技术文章磁感式接近开关TURCK，图尔克结构方式

技术文章磁感式接近开关TURCK，图尔克结构方式

偏振反射板式：当被测物有很强的反光率时，我们可以使用

偏振反射板式的传感器。两个偏振镜头分别安装在发射器和

接收器镜头的前面，偏振方向互相垂直。

可调区域式传感器使用多个接收单元阵列，通过简单的调整可

以使传感器电路改变关断点的位置。在可调区域检

测模式中，位于关断点以外的物体被忽略掉。

如果我们已经知道了传感器的使用环境，那么可以根据表 1

来确定所需要的过量增益，以传感器能工作表中所

列过量增益为 1.5x，是指较清洁的使用环境。过量增益过

50x，对射式光束就能穿透纸和具有一定透光性能的材料。

图有助于我们判断并行安装的传感器能安装到多近而彼此之

间没有光线的干扰。同时，我们可以通过对调发射器和接收

器的位置而使两对传感器安装的更近。

每一种传感器都有特定的响应时间。响应时间是指输入信号

发生变化，到传感器的输出做出反应，所需要的较大的时间。

也就是输入信号的上升沿（或下降沿）到输出状态发生改变

的这段时间。

当传感器的输出去控制一个设备的动作时，尤其是高速循环

动作时，传感器的重复精度就变得非常重要。如喷墨打印日

期、标签检测等。

透明的塑料可以传输光能。对射式光纤必须成对使用；直反式光

纤可同时传输发射光和接收光，因此可以做为直反式检测模式。

有时直反式光纤加装镜头后可成为反射板式检测模式。光纤式传

感器可使用在狭小的安装空间。

光形图是传感器响应与检测距离之间的一个二维图形，它对

预先估计传感器的检测性能有很大帮助。光形图是基于以下

条件得出的：清洁的检测环境，光路对准良好，针对特定的

检测距离把过量增益调整到较佳点。沿光轴的光束具有强

的能量，越靠近光形图的边沿能量越弱。对应每种检测模式

的传感器，都有典型的光形图，但实际中的光形图并不一定

就是这样的。

一般来说，传感器是在计算3到4个调制的光脉冲后，其输出

才有动作的。调制传感器输出动作之前的响应时间就是传感

器计算那几个光脉冲所需要的时间，而且只有计算完足够的

光脉冲，传感器的输出状态才可能会改变。然而由于被测条

件的改变可以发生在一个调制周期内的任一时刻，所以被测

条件发生改变与传感器的输出发生改变，这二者之间的时间

差多会有一个调制周期的差别。（见图53）这个差别就是传

感器的重复精度。传感器的重复精度乘上被测物的运动速度

就可换算成机械上的重复精度。

在光电检测中，操作方式有亮态和暗态之分。有些传感器有亮

态 / 暗态选择开关。如果一个传感器调整为亮态操作，那么当

接收器接收到足够的光信号时，其输出就会动作；如果调整为

暗态操作，那么当接收器接收不到光时，其输出就会动作。

在对射式检测模式中，暗态操作也就是说当被测物出现，挡

住有效光束时，传感器动作。如果没有被测物出现而传感器

动作，那就是亮态操作方式。在反射板式的检测模式中，亮

态操作和暗态操作也是这样的。

直反式检测模式中亮态条件为被测物出现，将入射光反射回

接收器；如果没有被测物，那么就没有光线被反射回接收器。

体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给

LED 通电流时，它会发光。它具有以下：

由于 LED 是固态的，所以它能延长传感器的使用。

对射式检测模式要求发射器与接收器对射安装，以

接收器能接收到发射器发出的光。当被测物挡住光束

时，传感器就会检测到。这种模式对光能的利用率

高，并且能提供较高的过量增益。

传感器的重复精度是基于检测条件从暗态到亮态变化时给出

的。当从亮态到暗态变化时，就不计算调制脉冲，这种情况

下输出的重复精度没有给出，但它是一个非常短暂的时间（典

型值于 OFF 响应时间的 10%）。所给出的传感器的重复精

度值是坏情况下的数值，因而即使在被测物高速移动且重

复精度要求非常高的场合，这个数值也非常用来评估传

感器是否适用于此场合。

安装光缝会减小通过镜头的光

的能量（光缝越小，通过的光就越少）。例如：直径 20mm 的

镜头安装上带一孔的光缝后，则通过此孔的光的能量仅为原

来的(1/4) 或1/16，如果发射器和接收器都安装了光缝，则光

的能量会损失双倍。

矩形光缝与同尺寸的圆孔形光缝相比，其镜头接收光的区域

较大。因此，如果被测物通过光束的方向是一定的，则优先

选用矩形光缝（如边沿检测）。如果小的被测物通过光束的方

向不是固定的，则优先选用圆形光缝。

在使用对射式传感器检测小物体时，一方面要有效光束

的尺寸必须小于被测物的小尺寸，同时要使镜头保留尽可

能大的可视区域，以足够的检测距离。

由于 LED 没有灯丝，所以它具有良好的抗震动抗冲击性。

它能够以非常快的速度来开关，开关速度可达到 KHz，（见

图 2）将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它

就只能对以此频率振动的光信号进行放大。

LED 能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄

光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。其中，红外光LED是

效率较高的光束，同时也是在光谱上与光电三极管匹配的光束。

调制的 LED 改进了光电传感器的设计，增大了检测距离扩展了光束的角度，

使人们逐渐接受了这种易于对准的光束。

光电传感器的检测模式分为如下几类：对射式、反射板式、偏

振反射板式、直反式、聚焦式、定区域式和可调区域式。对

于光纤传感器，如使用对射光纤，则为对射式检测模式；如

使用直反式光纤，则为直反式检测模式。

发射光经发射器垂直偏振镜头偏振后，变成垂直振动的光波

（见图 7）此光波经反射板反射（去偏振）后，变为水平方向

振动的光波，这种光波可通过接收器的水平偏振镜头被接收

器接收。偏振反射板式传感器仅能与带几何棱镜的反射板配

合使用。偏振反射板式传感器适于检测表面光亮的物体。

直反式检测模式对光能的利用率相对较，因为其接收器只

能接收到很小一部分的反射光。同其他接近检测模

式一样，直反式也受被测物表面反光率的影响。对

于具有亮白表面的被 测物，传感器的检测距离就要比暗黑表面的物体要远

定区域式传感器有两个接收器和一个比较电路，当远距离接

收器上的光强高于近距离接收器上的光强度时，传感器将不

做出响应，因此任何处于关断点以外的物体都将被忽略掉。

如果落在 R2上的反射光等于多于落在R1 上的反射

光，则传感器检测到被测物。

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