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)被測物有很強(qiáng)的反光率時，我們可以使用

偏振反射板式的傳感器。兩個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接收單元陣列，通過簡單的調(diào)整可

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

測模式中，位于關(guān)斷點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

來確定所需要的過量增益，以傳感器能工作表中所

列過量增益為 1.5x，是指較清潔的使用環(huán)境。過量增益過

50x，對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

間沒有光線的干擾。同時，我們可以通過對調(diào)發(fā)射器和接收

器的位置而使兩對傳感器安裝的更近。

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

發(fā)生變化，到傳感器的輸出做出反應(yīng)，所需要的較大的時間。

也就是輸入信號的上升沿（或下降沿）到輸出狀態(tài)發(fā)生改變

的這段時間。

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

動作時，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)簽檢測等。

透明的塑料可以傳輸光能。對射式光纖必須成對使用；直反式光

纖可同時傳輸發(fā)射光和接收光，因此可以做為直反式檢測模式。

有時直反式光纖加裝鏡頭后可成為反射板式檢測模式。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)與檢測距離之間的一個二維圖形，它對

預(yù)先估計傳感器的檢測性能有很大幫助。光形圖是基于以下

條件得出的：清潔的檢測環(huán)境，光路對準(zhǔn)良好，針對特定的

檢測距離把過量增益調(diào)整到較佳點。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。對應(yīng)每種檢測模式

的傳感器，都有典型的光形圖，但實際中的光形圖并不一定

就是這樣的。

一般來說，傳感器是在計算3到4個調(diào)制的光脈沖后，其輸出

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

器計算那幾個光脈沖所需要的時間，而且只有計算完足夠的

光脈沖，傳感器的輸出狀態(tài)才可能會改變。然而由于被測條

件的改變可以發(fā)生在一個調(diào)制周期內(nèi)的任一時刻，所以被測

條件發(fā)生改變與傳感器的輸出發(fā)生改變，這二者之間的時間

差多會有一個調(diào)制周期的差別。（見圖53）這個差別就是傳

感器的重復(fù)精度。傳感器的重復(fù)精度乘上被測物的運(yùn)動速度

就可換算成機(jī)械上的重復(fù)精度。

在光電檢測中，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時，其輸出就會動作；如果調(diào)整為

暗態(tài)操作，那么當(dāng)接收器接收不到光時，其輸出就會動作。

在對射式檢測模式中，暗態(tài)操作也就是說當(dāng)被測物出現(xiàn)，擋

住有效光束時，傳感器動作。如果沒有被測物出現(xiàn)而傳感器

動作，那就是亮態(tài)操作方式。在反射板式的檢測模式中，亮

態(tài)操作和暗態(tài)操作也是這樣的。

直反式檢測模式中亮態(tài)條件為被測物出現(xiàn)，將入射光反射回

接收器；如果沒有被測物，那么就沒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，它會發(fā)光。它具有以下：

由于 LED 是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的使用。

對射式檢測模式要求發(fā)射器與接收器對射安裝，以

接收器能接收到發(fā)射器發(fā)出的光。當(dāng)被測物擋住光束

時，傳感器就會檢測到。這種模式對光能的利用率

高，并且能提供較高的過量增益。

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

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

下輸出的重復(fù)精度沒有給出，但它是一個非常短暫的時間（典

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

度值是壞情況下的數(shù)值，因而即使在被測物高速移動且重

復(fù)精度要求非常高的場合，這個數(shù)值也非常用來評估傳

感器是否適用于此場合。

安裝光縫會減小通過鏡頭的光

的能量（光縫越小，通過的光就越少）。例如：直徑 20mm 的

鏡頭安裝上帶一孔的光縫后，則通過此孔的光的能量僅為原

來的(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，如果被測物通過光束的方向是一定的，則優(yōu)先

選用矩形光縫（如邊沿檢測）。如果小的被測物通過光束的方

向不是固定的，則優(yōu)先選用圓形光縫。

在使用對射式傳感器檢測小物體時，一方面要有效光束

的尺寸必須小于被測物的小尺寸，同時要使鏡頭保留盡可

能大的可視區(qū)域，以足夠的檢測距離。

由于 LED 沒有燈絲，所以它具有良好的抗震動抗沖擊性。

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

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

就只能對以此頻率振動的光信號進(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，增大了檢測距離擴(kuò)展了光束的角度，

使人們逐漸接受了這種易于對準(zhǔn)的光束。

光電傳感器的檢測模式分為如下幾類：對射式、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

于光纖傳感器，如使用對射光纖，則為對射式檢測模式；如

使用直反式光纖，則為直反式檢測模式。

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

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

振動的光波，這種光波可通過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表面光亮的物體。

直反式檢測模式對光能的利用率相對較，因為其接收器只

能接收到很小一部分的反射光。同其他接近檢測模

式一樣，直反式也受被測物表面反光率的影響。對

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

定區(qū)域式傳感器有兩個接收器和一個比較電路，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，傳感器將不

做出響應(yīng)，因此任何處于關(guān)斷點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，則傳感器檢測到被測物。

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