金属接近式传感器原理及选用.doc

传感器接近开关传感器概要 接近开关传感器的定义接近传感器，是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称能检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号在换为电气信号的检测方式中，包括利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式、捕测体的接近引起的电气信号的容量变化的方式、利石和引导开关的方式 在JIS规格中，根据IEC60947-5-2的非接触式位置检测用开关，制定了JIS规格（JIS C 8201-5-2低压开关装置及控制装置、第5控制电路机器及开关元件、第2节接近开关）在JIS的定义中，在传感器中也能以非接触方式检测到物体的接近和附近检测对象有无的产品总称为“接近开关”，由感应型、静电容量型、超声波型、光电型、磁力型等构成在本技术指南中，将检测金属存在的感应型接近传感器、检测金属及非金属物体存在的静电容量型接近传感器、利用磁力产生的直流磁场的开关定义为“接近传感器” 特长① 由于能以非接触方式进行检测，所以不会磨损和损伤检测对象物② 由于采用无接点输出方式，因此寿命延长（磁力式除外）采用半导体输出，对接点的寿命无影响③ 与光检测方式不同，适合在水和油等环境下使用检测时几乎不受检测对象的污渍和油、水等的影响。

此外，还包括特氟龙外壳型及耐药品良好的产品④ 与接触式开关相比，可实现高速响应⑤ 能对应广泛的温度范围⑥ 不受检测物体颜色的影响对检测对象的物理性质变化进行检测，所以几乎不受表面颜色等的影响⑦ 与接触式不同，会受周围温度的影响、周围物体、同类传感器的影响包括感应型、静电容量型在内，传感器之间相互影响因此，对于传感器的设置，需要考虑相互干扰（→第1339页）此外，在感应型中，需要考虑周围金属的影响，而在静电容量型中则需考虑周围物体的影响 接近传感器原理感应型接近传感器的检测原理通过外部磁场影响，检测在导体表面产生的涡电流引起的磁性损耗在检测线圈内使其产生交流磁场，并检测体的金属体产生的涡电流引起的阻抗变化进行检测的方式般检测金属等导体此外，作为另外一种方式，还包括检测频率相位成分的铝检测传感器，和通过工作线圈仅检测阻抗变化成分的全金属传感器＜定性的说明＞在检测体一侧和传感器一侧的表面上，发生变压器的状态阻抗的变化，可以视作串联插入检测体一侧的电阻值的变化与实际状态有所差异，但易于定性分解） 静电容量型接近传感器的动作原理 对检测体与传感器间产生的静电容量变化进行检测容量大小根据检测体的大小和距离而变化。

一般的静电容量型接近传感器，对像电容器一样平行配置的2块平行板的容量进行检测的图像传感器平行板单侧分别作为被测定物（处于想像接地状态），而另一侧作为传感器检测面对这2极间形成的静电容量变化进行检测可检测物体根据检测对象的感应率不同而有所变化，不仅金属，也能对树脂、水等进行检测 磁力式接近传感器的动作原理用磁石使开关的导片动作通过将引导开关置于ON，使开关打开 接近传感器分类按检测方式选择的重点确认事项感应型静电容量型磁力式接近传感器接近传感器接近传感器检测对象物金属、铁、铝、黄铜、铜等金属、树脂、液体、粉末等磁石电气杂音动力线与信号线的位置关系、筐体有无接地等几乎无影响CE标签处理（符合EC指令）传感器外形的材料（金属、树脂）电缆过长则容易受干扰的影响电源规格直流、交流、交流直流、直流无极性等连接方法、电源电压消耗电流参见DC2线式 DC3线式 交流等电源规格DC2线式对抑制消耗电流有效检测距离需要注意温度的影响、检测物体的影响、周围物体的影响、同类传感器的设置距离，再选择检测距离请参考样本目录规格的设定距离，再进行讨论检测中如需高精度，请讨论使用放大器分离型周围环境温度、湿度、水、油、药品等请确认适合环境的保护构造（→第1437页）。

物理性振动?冲击在发生振动、冲击等的环境中，选择时需要在传感器的检测距离上留有一些余度此外，为防止振动引起的脱落，请参见用于安装的紧固转矩的样本目录值关于组装紧固转矩、传感器的大小、布线工时、电缆长度、传感器与传感器的距离、来自周围物体的影响设计时，请确认周围金属、周围物体的影响、传感器相互干扰距离的规格 接近传感器术语解说标准检测物体作为测定基本性能的检测物体，其材料、形状、尺寸等都有规定检测距离用指定的方法移动标准检测物体，由基准位置（基准面）测出的至动作（复位）为止的距离设定距离包括温度、电压的影响在内，可稳定使用的检测面与（标准）检测物体通过位置间为止的间隔通常是（额定）检测距离的约70～80％差动（差动的距离）标准检测物体与传感器的距离中，传感器「动作」时与「复位」时之间的距离差  响应时间· t1:标准检测物体进入传感器的动作区域，传感器从处于「动作」状态到输出为ON的时间· t2:标准检测物体离开传感器的动作区域，传感器的输出至OFF的时间 响应频率· 反复接近标准检测物体时，每秒钟检测随之产生的输出的次数· 测定方法请参见附图  屏蔽· 该型号磁通集中在传感器的前部，检测线圈的侧面用金属覆盖。

· 作为传感器的安装方法，可埋入金属中  非屏蔽· 该型号磁通广泛发生在传感器的前部，检测线圈的侧面未被金属覆盖· 由于易受周围金属（磁性体）的影响，所以在选择安装场所时需多加注意  检测距离的表示方法在测定接近传感器的检测距离时，基准位置的获取方式和检测物体的接近方向规定如下圆柱型?角柱型凹槽型垂直检测距离水平检测距离　检测区域图使标准检测物体接近基准轴方向（垂直于检测面），由基准面测得的距离为垂直检测距离将标准检测物体与基准面（检测面）作平行移动，由基准轴测得的距离为水平检测距离该距离随通过位置（从基准面开始的距离）而变，可用于表示动作点轨迹检测区域图）凹槽型多采用在检测部的凹槽中通过薄金属板的方法，可如图由基准面测定插入距离 输出形态NPN晶体管输出PNP晶体管输出无极性?无接点输出用一般的晶体管，可直接连接在可编程显示器控制器及计数器上主要是组装在出口欧洲等的机械上用于交流2线式、交流?直流两用型中，无需担心极性出错 输出形态NO（正常开）型NC（正常关闭）型NO/NC切换型NONCNO/NC切换型在检测区域中有检测物体时，输出开关元件将处于ON检测区域中无检测物体时，输出开关元件将处于ON。

通过切换开关等，可对输出开关元件的NO、NC动作进行选择的方式 特性数据的读法检测区域检测距离?显示特性参见术语解说（→术语解说页）参见术语解说（→术语解说页）使用注意事项（→检测物体的材料页）E2E-X□E□/-X□Y□/-X□F1E2C-EDR6-FE2E-X3D□/-X3T1· 相对于接近传感器，将检测对象与检测面平行移动时的特性图· 定位等应用程序运行时，请参见该特性图需要高精度定位时，请使用放大器分离型接近开关· 用于放大器分离接近的表现在规定的距离条件下设定FP（Fine Positioning）时的值在任意距离条件下，E2C-EDA中可将数字值1500作为标准进行设定· 上述图表中，是在0.3、0.6、0.9的3点上实施FP时的数值示例· 横轴上作为检测体的大小表示，而纵轴上作为检测距离表示表示检测对象的大小和材料引起的传感器检测距离的变化使用同样的传感器检测各种检测体时，及确认检测余度等时，请参考该数据 漏电流特性残留电压特性使用注意事项（→消耗（漏电）电流影响的对策方法（例）页）使用注意事项（→1338页）· 接触式限位开关等在物理上将接点放在右侧，与限位开关等不同，2线式的接近开关为了通过晶体管等构成电气性开关而发生的现象。

表示输出部的晶体管所产生的漏电流特性· 一般若电压增大，则漏电流也增大由于连接到接近开关的负载中有电流通过，所以选择负载时，请避免通过该电流动作· 在限位开关、微型开关的置换中应注意· 与漏电流特性相同，是为形成电气性开关的派生现象· 例如在正常开型中，在ON状态下不会达到0V，在OFF状态下不会与电源电压相同，开关上将残留一定的电压的现象在限位开关、微型开关的置换中应注意 共通注意事项 ★各商品的注意事项，请参见各商品的「 请正确使用 」警告不能作为冲压的安全装置或其他人体保护用安全装置使用本产品与安全性无关，主要用于工件和作业者的检测用途 安全要点为了确保安全，请务必遵守以下各项目的内容●布线时项目代表例关于电源电压DC3线型的NPN输出传感器DC2线型传感器使用时请不要超过使用电压范围如在使用电压范围以上施加电压，或在直流电源型的传感器上施加交流电源（AC100V以上），则可能引起破裂或烧毁关于负载短路DC3线型的NPN输出传感器· DC2线型传感器的情况下· 即使附带负载短路保护功能，如果电源的极性错误与负载短路重叠时，负载短路的保护功能将不工作· 请避免使负载短路否则可能引起破裂或烧毁。

· 负载短路保护功能在电源为正确极性，额定电压内使用时才能有效关于误布线DC3线型的NPN输出传感器需考虑电源的极性，请避免错误布线否则可能引起破裂或烧毁关于无负载的连接· DC2线型的传感器· 有负载短路功能，但电源的极性错误与无负载连接重叠时AC2线型的传感器因为无负载情况下直接连接电源，会引起内部元件得破裂或烧毁，所以请务必在有负载的情况下进行布线 ●使用环境请勿在有易燃易爆气体的环境下使用项目讨论内容检测物体与接近传感器的动作条件电气条件环境条件安装条件外部磁场 电场的影响· 在直流磁场中的影响为20mT＊ 20mT以上时请勿使用· 在直流磁场急剧变化时，可能发生误动作请勿在直流电磁石采用ON、OFF的场所使用。