电感式接近开关传感器的选型及使用、调试方法  － 资料提供：博得接近开关厂家:www.jjkgcj.com

电感式接近开关由于其具有体积小，重复定位精度高，使用寿命长，抗干扰性能好，可靠性高，防尘，防油，乃振动等特点，被广泛用于各种自动化生产线，机电一体化设备及石油、化工、军工、科研等多种行业。

一．工作原理

电感式接近开关是一种利用涡流感知物体的传感器，它由高频振荡电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。

振荡器是由绕在磁芯上的线圈而构成的LC振荡电路。振荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的电磁场，当外界的金属物体接近这一磁场，并达到感应区时，在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路振荡减弱或停止振荡，这一振荡变化，被后置电路放大处理并转换为一个具有确定开关输出信号，从而达到非接触式检测目标之目的。

二．电感式接近开关传感器的电气指标

1．  工作电压：是指电感式接近开关传感器的供电电压范围，在此范围内可以保证传感器的电气性能及安全工作。

2．  工作电流：是指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。

3．  电压降：是指在额定电流下开关导通时，在开关两端或输出端所测量到的电压，

4．  空载电流：是指在没有负载时，测量所得的传感器自身所消耗的电流。

5．  剩余电流：是指开关断开时，流过负载的电流。

6．  极性保护：防止电源极性误接的保护功能。

7．  短路保护：超过极限电流时，输出会周期性地封闭或释放，直至短路被清除。

三．电感式接近开关传感器的选型

1．  根据安装要求，合理选用外形及检测距离。

2．  根据供电，合理选用工作电压。

3．  根据实际负载，合理选择传感器工作电流。

4．  选择接线方式。

电感式接近开关传感器的输出方式有以下几种：

可根据使用对象的要求合理选择接线方式：

国内、国际常用色线对照：（供参考）

类型            国际         国内

+V              棕             红

GND            兰             黑

Vout            黑             绿

四．使用方法

1．  直流两线制接近开关的ON状态和OFF状态实际上是电流大、小的变化，当接近开关处于OFF状态时，仍有很小电流通过负载，当接近开关处于ON状态时，电路上约有5V的电压降，因此在实际使用中，必须考虑控制电路上的最小驱动电流和最低驱动电压，确保电路正常工作。

2．  直流三线制串联时，应考虑串联后其电压降的总和。

3．  如果在传感器电缆线附近，有高压或动力线存在时，应将传感器的电缆线单独装入金属导管内，以防干扰。

4．  使用两线制传感器时，连接电源时，需确定传感器先经负载再接至电源，以免损坏内部元件。当负载电流<3mA时，为保证可靠工作，需接假负载。

R≤US/（IL-3）

P>US2/R

P为假负载消耗功率；

R为假负载阻值；

IL为传感器的负载电流

使用仪器：万用表、示波器、电源（+12V）

调试步骤：

1.       接好电源，测量T1的c极电压应为6V；

2.       用示波器观察T1的e极，应有高频振荡波形；若无振荡波形，应仔细检查电感线圈接线是否正确，T1周围R、C参数是否正确无误，采取相应措施处理，直到出现振荡波形为止；

3.       用示波器观察输出，应为高电平，且LED不亮，然后用金属物体靠近电感线圈，其输出应变为低电平，同时LED亮，说明工作正常；

4.       若不正常，应检查T2、T3、T4的状态及周围元件，无金属物体接近电感线圈时，T2导通，T3、T4截止，有金属物体接近时，T2截止，T4导通。

四、  电涡流式传感器的应用

1.  低频透射式涡流厚度传感器

   图 4 - 24 所示为透射式涡流厚度传感器结构原理图。 在被测金属的上方设有发射传感器线圈L1, 在被测金属板下方设有接收传感器线圈L2。当在L1上加低频电压U1时, 则L1上产生交变磁通Φ1, 若两线圈间无金属板, 则交变磁场直接耦合至L2中, L2产生感应电压U2。 如果将被测金属板放入两线圈之间, 则L1线圈产生的磁通将导致在金属板中产生电涡流。

   此时磁场能量受到损耗, 到达L2的磁通将减弱为Φ′１, 从而使L2产生的感应电压U2下降。金属板越厚, 涡流损失就越大, U2电压就越小。因此, 可根据U2电压的大小得知被测金属板的厚度, 透射式涡流厚度传感器检测范围可达1～100mm, 分辨率为0.1μm, 线性度为 1%。

2.  高频反射式涡流厚度传感器

   图 4 -  25 所示是高频反射式涡流测厚仪测试系统原理图。 为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响, 在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1、S2 。 S1、 S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。 若带材厚度不变, 则被测带材上、 下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在。两传感器的输出电压之和为 2Uo数值不变。 如果被测带材厚度改变量为Δδ, 则两传感器与带材之间的距离也改变了一个Δδ, 两传感器输出电压此时为2Uo+ΔU。ΔU经放大器放大后, 通过指示仪表电路即可指示出带材的厚度变化值。带材厚度给定值与偏差指示值的代数和就是被测带材的厚度。 

3.      电涡流式转速传感器

图 4 - 26 所示为电涡流式转速传感器工作原理图。 在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽, 在距输入表面d0 处设置电涡流传感器, 输入轴与被测旋转轴相连。   当被测旋转轴转动时, 输出轴的距离发生d0+Δd的变化。由于电涡流效应, 这种变化将导致振荡谐振回路的品质因素变化, 使传感器线圈电感随Δd的变化也发生变化, 它们将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。因此, 随着输入轴的旋转, 从振荡器输出的信号中包含有与转数成正比的脉冲频率信号。 该信号由检波器检出电压幅值的变化量, 然后经整形电路输出脉冲频率信号f n 。该信号经电路处理便可得到被测转速。

这种转速传感器可实现非接触式测量, 抗污染能力很强, 可安装在旋转轴近旁长期对被测转速进行监视。最高测量转速可达 600 000 r/min(转/分)。