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電容性和電感性接近開(kāi)關(guān)的原理
電容性和電感性接近開(kāi)關(guān)的原理
1.電感性接近感應(yīng)器件

接近傳感器(proximitytransducer)是一種具有感知物件接近能力的器件。它利用傳感器對(duì)所接近物件具有敏感特性，達(dá)到識(shí)別物件的接近并輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，因此，通常把接近傳感器稱(chēng)為接近開(kāi)關(guān)。

接近傳感器依據(jù)不同的工作原理制作，所以接近傳感器的形式有電感性、電容性、光電性、微波性、超聲波性等。接近傳感器采用非接觸式的檢測(cè)，因具有較高的響應(yīng)性、強(qiáng)的抗干擾能力、高可靠性、免維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)而得到廣泛的應(yīng)用。

電感性接近傳感器由檢測(cè)元件、檢波單元、放大單元、整型單元和輸出單元等組成。這種傳感器內(nèi)部安裝的檢測(cè)元件是由檢測(cè)線圈和高頻振蕩器組成，加電后檢測(cè)線圈產(chǎn)生一個(gè)交變的電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近電磁場(chǎng)時(shí)，金屬表面的磁通密度發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流——渦流，渦流產(chǎn)生的磁通總是與檢測(cè)線圈的磁通方向相反。由于渦流的作用，使檢測(cè)線圈能耗增加，品質(zhì)系數(shù)下降，振幅降低，以至振蕩器停振。反之，當(dāng)金屬物件遠(yuǎn)離這個(gè)作用區(qū)時(shí)，振蕩器又開(kāi)始振蕩。檢測(cè)電路檢測(cè)到振幅器的狀態(tài)變化后，轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

電感性接近傳感器只對(duì)金屬物件敏感，因此電感性接近傳感器不能應(yīng)用于非金屬物件檢測(cè)。同時(shí)，由于高頻振蕩線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)是散射的，這樣當(dāng)金屬物件不斷接近傳感器的前端時(shí)，會(huì)觸發(fā)傳感器狀態(tài)的變化，而且在傳感器的周?chē)霈F(xiàn)金屬物件時(shí)傳感器也會(huì)發(fā)出信號(hào)。對(duì)檢測(cè)正確性要求較高的場(chǎng)合或傳感器安裝周?chē)薪饘傥锛那闆r下，需要選用屏蔽式電感性接近傳感器，因?yàn)檫@種類(lèi)型的傳感器事先已經(jīng)將振蕩線圈周?chē)拇艌?chǎng)進(jìn)行了屏蔽，只有當(dāng)金屬物件處于傳感器前端時(shí)才觸發(fā)傳感器狀態(tài)的變化。


2.電容性接近感應(yīng)器件

電容性接近傳感器的基本組成單元與電感性接近傳感器是非常相似的。但是檢測(cè)元件是一個(gè)以檢測(cè)端和接地為兩極的靜電電容和高頻振蕩器組成。通常檢測(cè)電極與接地之間存在一定的電容量，當(dāng)檢測(cè)物件接近檢測(cè)電極的時(shí)，受檢測(cè)電極上電壓的影響，而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，檢測(cè)物件越接近檢測(cè)電極，檢測(cè)電極上的電荷(Charge)增加，由于檢測(cè)電極的電容和電荷成正比，檢測(cè)電極的電容隨之增加，從而使振蕩電路的振蕩減弱，甚至停止振蕩。振蕩電路的振蕩與停振這兩者狀態(tài)的變化被檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)向外輸出。

電容性接近傳感器不但適用于金屬，也適用于非金屬的感知。但感應(yīng)距離與被測(cè)物件的材料、尺寸密切相關(guān)。對(duì)于金屬物件而言，接地金屬與非接地金屬的響應(yīng)距離有較大的差別，非接地金屬的響應(yīng)距離要比接地金屬的小許多。