一什么是接近傳感器？
接近傳感器是指設計用于在不接觸檢測對象的情況下進(jìn)行檢測并取代接觸檢測方法（如限位開(kāi)關(guān)）的傳感器的總稱(chēng)。它能夠將觀(guān)察到的物體的運動(dòng)和存在信息轉換為電脈沖。

使用通過(guò)電磁感應在待檢測的金屬物體中產(chǎn)生的渦電流的方法、捕捉由于待檢測的物體的接近而引起的電信號容量變化的方法以及使用尖銳的石頭和導向開(kāi)關(guān)的方法是轉換為電信號的檢測方法的示例。它包括感應、靜電電容、超聲波、光電和磁性等類(lèi)型。

圖1
振動(dòng)器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，由接近傳感器使用。當金屬靶接近磁場(chǎng)并接近測量距離時(shí)，會(huì )在金屬靶中形成渦流，導致振動(dòng)衰減，接近傳感器的振動(dòng)器停止振動(dòng)。接近傳感器振動(dòng)器的振動(dòng)和停止振動(dòng)的變化由后放大器電路處理并轉換為開(kāi)關(guān)信號，開(kāi)關(guān)信號觸發(fā)驅動(dòng)控制裝置，實(shí)現接近傳感器非接觸檢測的目標。接近傳感器的工作方式如下。

二接近傳感器的優(yōu)點(diǎn)是什么？
① 要檢測的東西不會(huì )被磨損或損壞，因為它可以在不接觸的情況下被檢測到。
② 由于使用非接觸式輸出方法，延長(cháng)壽命（磁性除外）使用半導體輸出，這對觸點(diǎn)的壽命沒(méi)有影響。
③ 與光學(xué)檢測方法不同，它適合在水和油等條件下使用，并且不受檢測項目的污漬、油和水的影響。此外，還包括具有聚四氟乙烯外殼和高耐化學(xué)性的商品。
④ 與接觸式開(kāi)關(guān)相比，可以實(shí)現高速響應。
⑤ 它可以承受各種溫度。
⑥ 被檢測物體的顏色沒(méi)有影響：因為被檢測物體物理質(zhì)量的變化被檢測到，所以表面的顏色幾乎沒(méi)有影響。
⑦ 它將受到周?chē)鷾囟?、周?chē)矬w和相同類(lèi)型的傳感器的影響，如感應和靜電電容傳感器，并且傳感器將相互影響，這與接觸型不同。因此，在設置傳感器時(shí)必須解決相互干擾問(wèn)題。此外，感應型必須考慮周?chē)饘俚挠绊?，而靜電電容型則必須考慮周?chē)矬w的影響。
當金屬探測器靠近傳感器的感應區域時(shí)，開(kāi)關(guān)可以在沒(méi)有觸摸、壓力或火花的情況下工作，并快速發(fā)出電信號，準確反映移動(dòng)機構的位置和行程。即使用于一般行程控制，其定位精度、工作頻率、使用壽命、易于安裝和調整，以及適應惡劣條件的能力使其無(wú)與倫比。

三接近傳感器的分類(lèi)
根據工作原理：
例如，高頻振蕩型、電容型、感應橋型、永磁體型和霍爾效應型都是接近傳感器的類(lèi)型。
根據操作原理：
利用電磁感應的高頻振蕩，利用磁體的磁型，以及利用電容變化的電容型。
根據檢測方法：
通用型：主要檢測黑色金屬（鐵）
所有金屬類(lèi)型：檢測相同檢測距離內的任何金屬。
有色金屬類(lèi)型：主要檢測鋁等有色金屬
根據結構類(lèi)型：
1.雙線(xiàn)接近傳感器安裝和連接簡(jiǎn)單；它被廣泛使用，但存在高殘留電壓和高漏電流的問(wèn)題。
2.直流三線(xiàn)式：直流三線(xiàn)接近傳感器有兩種輸出類(lèi)型：NPN和PNP。20世紀70年代，大多數日本產(chǎn)品都是NPN產(chǎn)量，西歐國家同時(shí)擁有NPN和PNP產(chǎn)量。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輸出接近傳感器一般用于驅動(dòng)DC繼電器。在實(shí)際應用中，應根據控制電路的特性來(lái)選擇輸出形式。

四不同類(lèi)型的接近傳感器是如何工作的？
電容接近傳感器的工作原理：電容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(shí)，環(huán)路的電容會(huì )發(fā)生變化，導致高頻振蕩器振動(dòng)。放大器將振蕩和停止狀態(tài)轉換為電信號，然后將電信號轉換為二進(jìn)制開(kāi)關(guān)信號。

圖2電容式接近開(kāi)關(guān)工作原理圖
感應式接近傳感器的工作原理如下：高頻振蕩、檢測、放大、觸發(fā)和輸出電路組成感應式接近感測器。在傳感器的檢測表面上，振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)。當金屬物體靠近傳感器的傳感表面時(shí)，金屬中形成的渦電流吸收振蕩器的能量，削弱振蕩并停止振動(dòng)。振蕩器的振蕩和停止兩種狀態(tài)被轉換為電信號，然后被整形并放大為二進(jìn)制開(kāi)關(guān)信號，然后在功率放大后輸出。

圖3
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。當金屬物體靠近振蕩感應頭時(shí)，會(huì )產(chǎn)生渦流，從而降低接近傳感器的振蕩能力，并改變內部電路參數。這可以檢測是否有金屬物體靠近，并調節開(kāi)關(guān)是打開(kāi)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(gè)振蕩電路，就像標準類(lèi)型一樣，其中由目標中流動(dòng)的感應電流引起的能量損失影響振蕩頻率。振蕩頻率隨著(zhù)目標接近傳感器而增加，而與目標金屬類(lèi)型無(wú)關(guān)。
有色金屬傳感器的工作原理是它是一種高頻振蕩類(lèi)型。它具有振蕩電路，其中由通過(guò)目標的感應電流引起的能量損失影響振蕩頻率的變化。當諸如鋁或銅的非鐵金屬物體接近傳感器時(shí)，振蕩頻率增加；當鐵等含鐵金屬物體接近傳感器時(shí)，振蕩頻率降低。如果振蕩頻率超過(guò)參考頻率，傳感器會(huì )產(chǎn)生一個(gè)信號。

振蕩電路中的線(xiàn)圈L產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，這就是通用接近傳感器的工作原理。由于電磁感應，當物體接近磁場(chǎng)時(shí)，在物體中產(chǎn)生感應電流（渦電流）。感應電流隨著(zhù)目標接近傳感器而增加，從而增加了振蕩電路上的負載。然后振蕩逐漸消失，直到它們停止。傳感器的振幅檢測電路檢測振蕩狀態(tài)的變化并輸出檢測信號。

五如何選擇和檢測接近傳感器？

選擇接近傳感器：
對于各種材料和檢測距離的探測器，應選擇不同類(lèi)型的接近傳感器，以在系統中獲得高性?xún)r(jià)比。因此，在選擇時(shí)應遵循以下原則：

1.當檢測體由金屬制成時(shí)，應使用高頻振蕩型接近傳感器，因為它對鐵鎳和A3鋼的檢測最敏感。鋁、黃銅和不銹鋼探測器主體的探測靈敏度較低。

圖4
2.當檢測體由非金屬材料制成時(shí)，如木材、紙張、塑料、玻璃或水，應使用電容式接近傳感器。

3.應使用光電接近傳感器或超聲波接近傳感器從遠處檢測和控制金屬體和非金屬。

4.當探測器主體是金屬但靈敏度要求不高時(shí)，可以使用低成本的磁性接近傳感器或霍爾型接近傳感器。

接近傳感器選擇要素：
① 檢測類(lèi)型：內置放大器、獨立放大器；
② 形狀：圓形、方形、凹槽型；
③ 檢測距離：?jiǎn)挝唬簃m；
④ 檢測對象：鐵、鋼、銅、鋁、塑料、水、紙張等。；
⑤ 工作電源：直流、交流、交流、直流通用；
⑥ 輸出形式：常開(kāi)（NO）、常閉（NC）；
⑦ 輸出方式：兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制（NPN、PNP）；
⑧ 屏蔽的和非屏蔽的；
⑨ 引出式、連接器式、連接器繼電器式；
⑩ 響應頻率：一秒鐘內可以檢測到多個(gè)物體

接近傳感器檢測：
釋放距離的確定：當動(dòng)作片從正面離開(kāi)接近傳感器的感應表面，開(kāi)關(guān)從一個(gè)動(dòng)作變?yōu)榱硪粋€(gè)釋放時(shí)，測量動(dòng)作片離開(kāi)感應表面的最大距離。
磁滯H的確定：最大作用距離和釋放距離之間差值的絕對值。
動(dòng)作頻率測量：用調速電機驅動(dòng)膠木圓盤(pán)，在圓盤(pán)上放置若干鋼板，將開(kāi)關(guān)檢測面與動(dòng)作片之間的距離調整到開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉動(dòng)圓盤(pán)，依次進(jìn)行動(dòng)作。芯片靠近接近傳感器，圓盤(pán)主軸上有測速裝置，開(kāi)關(guān)的輸出信號形成并連接到數字頻率計。此時(shí)啟動(dòng)電機，并逐漸提高轉速。如果速度和動(dòng)作片的乘積等于頻率計數，那么頻率計可以直接讀取開(kāi)關(guān)的工作頻率。

通過(guò)將動(dòng)作片安裝在測量工具上，并從開(kāi)關(guān)感應表面的前部接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作區域，超過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的120%，同時(shí)保持0.1mm/s的移動(dòng)速度，重復精度測量。開(kāi)關(guān)激活后，讀取測量工具上的讀數，然后離開(kāi)動(dòng)作區域關(guān)閉開(kāi)關(guān)。重復此程序10次，然后計算10次測量值的最高值和最小值與10次平均值之間的差值；差異越大，重復性誤差就越大。


六接近傳感器常見(jiàn)故障排除
① 穩定電源分別為接近傳感器供電；
② 響應頻率在額定范圍內；
③ 物體檢測過(guò)程中存在抖動(dòng)，導致超出檢測區域；
④ 多個(gè)探頭安裝緊密，相互干擾；
⑤ 在傳感器探針周?chē)臋z測區域中存在其他被測物體；
⑥ 接近傳感器周?chē)懈吖β试O備，并且存在電氣干擾。

機床、冶金、化工、紡織和印刷行業(yè)都采用了接近傳感器。它可以用作自動(dòng)控制系統中的限位、計數、定位控制和自動(dòng)保護環(huán)節。接近傳感器的使用壽命長(cháng)、操作可靠、重復定位精度高、無(wú)機械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強。接近傳感器的應用范圍一直在擴大，研究和創(chuàng )新的速度也在加快。