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淺析接近傳感器的主要功能和應(yīng)用場(chǎng)景

傳感器技術(shù) ? 來(lái)源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-10-24 15:26 ? 次閱讀

接近傳感器具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。 被廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。

在講述接近傳感器的應(yīng)用之前,我們先來(lái)了解一下,它所具備的一些主要功能:

1、檢驗(yàn)距離

檢測(cè)電梯、升降設(shè)備的停止、起動(dòng)、通過(guò)位置;檢測(cè)車(chē)輛的位置,防止兩物體相撞檢測(cè);檢測(cè)工作機(jī)械的設(shè)定位置,移動(dòng)機(jī)器或部件的極限位置;檢測(cè)回轉(zhuǎn)體的停止位置,閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)位置;檢測(cè)氣缸或液壓缸內(nèi)的活塞移動(dòng)位置。

2、尺寸控制

金屬板沖剪的尺寸控制裝置;自動(dòng)選擇、鑒別金屬件長(zhǎng)度;檢測(cè)自動(dòng)裝卸時(shí)堆物高度;檢測(cè)物品的長(zhǎng)、寬、高和體積。

3、檢測(cè)物體存在有否

檢測(cè)生產(chǎn)包裝線上有無(wú)產(chǎn)品包裝箱;檢測(cè)有無(wú)產(chǎn)品零件。

4、轉(zhuǎn)速與速度控制

控制傳送帶的速度;控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速;與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。

5、計(jì)數(shù)及控制

檢測(cè)生產(chǎn)線上流過(guò)的產(chǎn)品數(shù);高速旋轉(zhuǎn)軸或盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量;零部件計(jì)數(shù)。

6、檢測(cè)異常

檢測(cè)瓶蓋有無(wú);產(chǎn)品合格與不合格判斷;檢測(cè)包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否;區(qū)分金屬與非金屬零件;產(chǎn)品有無(wú)標(biāo)牌檢測(cè);起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)報(bào)警;安全扶梯自動(dòng)啟停。

7、計(jì)量控制

產(chǎn)品或零件的自動(dòng)計(jì)量;檢測(cè)計(jì)量器、儀表的指針?lè)秶刂茢?shù)或流量;檢測(cè)浮標(biāo)控制測(cè)面高度,流量;檢測(cè)不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo);儀表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。

8、識(shí)別對(duì)象

根據(jù)載體上的碼識(shí)別是與非。

9、信息傳送

ASI(總線)連接設(shè)備上各個(gè)位置上的傳感器在生產(chǎn)線(50-100米)中的數(shù)據(jù)往返傳送等。

目前,接近傳感器在航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、消費(fèi)電子等各行各業(yè)的領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用,下面介紹幾種典型的應(yīng)用場(chǎng)景,以便能為你在接近傳感器的應(yīng)用設(shè)計(jì)中打開(kāi)一些思路。人體接近傳感器在ATM取款機(jī)監(jiān)控中的應(yīng)用

人體接近傳感器是一種用于檢測(cè)人體接近的控制器件, 可準(zhǔn)確探知附近人物的靠近,是目前作為報(bào)警和狀態(tài)檢測(cè)的最佳選擇。它的傳感部分對(duì)附近人物移動(dòng)有很高的檢測(cè)靈敏度,且對(duì)周?chē)h(huán)境的聲音信號(hào)抑制,具有很強(qiáng)的抗干擾能力。內(nèi)部采用微電路芯片作程控處理,具有較高探測(cè)靈敏度和觸發(fā)可靠性,探測(cè)與控制兩部分合二為一,守候功耗低,開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出,直接觸發(fā)報(bào)警錄像。

由于對(duì)人體感應(yīng)的靈敏度是連續(xù)可調(diào)的,這使得人體接近傳感器可以適用于很多不同的場(chǎng)合。在安全防盜方面,如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地,通常都裝有由各種接近傳感器組成的防盜裝置。

接近傳感器在飛機(jī)起落架系統(tǒng)中的應(yīng)用

航空動(dòng)力裝置、起落架系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)是航空公司上報(bào)的航空器使用困難報(bào)告數(shù)據(jù)中位列前三的系統(tǒng)。其中,起落架系統(tǒng)故障易造成飛機(jī)返航、備降等不正常事件,給公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失,給航空安全帶來(lái)隱患。

在一般的空客飛機(jī)起落架控制系統(tǒng)中,通常采用的是數(shù)字電傳控制系統(tǒng)。其基本原理便是將傳感器信號(hào)送給控制盒(控制計(jì)算機(jī)),經(jīng)過(guò)綜合運(yùn)算比較后發(fā)出指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制環(huán)節(jié)為余度控制。

現(xiàn)代民用飛機(jī)起落架收放包括正常收放和應(yīng)急釋放兩套系統(tǒng)。起落架控制系統(tǒng)在操縱方式上使用電傳操縱,且與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交聯(lián),廣泛采用感應(yīng)式接近傳感器用于檢測(cè)起落架的位置。

每個(gè)起落架起主要作用的傳感器有兩個(gè),即收上鎖傳感器和放下鎖傳感器,分別用于收上和放下鎖好時(shí)接通傳輸位置信號(hào)。該類(lèi)型傳感器為磁阻型接近傳感器,主要由兩部分組成:傳感器主體和傳感器激勵(lì)片。

傳感器主體將電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng),激勵(lì)片主要起到增大導(dǎo)磁率的作用。當(dāng)起落架與激勵(lì)片接近到一定距離時(shí)導(dǎo)磁率增加,傳感器發(fā)出信號(hào)警告組件指示起落架位置。它們之間的距離直接影響到指示的準(zhǔn)確程度,一般調(diào)節(jié)要求也比較嚴(yán)格。此外,不同機(jī)型略有差別,調(diào)節(jié)時(shí)還需參看該機(jī)型的AMM手冊(cè)。

用感應(yīng)式接近傳感器檢測(cè)起落架的位置,提高了傳感器壽命。此外,通過(guò)控制計(jì)算機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)了與航空電子系統(tǒng)的信息傳輸與信息共享。

接近傳感器在鐵軌道口監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在所有的鐵路事故中,列車(chē)相撞占到很大一部分,且常常后果嚴(yán)重。利用接近傳感器對(duì)交叉道口過(guò)往列車(chē)監(jiān)測(cè),成為提高鐵路安全性措施中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

在實(shí)際應(yīng)用中利用接近傳感器非接觸式位置測(cè)量的特點(diǎn),可以將它們分別對(duì)稱地安裝在交叉口鐵軌的兩端。當(dāng)有列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí),鐵軌兩端的接近傳感器能夠檢測(cè)到各自端車(chē)輪經(jīng)過(guò)時(shí)引起的變化。通過(guò)道口監(jiān)測(cè)微處理系統(tǒng)對(duì)各傳感器信號(hào)進(jìn)行分析,可以判斷車(chē)輛行駛的方向及穿越時(shí)的狀態(tài)(通過(guò)與否、是否停留)。最終,以線纜或者無(wú)線通信的方式,將信息發(fā)送到交管控制中心,以便對(duì)列車(chē)進(jìn)行調(diào)運(yùn)。

接近傳感器在自動(dòng)包裝機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)械化生產(chǎn)制造催生了對(duì)自動(dòng)包裝技術(shù)的需求,人工包裝的方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足批量生產(chǎn)作業(yè)。自動(dòng)包裝機(jī)械能夠在控制系統(tǒng)的引導(dǎo)下完成一系列物品的包裝工藝流程,提高了產(chǎn)品包裝效率,降低了包裝成本,但仍然免不了會(huì)出現(xiàn)紕漏。為此,自動(dòng)包裝檢測(cè)成為保證包裝質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其中對(duì)于包裝過(guò)程中含鐵磁類(lèi)物質(zhì)的情況,利用接近傳感器進(jìn)行非接觸檢測(cè)是常采用的一種方式。

接近傳感器內(nèi)部的能產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈,當(dāng)被檢測(cè)鐵磁物處于該環(huán)境下時(shí),便會(huì)因電磁感應(yīng)原理作用而在內(nèi)部形成渦電流。當(dāng)渦電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)足夠大時(shí)便會(huì)反過(guò)來(lái)改變接近傳感器原有電路參數(shù),從而產(chǎn)生信號(hào)輸出。因此,利用接近傳感器能識(shí)別附近一定范圍是否存在含磁性或者易磁化的物質(zhì)。在一些自動(dòng)包裝過(guò)程中,如巧克力金屬箔紙包裝,通過(guò)接近傳感器對(duì)磁性物質(zhì)存在性的檢測(cè),可以判斷是否出現(xiàn)包裝錯(cuò)誤或工序遺漏的不合格產(chǎn)品,進(jìn)而提高包裝質(zhì)量。

接近傳感器在機(jī)器人手夾持器中的應(yīng)用

機(jī)器人手夾持器是一種具有多個(gè)自由度,可靈巧抓取物體的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件。可用于各種工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、裝配和操作中, 可在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下執(zhí)行信息探測(cè)、物品收集和偵查、排爆等任務(wù)。機(jī)器人手夾持器一般多采用鉗形結(jié)構(gòu),以開(kāi)、合的方式來(lái)夾取物體。因此,“鉗口”開(kāi)合度的精確測(cè)量和控制,是直接影響夾取過(guò)程成功與否的關(guān)鍵性因素。

由于接近傳感器能夠感應(yīng)距離和位置的變化,所以,也是機(jī)器人手夾持器中,測(cè)量開(kāi)合情況的常用傳感器件,它利用磁場(chǎng)的變化與被測(cè)金屬部件的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)進(jìn)行測(cè)量。通常傳感器被安裝在夾持器的其中一個(gè)夾鉗上,在夾取物體時(shí),接近傳感器能夠通過(guò)感應(yīng)磁場(chǎng)的大小變化而判斷兩者(夾鉗)距離的遠(yuǎn)近。從而可與設(shè)定值進(jìn)行比較,調(diào)節(jié)手夾持器開(kāi)度的大小,避免抓空或損壞物件。

電容式接近傳感器在汽車(chē)電子中的應(yīng)用

汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域?qū)咏鼨z測(cè)傳感器的需求一直在穩(wěn)步攀升,接近檢測(cè)在汽車(chē)電子行業(yè)的可能應(yīng)用是無(wú)限的,例如:

?汽車(chē)門(mén)禁控制:檢測(cè)手靠近門(mén)把,進(jìn)而啟動(dòng)開(kāi)鎖程序

?當(dāng)手掌靠近屏幕表面時(shí),就能照亮和喚醒觸摸屏

?在手掌靠近傳感器時(shí),就能打開(kāi)/關(guān)閉車(chē)內(nèi)照明燈

?通過(guò)檢測(cè)手掌在空中的簡(jiǎn)單動(dòng)作來(lái)打開(kāi)/關(guān)閉設(shè)備

?在停車(chē)過(guò)程中檢測(cè)汽車(chē)周?chē)拇笳系K物

針對(duì)各種不同的汽車(chē)電子應(yīng)用需求,有多種接近檢測(cè)方法,如電容感測(cè)、紅外、超聲波、光學(xué)等。對(duì)從5mm到300mm范圍的接近檢測(cè),電容式感測(cè)技術(shù)相對(duì)其它技術(shù)而言有許多優(yōu)勢(shì):出色的可靠性、簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)、低功耗和低成本。

電容式接近檢測(cè)的一個(gè)示例是在汽車(chē)門(mén)禁系統(tǒng)中的應(yīng)用(見(jiàn)下圖)。檢測(cè)人手靠近的接近傳感器位于車(chē)門(mén)把手(1)內(nèi)。一旦檢測(cè)到有物體靠近,主控單元(2)通過(guò)低頻天線(3)發(fā)送一個(gè)喚醒信號(hào);該信號(hào)激活汽車(chē)鑰匙發(fā)送器(4)。汽車(chē)鑰匙發(fā)送器于是與RFID接收器(5)交換信息;如果編碼信息與主控單元(2)匹配,汽車(chē)門(mén)鎖就打開(kāi)。接近檢測(cè)和ID識(shí)別的整個(gè)過(guò)程約幾分之一秒。這意味著當(dāng)手拉門(mén)把時(shí),門(mén)鎖已經(jīng)打開(kāi)了。

相比于觸摸檢測(cè),在汽車(chē)門(mén)禁系統(tǒng)中使用接近檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠在識(shí)別車(chē)主的時(shí)間上搶先,其結(jié)果是拉門(mén)之前,門(mén)鎖就已經(jīng)處于打開(kāi)狀態(tài)。

檢測(cè)空間手勢(shì)用于打開(kāi)或關(guān)閉設(shè)備,也是汽車(chē)電子中常見(jiàn)應(yīng)用。同時(shí)使用兩個(gè)或多個(gè)電容式接近傳感器,就可以通過(guò)檢測(cè)手掌在空中的簡(jiǎn)單動(dòng)作(如在被檢設(shè)備前揮手)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉設(shè)備。下圖所示為使用這樣的系統(tǒng)來(lái)開(kāi)/關(guān)汽車(chē)內(nèi)照明的簡(jiǎn)單例子。對(duì)著燈向某一個(gè)方向揮手是打開(kāi)燈,向反方向揮手則是關(guān)燈。該系統(tǒng)能夠分析接近傳感器的信號(hào),確定手勢(shì)指示開(kāi)燈,還是關(guān)燈。

在電燈內(nèi)設(shè)計(jì)傳感電極有許多不同的方法,從使用細(xì)銅線到采用可直接附著在塑料上的導(dǎo)電聚合物都有。

接近開(kāi)關(guān)傳感器在屏蔽門(mén)上的應(yīng)用

為了安全,地鐵屏蔽門(mén)越來(lái)越多地被地鐵站臺(tái)所使用。接近開(kāi)關(guān)傳感器將會(huì)大量投入屏蔽門(mén)的技術(shù)應(yīng)用中,地鐵事故將會(huì)在傳感器的應(yīng)用中降到最低。

目前屏蔽門(mén)系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的常用方案,一般是通過(guò)兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。由于接近傳感器能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè),所以不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象物。這也是它適合在地鐵上安裝的一個(gè)主要原因,隨著接近傳感器性能進(jìn)一步提高,它將應(yīng)用于更多的場(chǎng)合,未來(lái)不僅僅是地鐵門(mén),在公交等其它屏蔽門(mén)上都會(huì)有廣泛的應(yīng)用。

接近傳感器在觸摸屏手機(jī)中的應(yīng)用

接近傳感器運(yùn)用MEMS技術(shù),在智能手機(jī)中得到了普及。

觸摸屏手機(jī)流行之初,用戶們就發(fā)現(xiàn)了觸摸屏的一個(gè)缺陷:當(dāng)我們用最常見(jiàn)的姿勢(shì)接起電話時(shí),往往臉部會(huì)碰到觸摸屏幕上,無(wú)意中點(diǎn)擊到了掛機(jī)鍵或者免提鍵,造成不必要的尷尬。于是,手機(jī)廠商利用MEMS技術(shù),將MEMS接近傳感器設(shè)計(jì)進(jìn)了觸摸屏手機(jī),在接電話的時(shí)候自動(dòng)鎖屏,避免誤觸發(fā)。另外,鎖屏的同時(shí)還可以關(guān)掉背光,可以有效節(jié)能,延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。

智能手機(jī)就是運(yùn)用了MEMS環(huán)境光感器和接近傳感器:即環(huán)境光檢測(cè)(根據(jù)傳感器的照度用受光部檢測(cè)的光量來(lái)判斷周?chē)拿靼担┡c接近檢測(cè)(從具備傳感器的發(fā)光源放射的光線照射到測(cè)量對(duì)象上,根據(jù)反射到傳感器的接近用受光部的光量來(lái)判斷距離測(cè)量對(duì)象的遠(yuǎn)近)。環(huán)境光傳感器可以優(yōu)化調(diào)節(jié)LED背景燈的照明,這樣不管是在昏暗的電影院還是光照充足的室外,在任何環(huán)境下我們的手機(jī)都能自我調(diào)節(jié)到適合的亮度。接近傳感器可以在接聽(tīng)電話的時(shí)候關(guān)掉觸屏,這樣我們就不會(huì)觸到屏幕上的按鍵導(dǎo)致突然掛斷電話或者點(diǎn)開(kāi)其他功能了。

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原文標(biāo)題:一文深度了解接近傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景

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    RFID(Radio Frequency Identification,無(wú)線射頻識(shí)別)天線作為RFID系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件,其工作原理和主要功能對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。以下是對(duì)RFID天線工作原理和主要功能的詳細(xì)闡述。
    的頭像 發(fā)表于 08-09 15:38 ?2247次閱讀

    高頻調(diào)諧主要功能有哪些

    高頻調(diào)諧是一種廣泛應(yīng)用于電子通信領(lǐng)域的設(shè)備,其主要功能是對(duì)接收到的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧、濾波、放大等處理,以滿足通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的要求。 一、調(diào)諧功能 調(diào)諧功能是高頻調(diào)諧
    的頭像 發(fā)表于 07-16 16:35 ?1295次閱讀

    連接主要功能是什么

    連接主要功能是實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備之間的電氣連接和信號(hào)傳輸。連接的種類(lèi)繁多,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,其主要功能可以歸納為以下幾點(diǎn): 電氣連接:連接
    的頭像 發(fā)表于 06-20 09:22 ?1646次閱讀

    IoT網(wǎng)關(guān)的主要功能有哪些?

    IoT網(wǎng)關(guān)的主要功能,并探討其在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。 一、數(shù)據(jù)聚合與預(yù)處理 IoT網(wǎng)關(guān)的首要功能之一是數(shù)據(jù)聚合。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,各種傳感器和設(shè)備會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)需要被有效地收集、整理并傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行分析。IoT
    的頭像 發(fā)表于 06-11 15:55 ?662次閱讀
    IoT網(wǎng)關(guān)的<b class='flag-5'>主要功能</b>有哪些?

    變頻主要功能有哪些

    在當(dāng)今的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,變頻以其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,成為了電力控制設(shè)備中的關(guān)鍵一環(huán)。變頻不僅具備傳統(tǒng)的電機(jī)調(diào)速功能,還通過(guò)其先進(jìn)的控制技術(shù)和多樣的保護(hù)功能,為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)帶
    的頭像 發(fā)表于 05-28 17:27 ?1957次閱讀

    防爆氣象站的主要功能及應(yīng)用分析

    BK-FBCQ,防爆氣象站是一種專門(mén)設(shè)計(jì)用于潛在爆炸性環(huán)境中的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它集成多種氣象傳感器和防爆技術(shù),確保在危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠和安全的氣象數(shù)據(jù)采集。以下是防爆氣象站的主要功能
    的頭像 發(fā)表于 05-17 16:58 ?623次閱讀