1、接近式傳感器的工作原理及接近式傳感器選型

接近傳感器的工作原理及接近傳感器選型

1. 概述

接近傳感器又稱無觸點接近傳感器，是理想的電子開關量傳感器。當金屬檢測體接近傳感器的感應區域，開關就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發出電氣指令，準確反應出運動機構的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調整的方便性和對惡劣環境的適用能力，是一般機械式行程開關所不能相比的。它廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業。在自動控制系統中可作為限位、計數、定位控制和自動保護環節。接近傳感器具有使用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等特點。因此到目前為止，接近傳感器的應用范圍日益廣泛，其自身的發展和創新的速度也是極其迅速。

2.工作原理

2.1電感式接近開關工作原理

電感式接近傳感器屬于一種有開關量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產生電磁場的振蕩感應頭時，使物體內部產生渦流。這個渦流反作用于接近開關，使接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數發生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是金屬物體。

2.2電容式接近開關系列

電容式接近傳感器亦屬于一種具有開關量輸出的位置傳感器，它的測量頭通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化，由此便可控制開關的接通和關斷。這種接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測較低介電常數ε的物體時，可以順時針調節多圈電位器（位于開關后部）來增加感應靈敏度，一般調節電位器使電容式的接近開關在0.7-0.8Sn的位置動作。

2.3霍爾開關工作原理

2.3.1原理簡介

當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產生電位差，這種現象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為

其中K為霍爾系數，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場（洛倫磁力Lorrentz）的磁感應強度，d是薄片的厚度。

由此可見，霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比的關系。

霍爾開關的輸入端是以磁感應強度B來表征的，當B值達到一定的程度（如B1）時，霍爾開關內部的觸發器翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號輸出之分。

3. 接近傳感器的分類及結構

3.1兩線制接近傳感器

兩線制接近傳感器安裝簡單，接線方便；應用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點。

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年代日本產品絕大多數是NPN輸出，西歐各國NPN、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近傳感器一般應用在PLC或計算機作為控制指令較多，NPN輸出接近傳感器用于控制直流繼電器較多，在實際應用中要根據控制電路的特性進行選擇其輸出形式。

4 接近傳感器的選型和檢測

4.1   對于不同的材質的檢測體和不同的檢測距離，應選用不同類型的接近傳感器，以使其在系統中具有高的性能價格比，為此在選型中應遵循以下原則：

4.1.1 當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近傳感器，該類型接近傳感器對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。

4.1.2 當檢測體為非金屬材料時，如；木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近傳感器。

4.1.3 金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。

4.1.4 對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。

4.2 接近傳感器技術指標檢測

4.2.1 動作距離測定；當動作片由正面靠近接近傳感器的感應面時，使接近傳感器動作的距離為接近傳感器的最大動作距離，測得的數據應在產品的參數范圍內。

4.2.2 釋放距離的測定；當動作片由正面離開接近傳感器的感應面，開關由動作轉為釋放時，測定動作片離開感應面的最大距離。

4.2.3 回差H的測定；最大動作距離和釋放距離之差的絕對值。

4.2.4 動作頻率測定；用調速電機帶動膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調整開關感應面和動作片間的距離，約為開關動作距離的80%左右，轉動圓盤，依次使動作片靠近接近傳感器，在圓盤主軸上裝有測速裝置，開關輸出信號經整形，接至數字頻率計。此時啟動電機，逐步提高轉速，在轉速與動作片的乘積與頻率計數相等的條件下，可由頻率計直接讀出開關的動作頻率。

4.2.5 重復精度測定；將動作片固定在量具上，由開關動作距離的120%以外，從開關感應面正面靠近開關的動作區，運動速度控制在0.1mm/s上。當開關動作時，讀出量具上的讀數，然后退出動作區，使開關斷開。如此重復10次，最后計算10次測量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復精度誤差.

2、請問位置傳感器的工作原理？有哪些應用？

位置傳感器原理

位置傳感器用來測量機器人自身位置的傳感器。位置傳感器可分為兩種，直線位移傳感器和角位移傳感器。

位置傳感器(positionsensor)，能感受被測物的位置并轉換成可用輸出信號的傳感器。它能感受被測物的位置并轉換成可用輸出信號的傳感器。國內主要廠商有OTRON品牌。

位置傳感器分類

位置傳感器可用來檢測位置，反映某種狀態的開關，和位移傳感器不同，位置傳感器有接觸式和接近式兩種。

接觸式傳感器

接觸式傳感器的觸頭由兩個物體接觸擠壓而動作，常見的有行程開關、二維矩陣式位置傳感器等。行程開關結構簡單、動作可靠、價格低廉。當某個物體在運動過程中，碰到行程開關時，其內部觸頭會動作，從而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z軸方向兩端分別裝有行程開關，則可以控制移動范圍。二維矩陣式位置傳感器安裝于機械手掌內側，用于檢測自身與某個物體的接觸位置。

接近開關是指當物體與其接近到設定距離時就可以發出“動作”信號的開關，它無需和物體直接接觸。接近開關有很多種類，主要有電磁式、光電式、差動變壓器式、電渦流式、電容式、干簧管、霍爾式等。接近開關在數控機床上的應用主要是刀架選刀控制、工作臺行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。

霍爾傳感器

霍爾傳感器是利用霍爾現象制成的傳感器。將鍺等半導體置于磁場中，在一個方向通以電流時，則在垂直的方向上會出現電位差，這就是霍爾現象。將小磁體固定在運動部件上，當部件靠近霍爾元件時，便產生霍爾現象，從而判斷物體是否到位。

位置傳感器在直流電機上的應用

傳統的無刷直流電機大多以霍爾元件或其它地位檢測元件作位置傳感器，但位置傳感器維修困難，且霍爾元件的溫度特性不好，招致零碎牢靠性變差。因而，位置傳感器無刷直流電機成爲理想選擇，并具有寬廣的開展前景，但它的控制電路相當復雜。

位置傳感器無刷直流電動機的控制與有位置傳感器無刷直流電機控制的最基本區別就是應用反電勢的波形尋覓最佳換向點。當永磁無刷直流電動機運轉時，各相繞組的反電動勢(EMF)與轉子地位親密相關。由于各相繞組是交替導通任務的，在某相不導通的時辰，其反電動勢波形的某些特殊點，可替代轉子位置傳感器的功用，失掉所需求的信息。

外部的調速零碎是典型的直流電機PWM雙閉環調速零碎，在零碎中設置兩個調理器，辨別調理轉速和電流，二者之間實行串級聯接，即以轉速調理器的輸入作爲電流位置傳感器調理器，再用電流調理器的輸入控制開關器件。這樣組成的雙閉環零碎，在突加給定的過渡進程中表現爲一個恒值電流調理零碎，在穩態和接近穩態運轉中又表現爲無靜差調速零碎，即發揚了轉速和電流兩個位置傳感器調理器各自的作用，又防止了像單環零碎那樣兩種反應相互牽制的缺陷，從而取得良好的靜、靜態質量。

內部功率元件MOSFET的源極電流流過R失掉與位置傳感器無刷直流電機控制的簡易辦法電動機繞組電流成反比例的電壓，經環路濾波器(該濾波器能濾除觸發單穩電路的噪聲尖峰電流，普通選樣在工夫常數300ns以內)到電流比擬器的正端引腳)，比擬器的負端有鉗位電壓爲0.5V的二極管，因而可以限制電機定子電路的最大峰值電流當電流檢測電路的電壓高于比擬器負端電壓時，單穩態電路被觸發，關斷輸入MOSFET，電流下降，直至單穩電流被復位。

采用位置傳感器控制器芯片，簡化了無刷直流電動機的控制，它不只具有良好的限流和維護功用，而且用ML4428構成的雙閉環調速零碎的功能也將失掉改善，采用該位置傳感器控制器芯片，處理了應用反電勢檢測完成換向及低速時開環起動這一難題，實驗證明，該控制零碎構造復雜，功用完全，進步了零碎的牢靠性。該辦法對直流無刷電動機的普遍使用具有重要的實踐意義。

換向是由反電勢信號采樣檢出經位置傳感器鎖相環控制而完成的，在電機運動及低速運轉時，其反電勢爲零或極低，無法檢測，因而必需由其它辦法開環起動，到發生足夠大的反電勢方能進入正常換向。

3、接近傳感器原理是什么？

高興回答你的問題，能夠檢測人接近的傳感器是人體存在傳感器，以領普人體存在傳感器具體來聊聊這一傳感器的工作原理及實際應用：

工作原理：領普人體存在傳感器采用毫米波雷達技術，就技術特性來講，它不容易受環境（溫度、光線等）的影響，能夠穿透塑料、衣服等非金屬材料，因此非常適合家居使用；另一方面，與采用其他原理的傳感器相比，毫米波雷達不僅可以檢測到對象是否存在，還可以大致掌握人體的位置，檢測更為精細。

實際應用：領普人體存在傳感器具備一定先天優勢，因此功能方面也能發揮得更出色。領普人體存在傳感器支持接入米家，與小愛音箱聯動，開啟接近遠離感應功能后，將家里的窗臺等區域設置成危險區域，當孩子玩耍靠近時，小愛音箱就會發出語音警告。它還具備180°感應角度，6米感應距離，可以滿足一般家庭需要，與領普智能開關、智能窗簾等聯動，可以實現“人在燈亮，人走燈滅”等場景；在細節上，它還加持接近遠離感應功能、24小時光照曲線功能，具備1-10000lux的光照感應，可以根據室內外光線環境聯動打造舒適的燈光場景，體驗更加靈活智能的家居生活。

4、接近傳感器的原理？

距離傳感器有多種結構原理，即使用途相同的距離傳感器也有多種不同的構造和原理。

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。距離傳感器在傳感器中是一個大類，不同結構、用途的距離傳感器工作原理有較大的差異。

比較常見的距離傳感器有兩種常見原理（其它原理有很多，但應用普及程度較低）：

一是飛行時間法。通過發射并測量特定的能量波束從發射到被物體反射回來的時間，并由這個時間間隔來推算與物體之間的距離。這個特定的能量波束可以是電磁波（雷達），超聲波，光線等。這類距離傳感器比較適應遠距離測量；

二是可變磁通法。通過導電物體在不同距離上對變化磁場的影響的不同來檢測距離。這類傳感器在工業上大量用作金屬之間接近程度的測量。

在日用領域，由于對檢測的要求很低，距離傳感器可以做的十分簡單，有時只需一兩個元件能實現特定的功能就行。例如：

門禁或車門上的距離傳感器，在檢測門是否關閉時只需檢測門和門框是否靠近。這時只需在特定位置分別安裝一塊磁鐵和磁感應開關，就能實現距離檢測。

在手機上，接近傳感器檢測物體與手機的距離。通常只需返回遠和近兩個狀態，即遠狀態近狀態。一些芯片集成了接近傳感器和光線傳感器兩者功能。其實就是在光線傳感器旁邊裝了一個發射特定波長紅外線的發光二極管，當近距離有物體（例如接電話時的人臉）時，物體被紅外線照射反光，旁邊的光線傳感器在接受到這種特定波長紅外線的反光時就發出近狀態信號。反之則發出遠狀態信號。手機的接近傳感器可用于接聽電話時自動關閉LCD屏幕以節省電量。