接近傳感器，是代替限位開(kāi)關(guān)等接觸式檢測(cè)方式，以無(wú)需接觸檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)為目的的傳感器的總稱。在jis的定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測(cè)到物體的接近和附近檢測(cè)對(duì)象有無(wú)的產(chǎn)品總稱為“接近開(kāi)關(guān)”，由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。
接近傳感器又稱無(wú)觸點(diǎn)接近傳感器，是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器，能檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。在換為電氣信號(hào)的檢測(cè)方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測(cè)對(duì)象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測(cè)體的接近引起的電氣信號(hào)的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的方式。
當(dāng)金屬檢測(cè)體接近傳感器的感應(yīng)區(qū)域，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。接近傳感器具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止，接近傳感器的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。
接近傳感器分類
1.根據(jù)操作原理，接近傳感器大致可以分為以下三類：利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。
2.按檢測(cè)方法分：
●通用型：主要檢測(cè)黑色金屬(鐵)。
●所有金屬型：在相同的檢測(cè)距離內(nèi)檢測(cè)任何金屬。
●有色金屬型：主要檢測(cè)鋁一類的有色金屬。
3.按結(jié)構(gòu)方法分：
(1)兩線制接近傳感器：
兩線制接近傳感器安裝簡(jiǎn)單，接線方便;應(yīng)用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點(diǎn)。
(2)直流三線式
直流三線式接近傳感器的輸出型有npn和pnp兩種，70年代日本產(chǎn)品絕大多數(shù)是npn輸出，西歐各國(guó)npn、pnp兩種輸出型都有。pnp輸出接近傳感器一般應(yīng)用在plc或計(jì)算機(jī)作為控制指令較多，npn輸出接近傳感器用于控制直流繼電器較多，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進(jìn)行選擇其輸出形式。
接近傳感器原理
電感式接近開(kāi)關(guān)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(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。
此外，作為另外一種方式，還包括檢測(cè)頻率相位成分的鋁檢測(cè)傳感器，和通過(guò)工作線圈僅檢測(cè)阻抗變化成分的全金屬傳感器。
接近傳感器特性
● 非接觸檢測(cè)，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。
● 無(wú)觸點(diǎn)輸出，操作壽命長(zhǎng)。
● 即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測(cè)。
● 反應(yīng)速度快。
● 小型感測(cè)頭，安裝靈活。
接近傳感器優(yōu)點(diǎn)
① 由于能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)，所以不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象物。
② 由于采用無(wú)接點(diǎn)輸出方式，因此壽命延長(zhǎng)(磁力式除外)采用半導(dǎo)體輸出，對(duì)接點(diǎn)的壽命無(wú)影響。
③ 與光檢測(cè)方式不同，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測(cè)時(shí)幾乎不受檢測(cè)對(duì)象的污漬和油、水等的影響。此外，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品
④ 與接觸式開(kāi)關(guān)相比，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)
⑤ 能對(duì)應(yīng)廣泛的溫度范圍
⑥ 不受檢測(cè)物體顏色的影響對(duì)檢測(cè)對(duì)象的物理性質(zhì)變化進(jìn)行檢測(cè)，所以幾乎不受表面顏色等的影響
⑦ 與接觸式不同，會(huì)受周圍溫度的影響、周圍物體、同類傳感器的影響包括感應(yīng)型、靜電容量型在內(nèi)，傳感器之間相互影響。因此，對(duì)于傳感器的設(shè)置，需要考慮相互干擾。此外，在感應(yīng)型中，需要考慮周圍金屬的影響，而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響。
接近傳感器安裝指南
接近開(kāi)關(guān)兩種安裝方式的區(qū)別
一般接近開(kāi)關(guān)有兩種安裝方式：齊平安裝和非齊平安裝。
齊平安裝：接近開(kāi)關(guān)頭部可以和金屬安裝支架相平安裝。
非齊平安裝：接近開(kāi)關(guān)頭部不能和金屬安裝支架相平安裝。
一般，可以齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)也可以非齊平安裝，但非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不能齊平安裝。這是因?yàn)?，可以齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)頭部帶有屏蔽，齊平安裝時(shí)，其檢測(cè)不到金屬安裝支架，而非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不帶屏蔽，當(dāng)齊平安裝時(shí)，其可以檢測(cè)
接近傳感器選型和檢測(cè)
對(duì)于不同的材質(zhì)的檢測(cè)體和不同的檢測(cè)距離，應(yīng)選用不同類型的接近傳感器，以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價(jià)格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則：
1.1 當(dāng)檢測(cè)體為金屬材料時(shí)，應(yīng)選用高頻振蕩型接近傳感器，該類型接近傳感器對(duì)鐵鎳、a3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)最靈敏。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體，其檢測(cè)靈敏度就低。
1.2 當(dāng)檢測(cè)體為非金屬材料時(shí)，如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近傳感器。
1.3 金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制時(shí)，應(yīng)選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。
1.4 對(duì)于檢測(cè)體為金屬時(shí)，若檢測(cè)靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià)格低廉的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。
2 接近傳感器技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)
2.1 動(dòng)作距離測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面靠近接近傳感器的感應(yīng)面時(shí)，使接近傳感器動(dòng)作的距離為接近傳感器的最大動(dòng)作距離，測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。
2.2 釋放距離的測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面離開(kāi)接近傳感器的感應(yīng)面，開(kāi)關(guān)由動(dòng)作轉(zhuǎn)為釋放時(shí)，測(cè)定動(dòng)作片離開(kāi)感應(yīng)面的最大距離。
2.3 回差h的測(cè)定;最大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕對(duì)值。
2.4 動(dòng)作頻率測(cè)定;用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調(diào)整開(kāi)關(guān)感應(yīng)面和動(dòng)作片間的距離，約為開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，依次使動(dòng)作片靠近接近傳感器，在圓盤主軸上裝有測(cè)速裝置，開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)整形，接至數(shù)字頻率計(jì)。此時(shí)啟動(dòng)電機(jī)，逐步提高轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速與動(dòng)作片的乘積與頻率計(jì)數(shù)相等的條件下，可由頻率計(jì)直接讀出開(kāi)關(guān)的動(dòng)作頻率。
3.2.5 重復(fù)精度測(cè)定;將動(dòng)作片固定在量具上，由開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的120%以外，從開(kāi)關(guān)感應(yīng)面正面靠近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作區(qū)，運(yùn)動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，讀出量具上的讀數(shù)，然后退出動(dòng)作區(qū)，使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。如此重復(fù)10次，最后計(jì)算10次測(cè)量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤
1.5接近傳感器選型要素：
① 檢測(cè)類型：放大器內(nèi)藏型、放大器分離型
② 外形：圓形、方形、凹槽型
③ 檢測(cè)距離：以 mm 為單位
④ 檢測(cè)物體：鐵、鋼、銅、鋁、塑料、水、紙等
⑤ 工作電源：直流、交流、交直流通用
⑥ 輸出形態(tài)：常開(kāi)(no) 、常閉(nc)
⑦ 輸出方式：兩線式、三線式(npn、pnp)
⑧ 屏蔽、非屏蔽
⑨ 導(dǎo)線引出型、接插件式、接插件中繼式
⑩ 應(yīng)答頻率：一秒鐘能檢測(cè)幾個(gè)物體(詳見(jiàn)產(chǎn)品樣本性能表中說(shuō)明) 其他：工作環(huán)境、開(kāi)關(guān)容量、外殼材質(zhì)、附件
接近傳感器故障維修
接近傳感器有誤動(dòng)作現(xiàn)象， 請(qǐng)按照以下步驟排故：
① 穩(wěn)定電源給接近傳感器單獨(dú)供電;
② 響應(yīng)頻率在額定范圍內(nèi);
③ 物體檢測(cè)過(guò)程中有抖動(dòng)，導(dǎo)致超出檢測(cè)區(qū)域;
④ 多個(gè)探頭緊密安裝互相干擾;
⑤ 傳感器探頭周圍的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)有其他被測(cè)物體;
⑥ 接近傳感器的周圍有大功率設(shè)備，有電氣干擾。