永宏传感器产品培训-含基础知识

传感器产品培训台湾永宏•上海范堤•厦门永陞1培训大纲第一章：接近开关概述第二章：光电传感器概述2第一章：接近开关FATEK-值得您信赖的品牌3第一章：接近开关接近开关简介接近开关又称无触点行程开关，它能在一定的距离内（零点几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出『动作』信号。接近开关的核心部分是“感辨头”，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。第一章：接近开关接近开关外型第一章：接近开关接近开关外型（续一）第一章：接近开关接近开关外型（续二）第一章：接近开关接近开关常见分类电感式（也称电涡流式）电容式、光电式霍尔式、微波式超声波式无源式等。第一章：接近开关接近开关的特点由于能以非接触方式进行检测，所以不会磨损和损伤被测物体与接触式开关相比，可实现高速响应由于采用无接点输出方式，因此寿命延长无触点、无火花、无噪声体积小、安装、调整方便不受检测物体颜色的影响第一章：接近开关电感式接近开关第一章：接近开关电感式接近开关工作原理接近开关的磁力线感应电流的反磁力线＋－信号线高频振荡器使线圈发出高频磁场被测对象接近产生涡电流引发反向的感应磁场振荡器受到反响感应磁场影响停止振动通过振动有无使控制输出ON/OFF振荡器停止工作控制输出OFFON第一章：接近开关电感式接近开关电路构成被测物体

电感式接近开关是一种利用涡流感知物体接近的接近开关。基本组成部分由高频振荡器、开关级和输出级组成，如图所示。

感知敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场。当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱直至停振。振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出U信号振荡器开关级输出级检测对象：具备产生感应电流的能力，否则不能被检测出来;(特殊材料/导电体）检测距离：产生感应电流能力越强，检测距离越长。注：不能用于非金属对象检测第一章：接近开关电感式接近开关的应用由于不同金属之间产生涡电流的能力不同，因此通过接近传感器对不同的金属的检测距离也有不同，利用此点可以把生产线上不同的金属罐分类。铝罐铁罐铝罐铝罐检测距离：0.6-50mm此包装罐为铁罐电感式接近开关OFFON优点缺点触点容量较小、输出短路时易烧毁。存在交流零位信号，不宜高频动态测量。第一章：接近开关结构简单、可靠分辨率高机械位移0.1μm，甚至更小；角位移0.1角秒输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm。重复性好，线性度优良在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，且比较稳定。能实现远距离传输、记录、显示和控制响应快；无触点、无火花、无噪声。与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤。电感式接近开关工的优缺点第一章：接近开关电容式接近开关第一章：接近开关电容式接近开关工作原理原理在给电极施加电压Ｖ所产生的电场中存在物体时，物体受静电感应而发生极化现象，离电极越近电极的电荷Ｑ增量便越大。电极的静电电容量Ｃ与电荷Ｑ、电压Ｖ的关系Ｃ＝Ｑ／Ｖ，由于电容量Ｃ随电荷Ｑ而增大，因而物体大小、厚度、电容度越大静电感应的范围便越宽，就能检测离开的物体。検出物体Ａεεs×0×Ａ4πKLＣｓεs

（介电常数，相对于真空）

εＣ０0×Ａ4πKLε0（真空的介电常数）L被检测物体不受材质限制第一章：接近开关电容式接近开关电路构成主回路检测物体检测物体被极化振荡回路没有振荡OFFON第一章：接近开关电容式接近开关的电路构成U信号振荡器开关级输出级被测物体静电电容式接近开关

应用上述原理，取出局部振荡电路的电极电容变化，以使振荡开始或停止，从而获得检测信号。在电路构成上，除振荡电路外，其余结构与电感式基本一致。第一章：接近开关电容式接近传感器的应用空空空此包装盒内有饮品电容式接近开关由于产品中具有不同的静电容量，利用静电容量型接近传感器可以检测出纸盒包装内有无饮品。检测距离:

1-35mmOFFON特点应用压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中。第一章：接近开关小功率、高阻抗。小的静电引力和良好的动态特性。本身发热影响小。可进行非接触测量。电容式接近开关工特点和应用第一章：接近开关接近开关常见术语第一章：接近开关接近开关术语标准检测物体作为测定传感器基本性能的被检测物体，其材料和尺寸等都有规定。第一章：接近开关接近开关术语动作区域OFF接近传感器检测物体ON区域外区域内OFFON动作时间t1

当标准检测物体进入传感器的动作区域，传感器从处于『动作』

状态到输出为ON的时间复位时间t2

当标准检测物体离开传感器的动作区域，传感器从处于『动作』

状态到输出为OFF的时间t1t2第一章：接近开关接近开关术语t3t1t2f=t1+

t21响应频率

反复接近标准检测物体时，每秒钟检测产生的输出次数；测定方法请参见图示。2MM标准检测物体½

检测距离第一章：接近开关接近开关术语磁力线集中检测距离较短磁力线分散检测距离长齐平又叫屏蔽/埋入非齐平又叫非屏蔽/非埋入检测物体检测物体第一章：接近开关接近开关术语输出形式NPN晶体管输出PNP晶体管输出无极性无接点输出用一般的晶体管，可直接连接在可编程显示控制器及计数器上主要是组装在出口欧洲等的机械上用于交流2线式、交流·直流两用型，无需担心极性出错输出状态NO型（正常开）NC型（正常闭）NO/NC切换型在检测区域中有检测物体时，输出开关元件将处于ON在检测区域中无检测物体时，输出开关元件将处于ON通过切换开关等，可对输出开关元件的NO/NC动作进行选择第一章：接近开关接近开关术语主回路棕蓝負荷主回路棕蓝負荷+V0V負荷主回路負荷棕蓝黒信号+V0V+V主回路負荷棕蓝黒信号0V●直流2线式●交流2线式●直流三线式（NPN）●直流三线式（PNP）3线：2根电源线+1根信号线，用于直流电的技术；要选择输出方式NPN/PNP2线：检查开关与负荷串联连结，但存在误差是由于产品本身的消耗即剩余电压、剩余电

流的作用。第一章：接近开关接近开关注意事项第一章：接近开关注意事项检测物体和检测距离物体的大小小于标准检测物体时，检测距离变小。对于同等大小的物体来说，依材料不同而不同。铁的检测距离最长铝、黄铜等非磁性金属的检测距离较小。相对于标准检测物，规定的检测距离在指定的测量条件下，一般会降低检测距离，校正系数越小，则对某一特定材料的动作距离就越小，这个衰减系数根据外壳尤其是屏蔽材料的不同是会变化的。对电感式接近开关而言，检测物材料的导电性是影响衰减系数的主要参数。第一章：接近开关注意事项检测厚度和检测距离

一般检测物体以1mm为准。磁性金属（铁、镍等）的厚度请大于1mm。厚度小于0.01mm的箔，可以得到与磁性体同等的检测距离——表皮效应。此外，对蒸膜等极薄材料及无导电性物体也无法检测。※注：表皮效应仅非磁性金属才有。第一章：接近开关注意事项其他注意事项相互干扰接近传感器以高频率振动。相邻设置的话会引起相互干扰、相邻使用不同频率的传感器可以防止相互干扰。电源复位时间/电源OFF时（传感器电源先通后断）将负载与传感器连接在不同电源时，传感器在电源接通后100ms以内即处于可检测状态。请务必先接通传感器电源。因为电源OFF时会发生输出脉冲，需设计成让负载或负载线路的电源先行OFF。传感器导线颜色（几乎所有传感器通用）电源：棕（＋）蓝（－）

交流两线也是褐/蓝控制输出：输出1

—黑输出2

—橙特殊功能—

粉传感器动作指示灯颜色日本美国的标准为红色。欧洲为橙色，所以IEC使用橙色，现永宏传感器现为红色。第一章：接近开关注意事项其他注意事项（续一）检测物体的材质金属——电感式非金属——电容式（电容式的也可用于金属物体的检测）另外，有些专门检测某种物质的接近传感器，如E2CY专用于检测铝。检测物体的大小、厚度大小要求大于标准检测物体。对于磁性金属、非金属，要求厚度大于1mm；对于非磁性金属，小于0.1mm的比大于1mm的检测效果好。检测距离电感式——0.6～50mm电容式——1～35mm接近传感器通常直径（检测面的面积）越大，检测距离越远。第一章：接近开关注意事项其他注意事项（续二）响应频率规定了传感器检测物体时所能达到的最快速度，如果超过该频率则传感器来不及反应输出，就会导致漏检测的情况发生。一般电感式接近传感器的响应频率在25Hz～3KHz不等，电容式接近传感器则比较低，在10～100Hz。屏蔽/非屏蔽屏蔽——检测距离近，不易受周围物体干扰非屏蔽型——检测距离要远，较易受周围物体的干扰，安装时要留有一定的空间余量。其他外形尺寸、开关容量、IP等级等输出形式和接线方式交流二线式、直流二线式、直流三线式第一章：接近开关永宏接近开关种类和特点第一章：接近开关永宏接近开关种类和特点距离增强型接近开关特点：检测距离远，在同安装尺寸的情况下，能实现较远距离检测。主要用于安装空间（尺寸）有限的情况下，实现客户所需要的检测范围。金属感应面型接近开关特点：不锈钢一体化封装，抗撞击，耐弱酸碱性，抗干扰能力强。主要用于室外恶劣的情况，食品机械等。模拟量应用接近开关特点：线性输出，可以实现多点控制。主要用于检测精度要求较高，需要多点精确控制的场合，如金属拉丝机，凸轮定位的场合。小型化接近开关特点：体积小，检测精度高(0.65-1.2mm)，安装方便。主要用于精密机械，如机床刀库定位，电机测速定位等场合第一章：接近开关永宏接近开关种类和特点（续一）超声波接近开关特点：精度高，不受物体颜色、反光强度的影响。主要用于光电开关不适宜的场合，由于光电开关受物体表面反光强度的不同特别是颜色的影响，光电开关在使用中会出现误信号或检测不到物体。超声波开关可以避免上述情况的发生。电容式接近开关特点：被测物可以是非金属材质。理论上可以检测任何物体。主要用于非金属的检测，如木工，纺织品的加工，塑料制品等机械设备。第一章：接近开关永宏接近开关型号命名第一章：接近开关YBI—B

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C

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S——类型I电感式C电容式A模拟量输出J金属感应H耐高温L耐低温外形尺寸(mm)3456.58121830……连接方式PPVC线缆UPUR线缆FPTFE线缆S8M8连接器S12M12连接器X8M8带线连接器X12M12带线连接器T端子连接外壳长度空白标准型S短型R超短L长型T端面检测安装方式B(准）齐平N非齐平①外型M螺纹圆柱形H光滑圆柱形Q方形G槽型②③感应距离(mm)0.60.6mm0.80.8mm1.21.2mm022mm2020mm④输出极性PPNP¾线NNPN¾线DDC2线AAC2线UAC/DC2线B本安型⑤输出方式O常开C常闭A常开→常闭I电流信号V电压信号M电流+电压信号端子连接⑥⑦外壳材料(mm)C铜V不锈钢P塑料FPTFE⑧⑨11.线缆长度空白2米33米55米⑩11接近开关型号定义说明第二章：光电开关FATEK-值得您信赖的品牌第二章：光电开关光电传感器简介光电传感器是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电传感器主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果投射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达受光部的量将会发生变化。受光部将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。光电传感器主要分为漫反射，反射板，对射式。第二章：光电开关光电传感器特点特点：较接近开关检测距离远、可实现多类型检测。漫反射、镜面反射，对射等。主要用于较远距离检测。主要行业如包装，印刷等第二章：光电开关镜面反射型光电传感器原理

镜面反射型光电传感器是把发射器和接收器封装在同一外壳内，在对面安装一块反射板，将发射器发出的光经反射镜反射回接收器。当光束被遮挡时产生一个开关变化。第二章：光电开关带极性滤光片的镜面反射型光电传感器原理反射系统的典型问题是对于光面和反射物体来说，检测不可靠。因为简单的镜面反射系统不能清晰的分辨出“反射镜反射的光线”或“物体反射的光线”，因此会造成误动作。所以用一个极性滤波器可以解决这个问题。在发射器和接收器前放置一个线性极性滤波器。滤波器的偏振平面垂直。这些滤波器觉得了两个偏振：平面相互偏差90度。这样只有来自三角反射镜的光线能回到接收器，因为反射镜改变了光的偏振平面，使光可以无阻碍的通过接收器前的滤波器。第二章：光电开关镜面反射型光电传感器的应用投受光器回归反射板主回路电源负载应用：透明瓶的通过检测第二章：光电开关镜面反射型光电传感器的特点检测距离为长(数cm~数m);光线通过检测物两次，所以适合透明体检测布线、光轴调整比对射型方便(反射板侧不需配线）第二章：光电开关漫反射型光电传感器原理漫反射型光电传感器的原理与镜面反射型光电传感器的原理相同，但是它不带反射镜，发射器发出的光线直接由被测物发射回接收器。检测物体反射回的光线有接收器来估量，对物体的定位不是十分严格。当被测物体进入有效光线区域，输出状态将发射变化。检测范围取决于被测物体的尺寸、形状、颜色和表面特性。第二章：光电开关漫反射型光电传感器的应用投受光器主回路电源负载应用：纸箱的通过检测第二章：光电开关漫反射型光电传感器的特点检测距离较长（数cm~数m)在检测物体的表面状态（颜色、凸凹）中光的反射光量会变化，检测稳定性能也会发生变化安装方式最为简单，只需在一处配线，而且没有反射板第二章：光电开关对射型光电传感器原理对射型光电传感器有独立的发射器和接收器组成，结构上两者是相互分离的。发射器直接传送到接收器。在安装时必须将两者对准以建立光路，无论任何物体挡住了光线，接收器的电压下降，发生开关变化。第二章：光电开关对射型光电传感器的应用主回路电源投光器电源负载主回路受光器茶青黒茶蓝+L3-L3应用：车辆的通过检测第二章：光电开关对射型光电传感器的特点动作的稳定度高，检测距离长（数cm~数m）检测物体的光泽、颜色等对传感器的影响小即使检测物体的通过线路发生变化，其检测位置也不变投光器和受光器都需接通电源，光轴对合比较麻烦第二章：光电开关光电传感器的术语检测距离

对射型：投光器与受光器直接的距离；

反射型：投受光器到反射板的距离；

漫反射型：投受光器与检测物体直接的距离；

第二章：光电开关光电传感器的术语(续一）应差距离动作距离与复位距离的差；（主要指扩散反射型）

响应时间从输入光的断续开始到控制输出的动作或复位为止的时间第二章：光电开关光电传感器的术语(续二）标准检测物体对射型和回归反射型是根据光学结构的对角线长度将直径较大的不透明体的尺寸作为标准物体。一般的对射型是以投、受光器的对角线长度作为标准检测物体的长度。

反射型则是以反射板的对角线长度作为标准检测物体的直径。

漫反射型是根据投光束的直径将大张的白纸作为标准检测物体。

第二章：光电开关光电传感器的术语(续三）暗通对当光线接收器无光时，开关处于导通状态；当光线接收器有光时，开关处于不导通状态。亮通与暗通相反，无光时不导通，有光时导通。导通延时传感器接通电源的瞬间到其准备完毕且输出正常信号的时间间隔关断延时传感器切断电源的瞬间到其准备完毕且关断正常信号的时间间隔遮光动作与入光动作遮光动作是遮断或者减少进入受光器的光束时输出信号；入光动作则是增加进入受光器的光束时输出信号。第二章：光电开关沾有油污、化学品的地方有腐蚀性气体的地方沾有有机溶剂的地方有震动、冲击的地方灰尘多的地方水中、户外、阳光直射的地方湿度高、容易结露的地方※注意：在以下环境场合中使用容易出现光电传感器误动作甚至造成传感器的损坏注意事项第二章：光电开关注意事项（续一）无感应地带处于投光区、受光区域以外的无动作区域，在这块区域内不能检测。（主要指距离设定型、限定反射型、扩散反射型、回归反射型）投光区域受光区域无感应地带第二章：光电开关选型要点1.检测物体确认检测物体的透明程度和表面颜色、状态。对射型的光电传感器不适宜检测透明物体；回归反射型如果要检测表面光滑且有光泽的物体时要选带滤光片；扩散反射型检测物体时会受到检测物体表面颜色和反光程度的影响。2.检测物体大小无论使用哪种形式的光电传感器，都要求检测物体要大于其最小检测物的尺寸。

第二章：光电开关选型要点（续一）3.检测距离对射型：检测距离较远，最远的一款可以达到30米；反射型：配合不同的反射板，可达到不同的检测距离，最远不超过15米；漫反射型：检测距离最远不超过0.8米，它受物体表面颜色影响较大，比如检测相同大小的黑色物体和白色物体，前者一般只能达到后者的一半距离。4.输出形式和电源电压交流、直流或交直流通用型三种。交流型或交直流通用型有继电器输出，也有DC无触点输出型；直流型一般为晶体管输出，需要根据后续的输入设备确认是选择NPN还是PNP型。第二章：光电开关选型要点（续二）5.入光动作/遮光动作

对射型和反射型的光电传感器：在入光动作的情况下，没有检测物体时输出为ON，在遮光动作的情况下，有检测物体的情况下输出ON；而漫反射型则正好相反。6.响应频率

和接近传感器一样，光电传感器在选择时也要考虑响应频率的问题，否则会造成脉冲输出的遗漏。光电传感器的响应频率差别较大，具体在选择传感器时，可以通过样本手册查找相关参数。第二章：光电开关永宏光电开关型号命名第一章：光电开关YBF—M

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——外型M螺纹圆柱形H光滑圆柱形Q方形感应距离(mm)02200mm05500mm515m……连接方式空白2米33米55米……其他空白无SF带滤光片T透明物体检测

D带延迟外形尺寸(mm)812183150……①检测类型T漫反射式R镜面反射式L对射式F光纤对射.…..②③输出类型PPNPNNPNDPNP/NPNAACUAC/DC④⑤外壳材料(mm)C铜V不锈钢P塑料FPTFE⑥⑦连接方式PPVC线缆UPUR线缆FPTFE线缆S8M8连接器S12M12连接器X8M8带线连接器X12M12带线连接器T端子连接⑧⑨⑩光电开关型号定义说明输出方式1亮通2暗通3暗通/亮通4SPDT继电

器输出5发射器第二章：光电开关1.传感器类型根据客户所需产品类型，尺寸大小及检查距离选择