一什么是接近传感器？
接近传感器是指设计用于在不接触检测对象的情况下进行检测并取代接触检测方法（如限位开关）的传感器的总称。它能够将观察到的物体的运动和存在信息转换为电脉冲。

使用通过电磁感应在待检测的金属物体中产生的涡电流的方法、捕捉由于待检测的物体的接近而引起的电信号容量变化的方法以及使用尖锐的石头和导向开关的方法是转换为电信号的检测方法的示例。它包括感应、静电电容、超声波、光电和磁性等类型。

图1
振动器产生一个交变磁场，由接近传感器使用。当金属靶接近磁场并接近测量距离时，会在金属靶中形成涡流，导致振动衰减，接近传感器的振动器停止振动。接近传感器振动器的振动和停止振动的变化由后放大器电路处理并转换为开关信号，开关信号触发驱动控制装置，实现接近传感器非接触检测的目标。接近传感器的工作方式如下。

二接近传感器的优点是什么？
① 要检测的东西不会被磨损或损坏，因为它可以在不接触的情况下被检测到。
② 由于使用非接触式输出方法，延长寿命（磁性除外）使用半导体输出，这对触点的寿命没有影响。
③ 与光学检测方法不同，它适合在水和油等条件下使用，并且不受检测项目的污渍、油和水的影响。此外，还包括具有聚四氟乙烯外壳和高耐化学性的商品。
④ 与接触式开关相比，可以实现高速响应。
⑤ 它可以承受各种温度。
⑥ 被检测物体的颜色没有影响：因为被检测物体物理质量的变化被检测到，所以表面的颜色几乎没有影响。
⑦ 它将受到周围温度、周围物体和相同类型的传感器的影响，如感应和静电电容传感器，并且传感器将相互影响，这与接触型不同。因此，在设置传感器时必须解决相互干扰问题。此外，感应型必须考虑周围金属的影响，而静电电容型则必须考虑周围物体的影响。
当金属探测器靠近传感器的感应区域时，开关可以在没有触摸、压力或火花的情况下工作，并快速发出电信号，准确反映移动机构的位置和行程。即使用于一般行程控制，其定位精度、工作频率、使用寿命、易于安装和调整，以及适应恶劣条件的能力使其无与伦比。

三接近传感器的分类
根据工作原理：
例如，高频振荡型、电容型、感应桥型、永磁体型和霍尔效应型都是接近传感器的类型。
根据操作原理：
利用电磁感应的高频振荡，利用磁体的磁型，以及利用电容变化的电容型。
根据检测方法：
通用型：主要检测黑色金属（铁）
所有金属类型：检测相同检测距离内的任何金属。
有色金属类型：主要检测铝等有色金属
根据结构类型：
1.双线接近传感器安装和连接简单；它被广泛使用，但存在高残留电压和高漏电流的问题。
2.直流三线式：直流三线接近传感器有两种输出类型：NPN和PNP。20世纪70年代，大多数日本产品都是NPN产量，西欧国家同时拥有NPN和PNP产量。PNP输出接近传感器通常用作PLC或计算机中的控制指令，而NPN输出接近传感器一般用于驱动DC继电器。在实际应用中，应根据控制电路的特性来选择输出形式。

四不同类型的接近传感器是如何工作的？
电容接近传感器的工作原理：电容接近传感器由高频振荡器和放大器组成。当物体接近传感器的检测表面时，环路的电容会发生变化，导致高频振荡器振动。放大器将振荡和停止状态转换为电信号，然后将电信号转换为二进制开关信号。

图2电容式接近开关工作原理图
感应式接近传感器的工作原理如下：高频振荡、检测、放大、触发和输出电路组成感应式接近感测器。在传感器的检测表面上，振荡器产生一个交变电磁场。当金属物体靠近传感器的传感表面时，金属中形成的涡电流吸收振荡器的能量，削弱振荡并停止振动。振荡器的振荡和停止两种状态被转换为电信号，然后被整形并放大为二进制开关信号，然后在功率放大后输出。

图3
高频振荡接近传感器的工作原理是由LC高频振荡器和放大处理器电路组成。当金属物体靠近振荡感应头时，会产生涡流，从而降低接近传感器的振荡能力，并改变内部电路参数。这可以检测是否有金属物体靠近，并调节开关是打开还是关闭。
所有金属型传感器的工作原理相同：所有金属传感器本质上都是高频振荡传感器。它有一个振荡电路，就像标准类型一样，其中由目标中流动的感应电流引起的能量损失影响振荡频率。振荡频率随着目标接近传感器而增加，而与目标金属类型无关。
有色金属传感器的工作原理是它是一种高频振荡类型。它具有振荡电路，其中由通过目标的感应电流引起的能量损失影响振荡频率的变化。当诸如铝或铜的非铁金属物体接近传感器时，振荡频率增加；当铁等含铁金属物体接近传感器时，振荡频率降低。如果振荡频率超过参考频率，传感器会产生一个信号。

振荡电路中的线圈L产生高频磁场，这就是通用接近传感器的工作原理。由于电磁感应，当物体接近磁场时，在物体中产生感应电流（涡电流）。感应电流随着目标接近传感器而增加，从而增加了振荡电路上的负载。然后振荡逐渐消失，直到它们停止。传感器的振幅检测电路检测振荡状态的变化并输出检测信号。

五如何选择和检测接近传感器？

选择接近传感器：
对于各种材料和检测距离的探测器，应选择不同类型的接近传感器，以在系统中获得高性价比。因此，在选择时应遵循以下原则：

1.当检测体由金属制成时，应使用高频振荡型接近传感器，因为它对铁镍和A3钢的检测最敏感。铝、黄铜和不锈钢探测器主体的探测灵敏度较低。

图4
2.当检测体由非金属材料制成时，如木材、纸张、塑料、玻璃或水，应使用电容式接近传感器。

3.应使用光电接近传感器或超声波接近传感器从远处检测和控制金属体和非金属。

4.当探测器主体是金属但灵敏度要求不高时，可以使用低成本的磁性接近传感器或霍尔型接近传感器。

接近传感器选择要素：
① 检测类型：内置放大器、独立放大器；
② 形状：圆形、方形、凹槽型；
③ 检测距离：单位：mm；
④ 检测对象：铁、钢、铜、铝、塑料、水、纸张等。；
⑤ 工作电源：直流、交流、交流、直流通用；
⑥ 输出形式：常开（NO）、常闭（NC）；
⑦ 输出方式：两线制、三线制（NPN、PNP）；
⑧ 屏蔽的和非屏蔽的；
⑨ 引出式、连接器式、连接器继电器式；
⑩ 响应频率：一秒钟内可以检测到多个物体

接近传感器检测：
释放距离的确定：当动作片从正面离开接近传感器的感应表面，开关从一个动作变为另一个释放时，测量动作片离开感应表面的最大距离。
磁滞H的确定：最大作用距离和释放距离之间差值的绝对值。
动作频率测量：用调速电机驱动胶木圆盘，在圆盘上放置若干钢板，将开关检测面与动作片之间的距离调整到开关动作距离的80%左右，转动圆盘，依次进行动作。芯片靠近接近传感器，圆盘主轴上有测速装置，开关的输出信号形成并连接到数字频率计。此时启动电机，并逐渐提高转速。如果速度和动作片的乘积等于频率计数，那么频率计可以直接读取开关的工作频率。

通过将动作片安装在测量工具上，并从开关感应表面的前部接近开关动作区域，超过开关动作距离的120%，同时保持0.1mm/s的移动速度，重复精度测量。开关激活后，读取测量工具上的读数，然后离开动作区域关闭开关。重复此程序10次，然后计算10次测量值的最高值和最小值与10次平均值之间的差值；差异越大，重复性误差就越大。


六接近传感器常见故障排除
① 稳定电源分别为接近传感器供电；
② 响应频率在额定范围内；
③ 物体检测过程中存在抖动，导致超出检测区域；
④ 多个探头安装紧密，相互干扰；
⑤ 在传感器探针周围的检测区域中存在其他被测物体；
⑥ 接近传感器周围有高功率设备，并且存在电气干扰。

机床、冶金、化工、纺织和印刷行业都采用了接近传感器。它可以用作自动控制系统中的限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近传感器的使用寿命长、操作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强。接近传感器的应用范围一直在扩大，研究和创新的速度也在加快。