什么是接近傳感器？

目錄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物體的距離的傳感器，以及它們的共同的一點(diǎn)是，在檢測過(guò)程中，他們將不會(huì )接觸的對象。

有許多類(lèi)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、離開(kāi)還是消失。

最遠的可檢測距離稱(chēng)為“額定范圍”。一些傳感器可以調整額定范圍以適應不同的目的。如果在很短的距離內調整額定范圍，接近傳感器通常用作觸摸開(kāi)關(guān)。接近傳感器通常具有高可靠性和長(cháng)使用壽命的特點(diǎn)。這是因為傳感器和被感應物體之間沒(méi)有物理接觸，機械部件的損壞接近于零。

不同類(lèi)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傳感器。不同的接近傳感器適用于檢測不同類(lèi)型的物體。例如，電容式傳感器適用于檢測塑料物體，而電感式接近傳感器適用于金屬目標。

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(xiàn)）并等待返回信號或場(chǎng)的變化。被感應的物體稱(chēng)為接近傳感器的目標。

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(guò)接近導電介質(zhì)來(lái)改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標。

2.2 電容式接近傳感器

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

三、接近傳感器的種類(lèi)

以下是各種常見(jiàn)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金屬物體。它根據感應原理工作，振蕩器驅動(dòng)線(xiàn)圈，直到金屬物體進(jìn)入線(xiàn)圈。

近年來(lái)，電感式傳感器越來(lái)越受歡迎，盡管它們基于舊設計。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(guò)時(shí)檢測磁場(chǎng)的變化，類(lèi)似于在線(xiàn)圈中旋轉的磁鐵產(chǎn)生電力的方式。任何金屬探測器都以此開(kāi)始。

它們的檢測范圍可能會(huì )因設置而受到極大限制，特別是在通過(guò)檢測齒輪齒是否靠近傳感器來(lái)計算齒輪旋轉的應用中。電感式傳感器可以安裝在道路上以檢測在它們上面行駛的車(chē)輛，或者經(jīng)過(guò)優(yōu)化以檢測更遠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工作。它們對鐵和鋼等黑色金屬材料表現最佳，由于其工作原理，對非磁性金屬材料的檢測范圍較小。它們具有極快的刷新率，因為它們依賴(lài)于電磁場(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金屬和非金屬物質(zhì)，例如液體、粉末和顆粒。它通過(guò)檢測電容轉換來(lái)工作。

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

? 振蕩器連接到內部板上。

? 傳感表面是一個(gè)外部板（傳感器電極）。

當被感應物體接近傳感器時(shí)，物體會(huì )改變電容傳感器中的介電常數，傳感器通過(guò)測量這個(gè)介電常數就可以知道物體的距離。

但是電容式傳感器的響應速度一般比較慢，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 0.01 毫米以?xún)鹊暮穸茸兓?/span>

3.3 超聲波接近傳感器

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

超聲波傳感器可以通過(guò)發(fā)出啁啾并測量啁啾從表面反彈并返回所需的時(shí)間來(lái)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。

超聲波檢測非常精確，刷新率高，每秒可以發(fā)出數十或數百個(gè)脈沖或啁啾聲。物體的顏色和透明度對讀數幾乎沒(méi)有影響，因為它們是基于聲音而不是電磁波。

這種相同的特性意味著(zhù)它們不需要或不發(fā)光，這使它們非常適合本來(lái)就暗或必須是暗的條件。聲波會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而擴散，擴大檢測區域 - 根據應用的不同，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。

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，也可以單獨購買(mǎi)。由于聲速隨空氣溫度變化，任何顯著(zhù)的溫度變化都會(huì )影響精度。然而，這可以通過(guò)使用溫度測量來(lái)更新計算來(lái)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 )影響準確性。盡管超聲波傳感器本質(zhì)上類(lèi)似于聲納，但它們并非設計用于水下。最后，由于在真空中沒(méi)有聲音傳播的媒介，它們對聲音的依賴(lài)使它們變得毫無(wú)用處。

3.4 紅外接近傳感器

IR是紅外線(xiàn)的縮寫(xiě)，****一束紅外光來(lái)檢測物體的存在。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。

紅外接近傳感器包括一個(gè)****光的 IR LED 和一個(gè)檢測反射光的光檢測器。它有一個(gè)內置的信號處理電路，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(lái)。反射光將到達光檢測器。最后，光檢測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(zhuān)用光束探測器、放大器和微處理器組成。當發(fā)出的光束被物體反射時(shí)，光電探測器會(huì )感應到它，傳感器通過(guò)這種方法檢測物體。

****的光束將被調制到特定的頻率，并且檢測器還有一個(gè)頻率敏感的放大器，它只會(huì )響應以相應頻率調制的光。這可以防止由燈光或陽(yáng)光引起的錯誤檢測。當光電接近傳感器感應到黑色物體時(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。

盡管光電接近傳感器適用于許多工業(yè)應用，但它們也廣泛用于住宅和商業(yè)環(huán)境中的應用，例如車(chē)庫門(mén)傳感器和商店中的人員計數。光電傳感器在實(shí)施方面可以有多種設置方式。對射式在一側使用****，在另一側使用檢測器，當光束斷裂時(shí)進(jìn)行檢測。

****和檢測器位于一個(gè)回射系統中，另一側的反射器將信號從****反射回檢測器。最后，漫射將****和檢測器靠近在一起，但****的光會(huì )從任何周?chē)砻娣瓷?，很像超聲波傳感器，但不能測量距離。

由于缺少活動(dòng)部件，光電傳感器壽命長(cháng)，可以檢測范圍廣泛的材料，而透明材料和水可能會(huì )帶來(lái)問(wèn)題。對射式和回射式設置提供了長(cháng)感應范圍和快速響應時(shí)間。小物體可以通過(guò)漫反射式設置檢測，也可以是移動(dòng)檢測器。

只要鏡頭不被污染，這些都可以承受工業(yè)應用中的臟污條件。然而，它們測量與物體距離的能力受到嚴重限制，物體顏色和反射率可能會(huì )導致問(wèn)題。在繁忙的環(huán)境中，設備安裝可能會(huì )很復雜，因為必須安裝和對齊對射式和回射式。

四、接近傳感器的應用

電感式傳感器用于機床、紡織工業(yè)機器、汽車(chē)工業(yè)、裝配線(xiàn)等。它們用于在惡劣環(huán)境中檢測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(xiàn)、包裝裝置以及通過(guò)塑料或玻璃墻測量填充水平時(shí)。

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

光電傳感器用于紡織、機器人、電梯和一般建筑領(lǐng)域的零件檢測。它們還用于處理和輸送領(lǐng)域以及需要檢測人、車(chē)輛或動(dòng)物的應用。

3. 如何選擇接近傳感器？

此外，當一排接近傳感器以矩陣形式排列時(shí)，可以檢測物體表面的平整度。使用一些已知的平面物體，在驗證每個(gè)接近傳感器后，矩陣可以自動(dòng)檢測出廠(chǎng)物體的平面度是否在可接受的范圍內。

最常見(jiàn)的例子是手機上的接近傳感器。該傳感器的作用是防止用戶(hù)在使用通話(huà)功能時(shí)誤觸顯示屏。當傳感器感應到物體的接近時(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。但是，您必須首先考慮您的預期目的；您首先要嘗試使用什么。

Ⅵ 常見(jiàn)問(wèn)題

1. 接近傳感器有什么作用？

與傳統的光學(xué)檢測不同，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，無(wú)論是您的 Andriod 還是 IOS 設備。它由簡(jiǎn)單的 IR 技術(shù)組成，可根據您的使用情況打開(kāi)和關(guān)閉顯示。

2. 接近傳感器的準確度如何？

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，可檢測物體必須移動(dòng)遠離傳感器的重置距離。

3. 如何選擇接近傳感器？

檢測金屬時(shí)，應優(yōu)先選用電感式接近傳感器。檢測非金屬材料時(shí)，應優(yōu)先選擇電容式接近傳感器。檢測磁信號時(shí)，應優(yōu)先選擇磁感應接近傳感器。

4. 接近傳感器的范圍是多少？

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

5. 電感式傳感器有哪些不同類(lèi)型？

電感式接近傳感器根據工作原理大致分為以下三種類(lèi)型：利用電磁感應的高頻振蕩型、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。感應開(kāi)關(guān)的感應范圍取決于被檢測金屬的類(lèi)型。傳感器由感應回路或檢測器線(xiàn)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用包括用于叉車(chē)、監控液壓機器內的組件位置，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(guò)記錄傳感器讀取的電容變化來(lái)運行。當一個(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范圍廣泛的物體。

9. 電容式傳感器檢測什么？

許多類(lèi)型的傳感器使用電容式傳感，包括用于檢測和測量接近度、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娜藱C界面設備，例如觸控板，可以取代計算機鼠標。

10. 什么是手機接近傳感器？

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

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