電器設備常用的傳感器開(kāi)關(guān)科普

傳感器相信大家聽(tīng)到很多，但相信大家對于“傳感器開(kāi)關(guān)”還是很陌生的，那究竟什么是傳感器開(kāi)關(guān)呢?以下從幾個(gè)方面了解一下，希望對大家有幫助!

一、概述

在各類(lèi)傳感器中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。這類(lèi)傳感器不需要接觸到被檢測物體，當有物體移向位移傳感器，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器就有“感知”，通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性制作的開(kāi)關(guān)，就是接近開(kāi)關(guān)。

不同的傳感器檢出距離也不同。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)地移動(dòng)，又一個(gè)一個(gè)地離開(kāi)，這樣不斷地重復。不同的傳感器元件，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”。

二、傳感器的分類(lèi)

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)的傳感器有以下幾種：

1、電感式傳感器

電感式傳感器也叫渦流式傳感器，由三大部分組成：振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當金屬目標接近這一磁場(chǎng)，并達到感應距離時(shí)，在金屬目標內產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開(kāi)關(guān)信號，觸發(fā)驅動(dòng)控制器件，從而達到非接觸式的檢測目的。由此可見(jiàn)，這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測的物體必須是導電體。

2、電容式傳感器

這種傳感器的測量通常是傳感器固定處構成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是在測量過(guò)程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向傳感器時(shí)，不論它是否為導體，由于它的接近，總會(huì )使電容器兩極板間的介電常數發(fā)生變化，從而使電容器的電容量發(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，由此便可達到非接觸式的檢測目的。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。

3、霍爾式傳感器

當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì )產(chǎn)生電位差，這種現象就稱(chēng)為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱(chēng)為霍爾電勢U，其表達式為U=K·I·B/d，其中K為霍爾系數，I為薄片中通過(guò)的電流，B為外加磁場(chǎng)(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應強度，d是薄片的厚度。

由此可見(jiàn)，霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應強度成正比的關(guān)系?；魻栐蛯儆谶@種有源磁電轉換器件，是一種磁敏元件。它是在霍爾效應原理的基礎上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號轉換成實(shí)際應用中的電信號，同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應用易操作和可靠性的要求?；魻栭_(kāi)關(guān)就是利用霍爾元件的這一特性制作的，它的輸入端是以磁感應強度B來(lái)表征的，當B值達到一定的程度(如B1)時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)內部的觸發(fā)器翻轉，霍爾開(kāi)關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出，和其他傳感器類(lèi)似有NPN、PNP、常開(kāi)型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號輸出之分?；魻栭_(kāi)關(guān)具有無(wú)觸電、低功耗、長(cháng)使用壽命、響應頻率高等特點(diǎn)，內部采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌成一體化，所以能在各類(lèi)惡劣環(huán)境下可靠的工作。

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。

4、光電式傳感器

光電式傳感器利用的是光電效應。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。

利用光電式傳感器制作的光電式接近開(kāi)關(guān)可以檢測各種物質(zhì)，但是對于流體的檢測誤差較大。

5、熱釋電式傳感器

熱釋電式傳感器能感知溫度變化，將熱釋電器件安裝在開(kāi)關(guān)的檢測面上，當有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電傳感器的輸出信號發(fā)生變化，通過(guò)對傳感器輸出信號的轉化便可檢測出物體的接近。

6、線(xiàn)性接近傳感器

線(xiàn)性接近傳感器是一種屬于金屬感應的線(xiàn)性器件，接通電源后，在傳感器的感應面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當金屬物體接近此感應面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線(xiàn)性衰減，然后根據衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測物體的目的。

該接近傳感器具有無(wú)滑動(dòng)觸點(diǎn)，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長(cháng)壽命，可使用在各種惡劣條件下。線(xiàn)性傳感器主要應用在自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線(xiàn)對模擬量的智能控制。

三、特性

1、非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標物的損壞。

2、無(wú)觸點(diǎn)輸出，操作壽命長(cháng)。

3、即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩定檢測。

4、反應速度快。

5、小型感測頭，安裝靈活。

四、主要用途

這些接近開(kāi)關(guān)傳感器在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中應用十分廣泛;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，如長(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，也都有著(zhù)大量使用。而使用的方式，通常是制作成接近開(kāi)關(guān)。

五、應用案例

接近開(kāi)關(guān)傳感器應用于地鐵屏蔽門(mén)

隨著(zhù)國內地鐵行業(yè)的快速發(fā)展和地鐵交通事故的頻繁發(fā)生，地鐵屏蔽門(mén)將會(huì )越來(lái)越多的被地鐵站臺所使用。傳感器作為自動(dòng)化智能化設備的最佳儀器，接近開(kāi)關(guān)傳感器將會(huì )大量投入屏蔽門(mén)的技術(shù)應用中，地鐵事故將會(huì )在傳感器的應用中降到最低。

接近開(kāi)關(guān)傳感器是目前很多屏蔽門(mén)系統用來(lái)檢測開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的常用方案，一般是通過(guò)兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。另外光電開(kāi)關(guān)在系統中的用量也很大，一切屏蔽門(mén)技術(shù)都會(huì )應用更多傳感器技術(shù)。不難看出誰(shuí)應用傳感器技術(shù)多，誰(shuí)才會(huì )是市場(chǎng)上的強者，智能化和自動(dòng)化將依靠傳感器密切聯(lián)系在一起。

六、選用原則

在一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所，通常都選用渦流式接近開(kāi)關(guān)和電容式接近開(kāi)關(guān)。因為這兩種接近開(kāi)關(guān)對環(huán)境的要求條件較低。

當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，一般都選用渦流式接近開(kāi)關(guān)，因為它的響應頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應用范圍廣、價(jià)格較低。

若所測對象是非金屬(或金屬)、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)的響應頻率低，但穩定性好。安裝時(shí)應考慮環(huán)境因素的影響。

若被物為導磁材料或者為了區別和它在一同運動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測物體內時(shí)，應選用霍爾接近開(kāi)關(guān)，它的價(jià)格最低。

在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合，可采用光電接近開(kāi)關(guān)。光電接近開(kāi)關(guān)工作時(shí)對被測對象幾乎無(wú)任何影。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上，自動(dòng)麻將機、驗鈔機、取電開(kāi)關(guān)等都被廣泛地使用。

在防盜系統中，自動(dòng)門(mén)通常使用熱釋電接近開(kāi)關(guān)、超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)。有時(shí)為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開(kāi)關(guān)往往被復合使用。

無(wú)論選用哪種接近開(kāi)關(guān)，都應注意對工作電壓、負載電流、響應頻率、檢測距離等各項指標的要求。