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GE FANUC 369B1860G0026 控制器dcs系統(tǒng)
常被用作提供簡(jiǎn)單對(duì)象檢測(cè)或?qū)?duì)象的距離測(cè)量的非觸摸方法，現(xiàn)在有許多技術(shù)屬于接近傳感器層次結(jié)構(gòu)，每種技術(shù)都提供不同的操作原理、優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。
然而，有這么多種選擇，工程師如何選擇適合他們?cè)O(shè)計(jì)的技術(shù)？
為了幫助設(shè)計(jì)人員完成此過(guò)程，本文將討論四種流行的接近傳感器技術(shù)，它們實(shí)際上適用于便攜式或小型固定嵌入式系統(tǒng)，并且適用于從幾英寸到幾十英尺的中等檢測(cè)范圍：
- 超聲波
- 光電
- 激光測(cè)距儀
- 電感式傳感器
電容式和霍爾效應(yīng)傳感器是另外兩種流行的接近傳感器技術(shù)，由于它們?cè)诜浅＝嚯x的檢測(cè)場(chǎng)景中的使用通常有限，因此在此不予考慮。
在深入研究上述四種技術(shù)之前，重要的是要注意，沒(méi)有任何接近傳感器技術(shù)可以為每種應(yīng)用和預(yù)期用途提供一種解決方案。選擇接近傳感器技術(shù)時(shí)需要考慮許多因素，例如成本、檢測(cè)范圍、封裝尺寸、刷新率和材料效果。
了解每種技術(shù)在這些不同因素的范圍內(nèi)的哪些位置以及對(duì)應(yīng)用關(guān)鍵的技術(shù)將是做出正確選擇的關(guān)鍵。
超聲波技術(shù)
超聲波傳感器產(chǎn)生超聲波聲音脈沖并測(cè)量該脈沖從物體反彈并返回所需的時(shí)間。它們可用于計(jì)算到所述物體的距離或簡(jiǎn)單地檢測(cè)其存在。
超聲波傳感器的實(shí)現(xiàn)可以使用單獨(dú)的發(fā)射器和接收器模塊——其中發(fā)射器發(fā)出啁啾聲，接收器檢測(cè)到它——或者發(fā)射和接收功能可以組合成一個(gè)稱為超聲波收發(fā)器的模塊。在使用單獨(dú)的發(fā)射器和接收器模塊的實(shí)施方式中，它們通常盡可能靠近地放置以實(shí)現(xiàn)精度。
由于其簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，超聲波傳感器是一種低成本的選擇，具有許多優(yōu)點(diǎn)，使其非常適合廣泛的應(yīng)用。超聲波傳感器每秒能夠發(fā)出數(shù)百個(gè)脈沖，具有高刷新率和準(zhǔn)確度。
由于超聲波傳感器基于聲音而不是電磁波，因此物體的顏色和透明度，以及在明亮或黑暗環(huán)境中的操作，對(duì)精度或功能沒(méi)有影響。此外，隨著聲波隨著時(shí)間的推移傳播，它們的檢測(cè)區(qū)域會(huì)增加，這可能是基于設(shè)計(jì)需求的優(yōu)勢(shì)或劣勢(shì)。
雖然聲音不受光或暗的影響，但聲音的速度會(huì)受到氣溫變化的影響。該溫度的任何劇烈變化都會(huì)極大地影響超聲波傳感器的準(zhǔn)確性。這可以通過(guò)測(cè)量溫度來(lái)抵消以更新任何計(jì)算，但這仍然是該技術(shù)的限制。
這些聲波也可能受到不允許聲音有效反彈的柔軟或吸收性材料的限制。超聲波傳感器不適合水下使用，它們對(duì)聲波的依賴意味著它們?cè)跊](méi)有聲音傳輸介質(zhì)的真空中不起作用。CUI Devices 的博客，超聲波傳感器的基礎(chǔ)，更詳細(xì)地介紹了這項(xiàng)技術(shù)。
光電技術(shù)
對(duì)于缺席或存在檢測(cè)有效，光電傳感器通常被認(rèn)為用于車庫(kù)門傳感器或商店中的乘客計(jì)數(shù)，以及其他工業(yè)、住宅和商業(yè)應(yīng)用。由于沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，光電傳感器通常具有較長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期。它們能夠感知大多數(shù)材料，但透明物體或水可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。
它們提供了幾種不同的實(shí)現(xiàn)方式：對(duì)射式、回射式和漫反射式。
對(duì)射式實(shí)施（圖 2）可能會(huì)被視為上面提到的車庫(kù)門傳感器，其中發(fā)射器和接收器彼此相對(duì)放置。這兩個(gè)點(diǎn)之間的任何光束中斷都向傳感器表明存在物體。
不同的實(shí)現(xiàn)方式也各有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?duì)射式和回射式提供長(zhǎng)檢測(cè)范圍和快速響應(yīng)時(shí)間，而漫反射式則擅長(zhǎng)檢測(cè)小物體。只要鏡頭不受污染，光電傳感器也是工業(yè)環(huán)境中常見(jiàn)的穩(wěn)健解決方案。話雖如此，距離計(jì)算是光電傳感器幾乎不存在的能力，物體顏色以及反射率可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。
各種光電實(shí)現(xiàn)還需要仔細(xì)安裝和對(duì)齊，這可能會(huì)給復(fù)雜系統(tǒng)帶來(lái)額外的挑戰(zhàn)。
激光測(cè)距儀技術(shù)
利用電磁束而不是聲波，激光測(cè)距儀傳感器的工作原理與超聲波傳感器相似。盡管近年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上變得更加可行，但與超聲波和其他技術(shù)相比，它仍然是一種更昂貴的選擇。
激光測(cè)距儀技術(shù)確實(shí)具有高達(dá)數(shù)百或數(shù)千英尺的超長(zhǎng)檢測(cè)范圍，以及快速的響應(yīng)時(shí)間。由于光速遠(yuǎn)快于聲速，飛行時(shí)間測(cè)量對(duì)于激光測(cè)距儀傳感器來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。這就是可以利用干涉測(cè)量等實(shí)現(xiàn)來(lái)降低成本和提高準(zhǔn)確性的地方。
Outside of the common metal detector, inductive sensors have a wide detection range typically in the realm of millimeters to meters. This could include close-range applications such as counting gear rotations or longer-range implementations like vehicle detection on roadways.
They perform best with ferrous materials (i.e., iron and steel), but can still detect non-magnetic objects with a reduced detection range. Inductive sensors also boast extremely fast refresh rates, simple operation, and flexibility in terms of their detection range. However, they are ultimately limited by what they can sense and are prone to interference from a variety of sources.
Conclusion
There are many factors to consider when it comes to selecting a proximity sensor technology. Understanding the benefits and tradeoffs of the different technologies discussed in this article can make this selection process easier.
