接近開關(guān)傳感器,接近開關(guān)傳感器是什么意思

接近開關(guān)傳感器概要 ?

接近開關(guān)傳感器的定義

接近傳感器，是代替限位開關(guān)等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。能檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號。在換為電氣信號的檢測方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開關(guān)的方式。 在JIS規(guī)格中，根據(jù)IEC60947-5-2的非接觸式位置檢測用開關(guān)，制定了JIS規(guī)格（JIS C 8201-5-2低壓開關(guān)裝置及控制裝置、第5控制電路機器及開關(guān)元件、第2節(jié)接近開關(guān)）。在JIS的定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測到物體的接近和附近檢測對象有無的產(chǎn)品總稱為“接近開關(guān)”，由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。在本技術(shù)指南中，將檢測金屬存在的感應(yīng)型接近傳感器、檢測金屬及非金屬物體存在的靜電容量型接近傳感器、利用磁力產(chǎn)生的直流磁場的開關(guān)定義為“接近傳感器”。

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特長

① 由于能以非接觸方式進行檢測，所以不會磨損和損傷檢測對象物。 ② 由于采用無接點輸出方式，因此壽命延長（磁力式除外）采用半導(dǎo)體輸出，對接點的壽命無影響。

③ 與光檢測方式不同，適合在水和油等環(huán)境下使用檢測時幾乎不受檢測對象的污漬和油、水等的影響。此外，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品

④ 與接觸式開關(guān)相比，可實現(xiàn)高速響應(yīng)

⑤ 能對應(yīng)廣泛的溫度范圍

⑥ 不受檢測物體顏色的影響對檢測對象的物理性質(zhì)變化進行檢測，所以幾乎不受表面顏色等的影響。

⑦ 與接觸式不同，會受周圍溫度的影響、周圍物體、同類傳感器的影響包括感應(yīng)型、靜電容量型在內(nèi)，傳感器之間相互影響。因此，對于傳感器的設(shè)置，需要考慮相互干擾（→第1339頁）。此外，在感應(yīng)型中，需要考慮周圍金屬的影響，而在靜電容量型中則需考慮周圍物體的影響。 ?

接近傳感器原理

感應(yīng)型接近傳感器的檢測原理

通過外部磁場影響，檢測在導(dǎo)體表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗。在檢測線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場，并檢測體的金屬體產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化進行檢測的方式。 般檢測金屬等導(dǎo)體。 此外，作為另外一種方式，還包括檢測頻率相位成分的鋁檢測傳感器，和通過工作線圈僅檢測阻抗變化成分的全金屬傳感器。 ＜定性的說明＞ 在檢測體一側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。

阻抗的變化，可以視作串聯(lián)插入檢測體一側(cè)的電阻值的變化。（與實際狀態(tài)有所差異，但易于定性分解）

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靜電容量型接近傳感器的動作原理 ?

對檢測體與傳感器間產(chǎn)生的靜電容量變化進行檢測。容量大小根據(jù)檢測體的大小和距離而變化。一般的靜電容量型接近傳感器，對像電容器一樣平行配置的2塊平行板的容量進行檢測的圖像傳感器。平行板單側(cè)分別作為被測定物（處于想像接地狀態(tài)），而另一側(cè)作為傳感器檢測面。對這2極間形成的靜電容量變化進行檢測。可檢測物體根據(jù)檢測對象的感應(yīng)率不同而有所變化，不僅金屬，也能對樹脂、水等進行檢測。

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磁力式接近傳感器的動作原理 用磁石使開關(guān)的導(dǎo)片動作。通過將引導(dǎo)開關(guān)置于ON，使開關(guān)打開。 ?

接近傳感器分類

按檢測方式選擇的重點

確認事項 感應(yīng)型 靜電容量型 磁力式 接近傳感器 接近傳感器 接近傳感器 檢測對象物 金屬、鐵、鋁、黃銅、銅等 金屬、樹脂、液體、粉末等 磁石 電氣雜音 動力線與信號線的位置關(guān)系、筐體有無接地等 幾乎無影響 CE標(biāo)簽處理（符合EC指令） 傳感器外形的材料（金屬、樹脂） 電纜過長則容易受干擾的影響。 電源規(guī)格 直流、交流、交流直流、直流無極性等 連接方法、電源電壓 消耗電流 參見DC2線式 DC3線式 交流等電源規(guī)格。 DC2線式對抑制消耗電流有效。 檢測距離 需要注意溫度的影響、檢測物體的影響、周圍物體的影響、同類傳感器的設(shè)置距離，再選擇檢測距離。 請參考樣本目錄規(guī)格的設(shè)定距離，再進行討論。 檢測中如需高精度，請討論使用放大器分離型。 周圍環(huán)境 溫度、濕度、水、油、藥品等 請確認適合環(huán)境的保護構(gòu)造（→第1437頁）。 物理性振動?沖擊 在發(fā)生振動、沖擊等的環(huán)境中，選擇時需要在傳感器的檢測距離上留有一些余度。 此外，為防止振動引起的脫落，請參見用于安裝的緊固轉(zhuǎn)矩的樣本目錄值。 關(guān)于組裝 緊固轉(zhuǎn)矩、傳感器的大小、布線工時、電纜長度、傳感器與傳感器的距離、來自周圍物體的影響。 設(shè)計時，請確認周圍金屬、周圍物體的影響、傳感器相互干擾距離的規(guī)格。

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接近傳感器術(shù)語解說?

?標(biāo)準檢測物體 作為測定基本性能的檢測物體，其材料、形狀、尺寸等都有規(guī)定。 檢測距離 用指定的方法移動標(biāo)準檢測物體，由基準位置（基準面）測出的至動作（復(fù)位）為止的距離。

設(shè)定距離 包括溫度、電壓的影響在內(nèi)，可穩(wěn)定使用的檢測面與（標(biāo)準）檢測物體通過位置間為止的間隔。通常是（額定）檢測距離的約70～80％。 差動（差動的距離） 標(biāo)準檢測物體與傳感器的距離中，傳感器「動作」時與「復(fù)位」時之間的距離差。 ? ? 響應(yīng)時間 ? 響應(yīng)頻率 ? ? 屏蔽 ? ? 非屏蔽 ? ?

檢測距離的表示方法
在測定接近傳感器的檢測距離時，基準位置的獲取方式和檢測物體的接近方向規(guī)定如下。
圓柱型?角柱型		凹槽型
垂直檢測距離	水平檢測距離　檢測區(qū)域圖
使標(biāo)準檢測物體接近基準軸方向（垂直于檢測面），由基準面測得的距離為垂直檢測距離。	將標(biāo)準檢測物體與基準面（檢測面）作平行移動，由基準軸測得的距離為水平檢測距離。該距離隨通過位置（從基準面開始的距離）而變，可用于表示動作點軌跡。（檢測區(qū)域圖）	凹槽型多采用在檢測部的凹槽中通過薄金屬板的方法，可如圖由基準面測定插入距離。

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輸出形態(tài)
NPN晶體管輸出	PNP晶體管輸出	無極性?無接點輸出
用一般的晶體管，可直接連接在可編程顯示器控制器及計數(shù)器上。	主要是組裝在出口歐洲等的機械上。	用于交流2線式、交流?直流兩用型中，無需擔(dān)心極性出錯。

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輸出形態(tài)
NO（正常開）型	NC（正常關(guān)閉）型	NO/NC切換型
NO	NC	NO/NC切換型
在檢測區(qū)域中有檢測物體時，輸出開關(guān)元件將處于ON。	檢測區(qū)域中無檢測物體時，輸出開關(guān)元件將處于ON。	通過切換開關(guān)等，可對輸出開關(guān)元件的NO、NC動作進行選擇的方式。

? 特性數(shù)據(jù)的讀法

檢測區(qū)域	檢測距離?顯示特性	參見術(shù)語解說（→術(shù)語解說頁）
參見術(shù)語解說（→術(shù)語解說頁）		使用注意事項（→檢測物體的材料頁）
E2E-X□E□/-X□Y□/-X□F1	E2C-EDR6-F	E2E-X3D□/-X3T1
相對于接近傳感器，將檢測對象與檢測面平行移動時的特性圖。 定位等應(yīng)用程序運行時，請參見該特性圖。需要高精度定位時，請使用放大器分離型接近開關(guān)	用于放大器分離接近的表現(xiàn)。在規(guī)定的距離條件下設(shè)定FP（Fine Positioning）時的值。在任意距離條件下，E2C-EDA中可將數(shù)字值1500作為標(biāo)準進行設(shè)定。 上述圖表中，是在0.3、0.6、0.9的3點上實施FP時的數(shù)值示例。	橫軸上作為檢測體的大小表示，而縱軸上作為檢測距離表示。表示檢測對象的大小和材料引起的傳感器檢測距離的變化。使用同樣的傳感器檢測各種檢測體時，及確認檢測余度等時，請參考該數(shù)據(jù)。

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漏電流特性	殘留電壓特性
使用注意事項（→消耗（漏電）電流影響的對策方法（例）頁）	使用注意事項（→1338頁）
接觸式限位開關(guān)等在物理上將接點放在右側(cè)，與限位開關(guān)等不同，2線式的接近開關(guān)為了通過晶體管等構(gòu)成電氣性開關(guān)而發(fā)生的現(xiàn)象。表示輸出部的晶體管所產(chǎn)生的漏電流特性 一般若電壓增大，則漏電流也增大。由于連接到接近開關(guān)的負載中有電流通過，所以選擇負載時，請避免通過該電流動作。 在限位開關(guān)、微型開關(guān)的置換中應(yīng)注意。	與漏電流特性相同，是為形成電氣性開關(guān)的派生現(xiàn)象。 例如在正常開型中，在ON狀態(tài)下不會達到0V，在OFF狀態(tài)下不會與電源電壓相同，開關(guān)上將殘留一定的電壓的現(xiàn)象。在限位開關(guān)、微型開關(guān)的置換中應(yīng)注意。

? 共通注意事項 ★各商品的注意事項，請參見各商品的「 請正確使用 」。 警告 不能作為沖壓的安全裝置或其他人體保護用安全裝置使用 本產(chǎn)品與安全性無關(guān)，主要用于工件和作業(yè)者的檢測用途。 ? 安全要點 為了確保安全，請務(wù)必遵守以下各項目的內(nèi)容。 ●布線時

項目	代表例
關(guān)于電源電壓	DC3線型的NPN輸出傳感器	DC2線型傳感器
使用時請不要超過使用電壓范圍
如在使用電壓范圍以上施加電壓，或在直流電源型的傳感器上施加交流電源（AC100V以上），則可能引起破裂或燒毀。
關(guān)于負載短路	DC3線型的NPN輸出傳感器	DC2線型傳感器的情況下 即使附帶負載短路保護功能，如果電源的極性錯誤與負載短路重疊時，負載短路的保護功能將不工作。
請避免使負載短路。否則可能引起破裂或燒毀。 負載短路保護功能在電源為正確極性，額定電壓內(nèi)使用時才能有效。
關(guān)于誤布線	DC3線型的NPN輸出傳感器
需考慮電源的極性，請避免錯誤布線。否則可能引起破裂或燒毀。
關(guān)于無負載的連接	DC2線型的傳感器 有負載短路功能，但電源的極性錯誤與無負載連接重疊時。	AC2線型的傳感器
因為無負載情況下直接連接電源，會引起內(nèi)部元件得破裂或燒毀，所以請務(wù)必在有負載的情況下進行布線。

? ●使用環(huán)境 請勿在有易燃易爆氣體的環(huán)境下使用。

項目	討論內(nèi)容
檢測物體與接近傳感器的動作條件
電氣 條件
環(huán)境條件
安裝條件
外部磁場電場的影響	在直流磁場中的影響為20mT＊。 20mT以上時請勿使用 在直流磁場急劇變化時，可能發(fā)生誤動作。請勿在直流電磁石采用ON、OFF的場所使用。 請勿將無線電收發(fā)機靠近接近傳感器及其布線，以免產(chǎn)生誤動作。
其他	經(jīng)濟性－價格/交貨期 壽命－通電時間/使用頻率

mT（微特斯拉）：磁通密度大的單位。1特斯拉相當(dāng)于10,000高斯。 ●設(shè)計時 檢測物體的材料 根據(jù)檢測物體的材料不同，其檢測距離有著顯著的差別，請參見「檢測物體的材料和大小的影響」的特性數(shù)據(jù)，給予充裕的設(shè)定距離。 一般檢測物體為非磁性金屬（例如鋁等），那么檢測距離會變小。 ???????????????? 檢測物體的大小 一般來說，當(dāng)檢測物體的大小小于標(biāo)準檢測物體時，檢測距離會變小。

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檢測物體的厚度 ? 電鍍的影響（參考例） 參考值：相對于無電鍍的檢測距離的%）

電鍍種類的厚度基本材料	鐵	黃銅
無電鍍	100	100
Zn 5～15μ m	90～120	95～105
Cd 5～15μ m	100～110	95～105
Ag 5～15μ m	60～90	85～100
Cu 10～20μ m	70～95	95～105
Cu 5～15μ m	－	95～105
Cu（5～10μ m）+ Ni（10～20μ m）	70～95	－
Cu（5～10μ m）+ Ni（10μ m） + Cr（0.3μ m）	75～95	－

? 關(guān)于相互干擾 ? 關(guān)于電源復(fù)位時間 傳感器在電源接通后100ms以內(nèi)即處于可檢測狀態(tài)。將負載與傳感器連接在不同電源時，請務(wù)必先接通傳感器電源。 ? 關(guān)于電源OFF 因為電源OFF時會發(fā)生輸出脈沖，需設(shè)計成讓負載或負載線路的電源先行OFF。 ? 周圍金屬的影響 在接近開關(guān)的檢測面附近存在檢測物體以外的金屬物體時，會影響檢測性能，出現(xiàn)表面的動作距離變大，溫度特性變差，復(fù)位不良等現(xiàn)象。詳細內(nèi)容請參見各機型的「 請正確使用 」中的周圍金屬的影響表。同時，表中所列各值系使用附于各機型的螺母時的數(shù)值，當(dāng)螺母的材料發(fā)生變化時，周圍金屬的影響也會發(fā)生變化。 ? 關(guān)于電源變壓器 請務(wù)必在直流電源中使用絕緣變壓器，請勿使用自動變壓器（單卷變壓器）。 ? 使用交流2線式/直流2線式時請考慮以下各項目: 浪涌保護 使用接近傳感器附近會產(chǎn)生大浪涌的裝置（電機、電焊機等）時，雖然接近傳感器中內(nèi)置了浪涌吸收器，但仍請將浪涌吸收器插入發(fā)生源內(nèi)。 消耗（漏電）電流的影響 即使接近傳感器OFF時，也會因電路的運行而有少量的電流泄漏,因此，會發(fā)生負載內(nèi)殘留少量電流（負載殘留電壓），負載的復(fù)位不良現(xiàn)象。使用前，請確認該電壓小于負載的復(fù)位電壓（漏電流小于負載的復(fù)位電流）。 ? 消耗（漏電）電流影響的對策方法（例） 交流2線式 連接分泄電阻，將負載中流動的漏電旁路分流，使負載中流動的電流降至復(fù)位電流以下。 ? 請根據(jù)以下公式計算分泄電阻值及容許電力。

R≤	Vs	（k Ω ）	P＞	Vs2	（mW）
	10－I			R

P：分泄電阻的W數(shù)（實際使用時請使用數(shù)倍以上的W數(shù)）。II：負載電流（mA）并且，建議根據(jù)余度，AC100V時請使用10kΩ以下3W（5W）以上， AC200V時請使用20kΩ以下10W（20W）以上。當(dāng)發(fā)熱影響有問題時，請使用大于（ ）內(nèi)的W數(shù)。 ? 直流2線式 連接分泄電阻時，將負載中流動的漏電流旁路分流，使負載中流動的電流為漏電流×負載的輸入阻抗＜復(fù)位電壓。 請根據(jù)下列公式計算分泄電阻值及容許電力。

R≤	Vs	（k Ω ）	P＞	Vs2	（mW）
	iR－iOFFR			R

P：分泄電阻的W數(shù)（實際使用時請使用數(shù)倍以上的W數(shù)）。 iR：接近開關(guān)的漏電流（mA） iOFF：負載的復(fù)位電流（mA） 但是，建議根據(jù)余度，DC12V時請使用15k Ω 以下450mW以上，DC24V時請使用30k Ω 以下0.1W以上。 ? 涌入電流的大負載 燈和電機等涌入電流的大負載＊會造成開關(guān)元件的劣化和破損 此時請使用繼電器E2K/TL-N□Y：1A以上 ? ●安裝時 關(guān)于安裝 安裝傳感器時，請避免用錘子等施加過大的沖擊力，以免耐水功能發(fā)生劣化、損壞。此外，用螺栓緊固時，螺母的緊固強度有容許范圍，也有必須使用齒形墊圈的機型。詳細內(nèi)容請參見該型號末尾的「 使用注意事項 」中安裝時的注意事項。 ? 關(guān)于DIN導(dǎo)軌安裝/拆卸（以E2CY為示例）〈安裝〉 ①將前部放入專用安裝固定配件（附屬）或DIN導(dǎo)軌中。 ②將后部推壓進專用安裝配件或DIN導(dǎo)軌中。 ? ? ? ? 〈拆卸〉 ? ? 關(guān)于設(shè)定距離 溫度、電壓的變動會引起檢測距離的變化。建議傳感器安裝時，根據(jù)「設(shè)定距離」進行設(shè)置。 ●配線時 接近開關(guān)的AND?OR布線 ?

類型	連接種類	連接方法	內(nèi)容
直流2線式	AND （串聯(lián)連接)		連接的傳感器數(shù)（Ｎ）應(yīng)在滿足下式的范圍內(nèi)。 VS －N×VR負載的動作電壓 但是，由于各接近開關(guān)未被供給額定的電源電壓、電流，有可能造成顯示燈亮不足或發(fā)生錯誤脈沖（約1ms左右），請確認沒有問題后再使用。
	OR （并聯(lián)連接）		連接傳感器數(shù)（Ｎ）應(yīng)在滿足下式的范圍內(nèi)。N×i負載的復(fù)位電流 例）MY（DC24V）繼電器為負載時，連接傳感器數(shù)限于4臺。
交流2線式	AND （串聯(lián)連接)		〈TL-NY、TL-MY、E2K-□MY□、TL-T□Y〉上述接近傳感器不能串聯(lián)連接。必要時可使用繼電器。〈E2E-X□Y〉該型號無論在AC100V還是AC200V時，當(dāng)ON時施加在負載上的電壓VL為VL＝VS－（輸出殘留電壓×個數(shù)）（V）。所以如果VL不大于負載的動作電壓，負載將不動作，需要事先進行確認。串聯(lián)2個以上，在AND電路使用時最多3個。（注意左圖VS的值）
	OR （并聯(lián)連接）		原則上不能并聯(lián)2個以上接近傳感器，用于OR電路。 只限在（A）、（B）不同時動作，不必保持負載時可并聯(lián)連接，但消耗電流（漏電流）會變?yōu)閚倍，容易造成復(fù)位不良。 （n為接近傳感器的個數(shù)） 不能用于（A）、（B）同時動作，需保持負載時。 即（A）、（B）同時動作，并保持負載時，當(dāng)（A）處于ON，（A）（B）兩端的電壓會降低約10V，負載電流經(jīng)（A）流動動作。其次，檢測物體接近（B）時，（B）兩端的電壓為10V，處于過低狀態(tài)，使（B）的開關(guān)元件無法動作。當(dāng)（A）再次OFF，（A）與（B）兩端的電壓會上升到電源電壓，這時（B）才剛開始處于ON狀態(tài)。 在此期間，（A）OFF、（B）也處于OFF的時間（約10ms），負載瞬間復(fù)位。如此保持負載時，請按左圖所示，使用繼電器。

AND.OR連接使用時，有時會因錯誤脈沖及漏電等影響導(dǎo)致無法使用，請在使用前確認沒有問題后再使用。 ? 關(guān)于導(dǎo)線的延長 放大器內(nèi)置型的各種標(biāo)準導(dǎo)線的長度在200m以內(nèi)（一部分機型除外）。同時，放大器分離型（E2C-EDA、E2C、 E2J、E2CY）請參見各自的注意事項。 ? 關(guān)于導(dǎo)線的彎曲布線 將導(dǎo)線彎曲布線時，建議采用導(dǎo)外徑3倍以上的彎曲半徑。（同軸線?屏蔽線除外） ? 關(guān)于導(dǎo)線的拉伸強度 通常，施加力請勿超過下表所示值。 ?

導(dǎo)線直徑	拉伸力
小于 φ 4	30N以下
小于 φ 4	50N以下

同時，請勿在屏蔽線、同軸線上施加拉伸力。 ? 關(guān)于和高壓線的區(qū)別 金屬配管的實施 為了防止電力線、動力線在通過接近傳感器導(dǎo)線附近時引起的誤動作和破損，請進行單獨的金屬配管。（直流型也相同）。 ? 與傳感器控制器S3D2的連接示例 直流2線型 使用S3D2時 與繼電器負載的連接 直流2線式中有3V殘留電壓，請確認繼電器的動作電壓后再使用。 但是E2E-XD-M1J-T的殘留電壓為5V ? 直流3線型 ? ●使用環(huán)境 關(guān)于耐水性 避免在水中、降雨中及室外使用。 ? ●關(guān)于環(huán)境 安裝在以下場所時，可導(dǎo)致誤動作和故障，所以請避免使用。 1. 為了維持動作的可靠性和長壽命，請避免在規(guī)定外的溫度和室外條件下使用。 2. 接近傳感器采用耐水構(gòu)造，但為了避免水等直接接觸，仍需安裝防水蓋子，這樣可進一步提高可靠性和壽命。 3. 請避免在有化學(xué)藥品，特別是強堿、酸（硝酸、鉻酸、熱濃硫酸等）的環(huán)境中使用。 ? ●保養(yǎng)檢查 定期檢查 為使接近傳感器能長期穩(wěn)定地動作，應(yīng)定期進行與一般的控制機器相同內(nèi)容的檢查。 1. 檢測物體及接近傳感器的安裝位置有無偏離、松弛、歪斜。 2. 布線、連線部有無松弛、接觸不良、斷線。 3. 是否有金屬粉塵等的粘附、堆積。 4. 使用溫度條件、環(huán)境條件是否有異常。 5. 設(shè)定顯示燈型的閃爍是否有異常。 ? 分解與修理 絕對不能自行進行分解和修理。 ? 故障的簡易檢查 為能簡易地查出故障，可通過與E39-VA手提式檢測器的連接進行傳感器動作狀態(tài)的調(diào)查。