技術(shù)文章磁感式接近開關(guān)TURCK，圖爾克結(jié)構(gòu)方式

技術(shù)文章磁感式接近開關(guān)TURCK，圖爾克結(jié)構(gòu)方式

偏振反射板式：當(dāng)被測(cè)物有很強(qiáng)的反光率時(shí)，我們可以使用

偏振反射板式的傳感器。兩個(gè)偏振鏡頭分別安裝在發(fā)射器和

接收器鏡頭的前面，偏振方向互相垂直。

可調(diào)區(qū)域式傳感器使用多個(gè)接收單元陣列，通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整可

以使傳感器電路改變關(guān)斷點(diǎn)的位置。在可調(diào)區(qū)域檢

測(cè)模式中，位于關(guān)斷點(diǎn)以外的物體被忽略掉。

如果我們已經(jīng)知道了傳感器的使用環(huán)境，那么可以根據(jù)表 1

來(lái)確定所需要的過(guò)量增益，以傳感器能工作表中所

列過(guò)量增益為 1.5x，是指較清潔的使用環(huán)境。過(guò)量增益過(guò)

50x，對(duì)射式光束就能穿透紙和具有一定透光性能的材料。

圖有助于我們判斷并行安裝的傳感器能安裝到多近而彼此之

間沒(méi)有光線的干擾。同時(shí)，我們可以通過(guò)對(duì)調(diào)發(fā)射器和接收

器的位置而使兩對(duì)傳感器安裝的更近。

每一種傳感器都有特定的響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)

發(fā)生變化，到傳感器的輸出做出反應(yīng)，所需要的較大的時(shí)間。

也就是輸入信號(hào)的上升沿（或下降沿）到輸出狀態(tài)發(fā)生改變

的這段時(shí)間。

當(dāng)傳感器的輸出去控制一個(gè)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)，尤其是高速循環(huán)

動(dòng)作時(shí)，傳感器的重復(fù)精度就變得非常重要。如噴墨打印日

期、標(biāo)簽檢測(cè)等。

透明的塑料可以傳輸光能。對(duì)射式光纖必須成對(duì)使用；直反式光

纖可同時(shí)傳輸發(fā)射光和接收光，因此可以做為直反式檢測(cè)模式。

有時(shí)直反式光纖加裝鏡頭后可成為反射板式檢測(cè)模式。光纖式傳

感器可使用在狹小的安裝空間。

光形圖是傳感器響應(yīng)與檢測(cè)距離之間的一個(gè)二維圖形，它對(duì)

預(yù)先估計(jì)傳感器的檢測(cè)性能有很大幫助。光形圖是基于以下

條件得出的：清潔的檢測(cè)環(huán)境，光路對(duì)準(zhǔn)良好，針對(duì)特定的

檢測(cè)距離把過(guò)量增益調(diào)整到較佳點(diǎn)。沿光軸的光束具有強(qiáng)

的能量，越靠近光形圖的邊沿能量越弱。對(duì)應(yīng)每種檢測(cè)模式

的傳感器，都有典型的光形圖，但實(shí)際中的光形圖并不一定

就是這樣的。

一般來(lái)說(shuō)，傳感器是在計(jì)算3到4個(gè)調(diào)制的光脈沖后，其輸出

才有動(dòng)作的。調(diào)制傳感器輸出動(dòng)作之前的響應(yīng)時(shí)間就是傳感

器計(jì)算那幾個(gè)光脈沖所需要的時(shí)間，而且只有計(jì)算完足夠的

光脈沖，傳感器的輸出狀態(tài)才可能會(huì)改變。然而由于被測(cè)條

件的改變可以發(fā)生在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)的任一時(shí)刻，所以被測(cè)

條件發(fā)生改變與傳感器的輸出發(fā)生改變，這二者之間的時(shí)間

差多會(huì)有一個(gè)調(diào)制周期的差別。（見(jiàn)圖53）這個(gè)差別就是傳

感器的重復(fù)精度。傳感器的重復(fù)精度乘上被測(cè)物的運(yùn)動(dòng)速度

就可換算成機(jī)械上的重復(fù)精度。

在光電檢測(cè)中，操作方式有亮態(tài)和暗態(tài)之分。有些傳感器有亮

態(tài) / 暗態(tài)選擇開關(guān)。如果一個(gè)傳感器調(diào)整為亮態(tài)操作，那么當(dāng)

接收器接收到足夠的光信號(hào)時(shí)，其輸出就會(huì)動(dòng)作；如果調(diào)整為

暗態(tài)操作，那么當(dāng)接收器接收不到光時(shí)，其輸出就會(huì)動(dòng)作。

在對(duì)射式檢測(cè)模式中，暗態(tài)操作也就是說(shuō)當(dāng)被測(cè)物出現(xiàn)，擋

住有效光束時(shí)，傳感器動(dòng)作。如果沒(méi)有被測(cè)物出現(xiàn)而傳感器

動(dòng)作，那就是亮態(tài)操作方式。在反射板式的檢測(cè)模式中，亮

態(tài)操作和暗態(tài)操作也是這樣的。

直反式檢測(cè)模式中亮態(tài)條件為被測(cè)物出現(xiàn)，將入射光反射回

接收器；如果沒(méi)有被測(cè)物，那么就沒(méi)有光線被反射回接收器。

體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給

LED 通電流時(shí)，它會(huì)發(fā)光。它具有以下：

由于 LED 是固態(tài)的，所以它能延長(zhǎng)傳感器的使用。

對(duì)射式檢測(cè)模式要求發(fā)射器與接收器對(duì)射安裝，以

接收器能接收到發(fā)射器發(fā)出的光。當(dāng)被測(cè)物擋住光束

時(shí)，傳感器就會(huì)檢測(cè)到。這種模式對(duì)光能的利用率

高，并且能提供較高的過(guò)量增益。

傳感器的重復(fù)精度是基于檢測(cè)條件從暗態(tài)到亮態(tài)變化時(shí)給出

的。當(dāng)從亮態(tài)到暗態(tài)變化時(shí)，就不計(jì)算調(diào)制脈沖，這種情況

下輸出的重復(fù)精度沒(méi)有給出，但它是一個(gè)非常短暫的時(shí)間（典

型值于 OFF 響應(yīng)時(shí)間的 10%）。所給出的傳感器的重復(fù)精

度值是壞情況下的數(shù)值，因而即使在被測(cè)物高速移動(dòng)且重

復(fù)精度要求非常高的場(chǎng)合，這個(gè)數(shù)值也非常用來(lái)評(píng)估傳

感器是否適用于此場(chǎng)合。

安裝光縫會(huì)減小通過(guò)鏡頭的光

的能量（光縫越小，通過(guò)的光就越少）。例如：直徑 20mm 的

鏡頭安裝上帶一孔的光縫后，則通過(guò)此孔的光的能量?jī)H為原

來(lái)的(1/4) 或1/16，如果發(fā)射器和接收器都安裝了光縫，則光

的能量會(huì)損失雙倍。

矩形光縫與同尺寸的圓孔形光縫相比，其鏡頭接收光的區(qū)域

較大。因此，如果被測(cè)物通過(guò)光束的方向是一定的，則優(yōu)先

選用矩形光縫（如邊沿檢測(cè)）。如果小的被測(cè)物通過(guò)光束的方

向不是固定的，則優(yōu)先選用圓形光縫。

在使用對(duì)射式傳感器檢測(cè)小物體時(shí)，一方面要有效光束

的尺寸必須小于被測(cè)物的小尺寸，同時(shí)要使鏡頭保留盡可

能大的可視區(qū)域，以足夠的檢測(cè)距離。

由于 LED 沒(méi)有燈絲，所以它具有良好的抗震動(dòng)抗沖擊性。

它能夠以非?？斓乃俣葋?lái)開關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到 KHz，（見(jiàn)

圖 2）將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它

就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大。

LED 能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見(jiàn)的綠光、黃

光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。其中，紅外光LED是

效率較高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管匹配的光束。

調(diào)制的 LED 改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì)，增大了檢測(cè)距離擴(kuò)展了光束的角度，

使人們逐漸接受了這種易于對(duì)準(zhǔn)的光束。

光電傳感器的檢測(cè)模式分為如下幾類：對(duì)射式、反射板式、偏

振反射板式、直反式、聚焦式、定區(qū)域式和可調(diào)區(qū)域式。對(duì)

于光纖傳感器，如使用對(duì)射光纖，則為對(duì)射式檢測(cè)模式；如

使用直反式光纖，則為直反式檢測(cè)模式。

發(fā)射光經(jīng)發(fā)射器垂直偏振鏡頭偏振后，變成垂直振動(dòng)的光波

（見(jiàn)圖 7）此光波經(jīng)反射板反射（去偏振）后，變?yōu)樗椒较?/p>

振動(dòng)的光波，這種光波可通過(guò)接收器的水平偏振鏡頭被接收

器接收。偏振反射板式傳感器僅能與帶幾何棱鏡的反射板配

合使用。偏振反射板式傳感器適于檢測(cè)表面光亮的物體。

直反式檢測(cè)模式對(duì)光能的利用率相對(duì)較，因?yàn)槠浣邮掌髦?/p>

能接收到很小一部分的反射光。同其他接近檢測(cè)模

式一樣，直反式也受被測(cè)物表面反光率的影響。對(duì)

于具有亮白表面的被 測(cè)物，傳感器的檢測(cè)距離就要比暗黑表面的物體要遠(yuǎn)

定區(qū)域式傳感器有兩個(gè)接收器和一個(gè)比較電路，當(dāng)遠(yuǎn)距離接

收器上的光強(qiáng)高于近距離接收器上的光強(qiáng)度時(shí)，傳感器將不

做出響應(yīng)，因此任何處于關(guān)斷點(diǎn)以外的物體都將被忽略掉。

如果落在 R2上的反射光等于多于落在R1 上的反射

光，則傳感器檢測(cè)到被測(cè)物。

技術(shù)文章磁感式接近開關(guān)TURCK，圖爾克結(jié)構(gòu)方式