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在各類傳感器中，有一種對(duì)接近它物件有&lquo;感知&rquo;能力的元件&mash;&mash;位移傳感器。這類傳感器不需要接觸到被檢測(cè)物體，當(dāng)有物體移向位移傳感器，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器就有&lquo;感知&rquo;，通常把這個(gè)距離叫&lquo;檢出距離&rquo;。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性制作的開關(guān)，就是接近開關(guān)。

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概述

不同的傳感器檢出距離也不同。有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移動(dòng)，又一個(gè)一個(gè)地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的傳感器元件，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為&lquo;響應(yīng)頻率&rquo;。 [1]

特性

1、非接觸檢測(cè)，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。

2、無(wú)觸點(diǎn)輸出，操作壽命長(zhǎng)。

3、即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測(cè)。

4、反應(yīng)速度。

5、小型感測(cè)頭，安裝靈活。

傳感器的分類

因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的&lquo;感知&rquo;方法也不同，所以常見的傳感器有以下幾種：

電感式傳感器

電感式傳感器也叫渦流式傳感器，由三大部分組成：振蕩器、開關(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)換成開關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)件，從而達(dá)到非接觸式的檢測(cè)目的。由此可見，這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。

電容式傳感器

這種傳感器的測(cè)量通常是傳感器固定處構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向傳感器時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總會(huì)使電容器兩極板間的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容器的電容量發(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，由此便可達(dá)到非接觸式的檢測(cè)目的。這種接近開關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。

霍爾式傳感器

當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U，其表達(dá)式為U=K&miot;I&miot;B/，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)(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，是薄片的厚度。

由此可見，霍爾效應(yīng)的靈敏度與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。霍爾元件就屬于這種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，是一種磁敏元件。它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和性的要求。霍爾開關(guān)就是利用霍爾元件的這一特性制作的，它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)，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(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，和其他傳感器類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號(hào)輸出之分。霍爾開關(guān)有無(wú)觸電、功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成，所以能在各類惡劣環(huán)境下的工作。

當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。

光電式傳感器

光電式傳感器利用的是光電效應(yīng)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可&lquo;感知&rquo;有物體接近。

利用光電式傳感器制作的光電式接近開關(guān)可以檢測(cè)各種物質(zhì)，但是對(duì)于流體的檢測(cè)誤差較大。

熱釋電式傳感器

熱釋電式傳感器能感知溫度變化，將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測(cè)面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電傳感器的輸出信號(hào)發(fā)生變化，通過(guò)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)化便可檢測(cè)出物體的接近。

線性接近傳感器

線性接近傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在傳感器的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。

該接近傳感器有無(wú)滑動(dòng)觸點(diǎn)，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且功耗，長(zhǎng)壽命，可使用在各種惡劣條件下。線性傳感器主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備線對(duì)模擬量的智能控制。

附錄：部分常用材料的衰減系數(shù)

材料

衰減系數(shù)

鋼

1

不銹鋼

0.85

黃銅

0.3

銅

0.4

其它類型傳感器

當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波傳感器元件、微波傳感器元件等。當(dāng)有物體移近時(shí)，傳感器接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無(wú)物體接近。

主要用途

這些接近開關(guān)傳感器在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)中應(yīng)用十分；在日常生活中，如賓館、飯店、車庫(kù)的自動(dòng)門，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用；在防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都有著大量使用。而使用的方式，通常是制作成接近開關(guān)。

應(yīng)用案例

接近開關(guān)傳感器應(yīng)用于地鐵屏蔽門

隨著地鐵行業(yè)的速發(fā)展和地鐵交通事故的頻繁發(fā)生，地鐵屏蔽門將會(huì)越來(lái)越多的被地鐵站臺(tái)所使用。傳感器作為自動(dòng)化智能化設(shè)備的佳儀器，接近開關(guān)傳感器將會(huì)大量投入屏蔽門的技術(shù)應(yīng)用中，地鐵事故將會(huì)在傳感器的應(yīng)用中降到。

接近開關(guān)傳感器是目前很多屏蔽門系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)開門與關(guān)門的常用方案，一般是通過(guò)兩個(gè)接近開關(guān)來(lái)檢測(cè)門的開啟和關(guān)閉。另外光電開關(guān)在系統(tǒng)中的用量也很大，一切屏蔽門技術(shù)都會(huì)應(yīng)用更多傳感器技術(shù)。不難看出誰(shuí)應(yīng)用傳感器技術(shù)多，誰(shuí)才會(huì)是上的強(qiáng)者，智能化和自動(dòng)化將依靠傳感器密切在一起。

選用原則

在一般的工業(yè)場(chǎng)所，通常都選用渦流式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)。因?yàn)檫@兩種接近開關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較。

當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，一般都選用渦流式接近開關(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用、較。

若所測(cè)對(duì)象是非金屬（或金屬）、液位度、粉狀物度、塑料、等。則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率，但穩(wěn)定性好。安裝時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。

若被物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測(cè)物體內(nèi)時(shí)，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的。

在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無(wú)任何影。因此，在要求較的機(jī)上，在機(jī)械上，、驗(yàn)鈔機(jī)、取電開關(guān)等都被地使用。

在防盜系統(tǒng)中，自動(dòng)門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時(shí)為了提識(shí)別的性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。

無(wú)論選用哪種接近開關(guān)，都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。

常用術(shù)語(yǔ)

一般接近開關(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：接近開關(guān)頭部不能和金屬安裝支架相平安裝。