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巴魯夫接近傳感器工作原理

時(shí)間:2015/5/29閱讀:1890
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  巴魯夫接近傳感器工作原理 1. 概述接近傳感器又稱無(wú)觸點(diǎn)接近傳感器,是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。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)新的速度也是其迅速。
  巴魯夫接近傳感器工作原理2.1電感式接近開(kāi)關(guān)工作原理電感式接近傳感器屬于一種有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器,它由LC高頻振蕩器和放大理電路組成,利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí),使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)關(guān),使接近開(kāi)關(guān)振蕩能力衰減,內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化,由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近,進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。 2.2電容式接近開(kāi)關(guān)系列電容式接近傳感器亦屬于一種具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器,它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)板,而另一個(gè)板是物體的本身,當(dāng)物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí),物體和接近開(kāi)關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化,使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)物體,并不限于金屬導(dǎo)體,也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測(cè)較低介電常數(shù)ε的物體時(shí),可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器(位于開(kāi)關(guān)后部)來(lái)增加感應(yīng)靈敏度,一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開(kāi)關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作。
  巴魯夫接近傳感器工作原理 兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U,其表達(dá)式為 U=K?I?B/d 其中K為霍爾系數(shù),I為薄片中通過(guò)的電流,B為外加磁場(chǎng)(洛倫磁力Lorrentz)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,d是薄片的厚度。由此可見(jiàn),霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。霍爾開(kāi)關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表征的,當(dāng)B值達(dá)到一定的程度(如B1)時(shí),霍爾開(kāi)關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),霍爾開(kāi)關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出,和接近開(kāi)關(guān)類似有NPN、PNP、常開(kāi)型、常閉型、鎖存型(雙性)、雙信輸出之分。 3. 接近傳感器的分類及結(jié)構(gòu) 3.1兩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)。 3.2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。
   接近傳感器的選型和檢測(cè) 4.1 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: 4.1.1 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)zui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。 4.1.2 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。 4.1.3 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。 4.1.4 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。 4.2 接近傳感器技術(shù)指標(biāo)檢測(cè) 4.2.1 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zui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)。
  4.2.2 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zui大距離。 4.2.3 回差H的測(cè)定;zui大動(dòng)作距離和釋放距離之差的值。 4.2.4 動(dòng)作頻率測(cè)定;用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤(pán),在圓盤(pán)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(pán),依次使動(dòng)作片靠近接近傳感器,在圓盤(pán)主軸上裝有測(cè)速裝置,開(kāi)關(guān)輸出信經(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)讀出開(kāi)關(guān)的動(dòng)作頻率。 4.2.5 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),然后出動(dòng)作區(qū),使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。如此重復(fù)10次,zui后計(jì)算10次測(cè)量值的zui大值和zui小值與10次平均值之差,差值大者為重復(fù)精度.

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