电感式传感器
1．电感式传感器工作原理
电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。
2．传感器选型指南
选择的依据是要决定哪一个是合适的传感器原理。这取决于将要测定的目标的材料。如果目标是金属的，那么需要一个电感传感器。
如果目标是塑料做的，纸做的；或（油基或水基）流体、颗粒、或者粉末，那么需要一个电容传感器。
如果目标带有磁性，那么电磁传感器是合适的。
为你的应用选择最佳传感器的4个步骤：
步骤1 按外壳形状
步骤2 按动作距离
步骤3 按电气数据和输出形式
步骤4 按其它技术参数
步骤1 按外壳形状
圆柱形传感器
这此传感器在它们的正面有一个感应区域，指向轴线方向。现有的直径是从3mm(没有螺纹)和4mm(有螺纹)，一直到// 现有的罩壳材料有：
★高级不锈钢
★黄铜，镀镍或者复盖聚四氟乙稀
★塑料
矩形传感器
槽型传感器
步骤2 按动作距离
动作距离是一个接近开关的最重的特征。根据物理原理，对于电感传感器和电容传感器，可以应用下面的近似公式：
S≤D/2
式中，D是传感器的传感面直径。
S是传感器的动作距离
动作距离的定义
当用标准测试板轴向接近开关感应面，使开关输出信号发生变化时测量的开关感应面和测试板之间的距离。
标准测试板尺寸：
其边长或为传感器的直径，或为3Sn（3倍额定动作距离）取二者中较大者，厚度为1mm 材料：为ST37或碳钢
例如：传感器直径为D=18mm
Sn=5mm
则D（18mm）>3Sn(3X5mm=15mm)
取18X18X1 为标准测试板
如直径为D=18mm
Sn=8mm
则D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
则D（18mm）<3Sn(3X8=24mm)
取24X24X1 为标准测试板
额定动作距离Sn
开关设计时理想的动作距离，即不考虑制造及外部条件所引起的偏差。
有效动作距离Sr
开关在额定工作电压及室温下（23±50℃）测得的动作距离
0.9Sn￡Sr ￡1.1Sn
可用动作距离Su
开关在允许的环境温度-25℃--+70℃下，输入电压在额定电压的85%到110%范围内，测得的动作距离
0. 9Sr￡Su ￡1.1Sr
可靠动作距离Sa
在这个动作距离内，开关的动作是可靠的
0￡Sa ￡0.81Sn
重复精度
是指在外壳温度为（23±5）℃，相对湿度为随机的，供电电压为Ue±5%,在8个小时的范围内进行测量所产生的有效作用距离的变化量：
R￡0.1Sr
回环宽度H
当测试板靠近接近开关和当测试板离开接近开关时所获得的两个开关点之间的距离差。这个距离差是相对于有效作用距离的百分数来表示，测量的环境温度为（23±5）℃，和在额定的工作电压范围内：
H￡0.2Sr
测量动作距离时，标准测试板必须轴向接近开关，然而，如果测试板在有效传感区内横向移动，则会获得不同的动作距离，并且与离开轴线的距离有关。
对于槽型传感器，响应只和目标插入槽口中的深度有关。
衰减系数
影响动作距离的因素
衰减（或阻尼）材料的性质起了重要的作用，这可以用衰减系数来描述。
衰减系数是指某一种材料的动作距离相对于ST37号钢减少了多少。衰减系数越小，则对于某种特定材料的动作距离就越小。
对于电容传感器特征参数是相对介电常数
齐平/非齐平安装
齐平安装：传感器埋入金属性基座内，其有效感应工作表面与基座面齐平。
非齐平安装：传感器不可埋入从属性基座内，其有效感应工作表面必须与其座保持一定
的尺寸。最大的可能动作距离（与直径有关）是用非齐平式传感器来获得的。
齐平式安装的电感传感器和电容传感器有这些优点：它们有更好的机械保护性能，与非齐平式安装的传感器相比较，对于错误的电影响的灵敏度更低。这些都是通过一个专门的内部屏蔽环来获得的。
齐平式安装的传感器与非齐平式安装的传感器相比较，其作用距离大约是后者的69%。传感器常常被一个先靠着一个地进行安装。为了避免相互之间的干扰，应该保持由表中给出的最小间隙C。
步骤3 按电气数据和输出型式
直流二线制
负载必须串接在传感器内进行工作。
有短路保护和极性变换保护。
直流三线制
这些传感器的电源和负载分开连接。它们有过载保护、短路保护和极性保护，它们的剩余电流可以忽略不计。
直流四线制
这些传感器与三线制相同，只是同时提供一个常闭和一个常开输出。
交流二线制
负载必须串接在传感器内工作。根据其功能，在开关断开的情况下，会有一个小的剩余电流过。接通时会有一个电压降。
NAMUR型二型二线制
NAMUR传感器是一种仅仅包含一振荡器的二线制传感器。该传感器的内阻随着感应目标的
远近，而发生变化，相应的电流也随之变化。
并联和串联连接
接近开关可以采用并联或串联的连接，以实现简单的逻辑功能（与、或、与非、或非）。与机械开关组合在一起也是可能的。根据防暴规定，NAMUR传感器不能采用并联或串联的连接。
三线直流与四线直流传感器的串联
当串联时，电压降相加，单个传感器的接通延时间相加
三线直流与四线直流传感器并联
双线交流传感器的串联
常开触点：“与”逻辑
常闭触点：“或非”逻辑
当串联时，在传感器上的电压降相加，它减低了在负载上可利用的电压，因此要注意：不能低于负载上的最小工作电压（注意到电网电压的波动）。
机械开关与交流传感器的并联
断开的触点中断了传感器的电源电压，若在传感器被衰减期间内机械触点闭合，则会产生一个短时间的功能故障，传感器的准备延迟时间（t￡80ms）避免了立即的通断动作. 补偿方法：将一人电阻并联在机械触点上（当触点断开时也是一样），此电阻使传感器
的准备时间不会再起作用，对与220V交流，此电阻大约82kW/1w.
电阻的计算方法：近似值大约为400W/V
双线交流传感器的并联
常开触点：“或”逻辑
常闭触点：“与非”逻辑
当并联时，剩余电流相加，例如：它可以—
—在可编程控制器的输入端会产生一个高电平的假象。
—超过小继电器的维持电流，避免了在触点上的压降。
—机械开关与交流传感器的并联
闭合的触点使传感器的工作电压短路，当触点断开之后，只有在准备延迟时间（t￡80ms）之后传感器才处于功能准备状态。
补偿办法：触点上串联一个电阻，可以可靠地保证了传感器的最小工作电压，因此避免了在机械触点断开之后的准备延迟。
计算电阻的公式：R=
步骤4 按其它技术参数
空载电流I是指传感器自身所需要的电流，即在没有负载时测量。
工作电流（持续电流）I 是指连续工作时的最大负载电流。
瞬时电流I 是指在开关闭合时不会损坏传达室感器的短时间内允许出现的电流。
剩余电流I 是指传感器断开时，流过负载的电流
工作电压U 是指供电电压范围。在这个电压范围内，传感器可以保证安全工作。对于NAMUR 传感器，必须标明额定电压。
电压降U 是指传感器接通时在传感器二端或者输出端测量得到的电压。
纹波电压是指叠加在工作电压之上的交流电压（峰-峰值），常用算术平均值的百分比来表示。
开关频率是指从衰减状态转变到没有衰减的状态的变换的最大次数，用赫兹（Hz）来度量。
允许干扰电压是指作用在电源上的短时间的电压尖峰，可能会损坏无保护的传感器。接通延时是指在接近开关的电源电压接上，到该接近开关开始工作，所需要的时间。对误脉冲抑制
当工作电压加上的时候，能在TV这个时间阶段里，抑制错误信号的输出。
短路保护
如果极限电流超过的话，输出会周期性地封闭和释放，直至短路被除。
极性保护
直流传感器具防止输入电源电压极性误接的保护功能。
过载保护
任何过载对传感器均无损害
断路保护
电源线断路不会引起误动作
导线颜色编码和连接形式
形式功能级性导线颜色/端子
2-线 N.O. 自由
AC N.C. 自由
Or N.O. 注明 L+棕，L-蓝
DC N.C. 注明 L+棕，L-蓝
金属外壳的交流型传感器外壳需接地
注：电气连接图中 BN-棕色 BI-蓝色 BK-黑色 WH-白色
电容式传感器
电容式传感器的工作原理
电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的”电容器电极，该两个电极构成一个电容，串接在RC振荡回路内。
电源接通时，RC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。
磁式传感器
磁式传感器的工作原理
磁式传感器是接近传感器，它（甚至透过非黑色金属）响应于一个永久的磁场。作用距离大于电感传感器。响应曲线与永久磁场的方向有关。
当一个目标（永久磁铁或外部磁场）接近时，线圈铁芯的导磁性（线圈的电感量L是由它决定的）变小，线圈的电感量也减小，Q值增加。激励振荡器振荡，并使振荡电流增加。
当一个磁性目标靠近时，磁式传感器的电流消耗随之增加。
磁式传感器与电感式传感式传感器相比较之优缺点：
优点：
---传感器可以安装在金属中
--传感器并排安装时没有任何要求
--传感器顶部（传感面）可以由金属制成
--传感器可以穿过金属检测
光电式传感器
光电式传感器工作原理
光电式传感器工作原理
光电传感器的构成
光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。
三角反射板是结构牢固的反射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
光纤（又称光导纤维LWL），它扩大了光电传感器的使用范围，形成了特殊的嵌装式收发装置。它可以在特殊的环境中使用，检测微小的物体。它在非常高的外界温度中，在结
构受限制的环境里，都可以获得满意的答案。
分类和工作方式
1．槽开光电开关
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
2．对射式光电开光
若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为以射分离式光电开光，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。
3．反光板反射式光电开关
把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。
4．扩散反射式光电开关
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关控制信号。
5．光纤式光电开关
把发光器发出的光用光纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。
术语
距离滞后指的是测量板接近或者移去时开关偏移的距离。距离滞后用开关距离的百分比来表示。
参考轴
发送器和接收器（对射型光电传感器），或者发送器和目标/反射板（反射型，反射板型光电传感器）之间构成的相对的理想轴线。在对射型光电传感器的情况下，参考轴就是透镜的光轴。在反射型和反射板型光电传感器的情况下，参考轴就是发送器和接收器透镜的光轴之间的中线。
反射板盲区
光束在反射的过程中，有一段区域是不能识别反射板的区域，这段区域就是反射板的盲区。
暗通（D.on）
是指当接收装置无光束射入时光电传感器的开关接通；当反射型光电传感器接收反射光束，如果无物体出现，则开关接通，而当有物体出现在光束射线的中间时，开关就断开。亮动（L.on）
是指当光学接收器受到光照的时候，传感器的输出接通。对射型和反射板型光电传感器是在光线遮住的时候，输出接通;反射型光电传感器，是在目标足够接近的时候，输出接
通。
盲区
是指反射型光电传感器不能识别目标的范围
NAMUR
是化工行业检测和控制技术的标准；要求仪表坚固可靠，适宜在易爆环境中工作。
传感器接线图
双线直流
电路原理图
接线电压：10—65V直流
常开触点（NO）
无极性
防短路的输出
漏电电流≤0.8mA
电压降≤5V
注意不允许双线直流传感器的串并联连接
三线直流
电路原理图
接线电压：10—30V直流
常开触点(NO)
电压降≤1.8V
防短路的输出
完备的极性保护
三线直流与四线直流传感器的串联
当串联时，电压降相加，单个传感器的准备延迟时间相加。四线直流
电路原理图
接线电压：10—65V
切换开关
防短路的输出
完备的极性保护
电压降≤1.8V
三线直流与四线直流传感器的并联
双线交流
电路原理图
常开触点(NO)
常闭触点(NC)
接线电压：20—250V交流
漏电电流≤1.7mA
电压降≤7V（有效值）
双线交流传感器的串联
常开触点：“与”逻辑
常闭触点：“或非”逻辑
当串联时，在传感器上的电压降相加，它减低了负载上可利用的电压，因此要注意：不能低于负载上的最小工作电压（注意到电网电压的波动）。
机械开关与交流传感器的串联
断开的触点中断了传感器的电源电压，若在传感器被衰减期间内机械触点闭和的话，则会产生一个短时间的功能故障，传感器的准备延迟时间（t≤80ms）避免了立即的通断动作。
补偿方法：将一电阻并联在机械触点上（当触点断开时也是一样），此电阻使传感器的准备时间不再起作用，对于200V交流，此电阻大约为82KΩ/1w。
电阻的计算方法：近似值大约为400Ω/V
双线交流传感器的并联
常开触点：“与”逻辑
常闭触点：“或非”逻辑
闭和触点使传感器的工作电压短路，当触点短开以后只有在准备延迟时间（t≤80ms）之后传感器才处于功能准备状态。
补偿办法：触点上串联一个电阻可以可靠地保证了传感器的最小工作电压，因此避免了在机械触点断开之后的准备延迟。
计算电阻的公式：R=10/I P=I2×R
电感式接近开关原理 1.电感式接近开关工作原理 电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的 2.霍尔接近开关工作原理 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz)的磁感应强度，d是薄片的厚度。 由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度(如B1)时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和其他传感器类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近传感器、压力传感器、里程表等，作为一种新型的电器配件。 3.线性接近传感器的原理 线性接近传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在传感器的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。 该接近传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。线性传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 4. 电感式接近开关工作原理 电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。 附录1：部分常用材料的值 1、概述 接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。 特性： ●非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏。
第5章电感式传感器 一、单项选择题 1、电感式传感器的常用测量电路不包括（）。 A. 交流电桥 B. 变压器式交流电桥 C. 脉冲宽度调制电路 D. 谐振式测量电路 2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（）。 A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反 B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化 C. 根据输出的指示可以判断位移的方向 D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态 3、下列说法正确的是（）。 A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。 B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。 C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。 D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。 4、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（）。 A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向 B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压 C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向 D. 既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压 5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（）。 A．直流电桥 B．变压器式交流电桥 C．差动相敏检波电路 D．运算放大电路 6、通常用差动变压器传感器测量（）。 A．位移 B．振动 C．加速度 D．厚度7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。 A．直流电桥 B．变压器式交流电桥 C．差动相敏检波电路 D．运算放大电路 二、多项选择题 1、自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（）。 A. 提高很多倍 B. 提高一倍 C. 降低一倍 D. 降低许多倍 2、电感式传感器可以对（）等物理量进行测量。
各种接近开关的种类与应用 各种接近开关的种类与应用 1、涡流式接近开关 这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。 2、电容式接近开关 这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。 3、霍尔接近开关 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 4、光电式接近开关 利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。 5、热释电式接近开关 用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出便变化，由此便可检测出有物体接近。 6、其它型式的接近开关 当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。
电感式传感器的基本原理及典型应用 指导教师：边辉 班级：机电一班 小组成员： 撰写时间：2015.06.07 摘要 本文主要介绍了基于自感原理的电感式传感器，采用互感原理的互感式传感器的差动变压器式传感器和电涡流式传感器。分别介绍了
一下它们的工作原理和优点及缺点。因其结构简单、动态响应快、易实现非接触测量等突出的优点，目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、粮食等行业中应用广泛。 摘要 (1) 一、自感式传感器： (4) 1.气隙型电感式传感器 (4)
2.螺管式电感传感器 (6) 3.电感线圈的等效电路 (6) 5.传感器应用 (7) 二、差动变压器 (8) 1.结构和工作原理 (8) 2.基本特性 (8) 3.测量电路 (9) 4.差动变压器的应用 (9) 三、电涡流式传感器 (11) 1.电涡流式传感器的工作原理 (11) 2.高频反射式高频反射式电涡流传感器 (12) 3.测量电路 (13) 4.电涡流式传感器的应用 (13) 前言 电感式传感器是基于电磁感应原理，利用线圈自感或互感的变化来实现非电量电测的一种装置。利用这种转换原理，可以测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数
电感式传感器具有以下优点： （1）结构简单，工作可靠； （2）灵敏，分辨率高（位移变化可达0.01μm ）； （3）零点稳定，漂移最小可达0.1μm ； （4）测量精度高，线性好（非线性误差可达0.05%~0.1%）； （5）输出功率大，即使不用放大器，一般也有（0.1~5）V/mm 的输出值，且性能稳定。 电感式传感器的主要缺点：频率响应较低，不宜用于快速动态信号的测量；分辨率和示值误差与测量范围有关，测量范围愈大分辨率和示值精度相应降低；存在交流零位信号。 电感式传感器的种类有很多，通常所说的电感式传感器是基于自感原理的自感式传感器；而采用互感原理的互感式传感器有差动变压器式传感器（利用变压器原理，且往往做成差动形式）和电涡流式传感器。 电感式传感器具有结构简单、动态响应快、易实现非接触测量等突出的优点，特别适合用于酸类，碱类，氯化物，有机溶剂，液态CO2，氨水，PVC 粉料，灰料，油水界面等液位测量，目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、粮食等行业中应用广泛。 一、自感式传感器： 1.气隙型电感式传感器 (1)工作原理 L 0δδ ?
电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理 1、电感式接近开关工作原理 电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图及接线图如下所示：
2、电容式接近开关工作原理 电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。工作流程方框图及接线图如下所示：
3、霍尔式接近开关工作原理 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U， 其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。 由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。 霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。 霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关，但是比它寿命长，响应快无磨损，而且安装时要注意磁铁的极性，磁铁极性装反无法工作。 内部原理图及输入/输出的转移特性和接线图如下所示：
电感式接近开关工作原理 电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。 电容式接近开关系列 电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。 霍尔开关工作原理 原理简介 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为 U=K·I·B/d
其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。 由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。 我厂生产的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。
电感式传感器 1．电感式传感器工作原理 电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。 2．传感器选型指南 选择的依据是要决定哪一个是合适的传感器原理。这取决于将要测定的目标的材料。如果目标是金属的，那么需要一个电感传感器。 如果目标是塑料做的，纸做的；或<油基或水基）流体、颗粒、或者粉末，那么需要一个电容传感器。 如果目标带有磁性，那么电磁传感器是合适的。 为你的应用选择最佳传感器的4个步骤： 步骤1 按外壳形状 步骤2 按动作距离 步骤3 按电气数据和输出形式 步骤4 按其它技术参数
步骤1 按外壳形状 圆柱形传感器 这此传感器在它们的正面有一个感应区域，指向轴线方向。现有的直径是从3mm(没有螺纹>和4mm(有螺纹>，一直到// 现有的罩壳材料有： ★高级不锈钢 ★黄铜，镀镍或者复盖聚四氟乙稀 ★塑料 矩形传感器 槽型传感器 步骤2 按动作距离 动作距离是一个接近开关的最重的特征。根据物理原理，对于电感传感器和电容传感器，可以应用下面的近似公式： S≤D/2 式中，D是传感器的传感面直径。 S是传感器的动作距离 动作距离的定义 当用标准测试板轴向接近开关感应面，使开关输出信号发生变化时测量的开关感应面和测试板之间的距离。 标准测试板尺寸： 其边长或为传感器的直径，或为3Sn<3倍额定动作距离）取二者中较大者，厚度为1mm 材料：为ST37或碳钢
备注：本资料仅供福大内部工作参考，不作为选型唯一依据。具体选型需结合各品牌最新样本参数进行，或咨询霍尼韦尔技术支持热线 400 633 6089。 福大霍尼韦尔总经销 14235致上 Honeywell Schneider Omron 外形 外壳 尺寸 感应距 安装方式 输出类型 接线方式 材料 离(mm)JSM802UD1C2 XS208BLNAL2C E2E-X2ME1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JSM802UD2C2 XS208BLPAL2C E2E-X2MF1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JSM802UD3C2 XS208BLNBL2C E2E-X2ME2 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JSM802UD4C2 XS208BLPBL2C E2E-X2MF2 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JSM81E5D1C2 XS108BLNAL2C E2E-X1R5E1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JSM81E5D2C2 XS108BLPAL2C E2E-X1R5F1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JSM81E5D3C2 XS108BLNBL2C E2E-X1R5E2 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JSM81E5D4C2 XS108BLPBL2C E2E-X1R5F2 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JSM802UD1Y XS208BLNAM12C E2E-X2ME1-M1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 NPN NO M12连接器JSM802UD2Y XS208BLPAM12C E2E-X2MF1-M1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 PNP NO M12连接器JSM802UD3Y XS208BLNBM12C E2E-X2ME2-M1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 NPN NC M12连接器JSM802UD4Y XS208BLPBM12C E2E-X2MF2-M1 圆柱形 金属 ?8 2 非嵌入式 PNP NC M12连接器JSM81E5D1Y XS108BLNAM12C E2E-X1R5E1-M1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 NPN NO M12连接器JSM81E5D2Y XS108BLPAM12C E2E-X1R5F1-M1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 PNP NO M12连接器JSM81E5D3Y XS108BLNBM12C E2E-X1R5E2-M1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 NPN NC M12连接器JSM81E5D4Y XS108BLPBM12C E2E-X1R5F2-M1 圆柱形 金属 ?8 1.5 嵌入式 PNP NC M12连接器JM1204UD1C2 XS212BLNAL2C E2E-X5ME1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM1204UD2C2 XS212BLPAL2C E2E-X5MF1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM1204UD3C2 XS212BLNBL2C E2E-X5ME2 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JM1204UD4C2 XS212BLPBL2C E2E-X5MF2 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM1202ED1C2 XS112BLNAL2C E2E-X2E1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM1202ED2C2 XS112BLPAL2C E2E-X2F1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM1202ED3C2 XS112BLNBL2C E2E-X2E2 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m Jm1202ED4C2 XS112BLPBL2C E2E-X2F2 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM1204UD1Y XS212BLNAM12C E2E-X5ME1-M1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 NPN NO M12连接器JM1204UD2Y XS212BLPAM12C E2E-X5MF1-M1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 PNP NO M12连接器JM1204UD3Y XS212BLNBM12C E2E-X5ME2-M1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 NPN NC M12连接器JM1204UD4Y XS212BLPBM12C E2E-X5MF2-M1 圆柱形 金属 ?12 4 非嵌入式 PNP NC M12连接器JM1202ED1Y XS112BLNAM12C E2E-X2E1-M1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 NPN NO M12连接器JM1202ED2Y XS112BLPAM12C E2E-X2F1-M1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 PNP NO M12连接器JM1202ED3Y XS112BLNBM12C E2E-X2E2-M1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 NPN NC M12连接器JM1202ED4Y XS112BLPBM12C E2E-X2F2-M1 圆柱形 金属 ?12 2 嵌入式 PNP NC M12连接器JM1808UD1C2 XS218BLNAL2C E2E-X10ME1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM1808UD2C2 XS218BLPAL2C E2E-X10MF1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM1808UD3C2 XS218BLNBL2C E2E-X10ME2 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JM1808UD4C2 XS218BLPBL2C E2E-X10MF2 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM1805ED1C2 XS118BLNAL2C E2E-X5E1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM1805ED2C2 XS118BLPAL2C E2E-X5F1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM1805ED3C2 XS118BLNBL2C E2E-X5E2 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JM1805ED4C2 XS118BLPBL2C E2E-X5F2 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM1808UD1Y XS218BLNAM12C E2E-X10ME1-M1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 NPN NO M12连接器JM1808UD2Y XS218BLPAM12C E2E-X10MF1-M1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 PNP NO M12连接器JM1808UD3Y XS218BLNBM12C E2E-X10ME2-M1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 NPN NC M12连接器JM1808UD4Y XS218BLPBM12C E2E-X10MF2-M1 圆柱形 金属 ?18 8 非嵌入式 PNP NC M12连接器JM1805ED1Y XS118BLNAM12C E2E-X5E1-M1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 NPN NO M12连接器JM1805ED2Y XS118BLPAM12C E2E-X5F1-M1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 PNP NO M12连接器JM1805ED3Y XS118BLNBM12C E2E-X5E2-M1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 NPN NC M12连接器JM1805ED4Y XS118BLPBM12C E2E-X5F2-M1 圆柱形 金属 ?18 5 嵌入式 PNP NC M12连接器JM3015UD1C2 XS230BLNAL2C E2E-X18ME1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM3015UD2C2 XS230BLPAL2C E2E-X18MF1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM3015UD3C2 XS230BLNBL2C E2E-X18ME2 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JM3015UD4C2 XS230BLPBL2C E2E-X18MF2 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM3010ED1C2 XS130BLNAL2C E2E-X10E1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 NPN NO 预接线缆，长度为2m JM3010ED2C2 XS130BLPAL2C E2E-X10F1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 PNP NO 预接线缆，长度为2m JM3010ED3C2 XS130BLNBL2C E2E-X10E2 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 NPN NC 预接线缆，长度为2m JM3010ED4C2 XS130BLPBL2C E2E-X10F2 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 PNP NC 预接线缆，长度为2m JM3015UD1Y XS230BLNAM12C E2E-X18ME1-M1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 NPN NO M12连接器JM3015UD2Y XS230BLPAM12C E2E-X18MF1-M1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 PNP NO M12连接器JM3015UD3Y XS230BLNBM12C E2E-X18ME2-M1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 NPN NC M12连接器JM3015UD4Y XS230BLPBM12C E2E-X18MF2-M1 圆柱形 金属 ?30 15 非嵌入式 PNP NC M12连接器JM3010ED1Y XS130BLNAM12C E2E-X10E1-M1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 NPN NO M12连接器JM3010ED2Y XS130BLPAM12C E2E-X10F1-M1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 PNP NO M12连接器JM3010ED3Y XS130BLNBM12C E2E-X10E2-M1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 NPN NC M12连接器JM3010ED4Y XS130BLPBM12C E2E-X10F2-M1 圆柱形 金属 ?30 10 嵌入式 PNP NC M12连接器 Honeywell J(S)M 系列拥有更多更长检测距离的型号产品，具体信息请参考电感式接近传感器样本。
接近开关原理 接近开关 一，电感式接近开关工作原理 电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的 电路板图： 原理图：
电感式接近开关传感器的选型及使用、调试方法 电感式接近开关由于其具有体积小，重复定位精度高，使用寿命长，抗干扰性能好，可靠性高，防尘，防油，乃振动等特点，被广泛用于各种自动化生产线，机电一体化设备及石油、化工、军工、科研等多种行业。 一．工作原理 电感式接近开关是一种利用涡流感知物体的传感器，它由高频振荡电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。 振荡器是由绕在磁芯上的线圈而构成的LC振荡电路。振荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的电磁场，当外界的金属物体接近这一磁场，并达到感应区时，在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路振荡减弱或停止振荡，这一振荡变化，被后置电路放大处理并转换为一个具有确定开关输出信号，从而达到非接触式检测目标之目的。 二．电感式接近开关传感器的电气指标 1．工作电压：是指电感式接近开关传感器的供电电压范围，在此范围内可以保证传感器的电气性能及安全工作。 2．工作电流：是指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。
3．电压降：是指在额定电流下开关导通时，在开关两端或输出端所测量到的电压， 4．空载电流：是指在没有负载时，测量所得的传感器自身所消耗的电流。 5．剩余电流：是指开关断开时，流过负载的电流。 6．极性保护：防止电源极性误接的保护功能。 7．短路保护：超过极限电流时，输出会周期性地封闭或释放，直至短路被清除。 三．电感式接近开关传感器的选型 1．根据安装要求，合理选用外形及检测距离。 2．根据供电，合理选用工作电压。 3．根据实际负载，合理选择传感器工作电流。 国内、国际常用色线对照：（供参考） 类型国际国内 +V 棕红 GND 兰黑 Vout 黑绿 四．使用方法 1．直流两线制接近开关的ON状态和OFF状态实际上是电流大、小的变化，当接近开关处于OFF状态时，仍有很小电流通过负载，当接近开关处于ON状态时，电路上约有5V的电压降，因此在实际使用中，必须考虑控制电路上的最小驱动电流和最低驱动电压，确保电路正常工作。 2．直流三线制串联时，应考虑串联后其电压降的总和。 3．如果在传感器电缆线附近，有高压或动力线存在时，应将传感器的电缆线单独装入金属导管内，以防干扰。 4．使用两线制传感器时，连接电源时，需确定传感器先经负载再接至电源，以免损坏内部元件。当负载电流<3mA 时，为保证可靠工作，需接假负载。 R≤U S/（I L-3） P>U S2/R
一、是非题 １．动态特性好的传感器应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特性。（×） ２．幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（√） ３．一阶系统的时间常数越小越好。（√） ４．二阶系统固有频率ωn越小越好。（×） ５．二阶系数的固有频率ωn越大，可测量的信号频率范围就越宽。（√） ６．信号通过一阶系统后的幅值减小，相位滞后。（√） ７．传感器的相频特性φ(jω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。（×）８．能完成参量感受和转换的装置称之为传感器。（√） ９．传感器的灵敏度与量程呈反比。（√） １０．为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。（×） １１．传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。（√） １２．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（×） １３．根据压电效应，在压电材料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。（×）１４．压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。 （√） １５．用差动变压器式电感传感器作位移测量时，根据其输出就能辨别被测位移的方向的正负极性。（√） １６．变间隙式电容或电感传感器，只要满足△d< 光电开关 光电式接近开关在自动化工程应用中，当检测距离较大的时候常选用的产品，是涉及到机械设备和自动化领域中对不同形状、不同材料的目标物体进行非接触位置检测的理想的控制元件。德国di-soric 是世界上槽型光电开关的首创者，为IFM 、Contrinex ，Baumer 等代加工，多年以来为客户提供不断创新的高质量的光电式接近开关，以满足世界范围内的自动化工程和过程控制市场的需求。我们在该领域供货已有25年的丰富经验，工作灵活踏实，以客户为主导，根据客户的不同需求提供独特的解决方案。 ? 安装简便，可靠 ? 直流DC 3线制 ? 灵敏度根据实际情况可调 ? 背景消影 ? 镜面反射，最大感应距离10米 ? 激光最小分辨率0.2毫米 ? 发射光能量自调节，可根据环境、污染自动增强或者减弱光源能量 ? 超高强度抗尘埃、抗污染、抗雨雪，超强光穿透力 ? 一个产品上有一路模拟量输出和一路开关量输出 ? 具有纠偏功能，重复定位精度达0.05 电感式接近开关 电感式接近开关在自动化工程应用中是最常用的首选产品，在涉及到机械设备和自动化领域中需要高精度、非接触检测金属目标物存在与否或所在位置是一个最佳控制元件。作为该类产品的一个著名生产企业，德国di-soric 长期以来为客户提供不断创新的高质量的电感式接近开关，以满足市场的需求。我们可以根据客户的不同需求提供最完美的解决方案。 标准电感式接近开关的产品特性: ?外壳形状有圆柱形或螺纹形、矩形、环形等；外壳材料有黄铜镀镍及不锈钢材料 ?有极性接反保护和短路保护 ?有LED工作状态指示 ?M8, M12接插件连接或端子接线方式引出 ?带PVC，PUR或硅电缆出线型式 ?3线直流，2线交、直流，NAMUR输出、开关量及模拟量方式输出等多种形式 特殊应用场合电感式接近开关特性: ?信号输出：4-20 mA 模拟量 ?圆柱形耐高压接近开关：最大耐压达到500 bar ?危险区域用接近开关：NAMUR型接近开关用于气体和粉尘防爆场合 ?不锈钢感应面接近开关应用于食品和医药行业 ?外壳防护等级最大可达IP68/ IP69k，防海水腐蚀的接近开关（能浸入水中及防高压水枪喷射） ?抗高磁、抗焊接系列：表面材质为PTFE制成 ?高温系列：有到+120 °C、+160 °C、+180 °C、+230 °C接近开关 ?低温系列：有到-55 °C 接近开关低温系列： ?超大感应距离系列: M30直径达到40mm 接近开关 电容式接近传感器 电容式接近传感器可检测包含金属在内的几乎所有材质的目标物，在液位、流量控制方面有着广泛应用，检测对象主要为液体，谷类物和粉末体等。 标准电容式接近传感器产品特性: ?圆柱形不锈钢或塑料外壳：直径Φ6.5、Φ50、M8、M12、M18、M30系列 ?方形外壳：16×8×34系列 ?直流DC3线制 ?灵敏度根据实际情况可调 ?可以通过容器和非金属外包装对内部物体进行检测 接近开关原理概述 接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器（即无无触点开关），它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。 接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止，接近开关的应用范围日益广泛，其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。 2.接近开关的主要功能 （1）检验距离 检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置；检测车辆的位置，防止两物体相撞检测；检测工作机械的设定位置，移动机器或部件的极限位置；检测回转体的停止位置，阀门的开或关位置；检测气缸或液压缸内的活塞移动位置。 （2）尺寸控制 金属板冲剪的尺寸控制装置；自动选择、鉴别金属件长度；检测自动装卸时堆物高度；检测物品的长、宽、高和体积。 （3）检测物体存在有否检测生产包装线上有无产品包装箱；检测有无产品零件。 （4）转速与速度控制 控制传送带的速度；控制旋转机械的转速；与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。 （5）计数及控制 检测生产线上流过的产品数；高速旋转轴或盘的转数计量；零部件计数。 （6）检测异常 检测瓶盖有无；产品合格与不合格判断；检测包装盒内的金属制品缺乏与否；区分金属与非金属零件；产品有无标牌检测；起重机危险区报警；安全扶梯自动启停。 （7）计量控制 产品或零件的自动计量；检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量；检测浮标控制测面高度，流量；检测不锈钢桶中的铁浮标；仪表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。 （8）识别对象 根据载体上的码识别是与非。 （9）信息传送 ASI（总线）连接设备上各个位置上的传感器在生产线（50-100米）中的数据往返传送等。 3.接近开关分类及结构 接近开关的作用是当某物体与接近开关接近并达到一定距离时，能发出信号。它不需要外力施加，是一种无触点式的主令电器。它的用途已远远超出行程开关所具备的行程控制及限位保护。接近开关可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液位控制、检测零件尺 第一节 传感器线圈的电气参数 （了解） （Electrical Parameters of Coil) 图3.1为一种简单的自感式传感器，它由线圈、铁心和衔铁等组成。当衔铁随被测量变化而上、下移动时，铁心气隙、磁路磁阻随之变化，引起线圈电感量的变化，然后通过测量电路转换成与位移成比例的电量，实现了非电量到电量的 图3.1 变气隙式自感传感器 图3.2 传感器线圈的等效电路L- 电感； R c -铜耗电阻；R e -铁心涡流损耗电阻；Rh-磁滞损耗电阻；C-寄生电容 类似于上述自感式传感器，变磁阻式传感器通常都具有铁心线圈或空心线 圈(可视作前者的特例)。将传感器线圈等效成图3.2所示的等效电路，并对电路 1.线圈电感L 由磁路基本知识可知，匝数为W 的线圈电感为： m R W L /2 = (3-1) 式中 R m —— 当线圈具有闭合磁路时： F R W L /2 = (3-2) R F ——导磁 当线圈磁路具有小气隙时： δR W L /2 ≈ (3-3) 式中 R θ—— 为了分析方便，需要将各种形式的线圈的电感L 用统一的式子表达。为此，引入等效磁导率概念，即将线圈等效成一封闭铁心线圈，其磁路等效磁导率为μ ｅ ，磁通截面积为S ，磁路长度为ｌ，于是式(3-1)变为： l S W R W L e m //022μμ?== (3-4) 式中 μ——真空磁导率，μ＝4π×10-7(H/ｍ) 2.铜损电阻R c 3.涡流损耗电阻R ｅ 由频率为ｆ的交变电流激励产生的交变磁场，会在线圈铁心中造成涡流及磁滞损耗。根据经典的涡流损耗计算公式知，为降低涡流损耗，叠片式铁心的片厚应薄；高电阻率有利于损耗的下降，而高磁导率却会使涡流损耗增加。 4.磁滞损耗电阻R h 铁磁物质在交变磁化时，磁分子来回翻转而要克服阻力， 类似摩擦生热的能量损耗。 5.并联寄生电容C 的影响 并联寄生电容主要由线圈绕组的固有电容与电缆分 图3.3 线圈等效电路的变换形式 1．电感式传感器工作原理 电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。 振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。 2．2．传感器选型指南 选择的依据是要决定哪一个是合适的传感器原理。这取决于将要测定的目标的材料。 如果目标是金属的，那么需要一个电感传感器。 如果目标是塑料做的，纸做的；或（油基或水基）流体、颗粒、或者粉末，那么需要一个电容传感器。 如果目标带有磁性，那么电磁传感器是合适的。 为你的应用选择最佳传感器的4个步骤： 步骤1 按外壳形状 步骤2 按动作距离 步骤3 按电气数据和输出形式 步骤4 按其它技术参数 步骤1 按外壳形状 圆柱形传感器 这此传感器在它们的正面有一个感应区域，指向轴线方向。现有的直径是从3mm(没有螺纹)和4mm(有螺纹)，一直到// 现有的罩壳材料有： ★高级不锈钢 ★黄铜，镀镍或者复盖聚四氟乙稀 ★塑料 矩形传感器 槽型传感器 步骤2 按动作距离 动作距离是一个接近开关的最重的特征。根据物理原理，对于电感传感器和电容传感器，可以应用下面的近似公式： S≤D/2 式中，D是传感器的传感面直径。 S是传感器的动作距离 动作距离的定义 当用标准测试板轴向接近开关感应面，使开关输出信号发生变化时测量的开关感应面和测试板之间的距离。 标准测试板尺寸： 其边长或为传感器的直径，或为3Sn（3倍额定动作距离）取二者中较大者，厚度为1mm 材料：为ST37或碳钢 例如：传感器直径为D=18mm Sn=5mm 则D（18mm）>3Sn(3X5mm=15mm) 取18X18X1 为标准测试板 如直径为D=18mm Sn=8mm 则D(18mm)<3Sn(3X8=24mm) 则D（18mm）<3Sn(3X8=24mm) 课题：第三章 电感式传感器 课型：新知课 教学目标：1、掌握自感式传感器的工作原理； 2、掌握自感式传感器的灵敏度和非线性； 3、掌握自感式传感器的等效电路； 4、了解自感式传感器的特点及应用； 5、掌握变压器式传感器的工作原理； 6、掌握变压器式传感器的等效电路； 7、掌握涡流式传感器的工作原理； 8、掌握涡流式传感器的特点及应用； 9、掌握压磁式传感器的工作原理。 重点：1、自感式传感器的工作原理； 2、自感式传感器的灵敏度和非线性； 3、自感式传感器的等效电路； 4、变压器式传感器的工作原理； 5、变压器式传感器的等效电路； 6、涡流式传感器的工作原理； 7、涡流式传感器的特点及应用； 难点： 1、自感式传感器的灵敏度和非线性； 2、自感式传感器的等效电路； 3、变压器式传感器的工作原理； 4、变压器式传感器的等效电路； 5、涡流式传感器的工作原理。 教学手段、方法：多媒体、课件、讲授 教具：ppt 、板书 教学过程： 电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置。可以用来测量位移、振动、压力、流量、重量、力矩、应变等多种物理量。 电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感，在被测量转换成线圈自感或互感的变化时，一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有线圈绕组。 3.1 自感式传感器 3.1.1 工作原理 原理结构如图3-1所示，其中B 为动铁心，A 为固定铁心。这两个部件一般为硅钢片或坡莫合金叠片。动铁心B 用弹簧定位，使A 、B 间保持一个初始距离0l ，在铁心A 上绕有W 匝线圈。由电感的定义可写出电感值表达式为 W L I I ψΦ= = 式中：ψ----链过线圈的总磁链； Φ----穿过线圈的磁通； I -----线圈中流过的电流。 又知 =m IW R Φ电感式接近开关
接近开关原理概述
03电感式传感器
电感式传感器工作原理
第三章 电感式传感器
相关主题
文本预览