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在格拉斯哥大學(xué)，研究人員的也在創(chuàng)造一種新的變革性的太空技術(shù)，即使用MEMS傳感器對(duì)航天器的高度進(jìn)行精細(xì)控制，這將有助于增強(qiáng)英國(guó)小衛(wèi)星技術(shù)在世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。

接近傳感器被廣泛用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)線，機(jī)電一體化設(shè)備及石油、化工、軍工、科研等多種行業(yè)，那什么是接近傳感器呢？

接近傳感器，是指代替限位開關(guān)等接觸式檢測(cè)方式，以無需接觸檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)為目的的傳感器的總稱。其能將檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。

在轉(zhuǎn)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。由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。

接近傳感器是利用振動(dòng)器發(fā)生的一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬目標(biāo)接近這磁場(chǎng)并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)發(fā)生渦流，因此導(dǎo)致振動(dòng)衰減，以至接近傳感器的振動(dòng)器停振。接近傳感器的振動(dòng)器振動(dòng)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)控制器件，因此達(dá)到接近傳感器的非接觸式之檢測(cè)的目的。這就是接近傳感器的運(yùn)作原理。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

① 由于其能以非接觸方式進(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、油和水等的影響。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、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。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。

當(dāng)金屬檢測(cè)體接近傳感器的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)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(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，都是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。

接近傳感器的分類

接近傳感器按工作原理分:

高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)電橋型、磁鐵型和霍耳效應(yīng)型等。

按操作原理可分為三類：

利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。

按檢測(cè)方法分：

通用型：主要檢測(cè)黑色金屬（鐵）

所有金屬型：在相同的檢測(cè)距離內(nèi)，檢測(cè)任何金屬。

有色金屬型：主要檢測(cè)鋁一類的有色金屬

根據(jù)結(jié)構(gòu)類型分:

1、兩線制接近傳感器：

兩線制接近傳感器安裝簡(jiǎn)單，接線方便；應(yīng)用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點(diǎn)。

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(chǎn)品絕大多數(shù)是NPN輸出，西歐各國(guó)NPN、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近傳感器一般應(yīng)用在PLC或計(jì)算機(jī)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(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性選擇其輸出形式。

不同類型接近傳感器的工作原理

電容式接近傳感器的工作原理：電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測(cè)面與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)。當(dāng)物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，回路的電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器振蕩。振蕩與停振這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的開關(guān)信號(hào)。

電感式接近傳感器的工作原理：電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號(hào)，經(jīng)功率放大后輸出。

高頻振蕩型接近傳感器的工作原理：由LC高頻振蕩器和放大處理器電路組成，當(dāng)金屬物體接近振蕩感應(yīng)頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，使接近傳感器振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。

所有金屬型傳感器的工作原理：所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣，它也有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，不論目標(biāo)物金屬種類如何，振蕩頻率都會(huì)提高。傳感器檢測(cè)到這個(gè)變化并輸出檢測(cè)信號(hào)。

有色金屬型傳感器的工作原理：有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當(dāng)鋁或銅之類的有色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率增高；當(dāng)鐵一類的黑色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號(hào)。

通用型接近傳感器的工作原理：振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。當(dāng)目標(biāo)物接近磁場(chǎng)時(shí)，由于電磁感應(yīng)在目標(biāo)物中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流(渦電流)。隨著目標(biāo)物接近傳感器，感應(yīng)電流增強(qiáng)，引起振蕩電路中的負(fù)載加大。然后，振蕩減弱直至停止。傳感器利用振幅檢測(cè)電路檢測(cè)到振蕩狀態(tài)的變化，并輸出檢測(cè)信號(hào)。

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