유도성 및 정전 용량형 근접 센서

인터넷 사물(IoT)의 지속적인 성장 덕분에 세계는 그 어느 때보다도 더 연결되고 있습니다. 이러한 연결된 세계의 핵심에는 주변 환경과 상호 작용하는 센서 배열을 사용하는 모니터링 시스템이 있습니다. 모니터링 시스템은 제품 품질과 공정 효율을 모니터링하는 산업 환경에서 볼 수 있으며, 심지어 화장실에서도 볼 수 있어, 수도꼭지를 만지지 않고도 켜고 끌 수 있습니다. 이러한 물체 감지 기능에는 근접 스위치가 있어야 합니다.

근접 센서는 작동 방식이 다양합니다. 이 비접촉 센서는 초음파(음향) 신호를 사용하여 물체가 센서의 시야 내에 있는지를 결정하거나 어떤 방식으로든 전자기장을 사용합니다. 일반적인 근접 센서는 적외선을 사용하여 물체를 감지하는 반면, 다른 센서들은 물체의 자체 정전 용량이나 인덕턴스를 사용하여 전기 신호를 생성합니다.

근접 센서의 응용

유도 및 정전 용량 근접 센서는 정전 용량 터치 센서와 유사한 개념으로 작동합니다. 이 센서들은 주변 전자기장의 일부 교란을 측정함으로써 근처의 물체를 감지합니다. 기존 센서와 달리 기계적 스위치나 레버가 필요 없는 근접 센서는 접촉 없이도 물체를 정확하게 감지하는 데 사용될 수 있습니다. 단거리용으로 설계되거나 조정된 근접 센서는 터치 스위치로도 사용될 수 있습니다.

근접 센서는 비접촉 작동 모드 덕분에 더러운 환경이나 젖은 환경에서 이상적으로 사용됩니다. 이들은 먼지, 습기, 진동 및 소음에 덜 민감하며, 내부 회로가 고체 상태 기반인 덕분에 진동이 기존 접촉 스위치와 간섭할 수 있는 응용 분야에서 사용됩니다. 따라서 근접 센서는 기계적 부품이 없고 대상 물체와의 물리적 접촉이 없기 때문에 긴 기능 수명을 가지며 매우 신뢰할 수 있습니다.

유도 및 전도성 근접 센서

초음파 또는 적외선 감지의 영역을 벗어난 가장 일반적인 근접 센서는 다음과 같습니다:

• 유도 근접 센서: 이 센서들은 금속 물체, 철금속 및 비철금속 모두의 비접촉 감지에 사용되며, 코일과 AC 신호를 사용하여 감지 요소 근처에서 진동하는 전자기장을 생성합니다. 금속 물체가 근처에 있을 때, 코일은 와전류를 유도하고, 이 와전류는 코일에 역기전력을 유도하여 필드 진폭을 감쇠시킵니다. 이러한 진동의 상승 또는 하강은 슈미트 트리거 회로로 식별됩니다. 이 센서의 감도는 감지되는 특정 금속에 따라 다릅니다.
• 정전 용량 근접 센서: 이 센서들은 전도성 또는 절연체 물체를 감지하는 데 사용되며, 유도 근접 센서보다 훨씬 더 유연합니다. 이 센서들은 감지 요소를 통해 매우 안정적인 진동 신호가 전파될 때 센서의 임피던스를 측정함으로써 작동합니다. 물체가 근처에 있을 때, 물체와 감지 요소 사이에는 상호 정전 용량이 있어 감지 요소의 임피던스를 변경합니다. 이 임피던스의 변화는 슈미트 트리거, ADC, 또는 다른 임계값 회로로도 감지할 수 있습니다.

정전 용량식 근접 센서

근접 센서 선택하기

근접 센서 또는 스위치는 고속 작동 환경 또는 저속 환경에서 정확한 작동을 위해 설계될 수 있습니다. 이들은 아날로그 또는 디지털 출력을 제공하며, 일반적으로 0에서 10 V DC의 작동 전압을 사용하고 저전류를 사용합니다. 근접 센서를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다:

• 감지되는 재료: 다양한 근접 센서는 다른 재료를 감지하기 위해 최적화되어 있습니다. 금속과 비금속을 구별하기 위해 일반적으로 유도 센서가 선택됩니다.
• 형태 요소 및 감지 거리: 이 센서들은 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 이 센서들은 또한 차폐되거나 차폐되지 않을 수 있습니다. 차폐되지 않은 근접 센서는 일반적으로 더 긴 범위를 제공하는 반면, 차폐된 센서는 일반적으로 매립 설치를 허용합니다.
• 민감도: 이는 주로 임계값 회로의 민감도와 감지 요소에서 사용되는 AC 신호의 강도와 관련이 있습니다. 위에서 언급했듯이, 민감도는 또한 감지되는 재료와 관련이 있습니다.

Omron, E2J 시리즈

Omron E2J는 두 가지 주요 변형이 있는 정전 용량식 센서 세트입니다: Omron E2J-W20MA와 Omron E2J-W10MA. E2J-W10MA는 4에서 10mm까지 조절 가능한 감지 거리를 제공하는 반면, E2J-W20MA는 8에서 20mm까지 조절 가능한 감지 거리를 지원합니다. 두 모델 모두 응답 주파수는 70 Hz이며 IP66 등급을 가집니다. 센서의 전형적인 전원 공급은 24 V DC이며, 로봇 손이나 일부 처리 시스템에 장착될 때 LCD, 웨이퍼, PDP 및 기타 제품을 감지할 수 있습니다.

Omron E2J-W20MA 정전 용량식 근접 센서. E2J-W20MA 데이터시트에서.

Omron, TL-N20MD

Omron TL-N20MD 유도 근접 센서는 20 mm의 감지 거리를 제공합니다. 응답 주파수는 300 Hz이며, 12에서 24 V DC의 전원 공급을 지원합니다. 운영 온도는 -25에서 70°C(결로나 결빙 없음)이며, IEC 60529 IP67 등급을 가지고 있어, 높은 감지 거리를 요구하는 다양한 응용 프로그램에 배치될 수 있습니다. 감지 거리가 낮은 다른 모델도 사용 가능하지만, 이 모델들은 더 긴 응답 시간을 가집니다.

Omron TL-N20MD 유도 근접 센서. TL-N20MD 데이터시트에서.

Omron, E2K-C25ME1

높은 감지 거리를 가진 근접 센서를 찾는 탐구를 계속하며, Omron E2K-C25ME1은 최대 25 mm까지 정확한 객체 감지를 제공할 수 있는 비차폐형 용량성 근접 센서입니다. 이 센서는 10에서 40 V DC까지의 넓은 범위의 전원 공급 전압을 지원합니다. 응답 주파수는 70 Hz이며, 센서는 IP66 등급입니다. Omron E2K-C25ME1은 높은 감지 거리와 빠른 응답 시간이 요구되는 응용 프로그램에서 사용됩니다.

Omron E2K-C25ME1 용량성 근접 센서. E2K-C25ME1 데이터시트에서.

근접 센서는 계속해서 발전하는 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 할 것입니다. 여기에 보여진 근접 센서들은 시장에서 찾을 수 있는 옵션들의 몇 가지 예시일 뿐입니다. 객체 감지 및 기타 응용 프로그램에 필요한 구성 요소를 우리의 Part Selector 가이드에서 찾을 수 있습니다.

우리의 최신 기사를 통해 최신 정보를 얻으려면 뉴스레터 구독하기를 클릭하세요.