1、接近式传感器的工作原理及接近式传感器选型

接近传感器的工作原理及接近传感器选型

1. 概述

接近传感器又称无触点接近传感器，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近传感器的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近传感器具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止，接近传感器的应用范围日益广泛，其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。

2.工作原理

2.1电感式接近开关工作原理

电感式接近传感器属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

2.2电容式接近开关系列

电容式接近传感器亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。

2.3霍尔开关工作原理

2.3.1原理简介

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为

其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦磁力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。

由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。

3. 接近传感器的分类及结构

3.1两线制接近传感器

两线制接近传感器安装简单，接线方便；应用比较广泛，但却有残余电压和漏电流大的缺点。

3.2直流三线式

直流三线式接近传感器的输出型有NPN和PNP两种，70年代日本产品绝大多数是NPN输出，西欧各国NPN、PNP两种输出型都有。PNP输出接近传感器一般应用在PLC或计算机作为控制指令较多，NPN输出接近传感器用于控制直流继电器较多，在实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。

4 接近传感器的选型和检测

4.1   对于不同的材质的检测体和不同的检测距离，应选用不同类型的接近传感器，以使其在系统中具有高的性能价格比，为此在选型中应遵循以下原则：

4.1.1 当检测体为金属材料时，应选用高频振荡型接近传感器，该类型接近传感器对铁镍、A3钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体，其检测灵敏度就低。

4.1.2 当检测体为非金属材料时，如；木材、纸张、塑料、玻璃和水等，应选用电容型接近传感器。

4.1.3 金属体和非金属要进行远距离检测和控制时，应选用光电型接近传感器或超声波型接近传感器。

4.1.4 对于检测体为金属时，若检测灵敏度要求不高时，可选用价格低廉的磁性接近传感器或霍尔式接近传感器。

4.2 接近传感器技术指标检测

4.2.1 动作距离测定；当动作片由正面靠近接近传感器的感应面时，使接近传感器动作的距离为接近传感器的最大动作距离，测得的数据应在产品的参数范围内。

4.2.2 释放距离的测定；当动作片由正面离开接近传感器的感应面，开关由动作转为释放时，测定动作片离开感应面的最大距离。

4.2.3 回差H的测定；最大动作距离和释放距离之差的绝对值。

4.2.4 动作频率测定；用调速电机带动胶木圆盘，在圆盘上固定若干钢片，调整开关感应面和动作片间的距离，约为开关动作距离的80%左右，转动圆盘，依次使动作片靠近接近传感器，在圆盘主轴上装有测速装置，开关输出信号经整形，接至数字频率计。此时启动电机，逐步提高转速，在转速与动作片的乘积与频率计数相等的条件下，可由频率计直接读出开关的动作频率。

4.2.5 重复精度测定；将动作片固定在量具上，由开关动作距离的120%以外，从开关感应面正面靠近开关的动作区，运动速度控制在0.1mm/s上。当开关动作时，读出量具上的读数，然后退出动作区，使开关断开。如此重复10次，最后计算10次测量值的最大值和最小值与10次平均值之差，差值大者为重复精度误差.

2、请问位置传感器的工作原理？有哪些应用？

位置传感器原理

位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种，直线位移传感器和角位移传感器。

位置传感器(positionsensor)，能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。它能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。国内主要厂商有OTRON品牌。

位置传感器分类

位置传感器可用来检测位置，反映某种状态的开关，和位移传感器不同，位置传感器有接触式和接近式两种。

接触式传感器

接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作，常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中，碰到行程开关时，其内部触头会动作，从而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关，则可以控制移动范围。二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧，用于检测自身与某个物体的接触位置。

接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关，它无需和物体直接接触。接近开关有很多种类，主要有电磁式、光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。

霍尔传感器

霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。将锗等半导体置于磁场中，在一个方向通以电流时，则在垂直的方向上会出现电位差，这就是霍尔现象。将小磁体固定在运动部件上，当部件靠近霍尔元件时，便产生霍尔现象，从而判断物体是否到位。

位置传感器在直流电机上的应用

传统的无刷直流电机大多以霍尔元件或其它地位检测元件作位置传感器，但位置传感器维修困难，且霍尔元件的温度特性不好，招致零碎牢靠性变差。因而，位置传感器无刷直流电机成爲理想选择，并具有宽广的开展前景，但它的控制电路相当复杂。

位置传感器无刷直流电动机的控制与有位置传感器无刷直流电机控制的最基本区别就是应用反电势的波形寻觅最佳换向点。当永磁无刷直流电动机运转时，各相绕组的反电动势(EMF)与转子地位亲密相关。由于各相绕组是交替导通任务的，在某相不导通的时辰，其反电动势波形的某些特殊点，可替代转子位置传感器的功用，失掉所需求的信息。

外部的调速零碎是典型的直流电机PWM双闭环调速零碎，在零碎中设置两个调理器，辨别调理转速和电流，二者之间实行串级联接，即以转速调理器的输入作爲电流位置传感器调理器，再用电流调理器的输入控制开关器件。这样组成的双闭环零碎，在突加给定的过渡进程中表现爲一个恒值电流调理零碎，在稳态和接近稳态运转中又表现爲无静差调速零碎，即发扬了转速和电流两个位置传感器调理器各自的作用，又防止了像单环零碎那样两种反应相互牵制的缺陷，从而取得良好的静、静态质量。

内部功率元件MOSFET的源极电流流过R失掉与位置传感器无刷直流电机控制的简易办法电动机绕组电流成反比例的电压，经环路滤波器(该滤波器能滤除触发单稳电路的噪声尖峰电流，普通选样在工夫常数300ns以内)到电流比拟器的正端引脚)，比拟器的负端有钳位电压爲0.5V的二极管，因而可以限制电机定子电路的最大峰值电流当电流检测电路的电压高于比拟器负端电压时，单稳态电路被触发，关断输入MOSFET，电流下降，直至单稳电流被复位。

采用位置传感器控制器芯片，简化了无刷直流电动机的控制，它不只具有良好的限流和维护功用，而且用ML4428构成的双闭环调速零碎的功能也将失掉改善，采用该位置传感器控制器芯片，处理了应用反电势检测完成换向及低速时开环起动这一难题，实验证明，该控制零碎构造复杂，功用完全，进步了零碎的牢靠性。该办法对直流无刷电动机的普遍使用具有重要的实践意义。

换向是由反电势信号采样检出经位置传感器锁相环控制而完成的，在电机运动及低速运转时，其反电势爲零或极低，无法检测，因而必需由其它办法开环起动，到发生足够大的反电势方能进入正常换向。

3、接近传感器原理是什么？

高兴回答你的问题，能够检测人接近的传感器是人体存在传感器，以领普人体存在传感器具体来聊聊这一传感器的工作原理及实际应用：

工作原理：领普人体存在传感器采用毫米波雷达技术，就技术特性来讲，它不容易受环境（温度、光线等）的影响，能够穿透塑料、衣服等非金属材料，因此非常适合家居使用；另一方面，与采用其他原理的传感器相比，毫米波雷达不仅可以检测到对象是否存在，还可以大致掌握人体的位置，检测更为精细。

实际应用：领普人体存在传感器具备一定先天优势，因此功能方面也能发挥得更出色。领普人体存在传感器支持接入米家，与小爱音箱联动，开启接近远离感应功能后，将家里的窗台等区域设置成危险区域，当孩子玩耍靠近时，小爱音箱就会发出语音警告。它还具备180°感应角度，6米感应距离，可以满足一般家庭需要，与领普智能开关、智能窗帘等联动，可以实现“人在灯亮，人走灯灭”等场景；在细节上，它还加持接近远离感应功能、24小时光照曲线功能，具备1-10000lux的光照感应，可以根据室内外光线环境联动打造舒适的灯光场景，体验更加灵活智能的家居生活。

4、接近传感器的原理？

距离传感器有多种结构原理，即使用途相同的距离传感器也有多种不同的构造和原理。

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。距离传感器在传感器中是一个大类，不同结构、用途的距离传感器工作原理有较大的差异。

比较常见的距离传感器有两种常见原理（其它原理有很多，但应用普及程度较低）：

一是飞行时间法。通过发射并测量特定的能量波束从发射到被物体反射回来的时间，并由这个时间间隔来推算与物体之间的距离。这个特定的能量波束可以是电磁波（雷达），超声波，光线等。这类距离传感器比较适应远距离测量；

二是可变磁通法。通过导电物体在不同距离上对变化磁场的影响的不同来检测距离。这类传感器在工业上大量用作金属之间接近程度的测量。

在日用领域，由于对检测的要求很低，距离传感器可以做的十分简单，有时只需一两个元件能实现特定的功能就行。例如：

门禁或车门上的距离传感器，在检测门是否关闭时只需检测门和门框是否靠近。这时只需在特定位置分别安装一块磁铁和磁感应开关，就能实现距离检测。

在手机上，接近传感器检测物体与手机的距离。通常只需返回远和近两个状态，即远状态近状态。一些芯片集成了接近传感器和光线传感器两者功能。其实就是在光线传感器旁边装了一个发射特定波长红外线的发光二极管，当近距离有物体（例如接电话时的人脸）时，物体被红外线照射反光，旁边的光线传感器在接受到这种特定波长红外线的反光时就发出近状态信号。反之则发出远状态信号。手机的接近传感器可用于接听电话时自动关闭LCD屏幕以节省电量。