聊一聊工業(yè)和自動化之間的5種接近傳感器
許多工業(yè)自動化 (IA) 應用要求能夠在不進行物理接觸的情況下感知物體或人體的存在和/或位置，以避免約束或限制所感知物體的移動。接近傳感器非常適合這一用處。但接近傳感器有很多種類，包括電磁式、電容式、電感式和光學式，被檢測物體的材料組成也可能會影響傳感器檢測其存在的能力。有些接近傳感器對探測黑色金屬很有用，而有些可以探測任何種類的金屬，還有一些可以探測任何類型的物體，甚至是人體。工業(yè)自動化應用中接近傳感器的潛在用戶必須了解不同的接近傳感器技術類型及其對特定感應情況的適用性。本文討論了幾種類型的傳感器，并詳細介紹了它們能夠感知的物體類型和每種器件類型的空間靈敏度。最后介紹了幾款來自TexasInstruments、Red Lion Controls、Littelfuse Inc.、Omron Electronics Inc.、MaxBotix Inc.和Carlo GavazziInc.實例器件。
圖 1：LDC0851HDSGT電感式接近傳感器使用雙電感線圈（感應線圈和參考線圈）來測量感應線圈附近的目標物體引起的電感量變化。（圖片來源：TexasInstruments）LDC0851 電感式接近開關是非接觸式接近檢測應用的理想選擇，如存在檢測、事件計數(shù)和感應范圍小于 10 毫米（0.39 英寸）的簡單按鈕。當一個導電物體在感應線圈附近移動時，該器件就會改變其輸出狀態(tài)。差分實現(xiàn)（使用感應和參考線圈來確定系統(tǒng)的相對電感）和滯后用于保證可靠的開關，使之不受機械振動、溫度變化或濕度影響。LDC0851HDSGT 的電感式拾音器線圈用一個傳感器電容進行調(diào)諧，將振蕩頻率設定在3 至 19 兆赫 (MHz) 范圍內(nèi)。當感應電感低于參考電感時，推挽輸出處于低電平狀態(tài)，反之則返回到高電平狀態(tài)。
圖 5：光學接近傳感器通過發(fā)射一束光并檢測目標反射回來的光來定位目標物體。（圖片來源：Art Pini）Omron Electronics Inc. 的EE-SY1200是一個出色的光學接近傳感器實例（圖 5，右）。它是一個安裝在小型印刷電路板上的超緊湊光傳感器，工作在 850 納米 (nm) 的紅外波長下。它包括一對 LED 發(fā)射器和光電晶體管，采用表面貼裝封裝，尺寸為 1.9 x 3.2 x 1.1 毫米（0.0748 x 0.126 x 0.043英寸），工作溫度范圍為 -25 至 +85℃。其推薦感應距離范圍為 1.0 至 4.0 毫米（0.039 至0.157 英寸）。由于它采用小尺寸板安裝，因此成為如自動纏繞機中金屬化麥拉材料對準之類應用的理想選擇。
400-920-1199
服務支持>聯(lián)系客服>微信客服
service.sh@digikey.com
QQ在線實時咨詢 | QQ號：4009201199
中國（美金）/香港客服400-882-4440852-3104-0500china.support@digikey.com
到微信搜尋“ digikey”或“得捷電子”關注我們官方微信并登記成會員，每周接收工程師秘技，賺積分，換禮品，享福利
01
電感式接近傳感器
電感式接近傳感器能夠檢測導電（即金屬）物體的存在，其感應范圍取決于被檢測金屬的類型。這些傳感器利用振蕩電路中線圈產(chǎn)生的高頻磁場進行操作。接近磁場的導電目標會在其中產(chǎn)生感應或渦流，形成一個相反的磁場，有效降低了電感式傳感器的電感量。電感式接近傳感器工作方式有兩種。在第一種工作方法中，當目標接近傳感器時，感應電流增加，這增加了振蕩電路的負載，導致其振蕩被衰減或停止。該傳感器用一個振幅檢測電路檢測這種振蕩狀態(tài)的變化，并輸出一個檢測信號。另一種工作方式是，使用因導電目標的存在而產(chǎn)生的頻率變化，而不是振幅的變化。非鐵金屬目標，如鋁或銅接近傳感器會導致振蕩頻率增加，而鐵金屬目標，如鐵或鋼會導致振蕩頻率降低。振蕩頻率相對于參考頻率的變化導致傳感器的輸出狀態(tài)改變。Texas Instruments 的LDC0851HDSGT是一個近距離電感式接近開關傳感器，它利用頻率的變化來檢測其電磁場內(nèi)是否存在導電物體（圖 1）。圖 1：LDC0851HDSGT電感式接近傳感器使用雙電感線圈（感應線圈和參考線圈）來測量感應線圈附近的目標物體引起的電感量變化。（圖片來源：TexasInstruments）LDC0851 電感式接近開關是非接觸式接近檢測應用的理想選擇，如存在檢測、事件計數(shù)和感應范圍小于 10 毫米（0.39 英寸）的簡單按鈕。當一個導電物體在感應線圈附近移動時，該器件就會改變其輸出狀態(tài)。差分實現(xiàn)（使用感應和參考線圈來確定系統(tǒng)的相對電感）和滯后用于保證可靠的開關，使之不受機械振動、溫度變化或濕度影響。LDC0851HDSGT 的電感式拾音器線圈用一個傳感器電容進行調(diào)諧，將振蕩頻率設定在3 至 19 兆赫 (MHz) 范圍內(nèi)。當感應電感低于參考電感時，推挽輸出處于低電平狀態(tài)，反之則返回到高電平狀態(tài)。02
磁性接近傳感器
磁性接近檢測器用于測量移動金屬部件的位置和速度，可以是霍爾效應傳感器這樣的有源器件，也可以是可變磁阻 (VR) 傳感器這樣的無源器件，如 Red Lion Controls 的MP62TA00螺紋式磁性拾音器（圖 2，左）?？勺兇抛杞咏鼈鞲衅鳒y量磁阻的變化（類似于電路中的電阻），它由一個永磁鐵、一個極片和一個封閉在圓柱形外殼中的傳感線圈組成。
圖 2：VR 磁性拾音器（圖左）是一個無源傳感器，可以感應到極片和傳感器外殼（圖右）之間的磁場變化。（圖片來源：Art Pini，MP62TA00 圖片來自 Red Lion Controls）
一個鐵磁性物體從極片旁緊密通過，會引起磁場的變化。這種變化又會在信號線圈中產(chǎn)生一個信號電壓。信號電壓的大小取決于目標物體的大小、速度以及極片和物體之間的間隙大小。目標物體必須處于運動狀態(tài)才能被 VR 傳感器感應到。MP62TA00 紋式磁性拾音器是一種采用環(huán)氧樹脂封裝的 VR 接近傳感器，工作溫度范圍為 -40 至 +107℃。它有一英寸（25.4 毫米(mm)）長，帶有一個 ? - 40UNS 螺紋體。VR 傳感器是無源器件，所以它們不需要電源。因此，它們通常用于測量旋轉的機器。例如，像 MP62TA00 這樣的 VR 拾音器被廣泛用于感應鐵質(zhì)齒輪、鏈輪或正時皮帶輪上的通過齒。它們還可用于感應螺栓頭、鍵槽或其他快速移動的金屬目標（圖 3）。
03
光學接近傳感器
光學接近傳感器使用光（紅外線或可見光）來感應物體。其優(yōu)點是，目標不需要有磁性或是金屬，只要能阻擋或反射光線就可以了?；驹硎?，光學傳感器發(fā)出光并監(jiān)測從目標物體上反射的光（圖 5，左）。圖 5：光學接近傳感器通過發(fā)射一束光并檢測目標反射回來的光來定位目標物體。（圖片來源：Art Pini）Omron Electronics Inc. 的EE-SY1200是一個出色的光學接近傳感器實例（圖 5，右）。它是一個安裝在小型印刷電路板上的超緊湊光傳感器，工作在 850 納米 (nm) 的紅外波長下。它包括一對 LED 發(fā)射器和光電晶體管，采用表面貼裝封裝，尺寸為 1.9 x 3.2 x 1.1 毫米（0.0748 x 0.126 x 0.043英寸），工作溫度范圍為 -25 至 +85℃。其推薦感應距離范圍為 1.0 至 4.0 毫米（0.039 至0.157 英寸）。由于它采用小尺寸板安裝，因此成為如自動纏繞機中金屬化麥拉材料對準之類應用的理想選擇。04
超聲波接近傳感器
感應距離要求更遠時，如檢測免下車窗口的汽車時，可以使用基于超聲波的接近傳感器來處理。這些傳感器可在多至數(shù)米 (m) 的距離內(nèi)探測任何類型的物體?；驹硎牵瑴y量傳感器發(fā)射器發(fā)出超聲波脈沖，然后被目標物體反射并被傳感器接收器拾取的飛行時間（圖 6）。圖 6：使用超聲波進行測距時，測量從發(fā)射器發(fā)射超聲波脈沖（左）到反射脈沖返回（右）的時間。這個時間是初始脈沖從傳感器到目標物體的飛行時間的兩倍。（圖片來源：Art Pini）
從發(fā)射脈沖到接收反射的時間代表了從傳感器到目標物體再返回的飛行時間。知道了傳播的速度和飛行的時間，就可以計算出距離。在所示例子中，飛行時間是 3.1 毫秒 (ms)。對于空氣來說，在 70 華氏度，聲音的速度是每秒 1128 英尺，所以到物體并返回的的總距離是 3.50 英尺。從傳感器到物體的距離是飛行時間的一半或 1.75 英尺。MatBotix Inc. 的 MB1634-000 是一種超聲波接近傳感器，測量范圍為 5 米（16.4 英尺）。它需要一個 2.5 至 5.5 伏的電源，工作頻率為 42 kHz，它將到目標的距離輸出為模擬電壓、脈沖寬度或晶體管-晶體管邏輯 (TTL) 串行數(shù)據(jù)流。它針對目標尺寸變化、工作電壓和內(nèi)部溫度（可選擇外部溫度補償）進行了補償，所有這些功能都封裝在一個小于一立方英寸的封裝中——0.875 x 1.498 x 0.58 英寸（22.23 x 38.05 x14.73 毫米）（圖 7）。
05
電容式接近傳感器
電容式接近傳感器可以檢測粉末、顆粒、液體和固體形式的金屬和非金屬目標。一個很好的實例是 Carlo Gavazzi 的CD50CNF06NO（圖 8）。該器件通常與電感式傳感器相似，只是電感式傳感器的感應線圈被電容式感應板所取代。它們最常用于感應儲罐中的液位。
圖 8：在一個通用的電容式接近傳感器中（左），電容式感應板與外部目標物體形成一個電容；電容值決定了振蕩器的頻率。Carlo Gavazzi 的 CD50CNF06NO（右）是一個用于監(jiān)測液位的電容式接近傳感器。（圖片來源：Art Pini）
傳感器中的感應板與目標物體形成一個電容，電容隨著與物體的距離變化而變化。感應目標電容決定了振蕩器的頻率，對該頻率進行監(jiān)測，便可在越過閾值頻率時切換輸出狀態(tài)。CD50CNF06N0 用于監(jiān)測液位。它是一個三線傳感器，帶有一個開集 NPN 晶體管，配置為常開模式。它采用 10 至 30 伏直流電源，封裝尺寸為50 x 30 x 7 mm（1.97 x 1.18 x 0.28 英寸），感應范圍為 6 毫米（0.24 英寸）。在其常用液位檢測應用中，一般用螺釘或粘膠將該器件固定在非金屬罐的外表面。結語：
接近傳感器采用的技術有多種類型，適合的應用各種各樣。根據(jù)傳感器的類型，它們可以探測金屬和非金屬目標，感應距離從幾毫米到五米或更遠。它們足夠緊湊，可以在狹小的空間內(nèi)工作，許多還能夠工作在惡劣環(huán)境中。市場上有一系列技術實現(xiàn)方法，為用戶提供了多種選擇，可滿足無數(shù)的接近檢測要求。 好東西，要分享如果小伙伴覺得這個內(nèi)容不錯請轉發(fā)或分享到朋友圈DK會員中心福利多
你，加入了沒?
積分可兌換各種好禮
快到「會員權益」頁面看看！如有任何問題, 歡迎聯(lián)系得捷電子
Digi-Key的客服團隊
中國（人民幣）客服
400-920-1199服務支持>聯(lián)系客服>微信客服service.sh@digikey.comQQ在線實時咨詢 | QQ號：4009201199
中國（美金）/香港客服400-882-4440852-3104-0500china.support@digikey.com
到微信搜尋“ digikey”或“得捷電子”關注我們官方微信并登記成會員，每周接收工程師秘技，賺積分，換禮品，享福利
點擊下方“閱讀原文”查看更多
原文標題：聊一聊工業(yè)和自動化之間的5種接近傳感器
文章出處：【微信公眾號：得捷電子DigiKey】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
得捷電子
+關注
關注
1文章
255瀏覽量
8568
原文標題：聊一聊工業(yè)和自動化之間的5種接近傳感器
文章出處：【微信號：得捷電子DigiKey，微信公眾號：得捷電子DigiKey】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
為什么說IO-Link是“工業(yè)自動化最后一米”技術？
隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對IO-Link的需求也在增加，能夠對傳感器和執(zhí)行器的大數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理。通過上述優(yōu)異功能，IO-Link傳感器有效
干貨 工程師必須掌握的接近傳感器
在現(xiàn)代工業(yè)自動化、安全監(jiān)控及日常生活中，接近傳感器作為一種重要的非接觸式檢測設備，扮演著不可或缺的角色。它們通過檢測物體的
壓力傳感器在工業(yè)自動化領域的深度應用與前沿探索
壓力傳感器在工業(yè)自動化領域的應用廣泛而深入，其重要性不言而喻。隨著技術的不斷進步和發(fā)展，中國國產(chǎn)壓力傳感器正朝著智能化、網(wǎng)絡
藍牙模塊在工業(yè)自動化中的應用
工業(yè)自動化的效率和靈活性，并討論面臨的挑戰(zhàn)和潛在解決方案。 藍牙模塊在工業(yè)自動化中的具體應用場景 無線傳感器網(wǎng)絡 在
工業(yè)機器人、PLC與自動化之間的關系
隨著科技的不斷進步和工業(yè)領域的快速發(fā)展，自動化已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要趨勢。在這一進程中，工業(yè)機器人和PLC（可編程邏輯控制
工業(yè)自動化和自動化區(qū)別是什么
工業(yè)自動化和自動化是兩個密切相關但又有所區(qū)別的概念。在這篇文章中，我們將詳細探討它們之間的區(qū)別，以及它們在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應用。
工業(yè)自動化包含哪些技術
工業(yè)自動化是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一部分，它通過使用各種技術和設備來提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。 一、工業(yè)
工業(yè)自動化控制設備包括什么設備
工業(yè)自動化控制設備是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分，它們通過自動化技術實現(xiàn)生產(chǎn)過程的高效、穩(wěn)定和精確控制。本文將詳細介紹
創(chuàng)想智控激光焊縫跟蹤傳感器在鋼瓶自動化焊接的應用
隨著科技的不斷進步，自動化技術在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色。在鋼瓶制造領域，自動化焊接技術的應用不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。今天創(chuàng)想智控小編和大家一起了解激光
工業(yè)自動化領域常見的五種傳感器類型梳理
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，傳感器幾乎必不可少。具體來講，工業(yè)生產(chǎn)者需要使用各種傳感器來監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備處于
DC電源模塊在工業(yè)自動化中的關鍵應用案例分析
BOSHIDA DC電源模塊在工業(yè)自動化中的關鍵應用案例分析 DC電源模塊在工業(yè)自動化中有多種關鍵應用，以下是幾個案例分析： DC電源模塊在工業(yè)
聊一聊消息隊列技術選型的7種消息場景
我們在做消息隊列的技術選型時，往往會結合業(yè)務場景進行考慮。今天來聊一聊消息隊列可能會用到的 7 種消息場景。
簡單聊一聊DPT技術-double pattern technology
今天想來簡單聊一聊DPT技術-double pattern technology，也就是雙層掩模版技術，在目前先進工藝下，這項技術已經(jīng)應用的很普遍了。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論