근접 센서란?

"근접 센서"는 리미트 스위치와 같이 물체에 물리적으로 접촉하여 감지하는 센서와 달리 비접촉 방식으로 감지하는 모든 센서를 포함합니다. 근접 센서는 물체의 움직임이나 존재 정보를 전기 신호로 변환합니다. 이러한 변환을 수행하는 감지 시스템에는 세 가지 유형이 있습니다. 전자기 유도에 의해 금속 감지 물체에서 생성되는 와전류를 이용하는 시스템, 감지 물체에 접근할 때 전기 용량의 변화를 감지하는 시스템, 그리고 자석과 리드 스위치를 사용하는 시스템입니다.
일본공업규격(JIS) 은 JIS C 8201-5-2(저전압 개폐장치 및 제어장치, 제5부: 제어 회로 장치 및 스위칭 소자, 제2절: 근접 스위치)에서 근접 센서를 정의하고 있으며 , 이는 IEC 60947-5-2의 비접촉 위치 감지 스위치 정의를 준수합니다.
JIS는 센서 근처 또는 센서 근처에 있는 대상 물체를 비접촉으로 감지하는 모든 센서에 "근접 스위치"라는 일반 명칭을 부여하고 이를 유도형, 용량형, 초음파형, 광전형, 자기형 등으로 분류합니다.
이 기술 설명서에서는 금속 물체를 감지하는 데 사용되는 모든 유도형 센서, 금속 또는 비금속 물체를 감지하는 데 사용되는 용량형 센서, 그리고 근접 센서로 자기 DC 필드를 활용하는 센서를 정의합니다 .

특징

1. 근접 센서는 물체에 접촉하지 않고도 감지하므로 물체에 마모나 손상을 일으키지 않습니다.

리미트 스위치와 같은 장치는 물체에 접촉하여 감지하지만, 근접 센서는 물체에 직접 닿지 않고도 전기적으로 물체의 존재를 감지할 수 있습니다.

2. 출력에 접점을 사용하지 않으므로 센서의 수명이 더 깁니다(자석을 사용하는 센서 제외).

근접 센서는 반도체 출력을 사용하므로 서비스 수명에 영향을 미치는 접촉이 없습니다.

3. 광학 감지 방법과 달리 근접 센서는 물이나 기름을 사용하는 장소에서 사용하기에 적합합니다.

감지 대상에 먼지, 기름, 물이 묻어도 거의 영향을 받지 않습니다. 뛰어난 내화학성을 위해 불소 수지 케이스가 적용된 모델도 있습니다.

4. 근접 센서는 물리적 접촉이 필요한 스위치에 비해 빠른 응답 속도를 제공합니다.

고속 응답에 대한 자세한 내용은 용어 설명을 참조하세요.

5. 근접 센서는 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.

근접 센서는 -40~200°C의 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.

6. 근접 센서는 색상의 영향을 받지 않습니다.

근접 센서는 물체의 물리적 변화를 감지하므로 물체 표면 색상에 거의 영향을 받지 않습니다.

7. 물리적 접촉에 의존하는 스위치와 달리 근접 센서는 주변 온도, 주변 물체 및 다른 센서의 영향을 받습니다.

유도형 및 정전용량 형 근접 센서는 모두 다른 센서와의 상호 작용에 영향을 받습니다. 따라서 설치 시 상호 간섭을 방지하기 위해 주의를 기울여야 합니다. (모든 근접 센서 에 대한 안전 예방 조치의 올바른 사용을 위한 예방 조치를 참조하십시오 .) 또한 유도 형 근접 센서
에는 주변 금속 물체가 영향을 미치지 않도록 , 정전용량 형 근접 센서 에는 주변 모든 물체가 영향을 미치지 않도록 주의해야 합니다 .

8. 2선식 센서가 있습니다.

전원선과 신호선이 결합되어 있습니다. 전원선만 배선할 경우 내부 부품이 손상될 수 있습니다.
항상 부하를 연결하십시오. (모든 근접 센서의 안전 주의사항 중 안전 사용 주의사항을 참조하십시오.)

운영 원칙

유도형 근접 센서의 감지 원리

유도형 근접 센서는 외부 자기장에 의해 전도성 표면에 생성되는 와전류로 인한 자기 손실을 감지합니다. 검출 코일에 교류 자기장이 생성되고, 금속 물체에 생성된 와전류에 의한 임피던스 변화를 감지합니다.
다른 방식으로는 주파수의 위상 성분을 감지하는 알루미늄 감지 센서와 작동 코일을 사용하여 임피던스의 변화된 성분만 감지하는 전금속 센서가 있습니다. 또한, 펄스 형태의 와전류를 생성하고 코일에 유도된 전압에 따라 와전류의 시간적 변화를 감지하는 펄스 응답 센서도 있습니다.

(질적 설명)

감지 대상과 센서는 변압기와 같은 관계를 형성합니다.

변압기와 같은 결합 조건은 와전류 손실로 인한 임피던스 변화로 대체됩니다.

임피던스 변화는 감지 대상과 직렬로 연결된 저항의 변화로 볼 수 있습니다.
(실제로는 발생하지 않지만, 이렇게 생각하면 정성적으로 이해하기가 더 쉽습니다.)

정전용량형 근접 센서의 감지 원리

정전용량 형 근접 센서는 감지 대상과 센서 사이의 정전용량 변화를 감지합니다. 정전용량은 감지 대상의 크기와 거리에 따라 달라집니다. 일반적인 정전용량형 근접 센서는 두 개의 평행판이 있는 커패시터와 유사하며, 두 판의 정전용량을 감지합니다. 두 판 중 하나는 측정 대상(가상 접지)이고, 다른 하나는 센서의 감지 표면입니다. 두 극 사이에서 발생하는 정전용량 변화를 감지합니다.
감지 가능한 물체는 유전율에 따라 달라지지만, 금속 외에도 수지와 물이 감지 대상에 포함됩니다.

자기 근접 센서의 감지 원리

스위치의 리드 끝은 자석으로 작동합니다. 리드 스위치가 켜지면 센서도 켜집니다.

분류

검출 방법에 따른 선택