na 2024/06/3 534

Različne vrste senzorjev bližine z delom in aplikacijami

V današnjem hitro spreminjajočem se svetu tehnologije so senzorji bližine odlični pri izboljšanju funkcionalnosti in učinkovitosti različnih sistemov.Ti senzorji pomagajo napravi pri odkrivanju predmetov brez fizičnega stika.kar je koristno tako v industrijskih nastavitvah kot v potrošniški elektroniki.Ta članek bo razložil različne vrste senzorjev bližine - kapacitivno, induktivno, fotoelektrično, ultrazvočno in magnetno.Raziskali bomo njihova delovna načela, glavne komponente, aplikacije ter prednosti in slabosti.Ta vodnik vam bo pomagal razumeti in izbrati pravi senzor za vaše potrebe.

Katalog

Slika 1: Senzorji bližine

Kapacitivni senzor bližine

Kapacitivni senzorji lahko zaznajo cilje, ne da bi se jih dotaknili in so uporabni na več načinov.Lahko prepozna trdne materiale, kot so papir, plastika, steklo, krpo in les, ter tudi tekočine, kot so olje, barva in voda.Kapacitivno Senzorji bližine se pogosto uporabljajo v različnih panogah, ki so sposobni zaznati tako prevodne kot neprevodne materiale.Delujejo z ustvarjanjem električnega polja med dvema ploščama, ločeni z dielektrično snovjo.Ko predmet vstopi v to polje, se kapacitivnost med ploščo spremeni in spremeni izhodni signal, ki označuje prisotnost predmeta.

Slika 2: Kapacitivni senzor bližine

Glavne komponente kapacitivnih senzorjev bližine

Kapacitivni senzor bližine je sestavljen iz štirih glavnih delov.

Telo senzorja: zajema vezje, ki poganja senzor in je narejeno iz trpežnih materialov, da zdrži industrijska okolja.

Zaznavanje obraza: nameščen spredaj, je to glavna točka zaznavanja, zasnovana za interakcijo s ciljnim objektom z optimizirano občutljivostjo in trajnostjo.

Indikatorska luč: Nahaja se nasproti zaznavnega obraza, prižge, ko je objekt zaznan, kar zagotavlja takojšnje vizualne povratne informacije.

Povezava senzorja: To bi lahko bil vnaprej pritrjen kabel ali priključek, izbran na podlagi namestitvenih potreb in zagotavljanju varne povezljivosti.

Slika 3: Diagram ožičenja kapacitivnega senzorja

Delovno načelo kapacitivnih senzorjev bližine

Kapacitivni senzorji bližine delujejo na podlagi kapacitivnosti, zmožnosti shranjevanja električnega naboja.Oscilator vezje ustvari izmenično električno polje na zaznavnem obrazu, ki je občutljivo na bližnje predmete.Detektorski vezje spremlja spreminjanje kapacitivnosti in ko se objekt približa, se kapacitivnost spremeni, kar zazna vezje.Izhodni vezje v trdnem stanju nato pretvori spremembo kapacitivnosti v izhodni signal, kar sproži dejanja, kot so alarmi ali stroji.

Slika 4: Načelo kapacitivnega senzorja

Ko se predmet približa senzorski plošči, spremeni kapacitivnost sistema.To spremembo zazna vezje, ki nato pošlje izhodni signal, ki kaže na prisotnost ciljnega predmeta.

Ko vezje oscilatorja doseže določeno amplitudo, bo zagnalo nihanje in prilagodilo izhodno stanje senzorja.Ko se tarča oddaljuje od kapacitivnega senzorja, se bo amplituda oscilatorja zmanjšala, tako da bo senzor vrnil v prvotno stanje.

Območje zaznavanja tega senzorja je približno 1 palca ali 25 mm, vendar lahko nekateri senzorji razširijo svoj razpon do 2 palca.Ta senzor je dokazal, da lahko z lahkoto zazna predmete z vrhunsko dielektrično konstanto.

Slika 5: Kapacitivni senzor

Vrste kapacitivnih senzorjev bližine

Obstajajo različne vrste kapacitivnih senzorjev, ki so narejeni za posebne namene.

Miniaturni kapacitivni senzorji so narejeni za majhne prostore in so v rezini ali valjastih oblikah.Potrebni so za spremljanje in nadzor strojnih procesov, ki pogosto delujejo kot števci delovnih mest ali detektorji.Ker so tako majhni, običajno potrebujejo zunanji ojačevalnik, da dobro deluje.Ta ojačevalnik ima potenciometer, ki vam omogoča prilagajanje občutljivosti in zagotavlja natančno zaznavanje na tesnih območjih.Njihova majhnost jih naredi kot nalašč za mesta, kjer je prostor tesen, vendar je natančno odkrivanje nujno.

Slika 6: Miniaturni kapacitivni senzorji

Cilindrični kapacitivni senzorji so večji od miniaturnih senzorjev in so v različnih premerih, od ∅6,5 - M12 do M12 - M30.Ti senzorji vam omogočajo, da prilagodite njihove zaznavne razdalje in izbirate med različnimi velikostmi ohišja in možnosti pritrditve, vključno s flush in ne-flush.Uporabljajo se predvsem za odkrivanje ravni in bližine brez stika in lahko celo začutijo skozi stene zabojnikov.

Slika 7: valjasti kapacitivni senzorji

Visokotemperaturni kapacitivni senzorji so idealni za zelo vroče kraje, kot so kovinske livarne, kemične rastline in objekte za predelavo hrane.Natančno merijo in spremljajo tekočine in razsute materiale, tudi ko so izjemno vroči.Ti senzorji so izdelani iz toplotno odpornih materialov in so trajni in dosledno delujejo pri visokih temperaturah.Njihova napredna elektronika obvladuje toplotni stres in zagotavlja zanesljiva odčitka.Koristno za panoge, ki delujejo z ekstremno toploto, ti senzorji izboljšujejo varnost, izboljšujejo učinkovitost in pomagajo ohranjati nemotene operacije v težkih pogojih.

Slika 8: visokotemperaturni kapacitivni senzorji

Analogni kapacitivni senzor deluje kot redni kapacitivni senzorji, vendar ponuja dodatne koristi, odvisno od njegove uporabe.Ti senzorji so odlični za izbiro materialov, spremljanje debeline in zaznavanje razlik v koncentraciji, zaradi česar so bolj vsestranski v primerjavi z drugimi aplikacijami.

Slika 9: Analogni kapacitivni senzor

Uporaba kapacitivnih senzorjev bližine

Ena aplikacija za te senzorje je zaznavanje ravni.Ti senzorji so zelo koristni za merjenje ravni snovi v posodah ali rezervoarjih.To je koristno za upravljanje virov in ohranjanje sistemov nemoteno.Na primer, pri upravljanju z vodo se senzorji uporabljajo v sistemih samodejnih črpalk za preverjanje ravni vode.Ko voda doseže določeno točko, senzor pove črpalki, naj vklopi ali izklopi, ustavi prelive in poskrbi, da je vedno dovolj vode.

V tovarni avtomobilov senzorji bližine preverijo, ali so deli na pravem mestu, preden stroji preidejo na naslednjo nalogo.To pomaga, da se izognete napakam in ohranja vse, kar nemoteno teče, tako da se prepriča, da je vsak del tam, kjer bi moral biti.Delavci lahko spremenijo nastavitve stroja glede na to, kaj pravijo senzorji, kar hitrejšo proizvodnjo in zmanjšanje odpadkov.

Potrošniška elektronika, kot so pametni telefoni in tablični računalniki, uporabljajo kapacitivne senzorje za zaznavanje vhoda na dotik na zaslonih.Ta tehnologija se zdaj uporablja za prenosnike s sledilnimi ploščicami, občutljivimi na dotik, kar izboljšuje interakcijo uporabnikov.

Kapacitivni senzorji so uporabni v industrijskih nastavitvah.Pomagajo si lahko z iskanjem materialov, preverjanjem različnih materialov, merjenje debeline materiala in razdaljami med predmeti.

V zdravstvu so potrebni kapacitivni senzorji.Pomagajo v medicinskih pripomočkih, kot so monitorji krvnega tlaka z natančnim merjenjem tlaka.

Prednosti in slabosti kapacitivnih senzorjev bližine

Kapacitivni senzorji bližine imajo koristi, kot je odkrivanje nekontakta, odlično pri zaznavanju različnih materialov in odpornost proti prahu in vlagi.Vendar so občutljivi na elektromagnetne motnje (EMI) in radiofrekvenčne motnje (RFI), zaradi česar lahko dajo napačne odčitke, njihov zaznavni razpon pa je krajši od drugih vrst senzorjev.

Primeri kapacitivnih senzorjev bližine

Priljubljeni kapacitivni senzorji bližine na trgu vključujejo modele, kot so M12, M18, M30, CR30-15AO in CR18-8DN, znani po njihovi zanesljivosti in raznoliki primernosti uporabe.

M12, M18, M30: Pogosto se v industrijskih aplikacijah pogosto uporablja za njihovo zanesljivost in primernost uporabe.

CR30-15AO: ponuja večji zaznavni razpon in povečano trajnost.

CR18-8DN: znan po močni zmogljivosti in visoki občutljivosti.

Slika 10: CR30-15AO

Merila za izbiro za kapacitivni senzor bližine

Pri izbiri kapacitivnega senzorja bližine razmislite o obsegu zaznavanja, potrebnega za vašo aplikacijo, in zagotovite združljivost s ciljnimi lastnostmi materiala.Izberite senzor, ki lahko prenese okoljske razmere, kot so prah, vlaga in spremembe temperature.Upoštevajte smernice proizvajalca za namestitev, vključno s pravilno namestitvijo in ožičenjem, tako da je zaznavna plošča čista, in se izogibajte virom elektromagnetnih in radiofrekvenčnih motenj (EMI/RFI).

Induktivni senzor bližine

Slika 11: Induktivni senzorji bližine

Induktivni senzorji bližine so koristni v industrijskih okoljih zaradi svoje trajnosti in zanesljivosti.Ti senzorji zaznajo kovinske predmete z elektromagnetno indukcijo.Ko kovinski objekt vstopi v elektromagnetno polje senzorja, povzroči vrtinčne tokove, ki spremenijo izhod senzorja.

Glavne komponente induktivnega senzorja bližine

Induktivni senzor bližine je sestavljen iz štirih glavnih delov.

Tuljava: ustvari elektromagnetno polje, ki ga okrepi feritno jedro.

Oscilator: ustvari visokofrekvenčno elektromagnetno polje.

Schmitt Trigger: regenerativno primerjalno vezje, ki uvaja histerezo z uporabo pozitivnih povratnih informacij pri neobveščevalnem vhodu primerjalnika ali diferencialnega ojačevalnika.

Izhodni ojačevalnik: uporablja tranzistor NPN ali PNP, da označi odkrivanje kovinskega predmeta.

Delovno načelo induktivnega senzorja bližine

Ti senzorji delujejo z ustvarjanjem elektromagnetnega polja.Ko kovinski objekt pride v stik s tem poljem, povzroči, da se znotraj predmeta razvijejo vrtinčni tokovi, kar posledično vpliva na amplitudo oscilatorja senzorja.Notranja vezja senzorja zaznajo to spremembo in ustvarijo izhodni signal, ki kaže na prisotnost kovinskega predmeta.

Slika 12: Načelo delovanja senzorjev induktivne bližine

Vrste senzorjev induktivne bližine

Induktivni senzorji bližine so v treh glavnih vrstah.

Standardni senzorji: Ti senzorji imajo tuljavo, oscilator in vezja za obdelavo signalov, ki ponujajo dobro uravnotežen obseg in občutljivost.

Zaščiteni senzorji: Okoli zaznavne tuljave imejte kovinski ščit, ki zagotavlja boljšo imuniteto do motenj, vendar z zmanjšanim obsegom zaznavanja.

Nesmerni senzorji: Primanjkuje kovinskega ščita, kar ima za posledico večje zaznavno območje, vendar večjo dovzetnost za zunanje magnetne motnje.

Uporaba induktivnih senzorjev bližine

Ti senzorji se običajno uporabljajo za zaznavanje položaja, odkrivanje predmetov, odkrivanje trkov, zaznavanje hitrosti in v avtomatiziranih strojih.Običajno se uporabljajo v številnih aplikacijah.

V proizvodnih in montažnih linijah ti senzorji pomagajo spremljati in nadzorovati položaj in gibanje delov, s čimer je proizvodnja lažja in natančnejša.V sistemih za ravnanje z materiali, zlasti v logistiki in skladišču, ti senzorji pomagajo pri nemotenem prenosu in ravnanju z materiali, zmanjšanju napak in pospeševanju operacij.In v sistemih za odkrivanje vozil, ki se uporabljajo pri upravljanju prometa in avtomobilskih aplikacijah, ti senzorji pomagajo pri odkrivanju vozil, ki pomagajo pri preprečevanju trkov in upravljanju prometa.

Prednosti in slabosti senzorjev induktivne bližine

Induktivni senzorji ponujajo zaznavanje, ki ni v stiku, veliko hitrost in zanesljivost.Na njih ne vpliva barvna in površinska obdelava ciljnega predmeta.Vendar lahko zaznajo le kovinske predmete, njihova občutljivost pa se razlikuje glede na različne kovine, kar zahteva kalibracijo za posebne aplikacije.

Primeri induktivnih senzorjev bližine

LJ12A3-4-Z/BX: vsestransko za industrijske aplikacije.

PR12-DN: zanesljiv v proizvodnih procesih.

SN04-N: Znan po učinkovitosti in trajnosti.

Slika 13: sn04-n

Fotoelektrični senzor bližine

Slika 14: fotoelektrični senzor bližine

Fotoelektrični senzorji bližine uporabljajo svetlobo, da ugotovijo, ali so predmeti prisotni ali odsotni.Ti senzorji vključujejo lahki oddajalec in sprejemnik.Ko predmet blokira svetlobni žarek, se spremeni izhod sprejemnika.

Glavne komponente fotoelektričnega senzorja bližine

Fotoelektrični senzor bližine je sestavljen iz štirih glavnih delov.Te komponente sodelujejo tako, da natančno odkrijejo tudi majhne predmete, kar zagotavlja natančno in zanesljivo delovanje.

Svetlobni vir: Običajno LED ali laserska dioda oddaja svetlobni žarek.

Detektor svetlobe: Fotodioda ali fototransistor zazna svetlobo.

Pretvornik signala: Zaznano svetlobo pretvori v električni signal.

Ojačevalnik: poveča električni signal za obdelavo.

Delovno načelo fotoelektričnih senzorjev bližine

Fotoelektrični senzorji delujejo tako, da oddajajo moduliran svetlobni žarek.Ko predmet odseva ali prekine ta žarek, detektor svetlobe zazna spremembo intenzivnosti svetlobe in ustvari električni signal, ki označuje prisotnost predmeta.Ti senzorji so zelo občutljivi na svetlobne variacije in lahko delujejo na dolgih razdaljah, zaradi česar so odporni na elektromagnetne motnje.

Vrste fotoelektričnih senzorjev bližine

Senzorji skozi žarke: Ti imajo ločene oddajnike in sprejemne enote.Ponujajo najdaljši obseg zaznavanja in najvišjo natančnost.

Slika 15: Senzorji skozi žarke

Retro reflektivni senzorji: oddajnik in sprejemnik se združita v eni enoti z ločenim reflektorjem.Zagotavljajo zmerno območje zaznavanja in lažjo namestitev.

Slika 16: Retro reflektivni senzorji

Difuzno reflektivni senzorji: oddajnik in sprejemnik se združita, zanašata se na ciljni objekt, da se odseva svetloba.Ponujajo najkrajše zaznavne ponudbe, vendar jih je najlažje namestiti.

Slika 17: Difuzno-reflektivni senzorji

Uporaba fotoelektričnih senzorjev bližine

Ti senzorji se uporabljajo v tekočih sistemih, embalaži, samodejnih razpršilcih in aplikacijah za štetje objektov.Najdemo jih tudi v vsakdanjih predmetih, kot so samodejni razpršilniki mila, igrače, prodajni avtomati in samodejna vrata.Njihova obsežna aplikacija poudarja njihovo prilagodljivost in zanesljivost, zaradi česar so dragoceni tako v industrijskih kot potrošniških aplikacijah.

Prednosti in slabosti fotoelektričnih senzorjev bližine

Fotoelektrični senzorji ponujajo prednosti, kot so dolgi obseg zaznavanja, visoka natančnost in imunost na elektromagnetne motnje.Vendar nanje lahko vplivajo barvne in površinske značilnosti predmeta, na njihovo delovanje pa lahko vplivajo okoljski pogoji, kot sta prah in svetloba okolice.

Primeri fotoelektričnih senzorjev bližine

E18-D8NK: Znan po močnem oblikovanju in učinkovitosti v različnih aplikacijah.

TCRT5000: Običajno se uporablja pri robotih, ki sledijo vrsticam in nalogah zaznavanja predmetov.

RPR220: Znana po svoji natančnosti in zanesljivosti pri odkrivanju majhnih predmetov.

Slika 18: TCRT5000

Izbirna merila za fotoelektrične senzorje bližine

Pri izbiri fotoelektričnega senzorja bližine razmislite o obsegu zaznavanja, lastnosti ciljnih objektov, okoljskih pogojev in zahteve za namestitev.Senzorji skozi žarke ponujajo najdaljši doseg, difuzno reflektivni senzorji pa so bolj občutljivi na različice predmetov, vendar jih je lažje namestiti.

Ultrazvočni senzor bližine

Slika 19: Ultrazvočni senzor bližine

Ultrazvočni senzorji bližine uporabljajo zvočne valove za zaznavanje predmetov.Oddajajo visokofrekvenčne zvočne valove in izmerijo čas, ki je potreben, da se ti valovi vrnejo, potem ko odskočijo objekt, in izračunajo razdaljo na podlagi potrebnega časa.

Glavne komponente ultrazvočnega senzorja bližine

Emitter (oddajnik): pošlje ultrazvočne valove.

Sprejemnik (pretvornik): zazna odsevne valove in pretvori prejete valove v električni signal in razlaga ta signal, da določi razdaljo do predmeta.

Delovno načelo ultrazvočnega senzorja bližine

Ultrazvočni senzorji delujejo tako, da oddajajo ultrazvočne valove iz pretvornika.Ko je predmet v dosegu, se ti valovi odražajo nazaj in jih pretvornik pobere.Senzor izračuna razdaljo do objekta z merjenjem časovnega intervala med pošiljanjem in sprejemanjem valov.

Slika 20: Načelo delovanja ultrazvočnega senzorja bližine

Vrste ultrazvočnih senzorjev bližine

Senzorji skozi žarke: imajo ločene oddajnike in sprejemne enote.Zaznavanje se zgodi, ko predmet prekine ultrazvočni žarek med njimi.

Odsevni senzorji: Združite oddajnik in sprejemnik v eni enoti.Predmeti zaznajo z zajemanjem odsevnih valov.

Uporaba ultrazvočnih senzorjev bližine

Funkcionalnost ultrazvočnih senzorjev jim omogoča opravljanje več nalog, kot so zaznavanje predmetov, zaznavanje ravni, zaznavanje prisotnosti in merjenje razdalje.Ultrazvočni senzorji bližine so v industriji predelave hrane in pijač še posebej naklonjeni zaradi svoje neprekinjene narave.Ta funkcija zagotavlja higienske operacije in zmanjšuje tveganje za kontaminacijo.Pri industrijski avtomatizaciji ti senzorji prispevajo k optimizaciji delovnih tokov, izboljšanju varnosti in povečanju splošne učinkovitosti proizvodnih procesov.Njihova sposobnost zanesljivega delovanja v različnih okoljih, vključno s prahom, dimom ali vlago, je še dodatno pokazala svojo nepogrešljivost v sodobnih industrijskih aplikacijah.

Prednosti in slabosti ultrazvočnih senzorjev

Ultrazvočni senzorji lahko zaznajo številne materiale, ne glede na njihovo barvo ali preglednost.Zaradi tega so koristni v situacijah, ko optični senzorji morda ne uspejo, na primer s prozornimi ali svetlečimi predmeti.Dobro delujejo v težkih pogojih, kot so tisti s prahom, dimom ali vlago, ker so zgrajeni tako, da so močni in zanesljivi.Ti senzorji oddajajo ultrazvočne valove in merijo, koliko časa traja, da se valovi odbijejo nazaj iz predmeta.To jim pomaga, da odkrijejo predmete in natančno merijo razdalje.

Vendar se ultrazvočni senzorji lahko borijo s predmeti, ki imajo zapletene oblike ali podrobne površine.Ti lahko raztresejo valove, zaradi česar je odkrivanje težko.Predmeti z mehkimi površinami, ki absorbirajo zvok, so lahko tudi lahko težava, saj morda ne odražajo dobro valov nazaj, kar vodi do šibkih signalov in netočnih odčitkov.Temperaturne spremembe lahko vplivajo tudi na ultrazvočne senzorje.Hitrost zvoka se spremeni s temperaturo, kar lahko vpliva na natančnost merjenja.Čeprav imajo številni senzorji značilnosti za prilagajanje temperaturnih sprememb, lahko ekstremna nihanja še vedno povzročijo težave.Hrup v ozadju drugih ultrazvočnih virov lahko moti delovanje senzorja.V hrupnih okoljih je težko razlikovati valove senzorja od drugih ultrazvočnih zvokov, kar lahko privede do lažnih odčitkov ali nižje natančnosti.

Primeri ultrazvočnih senzorjev bližine

MB1242: Kompaktna zasnova in velika natančnost.

MB1001: priljubljen za splošno uporabo.

NU40A14T-1: visokozmogljivi senzor za industrijske aplikacije.

MB1634HRLV: senzor z visoko ločljivostjo za podrobne meritve.

Slika 21: MB1242

Slika 22: NU40A14T-1

Izbirna merila ultrazvočnih senzorjev bližine

Pri izbiri ultrazvočnega senzorja razmislite o teh dejavnikih spodaj.

Izbira vrst izhoda: Odločite se, ali potrebujete digitalni (vklop/izklop) ali analogni (neprekinjeni razpon) izhod.Digitalni izhodi dobro delujejo za preprosto odkrivanje, medtem ko analogni izhodi dajejo podrobnejše informacije o razdalji, kar je koristno za natančne meritve.

Frekvenca pretvornika: frekvenca ultrazvočnega pretvornika vpliva na območje in ločljivost senzorja.Višje frekvence dajejo boljše podrobnosti in so dobre za kratke razdalje.Nižje frekvence lahko zaznajo še naprej, vendar z manj podrobnostmi.

Ocena IP: Ocena vhodne zaščite (IP) prikazuje odpornost senzorja proti prahu in vodi.Za surova okolja, kjer je senzor lahko izpostavljen vlagi, prahu ali drugim škodljivim snovi, so potrebne višje ocene IP (kot sta IP67 ali IP68).

Zaščita: razmislite, ali je senzor zaščiten za zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMI).Zaščitni senzorji so dobri v okoljih z visokim električnim hrupom, kar zagotavlja, da so meritve natančne in zanesljive.

Senzor magnetne bližine

Senzorji magnetne bližine zaznajo predmete z zaznavanjem sprememb v magnetnih poljih.Sestavljajo jih iz magneta in zaznavnega elementa, kot je trstični stikalo ali senzor za posledico dvorane.Ti senzorji se uporabljajo za zaznavanje hitrosti, zaznavanje položaja vrat in varnostne sisteme.

Slika 23: senzor magnetne bližine

Glavne komponente senzorja magnetne bližine

Senzorji magnetne bližine imajo štiri glavne dele.

Ferritno jedro s tuljavami: ustvari magnetno polje.

Oscilator: ustvari magnetno polje.

Schmitt Sprožilec: se odzove na spremembe amplitude nihanja.

Izhodni ojačevalnik: pogoji izhodni signal.

Delovno načelo senzorjev magnetne bližine

Senzorji magnetne bližine zaznajo magnetna polja, ki jih ustvarijo magneti ali feromagnetni predmeti.Zaznavni element, kot so trstični stikalo, senzor za učinke na dvorano ali senzor, odpornega na magneto, spremeni svoje električne lastnosti kot odgovor na magnetno polje.Ta sprememba se nato pretvori v električni signal za nadaljnjo obdelavo.

Vrste senzorjev magnetne bližine

Senzorji na trstičnem stikalu: preprosti in zanesljivi, vendar imajo omejen življenjski cikel zaradi mehanske obrabe.Reed stikala so mehanske naprave, ki vsebujejo dva železova kovinska trst, obdana v stekleni cevi.Ko se nanese magnetno polje, se trst združijo in dokončajo električno vezje.To spremembo od odprtega do zaprtega stanja je mogoče zaznati in uporabiti kot vhodni signal.

Slika 24: Senzorji, ki temeljijo na trstičnem stikalu

Hall-Effect Sensors: ponujajo izboljšano občutljivost in trajnost, ki delujejo po načelu, da magnetno polje vpliva na napetost polprevodniškega materiala.Hall-efect senzorji delujejo na načelu, da ko je magnetno polje pravokotno na pretok električnega toka v prevodniku, proizvaja napetost (napetost dvorane) čez prevodnik.To napetost je mogoče izmeriti in je neposredno sorazmerna s trdnostjo magnetnega polja, kar omogoča senzorju, da zazna prisotnost in intenzivnost magnetnega polja.

Slika 25: Hall-efect Sensors

Magneto-odporni senzorji: zagotavljajo visoko občutljivost in nizko porabo energije, idealni za zaznavanje šibkih magnetnih polj in natančnih meritev.Magneto odporni senzorji zaznajo spremembe v električni upornosti kot odgovor na magnetno polje.Ti senzorji so sestavljeni iz materialov, katerih upor se spreminja, ko so izpostavljeni magnetnemu polju.Sprememba odpornosti se nato pretvori v električni signal, ki se lahko uporabi za natančno odkrivanje magnetnega polja.

Slika 26: Magneto-odporni senzorji

Uporaba senzorjev magnetne bližine

V varnostnih sistemih senzorji magnetne bližine izboljšujejo varnost z zaznavanjem odpiranja in zapiranja vrat in oken, pri čemer opozarjajo na morebitne kršitve ali nepooblaščen dostop.Ta funkcija je še posebej dragocena tako v stanovanjskih kot v poslovnih okoljih.V avtomobilski industriji so ti senzorji dobri za spremljanje vseh komponent znotraj vozila, kot je sledenje položaju vrat, kapuc ali pokrovov prtljažnika in celo prispevajo k funkcionalnosti naprednih sistemov za pomoč vozniku (ADAS).Z zagotavljanjem natančnih in zanesljivih podatkov senzorji magnetne bližine pomagajo zagotoviti varnost, učinkovitost in zanesljivost številnih aplikacij v različnih sektorjih.

Prednosti in slabosti senzorja magnetne bližine

Nezakonsko odkrivanje se zmanjša mehanska obraba, zmanjša potrebe po vzdrževanju in poveča dolgo življenjsko dobo tako senzor kot predmeti, ki jih odkrijejo, zaradi česar so še posebej Koristno v sterilnih ali čistih okoljih, kjer lahko stik povzroči kontaminacijo. Njegova visoka občutljivost je idealna za natančne meritve in aplikacije zahteva visoko natančnost, na primer v znanstvenih instrumentih, medicinskih pripomočkih, in fino nastavitev industrijskih procesov.Poleg tega ti senzorji vzdržujejo zanesljivo delovanje v težkih okoljih, za katere so značilne visoke ravni prah, vlaga ali ekstremne temperature, ki zagotavljajo dosledno funkcionalnost čas.

Vendar obstajajo slabosti kot no.V okoljih s pomembnimi elektromagnetnimi motnjami (EMI) Kot tisti, ki so blizu težkih strojev ali elektronskih naprav, lahko senzorji proizvedejo lažno branje ali postanejo manj učinkoviti.Temperaturne spremembe lahko vplivajo na Učinkovitost magnetnih senzorjev, ki lahko doživljajo ali zmanjšajo občutljivost pod ekstremnimi temperaturami.Zaradi njihove dovzetnosti za zunanje Magnetna polja in temperaturna nihanja, magnetni senzorji zahtevajo previdno Oblikovanje in izvajanje znotraj sistemov, da se zagotovi pravilno delovanje.To lahko povečati kompleksnost in stroške razvoja in integracije, kot dodatno Za zaščito senzorjev pred motnjami bodo morda potrebne komponente ali zaščita in okoljski dejavniki.

Primeri senzorja magnetne bližine

SEN-K11010: Znan po svojih najboljših uspešnosti v industrijskih okoljih.

MC-38: Običajno se uporablja v varnostnih sistemih za odkrivanje položaja vrat.

PR-3150: Uporablja se v avtomobilskih aplikacijah za visoko občutljivost.

NJK-5002: Naklonjena potrošniški elektroniki zaradi kompaktne velikosti in zanesljivosti.

Izbirna merila senzorja magnetne bližine

Izbira pravega senzorja vključuje upoštevanje dejavnikov, kot so delovno okolje, ciljni material, potrebna občutljivost, faktor oblike in stroške.Operacijsko okolje obsega pogoje, kot so temperatura, vlaga in potencialna izpostavljenost jedranju snovi, kar lahko znatno vpliva na delovanje senzorja in dolgo življenjsko dobo.Ciljni material je nujen, saj so različni senzorji zasnovani tako, da učinkoviteje zaznajo določene materiale.

Zahtevana občutljivost določa, kako natančno in natančno mora senzor izmeriti spremembe ali zaznati prisotnost ciljnega materiala.Faktor obrazca se nanaša na fizično velikost in obliko senzorja, ki zagotavlja, da se brezhibno prilega v predvideno aplikacijo.Stroški so en dejavnik, ki uravnoteži potrebo po naprednih funkcijah s proračunskimi omejitvami.Pravilna izbira senzorja z oceno teh dejavnikov zagotavlja, da je v svoji specifični uporabi optimalno in zanesljivo, kar izboljšuje splošno učinkovitost in učinkovitost sistema, v katerem je del.

Zaključek

Senzorji bližine so najboljša orodja za avtomatizacijo in natančno odkrivanje, vsaka prilagojena za posebne aplikacije.Kapacitivni senzorji so prilagodljivi in ​​zaznajo različne materiale, zaradi česar so koristni za zaznavanje ravni in preverjanje materiala v več panogah.Induktivni senzorji so uporabni pri proizvodnih in montažnih linijah.Fotoelektrični senzorji, ki uporabljajo svetlobo za odkrivanje, so kot nalašč za naloge, ki zahtevajo dolge in visoke natančnosti.Ultrazvočni senzorji, znani po vzdržljivosti v težkih okoljih, so koristni v industriji hrane in pijač, pa tudi pri industrijski avtomatizaciji.Magnetni senzorji, ki zaznajo magnetna polja, igrajo pomembno vlogo v avtomobilskih sistemih in varnostnih aplikacijah.Za izbiro ustreznega senzorja je potrebna ocena posebnih potreb, okoljskih pogojev in ciljnih lastnosti materiala.Ko se tehnologija razvija, bodo senzorji bližine ostali pomembni pri vodenju inovacij v avtomatizaciji, varnosti in učinkovitosti, poudarili njihovo pomembno vlogo tako v trenutnem kot v prihodnjem tehnološkem napredku.

Pogosto zastavljena vprašanja [FAQ]

1. Za kaj se uporablja senzor bližine?

Senzor bližine se uporablja za zaznavanje prisotnosti ali odsotnosti predmeta brez fizičnega stika.Običajno se uporablja v industrijski avtomatizaciji, varnostnih sistemih in potrošniški elektroniki.Na primer, v proizvodnji senzorji bližine pomagajo nadzorovati stroje z zaznavanjem položaja materialov.V pametnih telefonih izklopijo zaslon, ko se telefon med klicem zadrži na uho.

2. Ali lahko senzor bližine zazna ljudi?

Da, senzor bližine lahko zazna ljudi.Specifični tipi, kot so infrardeči (IR) senzorji in ultrazvočni senzorji, so v ta namen še posebej učinkoviti.Uporabljajo se v samodejnih vratih, svetlobnih sistemih in varnostnih alarmih za zaznavanje človekove prisotnosti.

3. Kakšna je razlika med senzorjem in senzorjem bližine?

Senzor je širok izraz za katero koli napravo, ki zazna in meri fizično lastnost (npr. Temperatura, tlak, vlaga) in ga pretvori v signal za spremljanje ali nadzor.Senzor bližine je specifična vrsta senzorja, ki zazna prisotnost ali odsotnost predmeta v določenem območju brez fizičnega stika.

4. Ali je senzor bližine stikalo?

Sam senzor bližine ni stikalo, lahko pa deluje kot eno.Ko je zaznan predmet, lahko pošlje signal, ki ga lahko uporabite za odpiranje ali zapiranje električnega vezja, podobno kot deluje stikalo.

5. Ali so senzorji bližine varni?

Da, senzorji bližine so na splošno varni za uporabo.Zasnovani so tako, da delujejo brez fizičnega stika, kar zmanjšuje tveganje za poškodbe senzorja in predmetov, ki jih zaznajo.Uporabljajo se tudi v varnostnih aplikacijah za preprečevanje nesreč, na primer zaustavitev strojev, ko je oseba odkrita v bližini.

6. Katere so 3 žice na senzorju bližine?

Tri žice na senzorju bližine so običajno sestavljene iz napajalne žice (pozitivne), ozemljitvene žice (negativne) in izhodne signalne žice.Power žica zagotavlja potrebno napetost za delovanje senzorja, ozemljitvena žica dopolnjuje električno vezje, izhodna žica pa prenaša signal za zaznavanje.