接近度傳感器 proximity sensor 原理

檢測物體接近程度的傳感器。

接近度可表示物體的來臨、靠近或出現、離去或失踪等。

接近度傳感器在生產過程和日常生活中廣泛應用,它除可用於檢測計數外,還可與繼電器或其他執行元件組成接近開關,以實現設備的自動控制和操作人員的安全保護等。接近度傳感器的製造方法有多種,可分為磁感應器式和振盪器式兩類。

磁感應器式接近度傳感器按構成原理又可分為線圈磁鐵式、電渦流式和霍耳式。

①線圈磁鐵式:
它由裝在殼體內的一塊小永磁鐵和繞在磁鐵上的線圈構成,當被測物體進入永磁鐵的磁場時,就在線圈裡感應出電壓信號。

②電渦流式:
它由線圈、激勵電路和測量電路組成(見電渦流式傳感器),它的線圈受激勵而產生交變磁場,當金屬物體接近時就會由於電渦流效應而輸出電信號。

③霍耳式:它由霍耳元件或磁敏二極管、三極管構成(見半導體磁敏元件),當磁敏元件進入磁場時就產生霍耳電勢,從而能檢測出引起磁場變化的物體的接近。磁感應器式接近度傳感器有多種靈活的結構形式以適應不同的應用場合,它可直接用於對傳送帶上經過的金屬物品計數,也可做成空心管狀對管中落下的小金屬品計數,還可套在鑽頭外面,在鑽頭斷損時發出信號,使機床自動停車。


振盪器式接近度傳感器它有兩種形式。
一種形式利用組成振盪器的線圈作為敏感部分(見圖),進入線圈磁場的物體,會吸收磁場能量而使振盪器停振,從而改變晶體管集電極電流來推動繼電器或其他控制裝置工作。

另一種形式採用一塊與振盪迴路接通的金屬板作為敏感部分,當物體(例如人)靠近金屬板時便形成耦合“電容器”,從而改變振盪條件而導致振盪器停振。

這種傳感器又稱為電容式繼電器,常用於宣傳廣告中實現電燈或電動機的接通或斷開、門和電梯的自動控制、防盜報警、安全保護裝置以及產品計數等。

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