KEYENCE接近傳感器基本概(gai)述(shu)和電(dian)流三線制接法

　　KEYENCE接近傳感器是將(jiang)光(guang)(guang)(guang)信號(hao)轉換為(wei)電(dian)(dian)(dian)信號(hao)的(de)一種(zhong)器件。其(qi)工作原理基于(yu)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應。光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應是指光(guang)(guang)(guang)照射在某些物質上時，物質的(de)電(dian)(dian)(dian)子吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)子的(de)能量(liang)而(er)發(fa)生(sheng)了(le)相應的(de)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應現(xian)象。根(gen)據光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應現(xian)象的(de)不同將(jiang)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應分(fen)為(wei)三(san)類：外光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應、內(nei)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)應及光(guang)(guang)(guang)生(sheng)伏應。光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)器件有光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)管、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)倍增管、光(guang)(guang)(guang)敏(min)(min)電(dian)(dian)(dian)阻、光(guang)(guang)(guang)敏(min)(min)二極(ji)管、光(guang)(guang)(guang)敏(min)(min)三(san)極(ji)管、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)池等。分(fen)析了(le)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)器件的(de)性(xing)(xing)能、特性(xing)(xing)曲(qu)線。

　　KEYENCE接近傳感(gan)器一(yi)般由處理(li)(li)通路和處理(li)(li)元(yuan)件2 部分(fen)組成。其(qi)基本(ben)原理(li)(li)是(shi)(shi)(shi)以光(guang)(guang)電(dian)(dian)效(xiao)應為基礎，把被測量(liang)的變化(hua)轉(zhuan)換成光(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)的變化(hua)，然后借助(zhu)光(guang)(guang)電(dian)(dian)元(yuan)件進一(yi)步將非電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)轉(zhuan)換成電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)。光(guang)(guang)電(dian)(dian)效(xiao)應是(shi)(shi)(shi)指(zhi)用光(guang)(guang)照(zhao)射某一(yi)物(wu)體(ti)，可以看(kan)作是(shi)(shi)(shi)一(yi)連串(chuan)帶(dai)有一(yi)定能(neng)量(liang)為的光(guang)(guang)子(zi)轟(hong)擊在這個(ge)(ge)物(wu)體(ti)上，此時(shi)光(guang)(guang)子(zi)能(neng)量(liang)就(jiu)傳遞給電(dian)(dian)子(zi)，并且是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)光(guang)(guang)子(zi)的全(quan)部能(neng)量(liang)一(yi)次性(xing)地(di)被一(yi)個(ge)(ge)電(dian)(dian)子(zi)所(suo)吸(xi)收，電(dian)(dian)子(zi)得(de)到光(guang)(guang)子(zi)傳遞的能(neng)量(liang)后其(qi)狀態就(jiu)會發生變化(hua)，從(cong)而使受光(guang)(guang)照(zhao)射的物(wu)體(ti)產生相應的電(dian)(dian)效(xiao)應。

　　通常把(ba)光電(dian)效應分為3 類：

　　（1 ）在光(guang)(guang)線作用下(xia)能使電(dian)子(zi)溢出物體表面的(de)現象(xiang)稱為外光(guang)(guang)電(dian)效應(ying)，如(ru)光(guang)(guang)電(dian)管、光(guang)(guang)電(dian)倍增管等(deng)；

　　（2 ）在光(guang)線作用下能使(shi)物體的電阻率改變(bian)的現象稱為內(nei)光(guang)電效應，如光(guang)敏電阻、光(guang)敏晶體管等；

　　（3 ）在光線作(zuo)用下(xia)，物體(ti)產生一定方向電動勢(shi)的現象稱為光生伏應，如光電池等(deng)。

　　光電檢(jian)測(ce)方法具有精(jing)度(du)高、反應快(kuai)、非接觸(chu)等優點，而且可測(ce)參數(shu)多(duo)，傳感器的結(jie)構簡單，形式(shi)靈活(huo)多(duo)樣(yang)，因此,光電式(shi)傳感器在檢(jian)測(ce)和控制(zhi)中應用非常(chang)廣(guang)泛。

　　KEYENCE接(jie)近傳感器(qi)是(shi)(shi)各(ge)種(zhong)光電檢(jian)測系統中(zhong)實現光電轉換的(de)關鍵元件，它(ta)是(shi)(shi)把光信(xin)號(hao)（可見(jian)及(ji)紫外鐳射光）轉變(bian)成為電信(xin)號(hao)的(de)器(qi)件。

　　KEYENCE接近傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)以光(guang)電(dian)器(qi)(qi)件作(zuo)(zuo)為(wei)轉(zhuan)換(huan)元件的(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)。它可(ke)用(yong)(yong)于(yu)檢測(ce)(ce)直(zhi)接引起光(guang)量(liang)變(bian)化的(de)非電(dian)物(wu)理量(liang)，如光(guang)強、光(guang)照(zhao)度(du)(du)、輻射測(ce)(ce)溫、氣體成(cheng)分分析(xi)等(deng)；也(ye)可(ke)用(yong)(yong)來(lai)檢測(ce)(ce)能轉(zhuan)換(huan)成(cheng)光(guang)量(liang)變(bian)化的(de)其他(ta)非電(dian)量(liang)，如零件直(zhi)徑、表面粗糙(cao)度(du)(du)、應變(bian)、位移、振(zhen)動、速度(du)(du)、加速度(du)(du)，以及物(wu)體的(de)形狀、工作(zuo)(zuo)狀態的(de)識別等(deng)。光(guang)電(dian)式傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)具有非接觸、響應快、性能可(ke)靠等(deng)特點，因此在工業自動化裝置(zhi)和機器(qi)(qi)人中獲(huo)得(de)廣(guang)泛應用(yong)(yong)。新(xin)的(de)光(guang)電(dian)器(qi)(qi)件不斷涌現，特別是(shi)CCD圖像傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)誕生(sheng)，為(wei)光(guang)電(dian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)進一步應用(yong)(yong)開(kai)創(chuang)了(le)新(xin)的(de)一頁。

　　由于(yu)結構不(bu)同(tong)，壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器可(ke)以(yi)分為測(ce)(ce)定絕對(dui)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)、對(dui)大(da)(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)相(xiang)對(dui)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)和差壓(ya)。測(ce)(ce)定絕對(dui)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)時，傳(chuan)(chuan)(chuan)感器內自身帶(dai)有真(zhen)空參考壓(ya)，所測(ce)(ce)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)與大(da)(da)氣(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)無關，是相(xiang)對(dui)于(yu)真(zhen)空的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)。對(dui)大(da)(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)相(xiang)對(dui)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)是以(yi)大(da)(da)氣(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)為參考壓(ya)，因此(ci)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器彈性膜一側(ce)(ce)始終(zhong)與大(da)(da)氣(qi)(qi)是連通的(de)(de)。由于(yu)大(da)(da)氣(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)與離地(di)面的(de)(de)高(gao)度、四季中大(da)(da)氣(qi)(qi)中水汽含量(liang)的(de)(de)變化以(yi)及不(bu)同(tong)地(di)點和組成大(da)(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)各種氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)含量(liang)的(de)(de)變化有關。因此(ci)，所測(ce)(ce)得的(de)(de)相(xiang)對(dui)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)便與上述(shu)因素有關。此(ci)外，還(huan)可(ke)從傳(chuan)(chuan)(chuan)感器彈性膜兩側(ce)(ce)分別導(dao)人流體(ti)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)，這樣能測(ce)(ce)定流體(ti)不(bu)同(tong)地(di)點或流體(ti)間的(de)(de)差壓(ya)。針對(dui)不(bu)同(tong)用途(tu)應(ying)選(xuan)用不(bu)同(tong)結構的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器。

　　KEYENCE接(jie)近傳(chuan)感器的(de)(de)壓(ya)力(li)適用(yong)范圍是分(fen)級的(de)(de)。這(zhe)是因(yin)(yin)為壓(ya)力(li)傳(chuan)感器的(de)(de)彈(dan)性膜承受(shou)流體壓(ya)力(li)有一個(ge)限(xian)(xian)度。這(zhe)就是通常所說(shuo)的(de)(de)耐壓(ya)極(ji)限(xian)(xian)，超(chao)過此極(ji)限(xian)(xian)彈(dan)性膜便(bian)破裂了。一般(ban)來說(shuo)，每一傳(chuan)感器都(dou)有20 - 300 %的(de)(de)過壓(ya)能力(li)。因(yin)(yin)此，產(chan)品說(shuo)明書上(shang)的(de)(de)壓(ya)力(li)最大量(liang)程為耐壓(ya)極(ji)限(xian)(xian)的(de)(de)30 - 80 %. 選用(yong)過高(gao)的(de)(de)壓(ya)力(li)量(liang)程是不(bu)必(bi)要的(de)(de)。

　　壓力量程的選用應主要考(kao)慮三個方面的因素：

　　KEYENCE接近傳感器的(de)最大過(guo)壓(ya)能力(li)、精度(du)與壓(ya)力(li)量程的(de)關系和(he)傳感器的(de)價格與壓(ya)力(li)量程的(de)關系。

　　對于KEYENCE接近傳感(gan)器(qi)(qi)的最大(da)(da)過壓(ya)(ya)(ya)能力(li)(li)，傳感(gan)器(qi)(qi)承受(shou)靜(jing)(jing)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)與動壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)情況下(xia)是(shi)有很(hen)大(da)(da)區別的。后者往往會出現沖(chong)擊壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)，甚至沖(chong)擊波(bo)。沖(chong)擊壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)遠高于靜(jing)(jing)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)。如果選用的最大(da)(da)工(gong)作壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)量程是(shi)指靜(jing)(jing)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的話，傳感(gan)器(qi)(qi)在承受(shou)動壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)時，應(ying)選用較大(da)(da)的過壓(ya)(ya)(ya)能力(li)(li)。否(fou)則沖(chong)擊壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)很(hen)容易(yi)達到極限耐壓(ya)(ya)(ya)，使壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)傳感(gan)器(qi)(qi)受(shou)到破(po)壞(huai)。

　　對(dui)(dui)于精(jing)度(du)與壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)的(de)關系(xi)。壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)熱(re)(re)(re)零(ling)(ling)點(dian)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)和(he)熱(re)(re)(re)靈敏度(du)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)系(xi)數(shu)及非(fei)線性誤(wu)差是影響傳(chuan)感(gan)器(qi)精(jing)度(du)的(de)重要指(zhi)標。對(dui)(dui)同一壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)來說(shuo)，熱(re)(re)(re)零(ling)(ling)點(dian)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)系(xi)數(shu)隨(sui)工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)增加而(er)減小，而(er)熱(re)(re)(re)靈敏度(du)系(xi)數(shu)和(he)非(fei)線性誤(wu)差隨(sui)工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)增加而(er)增加。因(yin)此(ci)，工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)增加有(you)(you)利(li)(li)于減小熱(re)(re)(re)零(ling)(ling)點(dian)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)，而(er)不(bu)利(li)(li)于熱(re)(re)(re)靈敏度(du)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)和(he)非(fei)線性誤(wu)差。熱(re)(re)(re)零(ling)(ling)點(dian)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)比較(jiao)大時(shi)，提(ti)高工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)有(you)(you)利(li)(li)于提(ti)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)。熱(re)(re)(re)零(ling)(ling)點(dian)漂(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)比較(jiao)小時(shi)，減小工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)有(you)(you)利(li)(li)于提(ti)高精(jing)度(du)。對(dui)(dui)不(bu)同壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)來說(shuo)，靈敏度(du)是不(bu)同的(de)。低壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈敏度(du)高分辨率(lv)自(zi)然也高。

　　對(dui)于KEYENCE接近(jin)傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)的價(jia)格(ge)與壓(ya)(ya)力量(liang)(liang)程的關系，一(yi)(yi)般(ban)來說，013 - 1MPa 的壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)的價(jia)格(ge)較(jiao)便宜(yi)，011MPa以下或1MPa 以上的壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)價(jia)格(ge)比較(jiao)貴。測定(ding)2- 3kPa 壓(ya)(ya)力時(shi)可(ke)(ke)選購10 - 50kPa 的壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)。特別是使(shi)用者(zhe)自己設計和選用補償(chang)電(dian)路時(shi)，能使(shi)精度(du)進一(yi)(yi)步提(ti)高。這樣可(ke)(ke)以使(shi)成本大幅度(du)降(jiang)低。一(yi)(yi)般(ban)而言，質量(liang)(liang)好的壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)，滿(man)量(liang)(liang)程輸(shu)出都可(ke)(ke)以達(da)到100mV/ 10V. 如果(guo)只(zhi)用一(yi)(yi)半的壓(ya)(ya)力量(liang)(liang)程，則(ze)對(dui)應的輸(shu)出便只(zhi)有50mV/ 10V. 因此(ci)最大工作量(liang)(liang)程應盡(jin)可(ke)(ke)能接近(jin)產品說明書(shu)上所標明的該壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)的量(liang)(liang)程級(ji)。