自动化工业过程的成功取决于许多单独的部件无缺陷地一起工作以提供高质量的最终产品。 本文重点介绍位置传感器，这是一个小但重要的组件在工业自动化的世界。在制造和加工厂中，位置传感器通过确认关键活动按预期完成来帮助监控和控制工厂过程。更具体地，它们的主要功能是检测移动物体或“目标”的存在或不存在。当目标进入位置传感器的预定距离内时，位置传感器向系统发送信号，传达执行编程功能的需要。当目标离开位置传感器时，位置传感器发出信号表明系统应停止执行该预编程功能或切换到新功能。理论上，目标可以是任何东西，但为了简单起见，本文将仅讨论金属目标和感知金属目标存在的“主流”技术。这些技术包括机械限位开关，电感式接近传感器，弹簧限位开关和极限限位开关。

在讨论不同类型的位置传感器之前，它有助于了解大多数传感器制造商使用的常用术语。

•感应范围：从感应面到激活开关的目标的距离

•滞后：开关的激活点和释放点之间的距离

•重复性：开关在开关寿命期间在同一范围内重复检测相同目标的能力

•响应时间：检测目标和生成输出信号之间的时间量

机械限位开关

机械限位开关

机械限位开关是通过与目标直接物理接触来检测目标位置的机电装置。它们不需要电源操作，可以处理大电流负载。由于机械开关使用干触点，它们不具有极性或电压敏感性，并且免受许多电气缺陷，例如电噪声，射频干扰，漏电流和电压降。这些开关通常包括可能需要维护的多个移动部件（杠杆臂，按钮，主体，基座，头部，触点，端子等）。由于机械限位开关与目标进行物理接触来操作，因此其重复性可能很差。物理接触导致杠杆臂和甚至目标本身的磨损。此外，存在对水分，灰尘和腐蚀防护不良的未密封开口。由于这个问题，密封触点和危险区域认证通常成本显着增加。

弹簧限位开关

簧片限位开关

弹簧限位开关是通过吸引目标的磁场来检测磁性目标的位置的机电装置。 开关内部是两个小金属插脚，气密密封在玻璃管中。 这被称为“簧片元件”。簧片元件是磁敏感的，并且当磁性目标通过靠近时激活。弹簧限位开关具有机械开关的几乎所有优点，并且通过不依赖于来自目标的物理接触来操作来避免磨损和撕裂问题。用弹簧限位开关，不能使用正常的黑色金属靶; 需要磁性靶。 簧片元件是脆弱的，玻璃管是可破坏的，并且小金属尖头受到来自弯曲的疲劳，导致簧片开关变得不可靠。 由于接触压力低，高振动的应用可能导致接触颤振和来自簧片的假信号。

感应式接近传感器

感应接近开关

感应式接近传感器是通过其能量场的干扰来检测金属目标的位置的固态电子装置。 不需要物理接触，并且没有移动部件阻塞，磨损或断裂，导致较少的维护。 没有运动部件也意味着它不受灰尘或污垢的影响。有大量的形状和尺寸可供选择，所以感应接近传感器是高度可定制的各种应用。电感式接近传感器需要外部电源（电）工作，并且不能处理大电流负载。 此外，它们可能易受电噪声，射频干扰，漏电流和电压降的影响。 感应式接近传感器有时受到极端温度波动和水分侵入的不利影响。

极限限位开关

极限开关

极限限位开关使用独特的混合技术通过电磁场检测含铁目标的位置。 坚固耐用，寿命长，无杆限位开关在恶劣环境和困难的应用中非常可靠。 不需要物理接触或外部电源，因此没有任何堵塞，弯曲，断裂或磨且高电流负载是可能的。 与机械开关一样，它们不具有极性或电压敏感性，并且不受电噪声，射频干扰，漏电流和电压降的影响。极限限位开关不受灰尘，污垢，湿气，物理接触或大多数腐蚀性或化学品影响。 大多数型号本质上是本质安全的，并具有宽的工作温度范围。 凭借其密封触点和全金属外壳，无杆限位开关是防爆和防水应用的理想选择。

位置传感器在工业自动化过程中发挥重要作用。 有几种不同的位置传感器技术可用，每种具有独特的一组性能特性。 应注意为应用选择合适类型的传感器，以实现所需的可靠性和性能。