相信上一篇對基本傳感器介紹的文章讓各位看官對機器人的“眼睛、耳朵、鼻子”有了一個基本的瞭解，那麼今天我們就來稍微深入的研究一下電感式傳感器——也就是我們常說的接近開關（這裡要糾正一下，很多人認為電感式傳感器就單指接近開關，其實這是錯誤的認識，接近開關只是電感式傳感器其中一個應用比較廣泛的類型）。很多同行平時應該或多或少的都接觸過，因為其價格比較低廉，使用方法也很簡單，所以一般出問題的時候都是直接更換，基本上沒有誰哪位工程師會去研究它如何工作的。
言歸正傳，接近開關，顧名思義，就是可以檢測到靠近的物體並給出開關信號的一種設備。其內部構成如下圖所示 ：
雖然看起來不大，有的甚至很小，但其內部都是由傳感器線圈、振盪器、數模轉換器、放大器、輸出端組成。檢測時原理則如下圖所示：
如上左圖所示，接近開關感應面前方區域，由LC振盪器一直產生一個高頻振盪的電磁場（如上圖所示左側正弦波），當有一個鐵磁性的金屬進入圖中所示的電磁場區域時，根據電磁感應原理，鐵磁性金屬的內部會感應出電渦流，而依據楞次定律，這個電渦流會產生一個反向影響傳感器本身電磁場方向的另外一個電磁場，因為兩者方向相反，那麼矢量疊加之後電磁場的幅值就會衰減（如上圖右側波形所示），這時候內部的處理器會檢測到這個幅值的衰減，進而把信號經過數模轉換及放大器輸出，這時候我們使用者就能看到傳感器開關燈的狀態發生改變了。所以從原理上來理解的話，我們可以知道為什麼電感式接近開關只能檢測金屬了。（當然，有人也會問，既然只有鐵磁性金屬才能產生渦流，那為什麼鋁、銅這種非鐵磁性的金屬也能檢測到呢？這裡順便也給大家普及一下，為了解決這個問題，很多廠家的做法是在檢測振盪電磁場幅值的同時檢測其振盪頻率，當鋁、銅等非鐵磁性金屬進入感應區時 ，振盪頻率會發生改變，通過檢測這些綜合指標，繼而可以檢測所有的金屬 ）
電感式傳感器內部解剖圖
既然瞭解了接近開關的原理裡，下面就是使用的問題了。首先需要重視的一點是，因為電感式原理對鐵磁性金屬和非鐵磁性判斷方法不同，所以同一款標準的接近開關檢測不同的金屬時其感應距離是不同的。下圖所示為某款接近開關檢測不同金屬時感應距離與被測物材質的關係。（當然，現在也有一些特殊型號即衰減係數為1的接近開關，在檢測不同的金屬時可以做到有相同的感應距離，但因為其價格較貴普及度不高，今天我們不做交流），由圖中可知，同一款傳感器檢測不同的金屬時其感應距離相差還是很大的。
從左到右依次為生鐵、不鏽鋼、鉛、黃銅、鋁、紫銅
第二點需要注意的是接近開關現場安裝時會有一個參數叫齊平、非齊平的（也有叫屏蔽、非屏蔽的）。如下圖。所謂齊平就是指接近開關感應面與與周圍金屬殼體是齊平的，這種安裝方式的在使用時可以把接近開關埋在金屬載體中，只要感應面不低於載體面就行。而非齊平類型的在安裝時其感應面必須高出周圍金屬載體（非金屬載體則無此要求）。（在此順便普及一下為什麼會有非齊平的方式：因為非齊平的感應面其電磁場區域大，在同等尺寸的外殼下可以增加感應距離，而大的感應距離正是很多應用所需要的，所以才有了非齊平的設計）。
限於時間及篇幅限制，電感式接近開關就介紹這麼多了，不知道各位理解的如何了？如有其它疑問請關注私信我。（電感式還有用於測位移等模擬量輸出信號的，後期也將逐步介紹）
（感謝各位的閱讀，下一篇文章將介紹超聲波傳感器的原理及應用）
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