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技术文章

電感式感測器
1． 電感式感測器工作原理
電感式感測器由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器産生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，並達到感應距離時，在金屬目標內産生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被後級放大電路處理並轉換成開關信號，觸發驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。
2． 感測器選型指南
選擇的依據是要決定哪一個是合適的感測器原理。這取決於將要測定的目標的材料。
如果目標是金屬的，那麽需要一個電感感測器。
如果目標是塑膠做的，紙做的；或（油基或水基）流體、顆粒、或者粉末，那麽需要一個電容感測器。
如果目標帶有磁性，那麽電磁感測器是合適的。
爲你的應用選擇*佳感測器的4個步驟：
步驟1 按外殼形狀
步驟2 按動作距離
步驟3 按電氣資料和輸出形式
步驟4 按其他技術參數
步驟1 按外殼形狀
圓柱形感測器
這此感測器在它們的正面有一個感應區域，指向軸線方向。現有的直徑是從3mm(沒有螺紋)和4mm(有螺紋)，一直到//現有的罩殼材料有：
★ 高級不銹鋼
★ 黃銅，鍍鎳或者複蓋聚四氟乙稀
★ 塑膠
矩形感測器
槽型感測器
步驟2 按動作距離
動作距離是一個接近開關的*重的特徵。根據物理原理，對於電感感測器和電容感測器，可以應用下面的近似公式：
S≤D/2
式中，D是感測器的傳感面直徑。
S是感測器的動作距離
動作距離的定義
當用標準測試板軸向接近開關感應面，使開關輸出信號發生變化時測量的開關感應面和測試板之間的距離。
標準測試板尺寸：
其邊長或爲感測器的直徑，或爲3Sn（3倍額定動作距離）取二者中較大者，厚度爲1mm
材料：爲ST37或碳鋼
例如：感測器直徑爲D=18mm
Sn=5mm
則D（18mm）>3Sn(3X5mm=15mm)
取18X18X1 爲標準測試板
如直徑爲D=18mm
Sn=8mm
則D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
則D（18mm）<3Sn(3X8=24mm)
取24X24X1 爲標準測試板
額定動作距離Sn
開關設計時理想的動作距離，即不考慮製造及外部條件所引起的偏差。
有效動作距離Sr
開關在額定工作電壓及室溫下（23±50℃）測得的動作距離
0.9Sn&pound;Sr &pound;1.1Sn
可用動作距離Su
開關在允許的環境溫度-25℃--+70℃下，輸入電壓在額定電壓的85%到110%範圍內，測得的動作距離
0. 9Sr&pound;Su &pound;1.1Sr
可靠動作距離Sa
在這個動作距離內，開關的動作是可靠的
0&pound;Sa &pound;0.81Sn
重復精度
是指在外殼溫度爲（23±5）℃，相對濕度爲隨機的，供電電壓爲Ue±5%,在8個小時的範圍內進行測量所産生的有效作用距離的變化量：
R&pound;0.1Sr
回環寬度H
當測試板靠近接近開關和當測試板離開接近開關時所獲得的兩個開關點之間的距離差。這個距離差是相對於有效作用距離的百分數來表示，測量的環境溫度爲（23±5）℃，和在額定的工作電壓範圍內：
H&pound;0.2Sr
測量動作距離時，標準測試板必須軸向接近開關，然而，如果測試板在有效傳感區內橫向移動，則會獲得不同的動作距離，並且與離開軸線的距離有關。
對於槽型感測器，回應只和目標插入槽口中的深度有關。
衰減係數
影響動作距離的因素
衰減（或阻尼）材料的性質起了重要的作用，這可以用衰減係數來描述。
衰減係數是指某一種材料的動作距離相對於ST37號鋼減少了多少。衰減係數越小，則對於某種特定材料的動作距離就越小。
對於電容感測器特徵參數是相對介電常數
齊平/非齊平安裝
齊平安裝：感測器埋入金屬性基座內，其有效感應工作表面與基座面齊平。
非齊平安裝：感測器不可埋入從屬性基座內，其有效感應工作表面必須與其座保持一定的尺寸。*大的可能動作距離（與直徑有關）是用非齊平式感測器來獲得的。
齊平式安裝的電感感測器和電容感測器有這些優點：它們有更好的機械保護性能，與非齊平式安裝的感測器相比較，對於錯誤的電影響的靈敏度更低。這些都是通過一個專門的內部遮罩環來獲得的。
齊平式安裝的感測器與非齊平式安裝的感測器相比較，其作用距離大約是後者的69%。
感測器常常被一個先靠著一個地進行安裝。爲了避免相互之間的干擾，應該保持由表中給出的*小間隙C。
步驟3 按電氣資料和輸出型式
直流二線制
負載必須串接在感測器內進行工作。
有短路保護和極性變換保護。
直流三線制
這些感測器的電源和負載分開連接。它們有過載保護、短路保護和極性保護，它們的剩餘電流可以忽略不計。
直流四線制
這些感測器與三線制相同，只是同時提供一個常閉和一個常開輸出。
交流二線制
負載必須串接在感測器內工作。根據其功能，在開關斷開的情況下，會有一個小的剩餘電流過。接通時會有一個電壓降。
NAMUR型二型二線制
NAMUR感測器是一種僅僅包含一振蕩器的二線制感測器。該感測器的內阻隨著感應目標的遠近，而發生變化，相應的電流也隨之變化。
並聯和串聯連接
接近開關可以採用並聯或串聯的連接，以實現簡單的邏輯功能（與、或、與非、或非）。
與機械開關組合在一起也是可能的。根據防暴規定，NAMUR感測器不能採用並聯或串聯的連接。
三線直流與四線直流感測器的串聯
當串聯時，電壓降相加，單個感測器的接通延時間相加
三線直流與四線直流感測器並聯
雙線交流感測器的串聯
常開觸點：“與”邏輯
常閉觸點：“或非”邏輯
當串聯時，在感測器上的電壓降相加，它減低了在負載上可利用的電壓，因此要注意：不能低於負載上的*小工作電壓（注意到電網電壓的波動）���
機械開關與交流感測器的並聯
斷開的觸點中斷了感測器的電源電壓，若在感測器被衰減期間內機械觸點閉合的話，則會産生一個短時間的功能故障，感測器的準備延遲時間（t&pound;80ms）避免了立即的通斷動作.
補償方法：將一人電阻並聯在機械觸點上（當觸點斷開時也是一樣），此電阻使感測器的準備時間不會再起作用，對與220V交流，此電阻大約82kW/1w.
電阻的計算方法：近似值大約爲400W/V
雙線交流感測器的並聯
常開觸點：“或”邏輯
常閉觸點：“與非”邏輯
當並聯時，剩餘電流相加，例如：它可以—
—在可編程控制器的輸入端會産生一個高電平的假像。
—超過小繼電器的維持電流，避免了在觸點上的壓降。
—機械開關與交流感測器的並聯
閉合的觸點使感測器的工作電壓短路，當觸點斷開之後，只有在準備延遲時間（t&pound;80ms）之後感測器才處於功能準備狀態。
補償辦法：觸點上串聯一個電阻，可以可靠地保證了感測器的*小工作電壓，因此避免了在機械觸點斷開之後的準備延遲。
計算電阻的公式：R=
步驟4 按其他技術參數
空載電流I是指感測器自身所需要的電流，即在沒有負載時測量。
工作電流（持續電流）I 是指連續工作時的*大負載電流。
暫態電流I 是指在開關閉合時不會損壞傳達室感器的短時間內允許出現的電流。
剩餘電流I 是指感測器斷開時，流過負載的電流
工作電壓U 是指供電電壓範圍。在這個電壓範圍內，感測器可以保證**工作。對於NAMUR感測器，必須標明額定電壓。
電壓降U 是指感測器接通時在感測器二端或者輸出端測量得到的電壓。
紋波電壓 是指疊加在工作電壓之上的交流電壓（峰-峰值），常用算術平均值的百分比來表示。
開關頻率 是指從衰減狀態轉變到沒有衰減的狀態的變換的*大次數，用赫茲（Hz）來度量。
允許干擾電壓 是指作用在電源上的短時間的電壓尖峰，可能會損壞無保護的感測器。
接通延時 是指在接近開關的電源電壓接上，到該接近開關開始工作，所需要的時間。
對誤脈衝抑制
當工作電壓加上的時候，能在TV這個時間階段裏，抑制錯誤信號的輸出。
短路保護
如果極限電流超過的話，輸出會周期性地封閉和釋放，直至短路被除。
極性保護
直流感測器具防止輸入電源電壓極性誤接的保護功能。
過載保護
任何過載對感測器均無損害
斷路保護
電源線斷路不會引起誤動作
導線顔色編碼和連接形式
形式 功能 級性 導線顔色/端子
2-線 N.O. 自由
AC N.C. 自由
Or N.O. 注明 L+棕，L-藍
DC N.C. 注明 L+棕，L-藍
金屬外殼的交流型感測器外殼需接地
注：電氣連接圖中 BN-棕色 BI-藍色 BK-黑色 WH-白色
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