电感式传感器

1． 电感式传感器工作原理
电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。



2． 传感器选型指南
选择的依据是要决定哪一个是合适的传感器原理。这取决于将要测定的目标的材料。
如果目标是金属的，那么需要一个电感传感器。
如果目标是塑料做的，纸做的；或（油基或水基）流体、颗粒、或者粉末，那么需要一个电容传感器。
如果目标带有磁性，那么电磁传感器是合适的。
为你的应用选择最佳传感器的4个步骤：
步骤1 按外壳形状
步骤2 按动作距离
步骤3 按电气数据和输出形式
步骤4 按其它技术参数
步骤1 按外壳形状
圆柱形传感器
这此传感器在它们的正面有一个感应区域，指向轴线方向。现有的直径是从3mm(没有螺纹)和4mm(有螺纹)，一直到// 现有的罩壳材料有：
★ 高级不锈钢
★ 黄铜，镀镍或者复盖聚四氟乙稀
★ 塑料
矩形传感器
槽型传感器
步骤2 按动作距离
动作距离是一个接近开关的最重的特征。根据物理原理，对于电感传感器和电容传感器，可以应用下面的近似公式：
S≤D/2
式中，D是传感器的传感面直径。
S是传感器的动作距离
动作距离的定义
当用标准测试板轴向接近开关感应面，使开关输出信号发生变化时测量的开关感应面和测试板之间的距离。
标准测试板尺寸：
其边长或为传感器的直径，或为3Sn（3倍额定动作距离）取二者中较大者，厚度为1mm
材料：为ST37或碳钢
例如：传感器直径为D=18mm
Sn=5mm
则D（18mm）>3Sn(3X5mm=15mm)
取18X18X1 为标准测试板
如直径为D=18mm
Sn=8mm
则D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
则D（18mm）<3Sn(3X8=24mm)
取24X24X1 为标准测试板
额定动作距离Sn
开关设计时理想的动作距离，即不考虑制造及外部条件所引起的偏差。
有效动作距离Sr
开关在额定工作电压及室温下（23±50℃）测得的动作距离
0.9Sn£Sr £1.1Sn
可用动作距离Su
开关在允许的环境温度-25℃－－+70℃下，输入电压在额定电压的85%到110%范围内，测得的动作距离
0. 9Sr£Su £1.1Sr
可靠动作距离Sa
在这个动作距离内，开关的动作是可靠的
0£Sa £0.81Sn
重复精度
是指在外壳温度为（23±5）℃，相对湿度为随机的，供电电压为Ue±5%,在8个小时的范围内进行测量所产生的有效作用距离的变化量：
R£0.1Sr
回环宽度H
当测试板靠近接近开关和当测试板离开接近开关时所获得的两个开关点之间的距离差。这个距离差是相对于有效作用距离的百分数来表示，测量的环境温度为（23±5）℃，和在额定的工作电压范围内：
H£0.2Sr
测量动作距离时，标准测试板必须轴向接近开关，然而，如果测试板在有效传感区内横向移动，则会获得不同的动作距离，并且与离开轴线的距离有关。
对于槽型传感器，响应只和目标插入槽口中的深度有关。
衰减系数
影响动作距离的因素
衰减（或阻尼）材料的性质起了重要的作用，这可以用衰减系数来描述。
衰减系数是指某一种材料的动作距离相对于ST37号钢减少了多少。衰减系数越小，则对于某种特定材料的动作距离就越小。
对于电容传感器特征参数是相对介电常数
齐平/非齐平安装
齐平安装：传感器埋入金属性基座内，其有效感应工作表面与基座面齐平。
非齐平安装：传感器不可埋入从属性基座内，其有效感应工作表面必须与其座保持一定的尺寸。最大的可能动作距离（与直径有关）是用非齐平式传感器来获得的。
齐平式安装的电感传感器和电容传感器有这些优点：它们有更好的机械保护性能，与非齐平式安装的传感器相比较，对于错误的电影响的灵敏度更低。这些都是通过一个专门的内部屏蔽环来获得的。
齐平式安装的传感器与非齐平式安装的传感器相比较，其作用距离大约是后者的69%。
传感器常常被一个先靠着一个地进行安装。为了避免相互之间的干扰，应该保持由表中给出的最小间隙C。
步骤3 按电气数据和输出型式
直流二线制
负载必须串接在传感器内进行工作。
有短路保护和极性变换保护。
直流三线制
这些传感器的电源和负载分开连接。它们有过载保护、短路保护和极性保护，它们的剩余电流可以忽略不计。
直流四线制
这些传感器与三线制相同，只是同时提供一个常闭和一个常开输出。
交流二线制
负载必须串接在传感器内工作。根据其功能，在开关断开的情况下，会有一个小的剩余电流过。接通时会有一个电压降。
NAMUR型二型二线制
NAMUR传感器是一种仅仅包含一振荡器的二线制传感器。该传感器的内阻随着感应目标的远近，而发生变化，相应的电流也随之变化。
并联和串联连接
接近开关可以采用并联或串联的连接，以实现简单的逻辑功能（与、或、与非、或非）。
与机械开关组合在一起也是可能的。根据防暴规定，NAMUR传感器不能采用并联或串联的连接。
三线直流与四线直流传感器的串联
当串联时，电压降相加，单个传感器的接通延时间相加


三线直流与四线直流传感器并联

双线交流传感器的串联
常开触点：“与”逻辑
常闭触点：“或非”逻辑



当串联时，在传感器上的电压降相加，它减低了在负载上可利用的电压，因此要注意：不能低于负载上的最小工作电压（注意到电网电压的波动）。



机械开关与交流传感器的并联


断开的触点中断了传感器的电源电压，若在传感器被衰减期间内机械触点闭合的话，则会产生一个短时间的功能故障，传感器的准备延迟时间（t£80ms）避免了立即的通断动作.
补偿方法：将一人电阻并联在机械触点上（当触点断开时也是一样），此电阻使传感器的准备时间不会再起作用，对与220V交流，此电阻大约82kW/1w.
电阻的计算方法：近似值大约为400W/V
双线交流传感器的并联
常开触点：“或”逻辑
常闭触点：“与非”逻辑





当并联时，剩余电流相加，例如：它可以—
—在可编程控制器的输入端会产生一个高电平的假象。
—超过小继电器的维持电流，避免了在触点上的压降。
—机械开关与交流传感器的并联



闭合的触点使传感器的工作电压短路，当触点断开之后，只有在准备延迟时间（t£80ms）之后传感器才处于功能准备状态。
补偿办法：触点上串联一个电阻，可以可靠地保证了传感器的最小工作电压，因此避免了在机械触点断开之后的准备延迟。
计算电阻的公式：R=

步骤4 按其它技术参数
空载电流I是指传感器自身所需要的电流，即在没有负载时测量。
工作电流（持续电流）I