接近传感器是在没有物理接触的情况下检测物体的运动/存在并将捕获的信息转变成电信号的传感器。它也可以定义为接近开关,这是日本工业标准 (JIS) 对所有非接触式检测传感器的定义。
为了进一步了解接近传感器的全部内容,我们将看看它的功能。与传统的光学或接触式传感器相比,您将在下文中看到接近传感器的功能,以便更好地了解我们使用这些设备的原因。
非接触式感应
非接触式接近感应允许在不接触物体的情况下进行检测,确保物体保持良好状态。
不受表面条件影响
接近传感器几乎不受物体表面颜色的影响,因为它主要检测物理变化。
适用于广泛的应用
与传统的光学检测不同,接近传感器适用于潮湿条件和宽温度范围使用。
接近传感器也适用于手机,无论是 Android 还是 iOS 设备。它由简单的 IR 技术组成,可根据您的使用情况打开和关闭显示。例如,当您打电话时它会关闭您的显示器,这样您就不会在将某些东西放在脸颊附近时意外激活它!
更长的使用寿命
由于接近传感器使用半导体输出,因此没有依赖于操作周期的移动部件。因此,与传统传感器相比,它的使用寿命往往更长!
高速响应率
与感应需要接触的开关相比,接近传感器提供了更高的响应速度。
接近传感器的类型:电感式接近传感器
电感式接近传感器是非接触式传感器,仅用于检测金属物体。它基于感应定律,一旦金属物体接近它,就会用振荡器驱动线圈。
它有两个版本:
无屏蔽:线圈产生的电磁场不受限制,可实现更宽、更大的感应距离
屏蔽:产生的电磁场集中在前面,传感器线圈的侧面被覆盖
并由 4 个主要组件组成:
如图所示,它由 4 个主要组件组成;线圈、振荡器、施密特触发器和输出开关电路
工作原则
向线圈提供交流电,产生电磁检测场
当金属物体靠近磁场时,涡流会积聚,并导致线圈电感发生变化
当线圈电感发生变化时,一直持续监测的电路会触发传感器的输出开关
*注意:即使没有目标,感应式传感器也会继续振荡。仅当存在对象时才会触发开关。
常见应用
工业用途
计数产品、产品转移的生产自动化机器
安全用途
探测金属物体、军械库、地雷等。
电感式接近传感器的优点
非接触式检测
环境适应性;耐受工业领域常见的条件,如灰尘和污垢
在金属传感方面的能力和用途广泛
在价格方面相当便宜
无活动部件,确保更长的使用寿命
电感式接近传感器的缺点
检测范围不足,平均最大范围可达 80 毫米
只能检测金属物体
性能会受到外部条件的影响;极端温度、
切削液或化学品
接近传感器的类型:电容式接近传感器
电容式接近传感器是非接触式传感器,可检测金属和非金属物体,包括液体、粉末和颗粒。它通过检测电容的变化来工作。
与电感式传感器类似,它由振荡器、施密特触发器和输出开关电路组成。唯一的区别是它包含 2 个充电板(1 个内部,1 个外部)用于电容:
内板连接到振荡器
用作传感表面的外板(传感器电极)
工作原则
电容式接近传感器产生静电场
当物体(导电/非导电)接近感应区域时,两个板的电容都会增加,从而导致振荡器幅度增益
结果幅度增益触发传感器输出开关
*注意:电容式传感器仅在目标物体存在时才会振荡
常见应用
工业用途
计数产品、产品转移的生产自动化机器
灌装工艺、管道、油墨等
液位、成分和压力
湿度控制
非侵入式内容检测
触控应用
电容式接近传感器的优势
非接触式检测
检测多种材料
能够通过非金属墙壁检测物体,灵敏度范围宽
非常适合在工业环境中使用
包含允许用户调整传感器灵敏度的电位器,以便只检测想要的物体
无活动部件,确保更长的使用寿命
电容式接近传感器的缺点
相对较低的范围,尽管感应传感器的增量增加
与电感式传感器相比价格更高
接近传感器的类型:超声波接近传感器
此列表中的第三个是超声波接近传感器,通过发射高频超声波范围来检测物体的存在。它是通过电能的转换来实现的。与电容传感器类似,它也可以检测固体、液体、颗粒状或颗粒状物体。
可能是最简单的,它只包括一个超声波发射器和一个超声波接收器。
工作原则
声波换能器发射声波
声波从物体反弹
反弹回来的波然后返回到传感器
然后使用发射和接收声波所花费的时间来确定距离/接近度
常见应用
距离测量
用于风速和风向检测的风速计
自动化生产流程
流体检测
用于物体监测的无人机 (UAV)
机器人技术
超声波接近传感器的优点
非接触式检测
不受对象颜色和透明度的影响
不受外部环境条件影响,可靠的解决方案
在极端条件下工作良好
能够在黑暗的环境中使用
低电流消耗
超声波接近传感器的缺点
与电感和电容传感器相比,虽然检测范围有限,但检测范围更大
由于超声波传感器通过声波工作,因此无法在真空中工作
无法测量柔软物体或具有极端纹理的物体的距离
接近传感器的类型:IR 接近传感器
IR,简称红外线,通过发射一束红外光来检测物体的存在。它的工作原理类似于超声波传感器,但不是使用声波,而是传输红外线。
红外接近传感器由一个发射的 IR LED 和一个用于检测反射的光检测器组成。它有一个内置的信号处理电路,可以确定 PSD 上的光点。
工作原则
红外光从 IR LED 发射器发出
光束击中物体并以一定角度反射回来
反射光将到达光检测器
光探测器中的传感器确定反射物体的位置/距离
常见应用
距离测量
物品计数器;当物体切割辐射光时,它算作一
监控、防盗报警等安全系统。
监控应用
红外接近传感器的优势
非接触式检测
适用于白天和夜间使用
通过视线进行安全通信
与超声波接近传感器不同,能够测量到软物体的距离
红外传感器的精度不受腐蚀或氧化的影响
红外接近传感器的缺点
受环境条件和硬物影响,无法穿过墙壁或门使用
需要发射器和接收器之间的视线进行通信
长距离性能下降
接近传感器的类型:高端接近传感器
光电接近传感器
光电接近传感器是使用高端光电技术的传感器。这种类型的它发出的光束能够探测到各种物体!
它有以下三种不同的型号;反射型、对射型和回归反射型。每种型号都提供不同的发光方法,尽管它们在距离检测方面都非常高效。
磁性接近传感器
磁性接近传感器是用于通过其大感应范围检测磁性物体的接近设备。一个典型的结合了玻璃和金属刀片,允许快速磁化!
虽然它只是感应磁铁,但它的低成本、远距离和小尺寸仍然很棒。
激光雷达接近传感器
LiDar,简称光检测和测距,是一种高端传感技术,可提供出色的最大检测范围和快速的更新速率。唯一的主要缺点是成本,对于普通消费者来说可能太贵了。