接近式传感器优化方案探讨

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：接近式传感器是一种对接近它的物体有感知能力的元件，也称接近开关。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的，这种响应特性称为响应频率。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以是绝缘的液体或粉状物等。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响。

接近式传感器是一种对接近它的物体有感知能力的元件，也称接近开关。接近开关在机电测控领域和日常生活中有广泛的应用。在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门都有应用；在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置；在测控技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都使用着大量的接近开关。

当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，才有感知，开关才会动作，通常把这个距离叫检出距离，不同的接近开关检出距离也不同。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的，这种响应特性称为响应频率。

1.种类与特点

常见的接近开关“感知”方法不同，根据不同的原理和不同通常有以下几种：

（1）电涡流式这种开关有时也称为电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。

（2）电容式这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以是绝缘的液体或粉状物等。

（3）霍尔式霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。

（4）光电式利用光电效应做成的开关称为光电开关。将发光器件与光电接收器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后，便有信号输出，由此便可感知有物体接近。

（5）热释电式用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出就有变化，由此便可检测出有物体接近。

（6）其他形式的接近开关当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。超声波探测和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。

2.接近传感器选用注意事项

接近传感器有距离特性、响应速度、输出特征（NPN、PNP型）、抗干扰性等技术指标，选择时应重点考虑这几项技术性能，在注重前三项指标的前提下，应重点考虑抗环境干扰能力，特别对静电、辐射电磁场等要具有强的抗干扰性能，要在动作距离附近进行干扰试验，才能保证整个系统工作的可靠性，降低误报率和漏报率，同时要注意设定距离要合适。

在一般的工业生产场所，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关，因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低；若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等，则应选用电容式接近开关，这种开关的响应频率低，但稳定性好。

安装时，应考虑环境因素的影响。若被测对象为导磁材料或者为了区别和它在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时，应选用霍尔接近开关。在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电接近开关。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响。在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关，有时为了提高识别的可靠性，上述几种接近开关往往被复合使用。无论选用哪种接近开关，都应注意工作电压、负载电流、响应频率、检测距离等各项指标。

接近式传感器优化方案探讨

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