由Andrew Waugh，产品经理，传感器和安全产品，AutomationDirect.com
当“传感器”字样用于工业自动化时，它通常是指存在的存在感应装置，例如限位开关，照片（光电）和激光传感器。在自动化机器中指定这些存在传感器的使用时，有许多选项和技术。
对这些设备中使用的技术的快速讨论可以帮助他们选择。这些传感器的功能中有很多重叠，并且还有一些选择考虑因素，因为每个设备都有自己的优点和缺点。
什么是位置传感器？
常见的位置传感器有机械限位开关、光电传感器和激光传感器。
机械限位开关用于工业自动化系统，以检测存在或位置。与开关致动器的物理接触，通常是可调的，激活这些机电操作的设备。
光电传感器，也称为照片眼睛，检测对象存在或使用光的距离。操作组合光源和发射器，以及检测目标对象反射的光强度变化的接收器，图1。
图1.这些光电传感器检测到各种工业应用中的对象存在或距离，通常包含单个单元中的所有所需的光学和电子设备。
激光传感器像光电传感器一样操作，但有一个更加聚焦的光源来检测存在或测量距离，具体取决于配置。激光光电传感器检测存在。激光距离传感器测量距离，顾名思义。
测试和真实的限位开关
限位开关致动器有多种形式可用，包括可调节臂或柱塞，每个形式可以机械地连接到壳体内的电气开关块。旋转臂或按下柱塞提供机械动作以操作开关的电触点。这些触点通常可在各种数量的杆和抛出各种数量中打开或常闭。
在操作中纯机械，大多数限位开关使用感测物体的连接和移动来操作开关触点。重型触点在限位开关中很常见，从而能够切换比其他存在和位置传感装置更高的电流。
开关外壳内的螺丝端子提供了方便的电气连接。外壳的常见配置包括用于管道或绳索手柄安装的螺纹开口。可拆卸的盖子为开关及其电气连接提供环保保护。
漫反射、反向反射和穿透光束光电传感器
光电传感器的发射器或发件人中使用的典型光源是可见的红色或红外线。通过测量强度的接收器收集光。这些发射器和接收器元件可以安装在同一壳体或不同的外壳中。
当发射器和接收器集成在一起时，可以使用漫反射和反向反射配置。漫反射传感将发射的光直接从物体反射回同一壳体中的接收器。
一种复古反射性，也称为反射，配置使用单个壳体，但偏离固定反射器的灯光，而不是物体。反射器必须附接到固定表面，并且可以通过消除不需要的反射来偏振以改善感测。
通过光束的光电传感器使用的配置，其中发射器和接收器在不同的外壳。穿透光束的照片眼提供了最长的工作距离，因为发射器将光直接照射到接收器。
激光传感器工作原理
激光距离传感器可在漫反射，背景抑制和反反射类型。这些传感器使用CMOS(互补金属氧化物半导体)或渡越时间技术提供精确的距离测量，如图2所示。
图2。短程CMOS和这种远程、飞行时间翁格勒光电激光传感器经常用于材料处理应用。
激光被聚焦，使它在很长的距离内保持在狭窄的光束中。光的颜色也保持在一个狭窄的光谱。这种良好控制的光源可以三角测量或脉冲测量，每个发射或脉冲测量，以实现距离读数。
近程高精度激光传感器通常采用CMOS技术。光学三角测量是其工作原理。漫射三角测量通过一个透镜传送激光，然后将激光从目标反射回一个单独的接收透镜，聚焦到CMOS线性成像仪上。到目标的距离改变了直线成像仪接收到反射光焦点的角度。
远程、精确的激光距离传感器使用飞行时间技术，通常被称为测距激光传感器。发射器中的激光二极管产生非常精确的短脉冲可见光或红外光。精确和高速的电子测量光从传输到目标物体反射和返回到敏感的激光能量探测器-接收二极管的传输时间。利用光的通过时间和光的速度常数，可以计算物体到传感器的距离。
选择注意事项
对于任何存在或位置传感应用程序，了解设备规格是很重要的。这些规范以及特定的应用程序需求驱动了选择考虑，如表1所示。
限位开关必须触摸对象以检测它，这将感测到开关旋转杆臂或柱塞式执行器的行进距离。然而，这种短传感范围提供了无论其颜色，形状或尺寸如何，都提供了可靠的对象。必须注意确保对象触摸和激活执行器滚筒或柱塞不会损坏它。
光电和激光传感器都具有从近到远的传感范围。可调节的光强度和传感阈值有助于调整这个范围。这种宽的可调节的检测使照片眼成为存在检测的流行选择，它有一个优秀的传感范围-尺寸比。随着传感距离的增加或光斑尺寸的减小或精度的提高，激光成为了一种流行的选择。
机械式限位开关有可能磨损的运动部件，因此驱动速度也必须受到限制，使其不适合高速应用。光电和激光传感器中的电子学使快速开关操作成为可能。操作速度从低端的25赫兹到高端的数千次每秒，高速应用是可能的，而驱动器的数量不是问题。
在查看存在传感器的可重复性或重复准确性时，重要的是要在需要时理解，因为许多传感器在该区域不擅长。对于需要高度重复性的应用，精密触摸限制开关可提供5微米或更小的精度。
光电传感器可以非常重复，但这取决于它的类型和安装方式。它的重复性也因反射率的波动而变化。激光传感器通常比光电传感器更具有可重复性。那些设计用于测量的测量精度约为10微米或更小，取决于范围，但重复性可能会受到反射率波动的影响。
环境、安装、施工
由于限位开关在机器或自动化过程中接触产品、旗帜、承运人、手推车或旅客，所以它在恶劣的环境中工作得很好。然而，经常需要保护装置来保护开关不受意外操作人员的操作，而且开关的安装应防止水或杂物在执行机构臂、密封件和轴承周围积聚。
虽然照相眼的外壳是坚固的，但灰尘、潮湿或恶劣的环境会分散到达目标的光和它的反射，从而影响操作。许多激光传感器在恶劣环境下都有保护。灰尘和碎片可能是一个问题，但光强度通常可以增加，以燃烧通过这些空中干扰。然而，重要的是要了解激光类，以避免眼神接触。
当涉及到安装时，必须安装限位开关，使其在启动时接触物体，并且启动器必须正确地操作开关，例如垂直于手臂，并可能通过使用凸轮动作或斜坡。
照片眼睛很容易使用现成的括号支架，但多次需要“教学”来设置切换阈值。激光传感器通常像照片的眼睛一样安装，但如果需要测量精度，传感器和物体的安装点都必须刚性和僵硬，因此振动或其他运动不会导致测量误差。
图3.限位开关的公共应用正在检测输送机升降栅极的关闭位置。
顾客的构造在所有器件中相似，但矩形或管状壳体等差异，以及塑料或金属等材料。虽然机械限位开关是最坚固的，照片眼睛和激光传感器也被建造在恶劣的工业环境中。
应用触摸，光和激光
限位开关、光电传感器和激光传感器的应用有很多重叠，所以要仔细检查器件的规格;它将如何适应应用程序;以及如何使用它。限位开关只是自动化应用中使用的众多解决方案之一，但它们是存在感测的一个简单而坚固的选择，为许多组件或部件提供可靠的检测，如图3所示。
照片眼睛可能是最好的通用位置传感器。它们具有比其他存在感应选项更长的感测范围，例如电感，磁，电容和超声波。它们可在各种配置和住房尺寸范围内提供，它们在许多应用中都适合。
激光最适合在零件或组件不能承受机械开关接触的应用中精确测量距离。近的、远的、有灰尘的或干净的——它们在大多数环境中都工作得很好。它们在小部件检测方面也很有效，比其他两种技术要好得多。
了下:法兰•支撑•安装架•括号，传感器（位置+其他）
