接近傳感器廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線、機電一體化設(shè)備以及廣泛的行業(yè),包括石油、化工、軍事和科學(xué)研究。接近傳感器的定義是什么?
一、什么是接近傳感器?
接近傳感器是傳感器的總稱,用于在不接觸檢測對象的情況下進行檢測,并取代限位開關(guān)等接觸檢測方法。它具有將觀察到的物體的運動和存在信息轉(zhuǎn)換為電脈沖的能力。
使用通過電磁感應(yīng)在被檢測金屬物體中產(chǎn)生的渦流的方法,捕捉由于被檢測物體接近而導(dǎo)致的電信號容量變化的方法,以及使用鋒利的石頭和導(dǎo)向開關(guān)的方法是示例。轉(zhuǎn)換成電信號的檢測方法。它包括感應(yīng)式、靜電電容式、超聲波式、光電式和磁性式等。
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振動器產(chǎn)生交變磁場,供接近傳感器使用。當金屬目標接近磁場并接近測量距離時,會在金屬目標中形成渦流,導(dǎo)致振動衰減,接近傳感器的振動器停止振動。接近傳感器振動器的振動和停止振動的變化經(jīng)過后級放大電路處理,轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號,觸發(fā)驅(qū)動控制裝置,實現(xiàn)接近傳感器非接觸檢測的目的。接近傳感器的工作方式如下。
Ⅱ.接近傳感器的優(yōu)點是什么?
①被檢測的東西不會被磨損或破壞,因為它可能在不接觸的情況下被檢測到。
②由于采用非接點輸出方式,壽命延長(除磁式外)采用半導(dǎo)體輸出,對接點壽命無影響。
③適用于水、油等條件下使用,與光學(xué)檢測方式不同,不受檢測項目的污漬、油、水的影響。此外,還包括具有特氟隆外殼和高耐化學(xué)性的商品。
④ 與接點開關(guān)相比,可實現(xiàn)高速響應(yīng)。
⑤可承受較寬的溫度范圍。
⑥ 被檢測物體的顏色沒有影響:由于檢測到被檢測物體的物理性質(zhì)的變化,所以表面的顏色幾乎沒有影響。
⑦ 會受到周圍溫度、周圍物體、同類型傳感器的影響,如電感式和靜電電容式傳感器,傳感器之間會相互影響,與接觸式不同。因此,在設(shè)置傳感器時必須解決相互干擾問題。此外,感應(yīng)型必須考慮周圍金屬的影響,而靜電電容型必須考慮周圍物體的影響。
當金屬探測器靠近傳感器的感應(yīng)區(qū)域時,開關(guān)可以在無接觸、無壓力或無火花的情況下進行操作,并快速發(fā)出電信號,準確反映移動機構(gòu)的位置和行程。即使用于一般行程控制,其定位精度、工作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整方便、適應(yīng)惡劣條件的能力也使其無以倫比。
三、接近傳感器的分類
根據(jù)工作原理:
例如高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)橋型、永磁型、霍爾效應(yīng)型等都是接近傳感器的類型。
根據(jù)操作原則:
利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩、利用磁鐵的磁式、利用電容變化的電容式。
按檢測方法:
通用型:主要檢測黑色金屬(鐵)
所有金屬類型:檢測相同檢測距離內(nèi)的任何金屬。
有色金屬類:主要檢測鋁等有色金屬
按結(jié)構(gòu)類型:
1、兩線制接近傳感器安裝連接簡單;它被廣泛使用,但它的殘壓和漏電流很高。
2、直流三線式:直流三線式接近開關(guān)有兩種輸出類型:NPN和PNP。1970年代大部分日本項目是NPN輸出,西歐國家既有NPN也有PNP輸出。PNP 輸出接近傳感器通常用作 PLC 或計算機中的控制指令,而 NPN 輸出接近傳感器通常用于驅(qū)動直流繼電器。在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)控制電路的特性來選擇輸出形式。
四、不同類型的接近傳感器如何工作?
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組成。當物體接近傳感器的檢測表面時,回路的電容會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致高頻振蕩器振動。放大器將振蕩和停止狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號,然后將其轉(zhuǎn)換為二進制開關(guān)信號。
數(shù)字。2 電容接近開關(guān)工作原理圖
電感式接近傳感器的工作原理如下:高頻振蕩、檢測、放大、觸發(fā)和輸出電路組成電感式接近傳感器。在傳感器的檢測表面上,振蕩器產(chǎn)生交變電磁場。當金屬物體靠近傳感器的感應(yīng)表面時,金屬中形成的渦流會吸收振蕩器的能量,從而減弱振蕩并停止振動。振蕩器的振蕩和停止兩種狀態(tài)被轉(zhuǎn)換成電信號,然后被整形和放大成二進制開關(guān)信號,然后通過功率放大輸出。
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高頻振蕩接近傳感器的工作原理是由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(yīng)頭時,會產(chǎn)生渦流,從而降低接近傳感器的振蕩能力和改變內(nèi)部電路參數(shù)。這會檢測是否有金屬物體接近并調(diào)節(jié)開關(guān)是打開還是關(guān)閉。
所有金屬型傳感器的工作原理相同:所有金屬傳感器本質(zhì)上都是高頻振蕩傳感器。它有一個振蕩電路,就像標準類型一樣,其中由流過目標的感應(yīng)電流引起的能量損失會影響振蕩頻率。無論目標金屬類型如何,振蕩頻率都會隨著目標接近傳感器而增加。
有色金屬傳感器的工作原理是高頻振蕩型。它有一個振蕩電路,其中感應(yīng)電流通過目標引起的能量損失會影響振蕩頻率的變化。當有色金屬物體(例如鋁或銅)接近傳感器時,振蕩頻率會增加;當鐵等黑色金屬物體接近傳感器時,振蕩頻率會降低。如果振蕩頻率超過參考頻率,傳感器就會產(chǎn)生一個信號。
振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生高頻磁場,這就是通用接近傳感器的工作原理。由于電磁感應(yīng),當物體接近磁場時,物體內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)。感應(yīng)電流隨著目標接近傳感器而增加,從而增加了振蕩器電路上的負載。然后振蕩逐漸消失,直到它們停止。傳感器的幅度檢測電路檢測振蕩狀態(tài)的變化并輸出檢測信號。
Ⅴ.如何選擇和檢測接近傳感器?
選擇接近傳感器:
不同材質(zhì)的探測器和探測距離應(yīng)選擇不同類型的接近傳感器,以獲得系統(tǒng)的高性價比。為此,在選擇時應(yīng)遵循以下原則:
1、當檢測體為金屬時,應(yīng)使用高頻振蕩式接近傳感器,對鐵鎳和A3鋼檢測最靈敏。鋁、黃銅和不銹鋼檢測器主體的檢測靈敏度較低。
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2、當檢測體由非金屬材料制成時,如木材、紙、塑料、玻璃或水,應(yīng)采用電容式接近傳感器。
3、應(yīng)采用光電接近傳感器或超聲波接近傳感器對金屬體和非金屬進行遠距離檢測和控制。
4. 當探測器主體為金屬但靈敏度要求不高時,可以使用低成本的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。
接近傳感器選擇的要素:
① 檢測類型:內(nèi)置放大器、分離放大器;
②形狀:圓形、方形、槽型;
③ 檢測距離:mm;
④ 檢測對象:鐵、鋼、銅、鋁、塑料、水、紙等;
⑤ 工作電源:直流、交流、交直流通用;
⑥輸出形式:常開(NO)、常閉(NC);
⑦ 輸出方式:兩線、三線(NPN、PNP);
⑧ 屏蔽和非屏蔽;
⑨ 引出型、連接器型、連接器繼電器型;
⑩ 響應(yīng)頻率:一秒內(nèi)可檢測多個物體
接近傳感器檢測:
釋放距離的確定:當動作片從前面離開接近傳感器的感應(yīng)面并且開關(guān)從動作變?yōu)獒尫艜r,測量動作片離開感應(yīng)面的最大距離。
遲滯H的測定:最大作用距離與釋放距離之差的絕對值。
動作頻率測量:用調(diào)速電機驅(qū)動電木圓盤,在圓盤上放置若干鋼片,將開關(guān)檢測面與動作片的距離調(diào)整到開關(guān)動作距離的80%左右,轉(zhuǎn)動盤,依次執(zhí)行動作。芯片靠近接近傳感器,圓盤主軸有測速裝置,形成開關(guān)量輸出信號連接數(shù)字頻率計。此時啟動電機并逐漸提高速度。如果速度與動作片的乘積等于頻率計數(shù),則頻率計可以直接讀出開關(guān)的工作頻率。
重復(fù)精度測量,將動作片安裝在測量工具上,從開關(guān)感應(yīng)面的正面接近開關(guān)動作區(qū)域超過開關(guān)動作距離的 120%,同時保持移動速度為 0.1mm/s。激活開關(guān)后,在退出操作區(qū)域之前讀取測量工具上的讀數(shù)以關(guān)閉開關(guān)。重復(fù)此過程10次,然后計算10次測量值的最大值和最小值與10次平均值的差值;差異越大,重復(fù)性誤差越大。
Ⅵ.接近傳感器的常見故障排除
① 穩(wěn)定電源單獨為接近傳感器供電;
② 響應(yīng)頻率在額定范圍內(nèi);
③ 物體檢測過程中存在抖動,導(dǎo)致超出檢測區(qū)域;
④ 多個探頭安裝緊密,相互干擾;
⑤ 傳感器探頭周圍的檢測區(qū)域內(nèi)有其他被測物體;
⑥ 接近傳感器周圍有大功率設(shè)備,有電氣干擾。
機床、冶金、化工、紡織和印刷行業(yè)都使用接近傳感器。可作為自動控制系統(tǒng)中的限位、計數(shù)、定位控制、自動保護環(huán)節(jié)。使用壽命長、運行可靠、重復(fù)定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等都是接近開關(guān)的特點。接近傳感器的應(yīng)用范圍一直在擴大,研究和創(chuàng)新的速度也在加快。
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