气缸位置传感器

结构原理

气缸位置传感器位于气缸活塞上的永磁体的磁场，可记录活塞的位置。气缸位置传感器必须满足与磁体协同工作，与磁体保持一定的距离和沟槽的几何形状和公差。气缸位置传感器被机械固定在驱动器沟槽中所需的位置。气缸的活塞前进或后退，开关信号状态就发生变化。该标准二进制开关信号在理论上可与可编程逻辑控制器(PLC)相连，并可用于控制过程处理顺序。气缸位置传感器的迟滞和开关行程取决于磁场、不同形状和规格的气缸。磁体的距离能改变对迟滞和开关行程的影响。不同的气缸/传感器组合需作实用检测以免不匹配。迟滞原理见图a。重复精度：A或C反复前进并在切换点确定偏差。用于非旋转驱动器的气缸位置传感器切换点的重复精度为±0.1mm

左→右运动：A至B＝开关行程；A至D＝迟滞

右→左运动：C至D＝开关行程；C至B＝迟滞

气缸位置传感器常以接近开关的形式较多，它以舌簧式磁性接近开关、电感应无触点接近开关、气动舌簧式行程开关较多。图b为气缸位置传感器的应用图

舌簧式磁性接近开关

结构

原理

舌簧式磁性接近开关被合成树脂塑封在一个盒子内，盒内充满惰性气体，当磁场趋近行程开关(如气缸活塞上的永久磁环)时，盒内的磁性舌簧接触片受磁力影响使其触点接通，行程开关输出一个电控信号，见图c

主要技术特性

工作电压12~30V DC；3~250V AC；开关精度为±0.1mm；最大的输出电流为500mA；最大开关功率为10W；接通时间，常开触点为≤0.5ms，常闭触点为≤2ms；防护等级IP65、IP67；环境温度为-20~+60℃(耐热型为-40~+120℃)；有二芯电缆或三芯电缆。安装舌簧式磁性接近开关应注意其附近不能有太强的磁铁存在，否则将产生误动作，若多个气缸并列安装，需相隔60mm间隙为佳，以免气缸上的舌簧式磁性接近开关相互干扰。开关通入电流不易过大，一般为0.3~0.5mA，以免在接通或断开时产生电弧损毁舌簧片，若开关与电感性负载连接时，应采用保护电路(见图d)

电感应无触点接近开关

结构原理

无触点接近开关由一个带铁磁性屏蔽层的谐振回路线圈组成。行程开关进入磁场(如气缸活塞上的永久磁环)时，屏蔽层内的磁场强度达到饱和，因此振荡回路的电流发生变化。此电流的变化通过一个放大器转化为输出信号。图e为电感应无触点接近开关，用于型材气缸的沟槽内，由于电感应无触点接近开关外形有插入槽的凸边，感应面方向不会插错，对于圆形气缸可用传感器支架，见图f。对于应用在四拉杆上有托架的电感应无触点接近开关，注意感应面朝向气缸内壁面

主要技术参数

工作电压有10~30V DC或10~30V AC；开关精度范围为±0.1~±0.2mm(根据各型号规定)；最大的输出电流范围为100~500mA(根据各型号规定)；最大开关功率范围为3~10W(根据各型号规定)；开关功能有PNP、NPN；接通时间，常开触点为≤0.2ms，常闭触点为≤0.5ms；防护等级IP65、IP67；环境温度为-20~+60℃(耐热型为-40~+120℃)；有二芯电缆或三芯电缆

气动舌簧式行程开关

舌簧式行程开关在原理上相当于一个空气挡板，通常在行程开关里面有一个舌簧片将输入信号(P口)的气流切断。当行程开关进入磁场(如气缸活塞上的永久磁环)时，舌簧片打开，气流接通(P口—A口)。通过A输出一个信号，见图g、h

模拟量气缸位置传感器

主

要

技

术

参

数

模拟量气缸位置传感器可检测活塞运动在50mm行程范围位置变化状况(见图i)，该传感器提供的0~10V、0~20mA模拟量输出信号，工作电压为15~30VDC，具有短路保护、过载保护电路，位移解析度为0.064mm，重复精度为0.064mm。线性误差为0.25mm，活塞运动最大速度为3m/s，防护等级为IP65、IP67，工作温度-20~+50℃。该传感器能与可编程逻辑控制器的模拟量输入直接相连，测量任一设定开关点之间的行程距离。该产品的具体技术参数见各气动制造厂商产品样本

模拟量输出

说    明

范    围

/V

/mA

0

0

无有效信号，例如：无操作电压

—

1

2

接通操作电压后，活塞处于测量范围以外

A，C

2

4

活塞沿负方向离开感测范围

A

10

20

活塞沿正方向离开感测范围

C

2~10

4~20

活塞处于测量范围内的相关位置

B

应

用

图

例

很多典型的应用场合(如连接过程、夹紧、位置感测、好/坏零件的检测、工作位置、质量检测、磨损监控、厚度感测)，需对目标检测和对过程监控，见图j~图o