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距离传感器有多种结构原理,即使用途相同的距离传感器也有多种不同的构造和原理。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。距离传感器在传感器中是一个大类,不同结构、用途的距离传感器工作原理有较大的差异。
比较常见的距离传感器有两种常见原理(其它原理有很多,但应用普及程度较低):
一是飞行时间法。通过发射并测量特定的能量波束从发射到被物体反射回来的时间,并由这个时间间隔来推算与物体之间的距离。这个特定的能量波束可以是电磁波(雷达),超声波,光线等。这类距离传感器比较适应远距离测量;
二是可变磁通法。通过导电物体在不同距离上对变化磁场的影响的不同来检测距离。这类传感器在工业上大量用作金属之间接近程度的测量。
在日用领域,由于对检测的要求很低,距离传感器可以做的十分简单,有时只需一两个元件能实现特定的功能就行。例如:
门禁或车门上的距离传感器,在检测门是否关闭时只需检测门和门框是否靠近。这时只需在特定位置分别安装一块磁铁和磁感应开关,就能实现距离检测。
在手机上,接近传感器检测物体与手机的距离。通常只需返回远和近两个状态,即远状态近状态。一些芯片集成了接近传感器和光线传感器两者功能。其实就是在光线传感器旁边装了一个发射特定波长红外线的发光二极管,当近距离有物体(例如接电话时的人脸)时,物体被红外线照射反光,旁边的光线传感器在接受到这种特定波长红外线的反光时就发出近状态信号。反之则发出远状态信号。手机的接近传感器可用于接听电话时自动关闭LCD屏幕以节省电量。
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通过外部磁场影响,检测在导体表面产生的涡电流引起的磁性损耗。在检测线圈内使其产生交流磁场,并检测体的金属体产生的涡电流引起的阻抗变化进行检测的方式。此外,作为另外一种方式,还包括检测频率相位成分的铝检测传感器,和通过工作线圈仅检测阻抗变化成分的全金属传感器。在检测体一侧和传感器一侧的表面上,发生变压器的状态。榛锐机电
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电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡电路在传感器检测面产生一个交变电磁场,当金属物体接近传感器检测面时,金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量,使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡和停振这两种状态,转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号,经功率放大后输出。电容式接近传感器由高频振荡器和放大器等组成,由传感器的检测面与大地构成一个电容器,参与振荡回路工作,起始处于停振状态。当物体接近传感器检测面对回路的电容量发生变化,使高频振荡器停振。振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转换成二进制的开关信号。 NAMUR传感器是一种内部不含放大器的电感式传感器,通常与相应的放大器连接,当金属物体靠近检测面时,能改变其工作电流,经放大控制负载工作,可广泛用于要求防爆等危险场所,简称安全开关。模拟传感器(简称线性开关),当金属物体接近其检测面时,随着距离的变化,其输出一个与距离成线性关系的电信号,从而监控的目的。霍尔传感器是一种内含霍尔集成电路的接近开关,利用霍尔效应将磁信号的有无转换成开关量,广泛应用与信号检测、自动控制、安全保护等。舌簧传感器由舌簧管和放大其组成,当外磁场靠近传感器迫使簧片磁化而动作,再经放大电路放大,增大开关容量,以实现对外接电路的通断控制。