Funktionsprinzip des Näherungssensors
Ein Näherungssensor ist ein elektronisches Festkörpergerät, das verwendet wird, um das Vorhandensein eines Objekts anzuzeigen, ohne physischen Kontakt herzustellen. Der Näherungssensor ist ein sehr nützliches Gerät in explosionsgefährdeten Bereichen wie Ölraffinerien und nicht so gefährlichen Bereichen wie Autotürerkennungssystemen. Näherungssensoren verwenden keine physischen beweglichen Teile, sondern ermöglichen die Übertragung von Signalen, wenn sich etwas, das überwacht wird, in unmittelbarer Nähe des Erfassungsbereichs befindet. Trotz des Prozesses werden sie immer noch als Näherungsschalter bezeichnet.
Näherungssensor Verwendet
Näherungssensoren werden verwendet, wenn das zu erfassende Objekt zu klein, leicht oder zu weich ist, um einen mechanischen Schalter zu betätigen. Wenn eine schnelle Reaktion und hohe Schaltraten erforderlich sind, wie z. B. das Zählen von Objekten, sind Näherungssensoren ideal für diese Aufgabe. Näherungssensoren sollten auch verwendet werden, wenn Material durch nichtmetallische Barrieren wie Glas, Flaschen, Kunststoff oder Papierkartons erfasst werden muss oder wenn in feindlichen Umgebungen gearbeitet wird, die eine elektrische Isolierung vom zu überwachenden Produkt erfordern. Näherungssensoren werden auch benötigt, wenn ein Gerät benötigt wird, das eine lange Lebensdauer und einen zuverlässigen Service bietet, oder wenn es große elektronische Steuerungssysteme gibt, die frei von klappernden Kontakten sein müssen, um eine genaue Analyse der überwachten Daten zu erstellen. Es gibt zwei Haupttypen von Näherungssensoren, die diese Anforderungen erfüllen, darunter induktive und kapazitive Näherungssensoren.
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Induktiver Näherungssensor
Der induktive Näherungssensor gemäß Abbildung 1 (a) dient zum Erkennen von Eisenmetallen, die Eisen enthalten und magnetisiert werden können, sowie von Nichteisenmetallen, wie sie zum Leiten von Elektrizität und Kupfer verwendet werden. Induktive Näherungssensoren arbeiten nach dem elektrischen Prinzip des Magnetismus, wenn ein schwankender Strom die Spannung in einem Zielobjekt induziert.
Abb. 1 (a): Induktiver Näherungsschalter
Der induktive Näherungssensor enthält eine bestimmte Art von Festkörpersteuerungssystem. Es enthält eine Oszillatorschaltung, die ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt. Wenn das Metallobjekt in das Feld eintritt, stört es das Magnetfeld, diese Störung führt zu einer Zustandsänderung in der Hochfrequenzschaltung.
Abb. 1 (b): Schaltplan Induktiver Näherungsschalter
Induktive Näherungssensortypen
Induktive Näherungssensoren sind für die Verdrahtung in Motorsteuerkreise oder elektronische Steuerkreise mit einer Nennspannung von 24 V DC vorgesehen. Die meisten Näherungssensoren sind in zwei Grundkonfigurationen erhältlich: Eine ist eine 3-Draht-Konfiguration, während die andere eine 2-Draht-Konfiguration ist. Die drei draht proximity sensor ist erforderlich, um powered up zu allen zeiten so die sensor muss haben zwei drähte verbunden, um eine konstante spannung quelle zu bedienen die elektronische schaltung der gerät. Der dritte Draht des induktiven Näherungsschalters ist der Fahrdraht, der normalerweise offen oder normalerweise geschlossen sein kann. Einige Näherungsschalter können beide enthalten, sodass die Gesamtzahl der vom Gerät kommenden Drähte insgesamt 4 betragen kann. Der Zweidraht-Näherungssensor soll in Reihe mit der zu steuernden Last geschaltet werden. In seinem natürlichen Zustand muss genügend Strom durch den Stromkreis fließen, um den Sensor aktiv zu halten. Dieser Strom wird als Leckstrom bezeichnet und kann typischerweise im Bereich von 1 bis 2 mA liegen.
Kapazitiver Näherungssensor
Der kapazitive Näherungssensor ähnelt dem induktiven Näherungssensor, wie in Abbildung 1 (b) gezeigt. Der Hauptunterschied zwischen den beiden, kapazitiver Näherungssensor erzeugt ein elektrostatisches Feld anstelle eines Magnetfelds und der Erfassungsbereich des kapazitiven Näherungssensors kann sowohl durch leitende als auch durch nicht leitende Materialien betätigt werden. Ein kapazitiver Näherungssensor enthält einen Hochfrequenzschwingkreis zusammen mit einer Abtastfläche, die von zwei Metallplatten gebildet wird. Wenn ein Objekt oder eine Art von Material in den Erfassungsbereich gelangt, stört es das elektrostatische Feld der Metallplatten und ändert die Kapazität des Näherungssensors.