一、感測器的基本概念
關於感測器的定義，眾說不一。
根據我國的國家標準（gb7765-87），感測器（transducer/sensor）的定義是："能夠
感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置"。
定義包含的意思：
① 感測器是測量裝置，能完成檢測任務；
② 它的輸入量是某一種被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等。
③ 它的輸出量是某種物理量，這種量應便於傳輸、轉換、處理、顯示等等，這種量不
一定是電量，還可以是氣壓、光強等物理量，但主要是電物理量；
④ 輸出與輸入之間有確定的對應關係，且能達到一定的精度。
輸出量為電量的感測器，一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。
敏感元件：它是直接感受被測量，並輸出與被測量成確定關係的某一物理量的元件。
轉換元件：將敏感元件的輸出轉換成一定的電路引數。有時敏感元件和轉換元件的功能
是由乙個元件（敏感元件）實現的。
調理電路：將敏感元件或轉換元件輸出的電路引數轉換、調理成一定形式的電量輸出。
隨著微電子技術的發展和加工工藝的進步，感測器的體積越來越小，功能越來越強，以
前作為感測器輸出訊號的後期處理器，如放大器、各種補償電路、運算電路、a/d 轉換電路
等，都在製造時作為感測器的一部分整合到了一起，為使用者提供了極大的方便，為實現感測
的標準化，從而使感測器具有良好的互換提供了前提。當在感測器中整合進去微處理器後，
就可以實現感測器的自學習、自診斷、自校準、自適應等功能，成為智慧型化的感測器。
二、感測器的基本分類
1．按工作機理分類
模組化生產培訓系統應用技術
結構型感測器：是利用感測器的結構引數變化來實現訊號轉換的。
物性型感測器：在實現轉換的過程中，感測器的結構引數基本不變，而是依靠感測器中
敏感元件內部的物理或化學性質的變化來實現檢測功能的。
2．按能量轉換情況分類
根據感測器的能量轉換情況，可分為：
能量控制型感測器。如電阻式、電感式等感測器。
能量轉換型感測器。如基於光電效應等的感測器。
3．按物理原理分類
⑴電路參量式感測器。包括電阻式、電感式、電容式等三個基本型式 。
⑵磁電式感測器。包括磁電感應式、霍爾式、磁柵式等。
⑶壓電式感測器。
⑷光電式感測器。包括一般光電式、光柵式、雷射式、光電碼盤式、光導纖維式、紅外
式等。⑸ 氣電式感測器。
⑹ 熱電式感測器。
⑺ 波式感測器。包括超聲波式、微波式等。
⑻ 射線式感測器。
⑼ 半導體式感測器等。
4．按用途分類
按照感測器的用途來分類，可分為：
位移感測器、壓力感測器、振動感測器、溫度感測器、速度感測器等。
5．按輸出電訊號型別分類
根據感測器輸出電訊號的型別不同，可以分為 ：
模擬量感測器、數字量感測器、開關量感測器。
接近開關是一種採用非接觸式檢測、輸出開關量的感測器。該類感測器主要用於位置量
的檢測。在各種接近開關感測器中，廣泛應用的是高頻接近開關，因為這類開關具有抗干擾
能力強、靈敏度高、可靠性好、使用壽命長等特點。
電感式接近開關
一、電渦流效應
乙個交變的磁場中時，在金屬物體內部會產生
交變的電渦流，該渦流又會反作用於產生它的
磁場。如果這個交變的磁場是由乙個電感線圈
產生，則這個電感線圈中的電流就會發生變化，
用於平衡渦流產生的磁場。
利用這一原理，通過研究電感線圈中的電
流的變化情況，就可以得知是否有金屬物體處
於電感線圈的磁場中（接近電感線圈）。線圈的
電感 l、阻抗 z 及 q 值都是渦流相量的函式；渦流相量取決於線圈的幾何尺寸、激勵電流的
頻率、被檢測金屬物體的電阻率、磁導率、幾何形狀、線圈與被測金屬體之間的距離及環境溫度等因素。
二、電感式接近開關的基本工作原理
電感式接近開關就是利用電渦流效應製造的感測器。
高頻振盪型電感式接近開關：
它以高頻振盪器（lc 振盪器）中的電感線圈作為檢測元件，利用被測金屬物體接近電
感線圈時產生的渦流效應，引起振盪器振幅或頻率的變化，由感測器的訊號調理電路將該變
化轉換成開關量輸出，從而達到檢測的目的。
差動線圈型電感式接近開關：
它有兩個電感線圈，由其中乙個電感線圈作為檢測線圈，另乙個電感線圈作為比較線圈；
由於被測金屬物體接近檢測線圈時會產生渦流效應，從而引起檢測線圈中磁通的變化，檢測
線圈的磁通與比較線圈的磁通進行比較，然後利用比較後的磁通差，經由感測器的訊號調理
電路將該磁通差轉換成電的開關量輸出，從而達到檢測的目的。
三、電感式接近開關的分類
1．按工作電源的性質進行分類
⑴交流型：採用交流電源供電，用於交流控制迴路。
⑵直流型：採用直流流電源供電，用於直流控制迴路。
2．按接線方式進行分類
⑴ 二線制
⑵ 三線制
⑶ 四線制
⑷ 五線制
⑸ 六線制
3．按觸點的性質分類
⑴常開式
⑵常閉式
⑶ 常開與常閉混合式
4．按輸出邏輯分類
⑴正邏輯型
⑵負邏輯型
⑶浮空邏輯型
⑷混合型
5．按外形分類
⑴ 螺紋型
⑵ 圓柱型
⑶ 長方體型
⑷ u 型等
6．按防護方式分類
⑴ 防水型
⑵ 防爆型
⑶ 耐高溫型
⑷ 耐高壓型等
四、電感接近開關的圖形符號
接近開關的通用符號及電感式接近開關的圖形符號如下圖如示。
電容式接近開關
一、電容式接近開關的基本工作原理
在高頻振盪型電容式接近開關中，以高頻振盪器（lc 振盪器）中的電容作為檢測元件，
利用被測物體接近該電容時由於電容器的介質發生變化導致電容量 c 的變化，從而引起振盪
器振幅或頻率的變化，由感測器的訊號調理電路將該變化轉換成開關量輸出，從而達到檢測
的目的。
電容式接近開關的分類、技術術語與主要技術指標與電感式接近開關的相同。
光電式接近開關
光電式感測器是用光電轉換器件作敏感元件、將光訊號轉換為電訊號的裝置。光電式傳
感器的種類很多，按照其輸出訊號的形式，可以分為模擬式、數字式、開關量輸出式。
以開關量形式輸出的光電感測器，即為光電式接近開關。
一、 光電效應
物質（主要是指金屬）在光的照射下釋放出電子的現象，稱之為光電效應。其所釋放出
的電子稱為"光電子"。1887 年德國物理學家赫茲首先發現，這種效應不能簡單地用光的波
動理論來解釋，1905 年愛因斯坦引入光子概念才滿意地說明了這一現象。
光電效應：物質（主要指金屬）在光的照射下釋放出電子的現象。
外光電效應：物體在光的照射下光電子飛到物體外部的現象。
內光電效應：物體在受到光的照射時，使物體內部的部分束縛電子變為自由電子，從而
使物體的導電能力增強，或者在特殊結構的物體內部使電子按照一定的規律運動形成電動勢
的現象。
利用內光效應還可製成光敏電阻、光電池、光敏二極體、光敏三極體、結型場效應光敏
管及 ccd 器件等光敏元器件。
二、光電式接近開關
利用光電效應製成的感測器稱為光電式感測器。光電式感測器的種類很多，其中輸出形
式為開關量的感測器為光電式接近開關。
光電式接近開關主要由光發射器和光接收器組成。
光發射器用於發射紅外光或可見光。
光接收器用於接收發射器發射的光，並將光訊號轉換成電訊號以開關量形式輸出。
按照接收器接收光的方式不同，光電式接近開關可以分為對射式、反射式和漫射式三種。
光發射器和光接收器也有一體式和分體式兩種。
1．對射式光電接近開關
對射式光電接近開關是指光發射器（光發射器探頭或光源探頭）與光接收器（光接收器探頭）處於相對的位置工作的光電接近開關。
2．反射式光電接近開關
反射式光電接近開關的光發射器與光接收器處於同一側位置，且光發射器與光接收器為一體化的結構，在其相對的位置上安置乙個反光鏡，光發射器發出的光經反光鏡反射回來後
由光接收器接收。
對射式光電接近開關的工作原理是：當物體通過感測器的光路時，光路被遮斷，光接收器接收不到發射器發出的光，則接近開關的"觸
點"不動作；當光路上無物體遮斷光線時，則光接收器可以接收到發射器傳送的光，因而接近開關的"觸點"動作，輸出訊號將被改變。
2．反射式光電接近開關
反射式光電接近開關的光發射器與光接收器處於同一側位置，且光發射器與光接收器為一體化的結構，在其相對的位置上安置乙個反光鏡，光發射器發出的光經反光鏡反射回來後由光接收器接收。
3．漫射式（漫反射式）光電接近開關
漫射式光電接近開關是利用光照射到被測物體上後反射回來的光線而工作的，由於物體
反射的光線為漫射光，故該種感測器稱為漫射式光電接近開關。
漫反射式光電接近開關，它的光發射器與光接收器處於同一側位置，且為一體化的結構。
在工作時，光發射器始終發射檢測光，當接近開關的前方一定距離內沒有物體時，則沒有光
被反射回來，接近開關就處於常態而不動作；如果在接近開關的前方一定距離內出現物體，
只要反射回來的光的強度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光後就會使接近開關動作而改變
輸出的狀態。
這裡順便提乙個，我們為什麼會在日光下看到不同顏色的物體？這是因為物體對不同頻
率的光吸收作用不同，如果物體將所有頻率的光（白光）全部反射回來，則我們看到的物體
就是白色；如果物體將所有頻率的光全部吸收，則我們看到的物體就是黑色的。如果物體吸
收一部分頻率的光，而將其餘部分的光反射出來，則我們看到的就是反射光的顏色。原則上
黑色物體是不能被漫反射式光電開關檢測到的，但由於物體表面粗糙度不同，一些表面光滑
的黑色物體仍能反射一部分光，因此靈敏度高的漫反射光電接近開關仍能檢測到這樣的黑色
物體。而我們的上料檢測單元和檢測單元上檢測工件顏色就是利用這個原理來分辨出工件的黑
與白的。
三、光電式接近開關的圖形符號
感測器介紹
感測器用途與特點 特有的t型過載保護裝置，抗過載能力強。適用於皮帶秤 配料秤等。可選擇一體化標準訊號輸出，三線制，0 10ma 4 20ma或0 5v輸出。量程3,5,10,20,30,50,100,150kg技術引數 感測器用途與特點 經密封處理,適應惡劣環境。用於工程力檢測 過載安全檢測及衝擊力...
感測器的種類介紹
感測器凡是利用一定的物性 物理 化學 生物 法則 定理 定律 效應等進行能量轉換與資訊轉換，並且輸出與輸入嚴格一一對應的器件和裝置均可稱為感測器 感測器又被稱為變換器 轉換器 檢測器 敏感元件 換能器和一次儀表等。感測器具有以下作用與功能 1 測量與資料採集 2 檢測與控制作用 3 診斷與監測作用 ...
感測器種類的介紹
感測器凡是利用一定的物性 物理 化學 生物 法則 定理 定律 效應等進行能量轉換與資訊轉換，並且輸出與輸入嚴格一一對應的器件和裝置均可稱為感測器 感測器又被稱為變換器 轉換器 檢測器 敏感元件 換能器和一次儀表等。感測器具有以下作用與功能 1 測量與資料採集 2 檢測與控制作用 3 診斷與監測作用 ...