接近開關(guān)傳感器,接近開關(guān)傳感器是什么意思
接近開關(guān)傳感器,接近開關(guān)傳感器是什么意思
接近開關(guān)傳感器概要 ?
接近開關(guān)傳感器的定義
接近傳感器,是代替限位開關(guān)等接觸式檢測(cè)方式,以無(wú)需接觸檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)為目的的傳感器的總稱。能檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。在換為電氣信號(hào)的檢測(cè)方式中,包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測(cè)對(duì)象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測(cè)體的接近引起的電氣信號(hào)的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開關(guān)的方式。 在JIS規(guī)格中,根據(jù)IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測(cè)用開關(guān),制定了JIS規(guī)格(JIS C 8201-5-2低壓開關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機(jī)器及開關(guān)元件、第2節(jié)接近開關(guān))。在JIS的定義中,在傳感器中也能以非接觸方式檢測(cè)到物體的接近和附近檢測(cè)對(duì)象有無(wú)的產(chǎn)品總稱為“接近開關(guān)”,由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。在本技術(shù)指南中,將檢測(cè)金屬存在的感應(yīng)型接近傳感器、檢測(cè)金屬及非金屬物體存在的靜電容量型接近傳感器、利用磁力產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)的開關(guān)定義為“接近傳感器”。
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特長(zhǎng) ① 由于能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè),所以不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象物。 ② 由于采用無(wú)接點(diǎn)輸出方式,因此壽命延長(zhǎng)(磁力式除外)采用半導(dǎo)體輸出,對(duì)接點(diǎn)的壽命無(wú)影響。
③ 與光檢測(cè)方式不同,適合在水和油等環(huán)境下使用檢測(cè)時(shí)幾乎不受檢測(cè)對(duì)象的污漬和油、水等的影響。此外,還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品
④ 與接觸式開關(guān)相比,可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)
⑤ 能對(duì)應(yīng)廣泛的溫度范圍
⑥ 不受檢測(cè)物體顏色的影響對(duì)檢測(cè)對(duì)象的物理性質(zhì)變化進(jìn)行檢測(cè),所以幾乎不受表面顏色等的影響。 ⑦ 與接觸式不同,會(huì)受周圍溫度的影響、周圍物體、同類傳感器的影響包括感應(yīng)型、靜電容量型在內(nèi),傳感器之間相互影響。因此,對(duì)于傳感器的設(shè)置,需要考慮相互干擾(→第1339頁(yè))。此外,在感應(yīng)型中,需要考慮周圍金屬的影響,而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響。 ?
接近傳感器原理
感應(yīng)型接近傳感器的檢測(cè)原理 通過外部磁場(chǎng)影響,檢測(cè)在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測(cè)線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場(chǎng),并檢測(cè)體的金屬體產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化進(jìn)行檢測(cè)的方式。 般檢測(cè)金屬等導(dǎo)體。 此外,作為另外一種方式,還包括檢測(cè)頻率相位成分的鋁檢測(cè)傳感器,和通過工作線圈僅檢測(cè)阻抗變化成分的全金屬傳感器。 <定性的說(shuō)明> 在檢測(cè)體一側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上,發(fā)生變壓器的狀態(tài)。
阻抗的變化,可以視作串聯(lián)插入檢測(cè)體一側(cè)的電阻值的變化。(與實(shí)際狀態(tài)有所差異,但易于定性分解)
? 靜電容量型接近傳感器的動(dòng)作原理 ?
對(duì)檢測(cè)體與傳感器間產(chǎn)生的靜電容量變化進(jìn)行檢測(cè)。容量大小根據(jù)檢測(cè)體的大小和距離而變化。一般的靜電容量型接近傳感器,對(duì)像電容器一樣平行配置的2塊平行板的容量進(jìn)行檢測(cè)的圖像傳感器。平行板單側(cè)分別作為被測(cè)定物(處于想像接地狀態(tài)),而另一側(cè)作為傳感器檢測(cè)面。對(duì)這2極間形成的靜電容量變化進(jìn)行檢測(cè)。可檢測(cè)物體根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的感應(yīng)率不同而有所變化,不僅金屬,也能對(duì)樹脂、水等進(jìn)行檢測(cè)。
? 磁力式接近傳感器的動(dòng)作原理 用磁石使開關(guān)的導(dǎo)片動(dòng)作。通過將引導(dǎo)開關(guān)置于ON,使開關(guān)打開。 ?
接近傳感器分類 |
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- t1:標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體進(jìn)入傳感器的動(dòng)作區(qū)域,傳感器從處于「動(dòng)作」?fàn)顟B(tài)到輸出為ON的時(shí)間。
- t2:標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體離開傳感器的動(dòng)作區(qū)域,傳感器的輸出至OFF的時(shí)間。
- 反復(fù)接近標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體時(shí),每秒鐘檢測(cè)隨之產(chǎn)生的輸出的次數(shù)。
- 測(cè)定方法請(qǐng)參見附圖。
- 該型號(hào)磁通集中在傳感器的前部,檢測(cè)線圈的側(cè)面用金屬覆蓋。
- 作為傳感器的安裝方法,可埋入金屬中。
- 該型號(hào)磁通廣泛發(fā)生在傳感器的前部,檢測(cè)線圈的側(cè)面未被金屬覆蓋。
- 由于易受周圍金屬(磁性體)的影響,所以在選擇安裝場(chǎng)所時(shí)需多加注意。
檢測(cè)距離的表示方法 | ||
在測(cè)定接近傳感器的檢測(cè)距離時(shí),基準(zhǔn)位置的獲取方式和檢測(cè)物體的接近方向規(guī)定如下。 | ||
圓柱型?角柱型 | 凹槽型 | |
垂直檢測(cè)距離 | 水平檢測(cè)距離 檢測(cè)區(qū)域圖 | |
使標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體接近基準(zhǔn)軸方向(垂直于檢測(cè)面),由基準(zhǔn)面測(cè)得的距離為垂直檢測(cè)距離。 | 將標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體與基準(zhǔn)面(檢測(cè)面)作平行移動(dòng),由基準(zhǔn)軸測(cè)得的距離為水平檢測(cè)距離。該距離隨通過位置(從基準(zhǔn)面開始的距離)而變,可用于表示動(dòng)作點(diǎn)軌跡。(檢測(cè)區(qū)域圖) | 凹槽型多采用在檢測(cè)部的凹槽中通過薄金屬板的方法,可如圖由基準(zhǔn)面測(cè)定插入距離。 |
輸出形態(tài) | ||
NPN晶體管輸出 | PNP晶體管輸出 | 無(wú)極性?無(wú)接點(diǎn)輸出 |
用一般的晶體管,可直接連接在可編程顯示器控制器及計(jì)數(shù)器上。 | 主要是組裝在出口歐洲等的機(jī)械上。 | 用于交流2線式、交流?直流兩用型中,無(wú)需擔(dān)心極性出錯(cuò)。 |
輸出形態(tài) | ||
NO(正常開)型 | NC(正常關(guān)閉)型 | NO/NC切換型 |
NO | NC | NO/NC切換型 |
在檢測(cè)區(qū)域中有檢測(cè)物體時(shí),輸出開關(guān)元件將處于ON。 | 檢測(cè)區(qū)域中無(wú)檢測(cè)物體時(shí),輸出開關(guān)元件將處于ON。 | 通過切換開關(guān)等,可對(duì)輸出開關(guān)元件的NO、NC動(dòng)作進(jìn)行選擇的方式。 |
檢測(cè)區(qū)域 | 檢測(cè)距離?顯示特性 | 參見術(shù)語(yǔ)解說(shuō)(→術(shù)語(yǔ)解說(shuō)頁(yè)) |
參見術(shù)語(yǔ)解說(shuō)(→術(shù)語(yǔ)解說(shuō)頁(yè)) | 使用注意事項(xiàng)(→檢測(cè)物體的材料頁(yè)) | |
E2E-X□E□/-X□Y□/-X□F1 | E2C-EDR6-F | E2E-X3D□/-X3T1 |
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漏電流特性 | 殘留電壓特性 |
使用注意事項(xiàng)(→消耗(漏電)電流影響的對(duì)策方法(例)頁(yè)) | 使用注意事項(xiàng)(→1338頁(yè)) |
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項(xiàng)目 | 代表例 | |
關(guān)于電源電壓 | DC3線型的NPN輸出傳感器 | DC2線型傳感器 |
使用時(shí)請(qǐng)不要超過使用電壓范圍 | ||
如在使用電壓范圍以上施加電壓,或在直流電源型的傳感器上施加交流電源(AC100V以上),則可能引起破裂或燒毀。 | ||
關(guān)于負(fù)載短路 | DC3線型的NPN輸出傳感器 |
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關(guān)于誤布線 | DC3線型的NPN輸出傳感器 | |
需考慮電源的極性,請(qǐng)避免錯(cuò)誤布線。否則可能引起破裂或燒毀。 | ||
關(guān)于無(wú)負(fù)載的連接 |
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AC2線型的傳感器 |
因?yàn)闊o(wú)負(fù)載情況下直接連接電源,會(huì)引起內(nèi)部元件得破裂或燒毀,所以請(qǐng)務(wù)必在有負(fù)載的情況下進(jìn)行布線。 |
項(xiàng)目 | 討論內(nèi)容 |
檢測(cè)物體與接近傳感器的動(dòng)作條件 | |
電氣 條件 |
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環(huán)境條件 | |
安裝條件 | |
外部磁場(chǎng)電場(chǎng)的影響 |
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其他 | 經(jīng)濟(jì)性-價(jià)格/交貨期 壽命-通電時(shí)間/使用頻率 |
- 請(qǐng)按「檢測(cè)物體的大小與檢測(cè)距離」圖表,進(jìn)行大于標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體的設(shè)計(jì)。
- 小于標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體時(shí),請(qǐng)?jiān)谠O(shè)定距離上留有充分的余度。
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- 磁性金屬(鐵、鎳等)的厚度請(qǐng)大于1mm。
- 厚度小于0.01mm的箔,可以得到與磁性體同等的檢測(cè)距離。
- 此外,對(duì)蒸膜等極薄材料及無(wú)導(dǎo)電性物體也無(wú)法檢測(cè)。
- 電鍍的影響 當(dāng)檢測(cè)物體電鍍后,檢測(cè)距離會(huì)發(fā)生變化。(參見下表)
電鍍種類的厚度基本材料 | 鐵 | 黃銅 |
無(wú)電鍍 | 100 | 100 |
Zn 5~15μ m | 90~120 | 95~105 |
Cd 5~15μ m | 100~110 | 95~105 |
Ag 5~15μ m | 60~90 | 85~100 |
Cu 10~20μ m | 70~95 | 95~105 |
Cu 5~15μ m | - | 95~105 |
Cu(5~10μ m)+ Ni(10~20μ m) | 70~95 | - |
Cu(5~10μ m)+ Ni(10μ m) + Cr(0.3μ m) | 75~95 | - |
- 相互干擾指受相鄰傳感器磁性(或靜電容量)的影響,輸出處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。
- 靠近接近傳感器安裝時(shí),有交替配置不同頻率型的方法。在各種型號(hào)的種類表中對(duì)不同頻率的有無(wú)都有記載,請(qǐng)予以參見。
- 靠近相同頻率的接近傳感器,進(jìn)行并列、相對(duì)安裝時(shí),在間隔方面有限制,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見各機(jī)型末尾的「 請(qǐng)正確使用 」中的「 相互干擾 」的項(xiàng)。
R≤ |
Vs |
(k Ω ) |
P> |
Vs2 |
(mW) |
10-I |
R |
R≤ |
Vs |
(k Ω ) |
P> |
Vs2 |
(mW) |
iR-iOFFR |
R |
- 使用專用安裝配件進(jìn)行側(cè)面安裝時(shí),先將專用安裝固定配件固定在放大器單元上,再用M3螺釘進(jìn)行安裝。
- 此時(shí)可使用φ6以下的平墊圈。
- 將放大器單元按③方向推壓的同時(shí),將傳感器導(dǎo)線插入部向④方向抬起,無(wú)需螺絲刀就可簡(jiǎn)單地進(jìn)行拆卸。
類型 | 連接種類 | 連接方法 | 內(nèi)容 |
直流2線式 | AND (串聯(lián)連接) | 連接的傳感器數(shù)(N)應(yīng)在滿足下式的范圍內(nèi)。 VS -N×VR負(fù)載的動(dòng)作電壓 但是,由于各接近開關(guān)未被供給額定的電源電壓、電流,有可能造成顯示燈亮不足或發(fā)生錯(cuò)誤脈沖(約1ms左右),請(qǐng)確認(rèn)沒有問題后再使用。 | |
OR (并聯(lián)連接) | 連接傳感器數(shù)(N)應(yīng)在滿足下式的范圍內(nèi)。N×i負(fù)載的復(fù)位電流 例)MY(DC24V)繼電器為負(fù)載時(shí),連接傳感器數(shù)限于4臺(tái)。 | ||
交流2線式 | AND (串聯(lián)連接) | 〈TL-NY、TL-MY、E2K-□MY□、TL-T□Y〉上述接近傳感器不能串聯(lián)連接。必要時(shí)可使用繼電器。〈E2E-X□Y〉該型號(hào)無(wú)論在AC100V還是AC200V時(shí),當(dāng)ON時(shí)施加在負(fù)載上的電壓VL為VL=VS-(輸出殘留電壓×個(gè)數(shù))(V)。所以如果VL不大于負(fù)載的動(dòng)作電壓,負(fù)載將不動(dòng)作,需要事先進(jìn)行確認(rèn)。串聯(lián)2個(gè)以上,在AND電路使用時(shí)最多3個(gè)。(注意左圖VS的值) | |
OR (并聯(lián)連接) | 原則上不能并聯(lián)2個(gè)以上接近傳感器,用于OR電路。 只限在(A)、(B)不同時(shí)動(dòng)作,不必保持負(fù)載時(shí)可并聯(lián)連接,但消耗電流(漏電流)會(huì)變?yōu)閚倍,容易造成復(fù)位不良。 (n為接近傳感器的個(gè)數(shù)) 不能用于(A)、(B)同時(shí)動(dòng)作,需保持負(fù)載時(shí)。 即(A)、(B)同時(shí)動(dòng)作,并保持負(fù)載時(shí),當(dāng)(A)處于ON,(A)(B)兩端的電壓會(huì)降低約10V,負(fù)載電流經(jīng)(A)流動(dòng)動(dòng)作。其次,檢測(cè)物體接近(B)時(shí),(B)兩端的電壓為10V,處于過低狀態(tài),使(B)的開關(guān)元件無(wú)法動(dòng)作。當(dāng)(A)再次OFF,(A)與(B)兩端的電壓會(huì)上升到電源電壓,這時(shí)(B)才剛開始處于ON狀態(tài)。 在此期間,(A)OFF、(B)也處于OFF的時(shí)間(約10ms),負(fù)載瞬間復(fù)位。如此保持負(fù)載時(shí),請(qǐng)按左圖所示,使用繼電器。 |
導(dǎo)線直徑 | 拉伸力 |
小于 φ 4 | 30N以下 |
小于 φ 4 | 50N以下 |
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