在選購離散傳感器時需要考慮很多因素，掌握離散傳感器适用的應用類型、技術特點和使用技巧，有助于在特定的應用中實現更高的效益。

離散或數字式傳感器在自動化系統中無處不在。在繼電器邏輯時代，甚至在可編程邏輯控制器 (PLC) 出現之前，已經開始使用數字式傳感器，在簡化PLC 邏輯方面，現在仍發揮着作用。離散傳感器發送開/ 關（是/否）信号，通常允許PLC 忽略模拟阈值、死區、檢測速度和其他複雜性。

這些信号可能意味着“檢測到部件”、“設備氣壓高于80PSI”、“執行機構已到達預定位置”、“在某一溫度下的加熱器”或其它工況。強大的設備功能的實現，高度依賴于以正确的方式使用适合的傳感器。上述每個工況，都可能使用不同類型的傳感器。

下面是用于自動化的各種常見的離散傳感器。

限位開關

目前仍在廣泛應用的限位開關，配置一個機械開關，與零件接觸時打開或關閉。它們的形狀和尺寸各異，并可以提供諸如冗餘觸點之類的選項。盡管機械式限位開關具有簡單、實用等特點，但許多應用已開始轉而使用非接觸式固态傳感器，因為它更靈活、使用壽命更長。限位開關也有其局限性，因為它需要與被感知部分接觸。

簧片開關

簧片開關，主要用于氣動領域，配置了一個由磁鐵打開/ 關閉的機械開關。它們通常安裝在氣缸上，氣缸活塞内有磁鐵。請注意，測量氣缸位置并不總是最佳的做法。例如，當氣缸驅動聯動軸将部件推入預定位置時，如果活塞從連接中出來怎麼辦？如果連接有溢出或反沖呢？更好的方式是測量接觸部件的闆，而不是測量氣缸的位置。由于這些都是機械設備，因此同限位開關一樣，它們也有類似的壽命問題。因此可以使用固态繼電器形式的氣缸開關作為替代。

接近開關

接近開關是另一種常見傳感器，通常采用電感原理，這就需要使用金屬（優先選用含鐵的金屬）以便能正常工作。也可以使用有色金屬，如鋁和銅，但不能像檢測鐵一樣直接檢測這些金屬。在這種情況下，感知距離比較近，并且需要更大的感知目标( 有時甚至會大到無法使用)。在這種情況下，有兩種方法可以改善檢測：

1、把鋼質螺絲安裝在有色金屬目标上，以便接近開關能夠檢測到。

2、使用“大量程”或“非屏蔽”接近開關 。因為這兩種類型的趨近式傳感器的頂端，有較少的金屬覆蓋，因此靈敏度也就更高。

确實存在某些其它類型的趨近式傳感器，利用非電感原理 ( 電容和超聲波)，可以測量非金屬零件。但是，這種傳感器并不常見，因此，在談到接近開關時，通常認為是電感類型的。

圖 1 ：屏蔽與非屏蔽接近開關。注意非屏蔽類型上附加的黃色塑料。圖片來源：Breen 設備自動化服務

光電傳感器

光電傳感器，有一個光 “發射器” 和 “接收器”。它們可集成安裝，也可分散安裝。這通常是跟蹤系統部件的一種低成本的方法。有時，光通過光纖的引導，或者直接在發射器/接收機中使用。檢測部件，通過将光反射回接收機 ( 反射應用) 或通過阻斷光束到達接收器( 直通光束應用) 來完成。

圖 2 ：光電傳感器的串擾問題。

在采購離散傳感器時有多種選擇。選擇過程中，一旦确定了與機械接口類型匹配的通用傳感器，還有其它需要考慮的因素：

◆ PNP 與NPN ：這是所有固态設備必需做的選擇。它代表電流方向。在美國，一般使用PNP 類型的傳感器，但如果設備來自于其它國家，那就必須了解PLC 輸入的類型。如果PLC 手冊說“ 漏型輸入（sinking input）”，那它就是PNP 類型的；如果說“源型輸入（sourcing input）”，那它就是NPN 類型的。某些輸入模塊，可以配置為兩者中的任意一個。在這種情況下，請先确認連接到“公共”端的電源端子。如果公共端子為0 Vdc，那它就是PNP 類型；如果是24Vdc，則為NPN 類型。

◆ 2 線與3 線：這主要是機械觸點(2線) 和固态觸點(3 線) 之間的選擇。

◆ 快速斷開與集成電纜：許多傳感器提供兩種選擇，永久連接電纜或快速斷開連接。雖然成本略高，但“快速斷開”類型，通常更易于維護。如果傳感器斷開，則不需要新電纜。

在某一時期，從本質上講，離散傳感器是真正的數字化，如機械壓力開關使用彈簧加載的隔膜，或基于汞的恒溫器，但界限正在逐漸模糊。現代的離散傳感器，通常用于測量模拟量中的壓力、溫度、電感和亮度等參數，并使用小型計算器将其轉換為數字式的“是”或“否”。

值得注意的是：現在，很多簡單的傳感器，都可以通過IO-Link 等技術，将模拟信息傳遞回PLC。如果數據已經産生，并配置了一台計算機，為什麼不利用它呢？這是最新的趨勢，在市場上還沒有太多的應用。PLC 和梯形邏輯編程語言就是基于離散信号的概念之上。

關鍵概念

■ 探索離散傳感器的主要用途。

■ 按類識别常見的離散傳感器類型。

■ 學習最佳實踐，使用離散傳感器來避免落入陷阱。

思考一下

哪種類型的傳感器對您的應用最有意義？

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