檢測(cè)范圍可能會(huì)因設(shè)置而受到極大限制,特別是在通過檢測(cè)齒輪齒是否靠近傳感器來計(jì)算齒輪旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用中。電感式傳感器可以安裝在道路上以檢測(cè)在它們上面行駛的車輛,或者經(jīng)過優(yōu)化以檢測(cè)更遠(yuǎn)距離的空間等離子體。

          然而,電感式傳感器在作為電子接近傳感器工作時(shí),往往在毫米到米的范圍內(nèi)工作。它們對(duì)鐵和鋼等黑色金屬材料表現(xiàn)最佳,由于其工作原理,對(duì)非磁性金屬材料的檢測(cè)范圍較小。它們具有極快的刷新率,因?yàn)樗鼈円蕾囉陔姶艌?chǎng)的變化。

          3.2 電容式接近傳感器

          非接觸式電容式接近傳感器可檢測(cè)金屬和非金屬物質(zhì),例如液體、粉末和顆粒。它通過檢測(cè)電容轉(zhuǎn)換來工作。

          它有一個(gè)振蕩器、施密特杠桿和輸出開關(guān)電路,很像電感式傳感器。唯一的區(qū)別是它有兩個(gè)用于電容的充電板(1 個(gè)內(nèi)部,1 個(gè)外部):

          ? 振蕩器連接到內(nèi)部板上。

          ? 傳感表面是一個(gè)外部板(傳感器電極)。

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          當(dāng)被感應(yīng)物體接近傳感器時(shí),物體會(huì)改變電容傳感器中的介電常數(shù),傳感器通過測(cè)量這個(gè)介電常數(shù)就可以知道物體的距離。

          但是電容式傳感器的響應(yīng)速度一般比較慢,更新頻率只有10~50Hz。但是,由于電容式傳感器不會(huì)受到灰塵或不透明容器的影響,因此通常用于禁止光學(xué)傳感器。典型電容式傳感器的大致額定范圍為 10 毫米,可以檢測(cè) 0.01 毫米以內(nèi)的厚度變化。

          3.3 超聲波接近傳感器
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          超聲波接近傳感器檢測(cè)物體的存在,或者通過額外的處理,使用超聲波脈沖來檢測(cè)到物體的距離。它們通過使用****和接收器以及回聲定位原理來工作。

          超聲波傳感器可以通過發(fā)出啁啾并測(cè)量啁啾從表面反彈并返回所需的時(shí)間來確定與物體的距離。雖然發(fā)送器和接收器通常在配置中盡可能彼此相似,但當(dāng)它們被隔離時(shí),這些概念仍然適用。還提供將****和接收功能組合到一個(gè)單元中的超聲波收發(fā)器。

          超聲波檢測(cè)非常精確,刷新率高,每秒可以發(fā)出數(shù)十或數(shù)百個(gè)脈沖或啁啾聲。物體的顏色和透明度對(duì)讀數(shù)幾乎沒有影響,因?yàn)樗鼈兪腔诼曇舳皇请姶挪ā?/span>

          這種相同的特性意味著它們不需要或不發(fā)光,這使它們非常適合本來就暗或必須是暗的條件。聲波會(huì)隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)散,擴(kuò)大檢測(cè)區(qū)域 - 根據(jù)應(yīng)用的不同,這可能是有益的,也可能是不利的。由于其簡(jiǎn)單的性質(zhì),這些也非常低成本、靈活且安全。

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          另一方面,超聲波傳感器有其自身的一系列缺點(diǎn)。傳感器由****和接收器兩部分組成,可以組合使用,也可以單獨(dú)購(gòu)買。由于聲速隨空氣溫度變化,任何顯著的溫度變化都會(huì)影響精度。然而,這可以通過使用溫度測(cè)量來更新計(jì)算來緩解。

          由于聲波在吸收表面上的反射效果不佳,軟材料可能會(huì)影響準(zhǔn)確性。盡管超聲波傳感器本質(zhì)上類似于聲納,但它們并非設(shè)計(jì)用于水下。最后,由于在真空中沒有聲音傳播的媒介,它們對(duì)聲音的依賴使它們變得毫無用處。

          3.4 紅外接近傳感器
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          IR是紅外線的縮寫,****一束紅外光來檢測(cè)物體的存在。它的工作方式與超聲波傳感器相同,但它不使用聲波,而是發(fā)出紅外信號(hào)。

          紅外接近傳感器包括一個(gè)****光的 IR LED 和一個(gè)檢測(cè)反射光的光檢測(cè)器。它有一個(gè)內(nèi)置的信號(hào)處理電路,可以在 PSD 上指定一個(gè)光點(diǎn)。

          紅外接近傳感器如何工作?首先,紅外光從紅外 LED ****發(fā)出。然后,光束擊中物體并以一定角度反射回來。反射光將到達(dá)光檢測(cè)器。最后,光檢測(cè)器中的傳感器確定反射物體的位置/距離。

          3.5 光電接近傳感器

          光電接近傳感器由光束發(fā)生器、專用光束探測(cè)器、放大器和微處理器組成。當(dāng)發(fā)出的光束被物體反射時(shí),光電探測(cè)器會(huì)感應(yīng)到它,傳感器通過這種方法檢測(cè)物體。

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          ****的光束將被調(diào)制到特定的頻率,并且檢測(cè)器還有一個(gè)頻率敏感的放大器,它只會(huì)響應(yīng)以相應(yīng)頻率調(diào)制的光。這可以防止由燈光或陽光引起的錯(cuò)誤檢測(cè)。當(dāng)光電接近傳感器感應(yīng)到黑色物體時(shí),物體的非反射特性會(huì)阻礙傳感器正常工作,遇到透明或折射物體時(shí)也是如此。

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          盡管光電接近傳感器適用于許多工業(yè)應(yīng)用,但它們也廣泛用于住宅和商業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用,例如車庫(kù)門傳感器和商店中的人員計(jì)數(shù)。光電傳感器在實(shí)施方面可以有多種設(shè)置方式。對(duì)射式在一側(cè)使用****,在另一側(cè)使用檢測(cè)器,當(dāng)光束斷裂時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

          ****和檢測(cè)器位于一個(gè)回射系統(tǒng)中,另一側(cè)的反射器將信號(hào)從****反射回檢測(cè)器。最后,漫射將****和檢測(cè)器靠近在一起,但****的光會(huì)從任何周圍表面反射,很像超聲波傳感器,但不能測(cè)量距離。

          由于缺少活動(dòng)部件,光電傳感器壽命長(zhǎng),可以檢測(cè)范圍廣泛的材料,而透明材料和水可能會(huì)帶來問題。對(duì)射式和回射式設(shè)置提供了長(zhǎng)感應(yīng)范圍和快速響應(yīng)時(shí)間。小物體可以通過漫反射式設(shè)置檢測(cè),也可以是移動(dòng)檢測(cè)器。

          只要鏡頭不被污染,這些都可以承受工業(yè)應(yīng)用中的臟污條件。然而,它們測(cè)量與物體距離的能力受到嚴(yán)重限制,物體顏色和反射率可能會(huì)導(dǎo)致問題。在繁忙的環(huán)境中,設(shè)備安裝可能會(huì)很復(fù)雜,因?yàn)楸仨毎惭b和對(duì)齊對(duì)射式和回射式。

          四、接近傳感器的應(yīng)用
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          電感式傳感器用于機(jī)床、紡織工業(yè)機(jī)器、汽車工業(yè)、裝配線等。它們用于在惡劣環(huán)境中檢測(cè)金屬零件以及需要檢查快速移動(dòng)的零件時(shí)。

          電容式傳感器用于包裝線、包裝裝置以及通過塑料或玻璃墻測(cè)量填充水平時(shí)。

          可以在傳送帶上找到超聲波傳感器來檢測(cè)瓶子或包裝。它們還可用于檢測(cè)液體(小瓶中)或顆粒(料斗中)的液位。

          光電傳感器用于紡織、機(jī)器人、電梯和一般建筑領(lǐng)域的零件檢測(cè)。它們還用于處理和輸送領(lǐng)域以及需要檢測(cè)人、車輛或動(dòng)物的應(yīng)用。

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          3. 如何選擇接近傳感器?

          此外,當(dāng)一排接近傳感器以矩陣形式排列時(shí),可以檢測(cè)物體表面的平整度。使用一些已知的平面物體,在驗(yàn)證每個(gè)接近傳感器后,矩陣可以自動(dòng)檢測(cè)出廠物體的平面度是否在可接受的范圍內(nèi)。

          最常見的例子是手機(jī)上的接近傳感器。該傳感器的作用是防止用戶在使用通話功能時(shí)誤觸顯示屏。當(dāng)傳感器感應(yīng)到物體的接近時(shí),它會(huì)命令顯示屏關(guān)閉以防止意外觸摸。

          五、如何選擇合適的接近傳感器

          現(xiàn)在,為了幫助您從前四個(gè)中選擇最好的一個(gè),我已經(jīng)提到了在選擇接近傳感器時(shí)要考慮的一些參數(shù)。但是,您必須首先考慮您的預(yù)期目的;您首先要嘗試使用什么。

          接近傳感器標(biāo)準(zhǔn)

          如何選擇

          傳感器適用性

          對(duì)象要求

          在查看您選擇使用接近傳感器的對(duì)象時(shí),請(qǐng)考慮以下因素:

            物體的顏色

            物體的形狀

            物體材質(zhì)

          具有復(fù)雜規(guī)格的對(duì)象最好通過以下方式提供服務(wù):

            紅外接近傳感器

          不適合復(fù)雜對(duì)象的設(shè)計(jì):

            超聲波接近傳感器

          傳感環(huán)境

          環(huán)顧一下您將檢測(cè)到物體的區(qū)域。

          請(qǐng)考慮以下事項(xiàng):

          清潔度

          溫度

          水分

          適合在惡劣環(huán)境下使用:

            電容式(最適合)

            感應(yīng)式

            超聲波

          不適應(yīng)惡劣環(huán)境:

            紅外接近傳感器

          感應(yīng)范圍/距離

          檢查物體是否位于傳感器面附近。

          請(qǐng)考慮以下事項(xiàng):

            被定位物體與傳感器之間的距離(遠(yuǎn)或近)

          適用于近距離感應(yīng):

            電感式和電容式接近傳感器

          適用于遠(yuǎn)距離感應(yīng):

            超聲波和紅外接近傳感器

          Ⅵ 常見問題

          1. 接近傳感器有什么作用?

          與傳統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)不同,接近傳感器適用于潮濕條件和較寬的溫度范圍使用。接近傳感器也適用于手機(jī),無論是您的 Andriod 還是 IOS 設(shè)備。它由簡(jiǎn)單的 IR 技術(shù)組成,可根據(jù)您的使用情況打開和關(guān)閉顯示。

          2. 接近傳感器的準(zhǔn)確度如何?

          今天的優(yōu)質(zhì)電感式接近傳感器可以具有可重復(fù)到 0.0001 英寸的觸發(fā)點(diǎn)。但是,為了獲得這樣的精度,每次觸發(fā)傳感器后,可檢測(cè)物體必須移動(dòng)遠(yuǎn)離傳感器的重置距離。

          3. 如何選擇接近傳感器?

          檢測(cè)金屬時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用電感式接近傳感器。檢測(cè)非金屬材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇電容式接近傳感器。檢測(cè)磁信號(hào)時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇磁感應(yīng)接近傳感器。

          4. 接近傳感器的范圍是多少?

          該傳感器還可用于檢測(cè)各種非金屬和金屬物體,通常在 3 至 30 毫米的范圍內(nèi)工作。

          5. 電感式傳感器有哪些不同類型?

          電感式接近傳感器根據(jù)工作原理大致分為以下三種類型:利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型、利用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。

          6. 什么是電感式接近傳感器?

          電感式接近傳感器是一種非接觸式電子接近傳感器。它用于金屬物體的定位和檢測(cè)。感應(yīng)開關(guān)的感應(yīng)范圍取決于被檢測(cè)金屬的類型。傳感器由感應(yīng)回路或檢測(cè)器線圈組成。

          7. 電感式接近傳感器用在什么地方?

          電感式接近傳感器的其他應(yīng)用包括用于叉車、監(jiān)控液壓機(jī)器內(nèi)的組件位置,以及用于注塑塑料零件的行業(yè)。

          8. 電容式接近傳感器如何工作?

          顧名思義,電容式接近傳感器通過記錄傳感器讀取的電容變化來運(yùn)行。當(dāng)一個(gè)物體存在時(shí),它會(huì)改變電容值并記錄為該物體的存在。電容式接近傳感器可用于檢測(cè)范圍廣泛的物體。

          9. 電容式傳感器檢測(cè)什么?

          許多類型的傳感器使用電容式傳感,包括用于檢測(cè)和測(cè)量接近度、壓力、位置和位移、力、濕度、液位和加速度的傳感器?;陔娙菔礁袘?yīng)的人機(jī)界面設(shè)備,例如觸控板,可以取代計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。

          10. 什么是手機(jī)接近傳感器?

          在 Android 中,接近傳感器主要用于檢測(cè)用戶的面部何時(shí)靠近屏幕。這就是電話屏幕似乎知道當(dāng)您在通話期間將其放在耳邊時(shí)關(guān)閉的方式,以防止任何錯(cuò)誤的按鈕按下。


          。這就是電話屏幕似乎知道當(dāng)您在通話期間將其放在耳邊時(shí)關(guān)閉的方式,以防止任何錯(cuò)誤的按鈕按下。


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