一文深度了解接近傳感器的應用場景
發布時間:2017-02-25 責任編輯:wenwei
【導讀】接近傳感器具有使用壽命長、工作可靠、重複定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等特點。在自動控製係統中可作為限位、計數、定位控製和自動保護環節。 被廣泛地應用於機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業。
在講述接近傳感器的應用之前,我們先來了解一下,它所具備的一些主要功能:
1、檢驗距離
檢測電梯、升降設備的停止、起動、通過位置;檢測車輛的位置,防止兩物體相撞檢測;檢測工作機械的設定位置,移動機器或部件的極限位置;檢測回轉體的停止位置,閥門的開或關位置;檢測氣缸或液壓缸內的活塞移動位置。
2、尺寸控製
金屬板衝剪的尺寸控製裝置;自動選擇、鑒別金屬件長度;檢測自動裝卸時堆物高度;檢測物品的長、寬、高和體積。
3、檢測物體存在有否
檢測生產包裝線上有無產品包裝箱;檢測有無產品零件。
4、轉速與速度控製
控製傳送帶的速度;控製旋轉機械的轉速;與各種脈衝發生器一起控製轉速和轉數。
5、計數及控製
檢測生產線上流過的產品數;高速旋轉軸或盤的轉數計量;零部件計數。
6、檢測異常
檢測瓶蓋有無;產品合格與不合格判斷;檢測包裝盒內的金屬製品缺乏與否;區分金屬與非金屬零件;產品有無標牌檢測;起重機危險區報警;安全扶梯自動啟停。
7、計量控製
產品或零件的自動計量;檢測計量器、儀表的指針範圍而控製數或流量;檢測浮標控製測麵高度,流量;檢測不鏽鋼桶中的鐵浮標;儀表量程上限或下限的控製;流量控製,水平麵控製。
8、識別對象
根據載體上的碼識別是與非。
9、信息傳送
ASI(總線)連接設備上各個位置上的傳感器在生產線(50-100米)中的數據往返傳送等。
目前,接近傳感器在航空航天、工業生產、交通運輸、消費電子等各行各業的領域中都有廣泛的應用,下麵介紹幾種典型的應用場景,以便能為你在接近傳感器的應用設計中打開一些思路。
人體接近傳感器在ATM取款機監控中的應用
人體接近傳感器是一種用於檢測人體接近的控製器件, 可(ke)準(zhun)確(que)探(tan)知(zhi)附(fu)近(jin)人(ren)物(wu)的(de)靠(kao)近(jin),是(shi)目(mu)前(qian)作(zuo)為(wei)報(bao)警(jing)和(he)狀(zhuang)態(tai)檢(jian)測(ce)的(de)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze)。它(ta)的(de)傳(chuan)感(gan)部(bu)分(fen)對(dui)附(fu)近(jin)人(ren)物(wu)移(yi)動(dong)有(you)很(hen)高(gao)的(de)檢(jian)測(ce)靈(ling)敏(min)度(du),且(qie)對(dui)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的(de)聲(sheng)音(yin)信(xin)號(hao)抑(yi)製(zhi),具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。內(nei)部(bu)采(cai)用(yong)微(wei)電(dian)路(lu)芯(xin)片(pian)作(zuo)程(cheng)控(kong)處(chu)理(li),具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)探(tan)測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)觸(chu)發(fa)可(ke)靠(kao)性(xing),探(tan)測(ce)與(yu)控(kong)製(zhi)兩(liang)部(bu)分(fen)合(he)二(er)為(wei)一(yi),守(shou)候(hou)功(gong)耗(hao)低(di),開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu),直(zhi)接(jie)觸(chu)發(fa)報(bao)警(jing)錄(lu)像(xiang)。
由於對人體感應的靈敏度是連續可調的,這使得人體接近傳感器可以適用於很多不同的場合。在安全防盜方麵,如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地,通常都裝有由各種接近傳感器組成的防盜裝置。

接近傳感器在飛機起落架係統中的應用
航空動力裝置、起落架係統、導航係統是航空公司上報的航空器使用困難報告數據中位列前三的係統。其中,起落架係統故障易造成飛機返航、備降等不正常事件,給公司帶來經濟損失,給航空安全帶來隱患。
在一般的空客飛機起落架控製係統中,通常采用的是數字電傳控製係統。其基本原理便是將傳感器信號送給控製盒(控製計算機),經過綜合運算比較後發出指令給執行機構,控製環節為餘度控製。
現(xian)代(dai)民(min)用(yong)飛(fei)機(ji)起(qi)落(luo)架(jia)收(shou)放(fang)包(bao)括(kuo)正(zheng)常(chang)收(shou)放(fang)和(he)應(ying)急(ji)釋(shi)放(fang)兩(liang)套(tao)係(xi)統(tong)。起(qi)落(luo)架(jia)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)操(cao)縱(zong)方(fang)式(shi)上(shang)使(shi)用(yong)電(dian)傳(chuan)操(cao)縱(zong),且(qie)與(yu)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)交(jiao)聯(lian),廣(guang)泛(fan)采(cai)用(yong)感(gan)應(ying)式(shi)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)起(qi)落(luo)架(jia)的(de)位(wei)置(zhi)。
每(mei)個(ge)起(qi)落(luo)架(jia)起(qi)主(zhu)要(yao)作(zuo)用(yong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)兩(liang)個(ge),即(ji)收(shou)上(shang)鎖(suo)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)放(fang)下(xia)鎖(suo)傳(chuan)感(gan)器(qi),分(fen)別(bie)用(yong)於(yu)收(shou)上(shang)和(he)放(fang)下(xia)鎖(suo)好(hao)時(shi)接(jie)通(tong)傳(chuan)輸(shu)位(wei)置(zhi)信(xin)號(hao)。該(gai)類(lei)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)為(wei)磁(ci)阻(zu)型(xing)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi),主(zhu)要(yao)由(you)兩(liang)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng):傳感器主體和傳感器激勵片。
chuanganqizhutijiangdiannengzhuanhuanchengcichang,jilipianzhuyaoqidaozengdadaocilvdezuoyong。dangqiluojiayujilipianjiejindaoyidingjulishidaocilvzengjia,chuanganqifachuxinhaojinggaozujianzhishiqiluojiaweizhi。tamenzhijiandejulizhijieyingxiangdaozhishidezhunquechengdu,yibantiaojieyaoqiuyebijiaoyange。ciwai,butongjixinglveyouchabie,tiaojieshihaixucankangaijixingdeAMM手冊。
yongganyingshijiejinchuanganqijianceqiluojiadeweizhi,tigaolechuanganqishouming。ciwai,tongguokongzhijisuanjifangbiandishixianleyuhangkongdianzixitongdexinxichuanshuyuxinxigongxiang。
接近傳感器在鐵軌道口監測中的應用
在(zai)所(suo)有(you)的(de)鐵(tie)路(lu)事(shi)故(gu)中(zhong),列(lie)車(che)相(xiang)撞(zhuang)占(zhan)到(dao)很(hen)大(da)一(yi)部(bu)分(fen),且(qie)常(chang)常(chang)後(hou)果(guo)嚴(yan)重(zhong)。利(li)用(yong)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)交(jiao)叉(cha)道(dao)口(kou)過(guo)往(wang)列(lie)車(che)監(jian)測(ce),成(cheng)為(wei)提(ti)高(gao)鐵(tie)路(lu)安(an)全(quan)性(xing)措(cuo)施(shi)中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)。
在zai實shi際ji應ying用yong中zhong利li用yong接jie近jin傳chuan感gan器qi非fei接jie觸chu式shi位wei置zhi測ce量liang的de特te點dian,可ke以yi將jiang它ta們men分fen別bie對dui稱cheng地di安an裝zhuang在zai交jiao叉cha口kou鐵tie軌gui的de兩liang端duan。當dang有you列lie車che經jing過guo時shi,鐵tie軌gui兩liang端duan的de接jie近jin傳chuan感gan器qi能neng夠gou檢jian測ce到dao各ge自zi端duan車che輪lun經jing過guo時shi引yin起qi的de變bian化hua。通tong過guo道dao口kou監jian測ce微wei處chu理li係xi統tong對dui各ge傳chuan感gan器qi信xin號hao進jin行xing分fen析xi,可ke以yi判pan斷duan車che輛liang行xing駛shi的de方fang向xiang及ji穿chuan越yue時shi的de狀zhuang態tai(通過與否、是否停留)。最終,以線纜或者無線通信的方式,將信息發送到交管控製中心,以便對列車進行調運。

接近傳感器在自動包裝機械中的應用
機ji械xie化hua生sheng產chan製zhi造zao催cui生sheng了le對dui自zi動dong包bao裝zhuang技ji術shu的de需xu求qiu,人ren工gong包bao裝zhuang的de方fang式shi已yi遠yuan遠yuan不bu能neng滿man足zu批pi量liang生sheng產chan作zuo業ye。自zi動dong包bao裝zhuang機ji械xie能neng夠gou在zai控kong製zhi係xi統tong的de引yin導dao下xia完wan成cheng一yi係xi列lie物wu品pin的de包bao裝zhuang工gong藝yi流liu程cheng,提ti高gao了le產chan品pin包bao裝zhuang效xiao率lv,降jiang低di了le包bao裝zhuang成cheng本ben,但dan仍reng然ran免mian不bu了le會hui出chu現xian紕pi漏lou。為wei此ci,自zi動dong包bao裝zhuang檢jian測ce成cheng為wei保bao證zheng包bao裝zhuang質zhi量liang的de一yi個ge重zhong要yao環huan節jie。其qi中zhong對dui於yu包bao裝zhuang過guo程cheng中zhong含han鐵tie磁ci類lei物wu質zhi的de情qing況kuang,利li用yong接jie近jin傳chuan感gan器qi進jin行xing非fei接jie觸chu檢jian測ce是shi常chang采cai用yong的de一yi種zhong方fang式shi。
接jie近jin傳chuan感gan器qi內nei部bu的de能neng產chan生sheng交jiao變bian磁ci場chang的de線xian圈quan,當dang被bei檢jian測ce鐵tie磁ci物wu處chu於yu該gai環huan境jing下xia時shi,便bian會hui因yin電dian磁ci感gan應ying原yuan理li作zuo用yong而er在zai內nei部bu形xing成cheng渦wo電dian流liu。當dang渦wo電dian流liu所suo產chan生sheng的de磁ci場chang足zu夠gou大da時shi便bian會hui反fan過guo來lai改gai變bian接jie近jin傳chuan感gan器qi原yuan有you電dian路lu參can數shu,從cong而er產chan生sheng信xin號hao輸shu出chu。因yin此ci,利li用yong接jie近jin傳chuan感gan器qi能neng識shi別bie附fu近jin一yi定ding範fan圍wei是shi否fou存cun在zai含han磁ci性xing或huo者zhe易yi磁ci化hua的de物wu質zhi。在zai一yi些xie自zi動dong包bao裝zhuang過guo程cheng中zhong,如ru巧qiao克ke力li金jin屬shu箔bo紙zhi包bao裝zhuang,通tong過guo接jie近jin傳chuan感gan器qi對dui磁ci性xing物wu質zhi存cun在zai性xing的de檢jian測ce,可ke以yi判pan斷duan是shi否fou出chu現xian包bao裝zhuang錯cuo誤wu或huo工gong序xu遺yi漏lou的de不bu合he格ge產chan品pin,進jin而er提ti高gao包bao裝zhuang質zhi量liang。

接近傳感器在機器人手夾持器中的應用
機器人手夾持器是一種具有多個自由度,可靈巧抓取物體的機械結構部件。可用於各種工業自動化生產、裝配和操作中, 可在高風險環境下執行信息探測、物品收集和偵查、排爆等任務。機器人手夾持器一般多采用鉗形結構,以開、合的方式來夾取物體。因此,“鉗口”開合度的精確測量和控製,是直接影響夾取過程成功與否的關鍵性因素。
由(you)於(yu)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)感(gan)應(ying)距(ju)離(li)和(he)位(wei)置(zhi)的(de)變(bian)化(hua),所(suo)以(yi),也(ye)是(shi)機(ji)器(qi)人(ren)手(shou)夾(jia)持(chi)器(qi)中(zhong),測(ce)量(liang)開(kai)合(he)情(qing)況(kuang)的(de)常(chang)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)件(jian),它(ta)利(li)用(yong)磁(ci)場(chang)的(de)變(bian)化(hua)與(yu)被(bei)測(ce)金(jin)屬(shu)部(bu)件(jian)的(de)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)關(guan)係(xi)來(lai)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。通(tong)常(chang)傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)夾(jia)持(chi)器(qi)的(de)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)夾(jia)鉗(qian)上(shang),在(zai)夾(jia)取(qu)物(wu)體(ti)時(shi),接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)感(gan)應(ying)磁(ci)場(chang)的(de)大(da)小(xiao)變(bian)化(hua)而(er)判(pan)斷(duan)兩(liang)者(zhe)(夾鉗)距離的遠近。從而可與設定值進行比較,調節手夾持器開度的大小,避免抓空或損壞物件。

電容式接近傳感器在汽車電子中的應用
汽車電子應用領域對接近檢測傳感器的需求一直在穩步攀升,接近檢測在汽車電子行業的可能應用是無限的,例如:
- 汽車門禁控製:檢測手靠近門把,進而啟動開鎖程序
- 當手掌靠近屏幕表麵時,就能照亮和喚醒觸摸屏
- 在手掌靠近傳感器時,就能打開/關閉車內照明燈
- 通過檢測手掌在空中的簡單動作來打開/關閉設備
- 在停車過程中檢測汽車周圍的大障礙物
針對各種不同的汽車電子應用需求,有多種接近檢測方法,如電容感測、紅外、超聲波、光學等。對從5mm到300mm範圍的接近檢測,電容式感測技術相對其它技術而言有許多優勢:出色的可靠性、簡單的機械設計、低功耗和低成本。
電容式接近檢測的一個示例是在汽車門禁係統中的應用(見下圖)。檢測人手靠近的接近傳感器位於車門把手(1)內。一旦檢測到有物體靠近,主控單元(2)通過低頻天線(3)發送一個喚醒信號;該信號激活汽車鑰匙發送器(4)。汽車鑰匙發送器於是與RFID接收器(5)交換信息;如果編碼信息與主控單元(2)匹配,汽車門鎖就打開。接近檢測和ID識別的整個過程約幾分之一秒。這意味著當手拉門把時,門鎖已經打開了。
相(xiang)比(bi)於(yu)觸(chu)摸(mo)檢(jian)測(ce),在(zai)汽(qi)車(che)門(men)禁(jin)係(xi)統(tong)中(zhong)使(shi)用(yong)接(jie)近(jin)檢(jian)測(ce)的(de)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu)它(ta)能(neng)夠(gou)在(zai)識(shi)別(bie)車(che)主(zhu)的(de)時(shi)間(jian)上(shang)搶(qiang)先(xian),其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)拉(la)門(men)之(zhi)前(qian),門(men)鎖(suo)就(jiu)已(yi)經(jing)處(chu)於(yu)打(da)開(kai)狀(zhuang)態(tai)。

jiancekongjianshoushiyongyudakaihuoguanbishebei,yeshiqichedianzizhongchangjianyingyong。tongshishiyonglianggehuoduogedianrongshijiejinchuanganqi,jiukeyitongguojianceshouzhangzaikongzhongdejiandandongzuo(如在被檢設備前揮手)來打開或關閉設備。下圖所示為使用這樣的係統來開/關(guan)汽(qi)車(che)內(nei)照(zhao)明(ming)的(de)簡(jian)單(dan)例(li)子(zi)。對(dui)著(zhe)燈(deng)向(xiang)某(mou)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)揮(hui)手(shou)是(shi)打(da)開(kai)燈(deng),向(xiang)反(fan)方(fang)向(xiang)揮(hui)手(shou)則(ze)是(shi)關(guan)燈(deng)。該(gai)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)分(fen)析(xi)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)號(hao),確(que)定(ding)手(shou)勢(shi)指(zhi)示(shi)開(kai)燈(deng),還(hai)是(shi)關(guan)燈(deng)。
在電燈內設計傳感電極有許多不同的方法,從使用細銅線到采用可直接附著在塑料上的導電聚合物都有。

接近開關傳感器在屏蔽門上的應用
為wei了le安an全quan,地di鐵tie屏ping蔽bi門men越yue來lai越yue多duo地di被bei地di鐵tie站zhan台tai所suo使shi用yong。接jie近jin開kai關guan傳chuan感gan器qi將jiang會hui大da量liang投tou入ru屏ping蔽bi門men的de技ji術shu應ying用yong中zhong,地di鐵tie事shi故gu將jiang會hui在zai傳chuan感gan器qi的de應ying用yong中zhong降jiang到dao最zui低di。
目mu前qian屏ping蔽bi門men係xi統tong用yong來lai檢jian測ce開kai門men與yu關guan門men的de常chang用yong方fang案an,一yi般ban是shi通tong過guo兩liang個ge接jie近jin開kai關guan來lai檢jian測ce門men的de開kai啟qi和he關guan閉bi。由you於yu接jie近jin傳chuan感gan器qi能neng以yi非fei接jie觸chu方fang式shi進jin行xing檢jian測ce,所suo以yi不bu會hui磨mo損sun和he損sun傷shang檢jian測ce對dui象xiang物wu。這zhe也ye是shi它ta適shi合he在zai地di鐵tie上shang安an裝zhuang的de一yi個ge主zhu要yao原yuan因yin,隨sui著zhe接jie近jin傳chuan感gan器qi性xing能neng進jin一yi步bu提ti高gao,它ta將jiang應ying用yong於yu更geng多duo的de場chang合he,未wei來lai不bu僅jin僅jin是shi地di鐵tie門men,在zai公gong交jiao等deng其qi它ta屏ping蔽bi門men上shang都dou會hui有you廣guang泛fan的de應ying用yong。
接近傳感器在觸摸屏手機中的應用
接近傳感器運用MEMS技術,在智能手機中得到了普及。
觸摸屏手機流行之初,用戶們就發現了觸摸屏的一個缺陷:dangwomenyongzuichangjiandezishijieqidianhuashi,wangwanglianbuhuipengdaochumopingmushang,wuyizhongdianjidaoleguajijianhuozhemiantijian,zaochengbubiyaodeganga。yushi,shoujichangshangliyongMEMS技術,將MEMSjiejinchuanganqishejijinlechumopingshouji,zaijiedianhuadeshihouzidongsuoping,bimianwuchufa。lingwai,suopingdetongshihaikeyiguandiaobeiguang,keyiyouxiaojieneng,yanchangdaijishijian。
智能手機就是運用了MEMS環境光感器和接近傳感器:即環境光檢測(根據傳感器的照度用受光部檢測的光量來判斷周圍的明暗)與接近檢測(從具備傳感器的發光源放射的光線照射到測量對象上,根據反射到傳感器的接近用受光部的光量來判斷距離測量對象的遠近)。
環境光傳感器可以優化調節LED背bei景jing燈deng的de照zhao明ming,這zhe樣yang不bu管guan是shi在zai昏hun暗an的de電dian影ying院yuan還hai是shi光guang照zhao充chong足zu的de室shi外wai,在zai任ren何he環huan境jing下xia我wo們men的de手shou機ji都dou能neng自zi我wo調tiao節jie到dao適shi合he的de亮liang度du。接jie近jin傳chuan感gan器qi可ke以yi在zai接jie聽ting電dian話hua的de時shi候hou關guan掉diao觸chu屏ping,這zhe樣yang我wo們men就jiu不bu會hui觸chu到dao屏ping幕mu上shang的de按an鍵jian導dao致zhi突tu然ran掛gua斷duan電dian話hua或huo者zhe點dian開kai其qi他ta功gong能neng了le。
結語:
新技術的創新改變了接近傳感器,在普遍應用於工業自動化控製的接近傳感器,如今更在智能化、小型化、集成化的技術升級中應用於更廣闊的領域。
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