1、传感器基础培训讲座传感器基础培训讲座2008年年7月月欧姆龙自动化欧姆龙自动化(中国中国)有限公司有限公司东莞办事处东莞办事处传感器分类传感器分类安全区域传感器安全区域传感器光电传感器光电传感器接近传感器接近传感器位移测长传感器位移测长传感器旋转编码器旋转编码器超声波传感器超声波传感器压力传感器压力传感器视觉传感器视觉传感器 光电传感器光电传感器原理原理种类种类特性特性额定值额定值 光电传感器也称光电开关。采用光电转换原理控制电路通断使输出信号产生逻辑翻转的一类电器称为光电开关。它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可
2、被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。什么叫光电传感器?光电接近开关是一体化无接触、无触点的位置传感器,任何部件都不会有机械磨损,工作寿命较长。更重要的是外界影响对它无干扰。它不仅限于对金属物,对任何对象都能产生反应-这是长处。总之,由于相对简单的构造和直接安装使费用减少。光的通用性保证了广大的应用范围。光电开关相对其他开关有什么优势?可见光光电开关红外光电开关激光光电开关紫外光电开关光电开关从光的特性上分类?光电开关从光的特性上分类?现市面大多数普通产品多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波形近红外线。紫外线对人
3、有伤害,中远红外线辐射热,激光过于昂贵;近红外线更加符合感光器件的特性。激光,是一种崭新的光源,是由激光器产生的一种光。第一,激光是一种颜色最单纯的光。第二,激光的方向性好。第三,激光亮度最高。第四,激光还可以具有很大的能量 光电开关工作原理光电开关工作原理简单的来说,光电开关就是一个光电耦合器。发射器边主要是一个LED,而接收器边主要是一个光电三极管。光电开关工作原理光电开关工作原理 发光二极管是由-族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它
4、还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。按发光管发光颜色分,按表明特征分类,按内部结构分类等。可分成红色(红外)、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等发光二极管 LED 光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的分类(检测方式分)一一.对射型对射型对射型光电传感器原理图檢測距離:最長 可达30m对射型对射型 对射型传感器检测距离长。但投光器和受光器都需接电源,光轴对合比较对射型传感器检测距离长。但投光器和受光器都需接电源,光轴对合比较费力。目前使用者占总体的费力。目前使用者占总体的20
5、30。典型应用:室内立体停车场车辆的检测典型应用:室内立体停车场车辆的检测因为停车场检测距离很长,一般起码得因为停车场检测距离很长,一般起码得45米米。OMRON E3Z系列长距离系列长距离对射型,检测距离最长可达对射型,检测距离最长可达30米。米。二二.回归反射型回归反射型光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的分类(检测方式分)回归反射型回归反射型回归反射型回归反射型反射板回歸反射型 检测距离较长,但比检测距离较长,但比起对射型还是稍逊一筹。起对射型还是稍逊一筹。配线和光轴对合更方便。配线和光轴对合更方便。通过对反射板的改良通过对反射板的改良(提高反射率(提高反射率/corner cub
6、e小型化)力求接近小型化)力求接近对射型传感器的性能,对射型传感器的性能,有望进一步将其替代。有望进一步将其替代。目前使用占总体目前使用占总体50左左右,有增加的倾向。右,有增加的倾向。由于反射板的特性,由于反射板的特性,因此也可以稳定检测出因此也可以稳定检测出反光的物体。另,某些反光的物体。另,某些产品也可替代对射型检产品也可替代对射型检测透明物体,如欧姆龙测透明物体,如欧姆龙的的 E3S-CR62。三三.扩散反射型扩散反射型光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的分类(检测方式分)扩散反射型扩散反射型OK!OK!MILKMILK 安装方式最为简单,安装方式最为简单,只需一处配线,无须反射
7、只需一处配线,无须反射板,但检测距离短、所以板,但检测距离短、所以使用率停留在使用率停留在20203030左右的水平。左右的水平。根据用途备有将光线扩根据用途备有将光线扩伸的机种伸的机种。将光线绞合为将光线绞合为细光束的话,适合用于检细光束的话,适合用于检测小物体,扩伸的光线检测小物体,扩伸的光线检测时不易受背景物的影响测时不易受背景物的影响。四四.限定反射型限定反射型線路板檢測線路板檢測,ICIC部件检测部件检测检测距离背景物被测物 根据只接受一定距离内的正反射光原理而设计,因此受被测物体颜色的影响小,也不易受到背景物的影响。跟扩散反射型一样只需一处配线,无需发射板。因为其不易受背景物影响,
8、可以应用在PCB板的检测,非常薄的IC芯片的检测方面。光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的分类(检测方式分)五五.距离设定型距离设定型投投/受光器受光器与三角测距型位移传感器与三角测距型位移传感器原理相同原理相同。检测距离有一检测距离有一定范围定范围。PSD倾斜,以便倾斜,以便使物体上的光点像能够使物体上的光点像能够清晰地成像清晰地成像。被测物体被测物体以细光束投光,让被测物体上以细光束投光,让被测物体上的光点的像能在的光点的像能在PSD上成像,上成像,根据光点位置演算传感器表面根据光点位置演算传感器表面到物体的距离。检测距离可由到物体的距离。检测距离可由旋钮设定,也能去除背景的影旋钮设
9、定,也能去除背景的影响。响。PSDPosition Sensing DeviceBGSBack-Ground Suppre-ssion(背景切除背景切除)不易受被测物体颜色的影响,不易受被测物体颜色的影响,使用方便,销量上升使用方便,销量上升。检测距离检测距离(MAX)LD或或LEDPSD等等设定范围设定范围光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的分类(检测方式分)光电传感器的型号标准光电传感器的型号标准E3/F3=表示光电传感器表示光电传感器到到E3-为止的为止的34个字母称为型名个字母称为型名(E3S-A、E3S-B、E3S-C、E3G-L是例外的型名是例外的型名)-之后的部分称为号名之
10、后的部分称为号名T=对射型对射型R或或RS =回归反射型回归反射型D或或DS =扩散反射型扩散反射型LS=距离射定型距离射定型G或或GS =凹槽型凹槽型 保护构造保护构造(为防止固体杂质为防止固体杂质 水的侵入而设的保护等级水的侵入而设的保护等级)IPInternational Protection 由由IEC(International Electrotechinical Commission)制定的保护等级制定的保护等级固体杂质固体杂质水水0无保护无保护 0无保护无保护1直径直径50mm(手手)1垂直方向的水滴垂直方向的水滴2直径直径12.5mm(手指手指)2垂直方向垂直方向15以内的水滴
11、以内的水滴3直径直径2.5mm(电缆电缆)3垂直方向垂直方向60以内的水滴以内的水滴4直径直径1mm(芯线芯线)4全方向的水滴全方向的水滴5只允许极微小粉尘进入只允许极微小粉尘进入 5全方向的喷水全方向的喷水6粉尘无法侵入粉尘无法侵入 6全方向的激烈喷水全方向的激烈喷水 7可浸泡可浸泡(欧姆龙标准欧姆龙标准1m30分钟分钟)8可在水中使用可在水中使用(欧姆龙标准欧姆龙标准10m)保护构造保护构造(防油的保护等级防油的保护等级)JEM(日本电机工业会日本电机工业会)规格规格IP-后标有后标有 或者或者 :防油防油(不因有油而受到有害影响不因有油而受到有害影响):耐油耐油(油不会侵入其内部油不会侵
12、入其内部)传感器的导线颜色传感器的导线颜色(所有传感器共通所有传感器共通)IEC已进行了规格化已进行了规格化。(。(老机种有个别不符合的情况老机种有个别不符合的情况)电源电源褐褐(Brown)、)、蓝蓝(Blue)交流交流2线也是褐线也是褐/蓝蓝控制输出控制输出输出输出:黑黑(Black)输出输出:白白(White)其他其他 省略省略(欧姆龙遵守欧姆龙遵守IEC规格规格)传感器动作指示灯颜色传感器动作指示灯颜色(所有传感器共通所有传感器共通)日本美国标准为红色日本美国标准为红色(Red),欧洲为橙色,所以欧洲为橙色,所以IEC使用使用橙色橙色。欧姆龙的新机种将逐步变更欧姆龙的新机种将逐步变更。
13、现在多为红色现在多为红色)指向角指向角指对于对射型指对于对射型 回归反射回归反射型光电传感器,由于光型光电传感器,由于光束的扩散而可能发生动作束的扩散而可能发生动作的角度范围。的角度范围。受光器受光器指向角指向角投光器投光器为使投光器光轴调整更方便,投光不是平行为使投光器光轴调整更方便,投光不是平行的,而是呈扩散状投光的,而是呈扩散状投光。应差的距离应差的距离指对于扩散反射型,为了不发生振荡指对于扩散反射型,为了不发生振荡(Chattering)必须明确隔开动作距离和复归距离。必须明确隔开动作距离和复归距离。ONOFF动作距离复归距离应差的距离应差的距离如没有应差如没有应差(Hyster
14、esis)的话,接近动作距离时的话,接近动作距离时就会发生反复就会发生反复ON/OFF的的Chattering现象现象。不感应带不感应带由于反射型传感器的投光由于反射型传感器的投光/受光透镜一般都不同,受光透镜一般都不同,便会引起在近距离的某个范围,反射光无法进便会引起在近距离的某个范围,反射光无法进入受光透镜的情况。这个范围称为不感应带。入受光透镜的情况。这个范围称为不感应带。不感应区域不感应区域投光投光受光受光应答时间应答时间从光电传感器的光反转到输出反转为止有一从光电传感器的光反转到输出反转为止有一个时间上的延迟个时间上的延迟。这是动作时间。动作时间这是动作时间。动作时间和复归时间是两个
15、相应的概念。和复归时间是两个相应的概念。ON时的延迟时间时的延迟时间 动作时间动作时间(Ton)OFF时的延迟时间时的延迟时间复归时间复归时间(Toff)通常在通常在1msec左右左右、较快的机种为较快的机种为20sec。光输入光输入控制信号控制信号TonToff遮光遮光/入光动作入光动作(L-ON/D-ON)受光器入光时的动作受光器入光时的动作Light-ON受光器遮光时的动作受光器遮光时的动作Dark-ON 选择上述何种方式因客户需要而定选择上述何种方式因客户需要而定。有有L-ON/D-ON的不同机种,也有可的不同机种,也有可 通过开关切换的机种通过开关切换的机种。ON=Light-ON光
16、光输出输出ON=Dark-ON光光输出输出使用周围照度使用周围照度指受光器的表面照度指受光器的表面照度(Lux)的允许值的允许值(即传感器不会发生误动作的照度即传感器不会发生误动作的照度。)(DATA BOOK的说明有误的说明有误)盛夏太阳的直射照度在盛夏太阳的直射照度在100,000Lux左右左右、办公室内在办公室内在1000Lux以下以下。没有格外注意的必要没有格外注意的必要。(。(但不能在户外使用但不能在户外使用)标准检测物体标准检测物体/最小检测物体最小检测物体/装载狭缝时的最小检测物体装载狭缝时的最小检测物体标准检测物体标准检测物体在光学原理中用尺寸相当的棒的直径表示该传感器适合检测
17、物体在光学原理中用尺寸相当的棒的直径表示该传感器适合检测物体的大小程度的大小程度最小检测物体最小检测物体代表例即检测的标准,要检测小物体时需要进行实验来确认代表例即检测的标准,要检测小物体时需要进行实验来确认装载狭缝时的装载狭缝时的最小检测物体最小检测物体记载于狭缝记载于狭缝(另售配件另售配件)的额定值一览表内的额定值一览表内。有必要通有必要通过实验确认过实验确认MSR功能功能MSR=Mirror Surface Rejection投投/受光器受光器反射板反射板光泽表面物体光泽表面物体偏光元件偏光元件(Polarizer)检光元件检光元件(Analizer)光光Corner cube(反射板反
18、射板)回归反射型如果没有回归反射型如果没有MSR功功能的话,可能会发生无法检能的话,可能会发生无法检测光泽表面的物体的情况。测光泽表面的物体的情况。反射板的反射板的corner cube通过光通过光的的 次反射返回同方向的光。次反射返回同方向的光。这时将偏光方向变化这时将偏光方向变化90来来放置偏光元件放置偏光元件/检光元件的话检光元件的话则反射板反射的光能通过,则反射板反射的光能通过,光泽物体的反射光被遮光,光泽物体的反射光被遮光,从而避免了误动作从而避免了误动作。薄片型反射板没有薄片型反射板没有MSR功能的效果功能的效果。相互干扰相互干扰/干扰干扰相互干扰相互干扰(1)带防止相互干扰功能的
19、传感器带防止相互干扰功能的传感器(2)防干扰滤波片防干扰滤波片(3)隔开一定距离隔开一定距离(4)投光器投光器/受光器交替排列受光器交替排列(5)错开光轴错开光轴干扰对策的一般解决方法干扰对策的一般解决方法(1)common 传感器和安装金属台间绝缘传感器和安装金属台间绝缘mode干扰干扰 0V和安装金属台间加电容和安装金属台间加电容(2)辐射干扰辐射干扰 将传感器与干扰源隔开将传感器与干扰源隔开(3)电源线干扰电源线干扰 线间加入电容线间加入电容自我诊断自我诊断/外部诊断功能外部诊断功能是用来确认光电传感器是否正常运作的功能。是用来确认光电传感器是否正常运作的功能。自我诊断自我诊断通过光量的
20、稳定度判断通过光量的稳定度判断。与一般光电传感器都带有的绿色与一般光电传感器都带有的绿色稳定指示灯连动,稳定指示灯熄稳定指示灯连动,稳定指示灯熄 灭则输出灭则输出ON,表示不稳定。表示不稳定。外部诊断外部诊断从外部从外部(PLC等等)输入,传感器停止投光,输入,传感器停止投光,传感器通过检查受否处于传感器通过检查受否处于D-ON的状态,的状态,判断自身是否正常动作并返回信号。判断自身是否正常动作并返回信号。E3Z稳定指示灯稳定指示灯(绿绿)动作指示灯动作指示灯(橙橙)接线时的注意事项接线时的注意事项电源配置电源配置在支流用传感器上加交流电的话在支流用传感器上加交流电的话会造成传感器破损会造成传
21、感器破损负载短路负载短路电源和控制输出间要介入负载电源和控制输出间要介入负载后才能连接后才能连接(几乎所有传感器几乎所有传感器都有保护措施都有保护措施)误接线误接线注意不要逆接电源正负极注意不要逆接电源正负极(几乎几乎所有传感器都有保护措施所有传感器都有保护措施)无负载连接无负载连接与负载短路相同与负载短路相同电源复位电源复位/电源电源OFF时时传感器的电源传感器的电源ON/OFF时输出处于不稳定状态,因此要先时输出处于不稳定状态,因此要先将传感器电源将传感器电源ON/OFF0VAC0V0VNPN输出输出&PNP输出输出NPN输出输出+V0VRL控制输出控制输出电流电流+V0VRL控制输出控制
22、输出电流电流collectoremitteremittercollectorPNP输出输出NPN TransistorPNP Transistor额定值额定值/性能性能()()检测距离检测距离 对射型指投光器和受光器间的最大距离对射型指投光器和受光器间的最大距离反射型指传感器到反射版或者检测物体反射型指传感器到反射版或者检测物体的最大距离的最大距离 一般留有一般留有1.5倍左右的余度倍左右的余度光源光源(发光波长发光波长)使用的使用的LED的波长的波长电源电压电源电压 传感器动作的电源电压范围传感器动作的电源电压范围DC1224V+/-10%波动波动10%以下以下12 0.9 0.924 1.
23、1 1.1DC9.7229.04V消耗电流消耗电流 表示传感器表示传感器ON时除去负载电流,传感器时除去负载电流,传感器 电流的消耗量电流的消耗量控制输出控制输出 规定了输出形式和负载的最大电压规定了输出形式和负载的最大电压 电流电流如果有输出切换的话记为如果有输出切换的话记为(L-On/D-on等)等)额定值额定值/性能性能()()保护回路保护回路指搭载的保护回路功能指搭载的保护回路功能应答时间应答时间对动作时间对动作时间/复归时间的记述复归时间的记述灵敏度调整灵敏度调整带灵敏度调整功能的传感器的相关带灵敏度调整功能的传感器的相关 记述记述使用环境照度使用环境照度指受光面最大允许照度指受光面
24、最大允许照度含有余度含有余度环境温度环境温度指动作时的允许温度范围和保存时指动作时的允许温度范围和保存时的允许温度范围的允许温度范围(注意低温注意低温)周围湿度周围湿度以相对湿度表示动作时的允许湿度范围以相对湿度表示动作时的允许湿度范围 和保存时的允许温度范围和保存时的允许温度范围绝缘电阻绝缘电阻在传感器回路和大地间加电压在传感器回路和大地间加电压(通常通常 500V)时引起漏电流的电阻值时引起漏电流的电阻值额定值额定值/性能性能()()耐电压耐电压在传感器回路和大地间加交流电压在传感器回路和大地间加交流电压(通常(通常 1000V)一分钟左右传感器不会破损一分钟左右传感器不会破损振动振动(耐
25、久耐久)在在方向方向上加以振动,不发生机械性上加以振动,不发生机械性损坏,机能维持正常损坏,机能维持正常振动加速度为振动加速度为300m/secxsec冲击冲击(耐久耐久)假设为下落的情况假设为下落的情况从从 方向下落不发生机械性损坏方向下落不发生机械性损坏机能维持正常机能维持正常冲击加速度为冲击加速度为500m/secxsec连接方式连接方式=导线或者接插件导线或者接插件指示灯指示灯表示有哪些指示,分别为什么颜色表示有哪些指示,分别为什么颜色质量质量包装后状态下的重量包装后状态下的重量(概略概略)材质材质记述外壳和透镜的材质记述外壳和透镜的材质附件附件附属于该传感器的配件附属于该传感器的配件
26、含价格含价格)导线的耐曲折次数导线的耐曲折次数导线内部采用的是铜芯线,弯曲到一定次数之后会折断。导线内部采用的是铜芯线,弯曲到一定次数之后会折断。在需要弯曲导线的用途时请采用耐曲折导线。在需要弯曲导线的用途时请采用耐曲折导线。普通导线普通导线0.18mm左右的铜芯线拧绞而成左右的铜芯线拧绞而成。弯曲弯曲万次之后便会折断万次之后便会折断。耐曲折导线耐曲折导线0.08mm左右的细铜芯线拧绞而成左右的细铜芯线拧绞而成、外皮采用特氟龙等光滑材料外皮采用特氟龙等光滑材料。可耐可耐约约万次左右的弯曲万次左右的弯曲。不能使用光电传感器的地方不能使用光电传感器的地方水中水中、户外户外、阳光直射的地方阳光直射
27、的地方灰尘多的地方灰尘多的地方(定期清洁透镜部定期清洁透镜部)有腐蚀性气体的地方有腐蚀性气体的地方(注注)沾有有机溶剂的地方沾有有机溶剂的地方(透镜沾了水雾透镜沾了水雾)有振动有振动 冲击的地方冲击的地方沾有油沾有油 化学品的地方化学品的地方(注)(注)湿度高,容易结露的地方湿度高,容易结露的地方注注可以使用特氟龙外壳的传感器可以使用特氟龙外壳的传感器 (E3HQ、E32-F)光纤传感器光纤传感器光纤单元光纤单元放大器单元放大器单元检测更细小物体或需要更高的精确度?检测更细小物体或需要更高的精确度?留给光电传感器的安装空间太小?留给光电传感器的安装空间太小?周围环境温度太高或有腐蚀性?周围环境
28、温度太高或有腐蚀性?危险区域核辐射!?等危险区域核辐射!?等对射型对射型反射型反射型基基本本回回归归反反射射限限定定反反射射耐耐曲曲折折细细径径探探头头区区域域检检测测凹凹槽槽型型俯俯视视耐耐化化学学腐腐蚀蚀耐耐热热数数字字光光纤纤放放大大器器旋旋钮钮光光纤纤放放大大器器超超级级灵灵敏敏度度可可调调光光纤纤放放大大器器数数字字双双通通道道光光纤纤放放大大器器通通用用示示教教光光纤纤放放大大器器光纤光纤玻璃或透明塑料玻璃或透明塑料光在光纤中呈不断地全反射状传播,弯曲光纤光也发生弯曲,光纤弯曲过光在光纤中呈不断地全反射状传播,弯曲光纤光也发生弯曲,光纤弯曲过度的话入射角变小,折射光射到光纤外部,会
29、使导波效果变得不理想。为度的话入射角变小,折射光射到光纤外部,会使导波效果变得不理想。为防止这一情况,可采用细光纤不使入射角变小。防止这一情况,可采用细光纤不使入射角变小。柔软光纤的原理柔软光纤的原理粗光纤反射次数粗光纤反射次数少少,弯曲,弯曲半径小,因而半径小,因而临界角小临界角小,容易发生容易发生Bending Loss。允许弯曲半径允许弯曲半径1025mm。细光纤反射次数细光纤反射次数多多,临界临界角不会变小角不会变小。多束细光纤多束细光纤组成柔软光纤,弯曲半径组成柔软光纤,弯曲半径即使有即使有1mm也不发生损耗也不发生损耗。RR 光纤长度光纤长度-检测距离特性检测距离特性光纤过长会导致
30、光纤内部衰减从而缩短检测距离光纤过长会导致光纤内部衰减从而缩短检测距离对射型对射型100%2m 5m60%40%10m光纤长度光纤长度抗电磁干扰和原子辐射的性能抗电磁干扰和原子辐射的性能径细、质软、重量轻的机械性能径细、质软、重量轻的机械性能绝缘、无感应的电气性能绝缘、无感应的电气性能耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能光纤的优越性能:光纤的优越性能:光纤放大器单元光纤放大器单元 标准型标准型E3X-DAE3X-DA口口-S-S双输出型双输出型E3X-DAE3X-DA口口TW-STW-S外部输入型外部输入型E3X-DAE3X-DA口口RM-SRM-S色标检测色标检测/红
31、外光型红外光型E3X-DAB/G/HE3X-DAB/G/H口口-S-S2 2通道型通道型E3X-MDAE3X-MDA口口放大器放大器光纖光纖色標色標食品的包裝紙剪裁食品的包裝紙剪裁放大器放大器E3MCE3MCE3X-NT/NME3X-NT/NME3X-NV/NVGE3X-NV/NVGE3X-DAB/GE3X-DAB/G光纖光纖E32E32E3X-NVE3X-NV系列放大器系列放大器系列放大器系列放大器及及及及E32-DCE32-DC系列光纖系列光纖系列光纖系列光纖應用例應用例應用例應用例色标传感器色标传感器在白底黑标识这样对比在白底黑标识这样对比度高的情况下,可使用度高的情况下,可使用红色红色
32、LED。检测彩色标识可使用检测彩色标识可使用绿绿色色、蓝色、蓝色或或全色全色LED。顺序检出状态灵敏度调节表示灯状态调整顺序刻度A有物体把检测物放置所定位置,将灵敏度旋钮右转(跳高灵敏度),动作等亮,旋钮在A位置刻度B无物体那掉检测物,动作灯熄灭,继续调大灵敏度,直到动作灯再次刚刚好点亮,旋钮处在B位置上设定定完成完成设定在AB中间位置(最佳灵敏度)MINMAXMINMAXMINMAXA稳定灯稳定灯 动作灯动作灯稳定灯稳定灯 动作灯动作灯稳定灯稳定灯 动作灯动作灯BC灵敏度调整(遮光灵敏度调整(遮光ON一般调整)一般调整)欧姆龙的接近传感器欧姆龙的接近传感器原理原理 种类种类 特性特性 额定值
33、额定值TEXTBOOKSensor Data Book磁性磁性(Inductive)接近传感器原理接近传感器原理高频率高频率发送机发送机Coil检测对象检测对象(金属板金属板)涡电流涡电流线圈引发的线圈引发的高频率磁场高频率磁场涡电流引发的涡电流引发的磁场磁场通过高频发震器通过高频发震器Coil而发出高频而发出高频磁场磁场被测对象被测对象(金属金属)接近时表面会接近时表面会产生涡电流产生涡电流(Eddy Current),涡涡电流又会引发磁场电流又会引发磁场涡电流引起的磁场受发震器的影涡电流引起的磁场受发震器的影 响而停止震动响而停止震动通过振动的有无使控制输出通过振动的有无使控制输出ON/O
34、FF无被测对象无被测对象有被测对象有被测对象OFFON发震器的动作发震器的动作控制输出控制输出检测对象是会发生涡电流的电导体,检测对象是会发生涡电流的电导体,越接近磁性体越接近磁性体(容易变成磁铁容易变成磁铁)产生产生的涡电流越大、灵敏度越高的涡电流越大、灵敏度越高。即便是磁性体,象铁酸盐那样的熔即便是磁性体,象铁酸盐那样的熔铸合金是绝缘体,不会发生涡电流,铸合金是绝缘体,不会发生涡电流,所以不易被检测所以不易被检测。接近传感器术语接近传感器术语()()(CD-2)应答时间应答时间(特性表上几乎没有记载特性表上几乎没有记载)与光电传感器一样指传感器动作与光电传感器一样指传感器动作(复归复归)到
35、输出到输出ON(OFF)为止的时间为止的时间。应答频率应答频率(需要的特性需要的特性)参照下一页参照下一页 让标准检测物体以让标准检测物体以DUTY50%反复接近时追踪输出反复接近时追踪输出 的最大每秒应答次数的最大每秒应答次数。屏蔽屏蔽(Flash Mounting)参照下下页参照下下页安装金属和传感器检测面可安装于同平面安装金属和传感器检测面可安装于同平面。与非屏蔽相比磁束与非屏蔽相比磁束(MagneticFlux)少,检测距离短少,检测距离短。非屏蔽非屏蔽(Non-flash Mounting)由于传感器检测面的侧面也有磁束产生,故必需隔开由于传感器检测面的侧面也有磁束产生,故必需隔开检
36、测线圈和周围金属检测线圈和周围金属。接近传感器的应答频率接近传感器的应答频率(CD-2)标准检测物体标准检测物体低速低速高速高速界限界限(非响应非响应)屏蔽屏蔽/非屏蔽非屏蔽(CD-2)磁束大磁束大 检测距离长检测距离长侧面有磁束侧面有磁束周围金属的影响周围金属的影响磁束小磁束小检测距离短检测距离短磁束在前方磁束在前方可平面安装可平面安装屏蔽屏蔽非屏蔽非屏蔽检测物体厚度的影响检测物体厚度的影响(CD-6)Al检测距离检测距离检测物体的厚度检测物体的厚度(mm)9mm0.010.113.5mm根据表皮效果根据表皮效果(Skin Effect)、)、检测物体越检测物体越薄,产生的涡电流薄,产生的涡
37、电流强,检测距离越长强,检测距离越长。(即便是即便是Al也比厚铁也比厚铁 片的距离长片的距离长)接近传感器的型号标准接近传感器的型号标准E2/TL 接近传感器接近传感器(TL旧型号旧型号:也有主力机种也有主力机种)-X带螺丝的圆柱型带螺丝的圆柱型-C无螺丝圆柱型无螺丝圆柱型-F/-W扁平型扁平型-2数字是额定检测距离数字是额定检测距离(mm)R为小数点为小数点 1R51.5、R50.5mm-M非屏蔽型非屏蔽型-D直流直流2线式线式-B直流直流3线式线式PNP集电极开路输出集电极开路输出-C直流直流3线式线式NPN集电极开路输出集电极开路输出-E直流直流3线式线式NPN电压输出电压输出-F直流直
38、流3线式线式PNP电压输出电压输出-Y交流交流2线式线式-T交流交流/直流直流2线式线式-NO输出输出-NC输出输出-M接插件连接型接插件连接型(M1M12、M3M8)周围金属的影响周围金属的影响(CD-31)lmdDln为避免周围金属为避免周围金属(假定为铁假定为铁)引起的误动作,引起的误动作,请隔开请隔开CD-31表内登载的数值以上的距离表内登载的数值以上的距离磁性接近传感器的种类磁性接近传感器的种类(1)圆柱型圆柱型E2E世界标准的短尺寸机种世界标准的短尺寸机种(CD-13)备有各种规格备有各种规格、电源电源、连接方式的机种连接方式的机种消耗电能少,省消耗电能少,省ENERGYE2EM与
39、与E2E同尺寸的长检测距离机种同尺寸的长检测距离机种(M8/M12/M18/M30)()(CD-39)E2E2E2E系列的长尺寸机种系列的长尺寸机种(M12/M18/M30)()(CD-47)E2EG面向欧洲的低价机种面向欧洲的低价机种(E2E的欧洲版的欧洲版)()(M8/M12/M18/M30)产品型录上未记载产品型录上未记载(OEZ可以销售可以销售)与与E2E的不同点的不同点集电极开路输出集电极开路输出、动作表示灯动作表示灯:橙色橙色E2EQ特氟龙外皮的机种特氟龙外皮的机种(M12/M18/M30)()(CD-56)有强防溅射有强防溅射(Spatter)功能,可以在焊接机旁使用功能,可以在
40、焊接机旁使用E2FQ特氟龙外壳的机种特氟龙外壳的机种(M12/M18/M30)()(CD-64)几乎所有的化学品都不会对其产生影响几乎所有的化学品都不会对其产生影响E2EZ防切屑机种防切屑机种(M18/M30)()(CD-69)参照下一页、参照下一页、可以在切屑加工机旁使用可以在切屑加工机旁使用E2ES金属探头机种金属探头机种(M18/M30)()(CD-75)参照下下页参照下下页使用牢固的金属检测面,克服了一般检测面易损坏的缺点使用牢固的金属检测面,克服了一般检测面易损坏的缺点E2F树脂外壳机种树脂外壳机种(IP68)()(M8/M12/M18/M30)()(CD-78)E2EY非磁性体金属
41、检测机种非磁性体金属检测机种(不检测磁性体不检测磁性体)()(CD-84)E2EV所有金属都能以几乎一致的检测距离检出所有金属都能以几乎一致的检测距离检出(CD-87)E2EZ防铝切粉接近防铝切粉接近(CD-69)即使表面堆积有铝或铁的切即使表面堆积有铝或铁的切粉,也不会发生误动作粉,也不会发生误动作E2ES金属探头接近金属探头接近(CD-75)传感器表面也采用传感器表面也采用SUS材料不易损坏材料不易损坏检测物体检测物体造成接近传感器损坏的最大造成接近传感器损坏的最大原因是由于被测物体撞击传原因是由于被测物体撞击传感器的检测面感器的检测面世界上只有欧姆龙等世界上只有欧姆龙等2个公司生产个公司
42、生产E2EY非磁性金属用接近非磁性金属用接近(CD-84)世界上只有欧姆龙生产世界上只有欧姆龙生产检测物体大小和材质的影响检测物体大小和材质的影响Al 铜铜 黄铜黄铜SUS鉄鉄Ni不检测铁或不检测铁或Ni这这样的磁性金属,样的磁性金属,而只检测而只检测A 或铜或铜等非磁性金属。等非磁性金属。不受周围金属不受周围金属(铁铁)的的影响,可以检测铝罐影响,可以检测铝罐等物体。等物体。磁性接近传感器磁性接近传感器(2)方型其他方型其他E2S世界最小机种世界最小机种:适合小型精密仪器内藏用适合小型精密仪器内藏用(CD-92)参照样品参照样品TL-W扁平型标准机种扁平型标准机种(CD-97)TL-N方型的
43、标准机种方型的标准机种:比圆柱型检测距离长比圆柱型检测距离长(CD-104)TL-Q小型方型的普及机种小型方型的普及机种(CD-112)TL-G凹槽型机种凹槽型机种:用于脉冲发生器用于脉冲发生器、部件检测用途等部件检测用途等(CD-112)TL-L长距离机种长距离机种:使用差动线圈加测距离达到使用差动线圈加测距离达到100mm(CD-213)E2Q检测面可变的棱柱型机种检测面可变的棱柱型机种(CD-118)此类型中全球销量较大的是此类型中全球销量较大的是P+F的的Varikont。E2C放大器分离型放大器分离型:数量不多,常用于机器内部空间狭小的地方。数量不多,常用于机器内部空间狭小的地方。此
44、外还搭载了稳定表示此外还搭载了稳定表示、自我诊断等放大器内藏型机种所没有自我诊断等放大器内藏型机种所没有 的功能的功能。(。(CD-127)E2C-H传感器在传感器在200下也可使用的耐热放大器分离型下也可使用的耐热放大器分离型(CD-209)E2C-T细长放大器安装空间小细长放大器安装空间小。示教设置容易示教设置容易(CD-148)E2EC放大器中继型放大器中继型:与与E3C、E3C-T一样设置空间狭窄,适合无需一样设置空间狭窄,适合无需 灵敏度设置的应用灵敏度设置的应用(CD-155)E2CY放大器分离的非磁性体检测接近开关放大器分离的非磁性体检测接近开关(CD-162)F2LP微小金属通
45、过检测用微小金属通过检测用(微分动作微分动作)()(CD-172)E2R与与PMS一样,用于机器一样,用于机器/装置内藏装置内藏。IP50,低价格低价格。(。(CD-207)参照样品。参照样品。GLS杆簧开关杆簧开关式。式。OMC生产生产。多用于门窗的开多用于门窗的开/关检测关检测(CD-219)放大器分离接近的特长放大器分离接近的特长传感器探头传感器探头放大器放大器 传感器探头可以传感器探头可以 做得很小做得很小 可以是高温型可以是高温型 (E2C-H)搭载了各种机能搭载了各种机能 e.g.稳定表示稳定表示、自我诊断自我诊断 示教示教静电电容静电电容(Capacitive)接近传感器接近传感
46、器磁性型接近传感器用来检测金属磁性型接近传感器用来检测金属、静电电容式是分级静电电容式是分级使用的,也可以检测金属以外的物体。使用的,也可以检测金属以外的物体。诱电率大的材质容易被检测诱电率大的材质容易被检测。参照下一页参照下一页将特性数据作为参考,可以大致判断何种材质的检测将特性数据作为参考,可以大致判断何种材质的检测距离大致是多少距离大致是多少E2K-C34mm圆柱型圆柱型 有灵敏度调整旋钮有灵敏度调整旋钮E2K-X带螺丝的圆柱型带螺丝的圆柱型(M12/M18/M30)E2K-F扁平型扁平型E2KQ-X特氟龙外壳的带螺丝的圆柱型特氟龙外壳的带螺丝的圆柱型 耐油耐油、耐化学品性能优越耐化学品
47、性能优越E2J放大器分离型放大器分离型(电极分离型电极分离型)传感器部只有电极,可以做得很薄传感器部只有电极,可以做得很薄最近多用于半导体晶圆片检测最近多用于半导体晶圆片检测静电电容静电电容(Capacitive)接近的原理接近的原理振动回路振动回路检测对象检测对象分极分极无无物体物体有有物体物体根据检测物体的有无,电极和大地根据检测物体的有无,电极和大地间的静电电容间的静电电容(Capacitance)会发会发生变化,静电电容的增加引起振动生变化,静电电容的增加引起振动电极电极C=小小 C=大大振动回路的动作振动回路的动作控制输出控制输出OFFON无物体无物体有物体有物体物体的诱电率物体的诱
48、电率(分极的难易程度分极的难易程度)越大越大Capacitance也越大,就越也越大,就越容易检测容易检测(灵敏度高灵敏度高)静电电容接近的特性数据静电电容接近的特性数据(CD-180)检测范围检测范围(接地金属接地金属)检测物体的大小和检测物体的大小和各种物体的检测距离各种物体的检测距离(接地金属接地金属)检测距离检测距离25mm标准标准检测检测物体物体乙烯乙烯树脂树脂玻璃玻璃dX检测探头检测探头dYX接地金属的接地金属的灵敏度最高灵敏度最高用标准检测物体测得的用标准检测物体测得的检测距离是额定检测距离检测距离是额定检测距离欧姆龙光位移欧姆龙光位移 测长传感器测长传感器原理原理 种类种类 特
49、性特性 额定值额定值TEXTBOOKSensor Data Book以及以及ZX样本样本光位移传感器概要光位移传感器概要(GD-2)与距离设定型光电传感器一样使用三角测距法测定与距离设定型光电传感器一样使用三角测距法测定到检测物体的距离,并输出模拟信号到检测物体的距离,并输出模拟信号。传感器使用传感器使用PSD(Position Sensing Device)或或CCD(Charge Coupled Device)元件元件。有宽检测范围的有宽检测范围的 扩散反射式扩散反射式 和耐光泽表面干扰的和耐光泽表面干扰的 正反射式正反射式。分辨率分辨率将静止状态的模拟输出的干扰宽幅换算成距离将静止状态的
50、模拟输出的干扰宽幅换算成距离 的值的值。无法进行更细致的计算无法进行更细致的计算。线性度线性度相对于相对于FS(Full Scale)的非线性输出的比例的非线性输出的比例。用用表示表示。应答时间应答时间对于物体的变化输出从对于物体的变化输出从1090变化所需要变化所需要的时间的时间。由于是取多次的平均值由于是取多次的平均值、平均时间越长平均时间越长分辨率越精确分辨率越精确。光位移传感器的分辨率光位移传感器的分辨率(GD-3)距离距离模拟输出模拟输出分辨率分辨率指模拟信号上重叠的干扰指模拟信号上重叠的干扰的宽幅换算成距离的值的宽幅换算成距离的值。无法取得更精确的值无法取得更精确的值。累计的平均时