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HOME > 技術情報 > 近接センサまるわかりガイド-近接センサの基礎知識

近接センサとは?

検出面に接近する、または近くにある物体の有無を非接触で検出するセンサです。
電磁誘導作用による渦電流の変化により動作するので、検出物体は金属に限定されます。また鉄等の磁性金属に対しては検出距離が長く、銅やアルミニウム等の非磁性金属に対しては検出距離が短くなります。
光電センサに比べ検出距離は極端に短くなりますが、光を使わないので汚れに強く、構造もシンプルなので安価で導入できるのが特長です。

動作原理

高周波誘導形近接センサはLC発振回路と、信号評価部、スイッチングアンプ部とから構成されます。

この発振回路のコイルが、高周波の電磁場を発生します。この場はセンサの検出面から放射されます。金属等の減衰材が検出面に接近すると、非磁性金属の場合は渦電流が発生します。磁性金属の場合は渦電流とヒステリシスの損失が発生します。
これらの損失が発振回路のエネルギーを吸い込んで回路の発振が減衰または停止します。信号評価部がこの減衰または停止を検知して、それをスイッチングシグナルに変換します。

高周波誘導形近接センサの2つのスイッチング状態を表して"減衰状態"と"非減衰状態"という言葉を使います。
高周波誘導形近接センサの応答曲線
仕様の検出範囲は、センサの中心軸に沿った軸方向の接近について決定されています。

横からの接近の場合は検出範囲が減少します。検出トリガの端はわずかの表面積しかないからです。この結果、渦電流損失の発生が小さくなり、したがって、検出トリガが横から高周波電磁場に進入するときは、検出面に比較的近いところでないとセンサが反応しません。軸方向から接近する場合は、検出トリガの表面全体が電磁場の広がりにさらされます。このため軸方向に対して最大限の検出範囲がもたらされます。

検出範囲

近接センサの検出範囲は、有効面に向かって同軸方向に動く測定板を検出しセンサが信号変化をする距離となります。

検出距離Sn : センサの機種による各々の数値
実検出範囲Sr : 0.9 Sn≦Sr≦1.1 Sn
有効検出範囲Su : 0.9 sr≦su≦1.1 sr
動作距離Sa(推奨検出範囲):規定の温度と電圧条件の下で近接センサが反応する距離。
これは検出距離の0%と81%の間となります。

これだけは知っておきたい基本用語

有効検出範囲 減衰材が接近すると、近接センサがスイッチング状態の切り替わりで応答する検出面上側の領域。
継電流 Ia 近接センサが安定して機能できる供給電流値。
最小負荷電流 2線式近接センサで、信頼性の高い動作を確保するために出力線に流れなければならない最小負荷電流。
動作電圧 Vb 近接センサが安定して機能できる供給電圧範囲。
出力ファンクション NO:ノーマリィオープン:非減衰状態では(高抵抗となり)通電せず、減衰状態で(低抵抗となり)スイッチングする近接センサ。メイク機能とも呼ばれます。

NC:ノーマリィクローズ:非減衰状態では(低抵抗となり)スイッチングしており、減衰状態で(高抵抗となり)通電しなくなる近接センサ。ブレイク機能とも呼ばれます。
ピーク電流Ir 仕様の開閉頻度で規定の時間だけ流れても近接センサを破壊しない限界の電流値。
残留電流 Ir 2線式センサの電力供給にも使用されます。出力がオフ(無通電)でも負荷の間を流れる電流値です。
リップル VPP DC動作電圧のリップル電圧成分(最大許容ピーク値、Vbに対する%値)。
検出面 検出範囲の基準になる近接センサの前面フェース。
開閉頻度 f 1秒あたりのスイッチング動作の最大数。
電源投入後の動作準備時間 tv 動作電圧を印加してから近接センサが動作状態になるまでに必要な時間。