对于用户来说，希望得到更小、更经济、更多性能的传感器，同时这也是传感器产品的发展趋势。另外，随着实际工业生产和商业环境要求的不断提高，传感器需要具有更好的灵活性。

由于物理接触式传感器存在很多缺点，例如限位传感器、液位传感器等，已被新的非接触式传感器所替代，在许多工业中普遍应用，表现良好。接近传感器、光电传感器和超声波传感器，可以在许多应用中使用，有些应用甚至在以前从未考虑使用他们。这些非接触式传感器现在具有多种输出方式，例如常开触点（N.O.）和常闭触点（N.C.），甚至有模拟量输出。

应用中可能会使用模拟量输出的电感式接近传感器，用于取代传统的限位传感器。比如，一个监视缆绳滑轮系统的应用。当检测到缆绳开始拉紧时，传感器的模拟量输出会给维修人员发出一个信号，以便让他们采取适当的行动，防止不必要的停机。相反，传统限位传感器只能检测缆绳是否正常，由于与缆绳物理接点的磨损，时间长了还会造成传感器的失效。

非接触传感器最新发展的趋势是“以薄为酷”。市场趋势表明：形状和大小决定其在应用中是否被采纳。用户在不断寻找更小且更精确的传感器。新的传感电路以及外壳模具技术，突破了原有的制造障碍，使得传感器的外形更小巧也更节能。因此，传感器适用的范围和领域，远远超出我们的想象。

图1 接近传感器

更多新特性

传感器的新特性给予了一种正能量。比如：接近传感器集成的状态指示灯，可围绕传感器360°可见。这些LED能提供更多信息，而不仅仅是感应指示。例如，一个状态LED以闪烁的方式来表示检测信号弱，造成的原因有可能是检测物体超出了传感器的范围，或由异物（如油污）遮盖了传感器的表面。

训练有素的维修人员可以通过LED的闪烁，辨识出可能的问题。马上采取行动，防止不必要的停机。

小尺寸等于低成本

现在的传感器开始由内向外地“减肥”，从而改变了外围尺寸和安装方式。传感器制造商结合应用特定的集成电路（ASIC）技术，减小了传感器的尺寸、降低了成本、增加了易用性。通过使用ASIC技术，大量元器件可以集成到一块芯片上，而且使现在传感器的传感距离是老传感器的3倍，外形的直径小于8mm。

ASIC技术也使传感器更加精确。传感器制造商不必依靠特殊仪器设备来“校准”电路参数，而使每个传感器达到规范标准。ASIC技术可以通过编程设备数字校准传感器。采用ASIC技术的传感器，由于降低了所需元器件的数量，从而减少了组装产品所需的劳动力和工序，使得制造成本更加低廉，这就等于为最终用户的采购减少了成本。由于传感器可以更快速地组装、投入市场，传感器制造商可以从较低的库存和较快的周转中获益。

图2 光电传感器

传统的生产方法，例如使用垫片、胶水和环氧树脂等方式不再是最好的选择。现在设计的制造方案是依靠超模压和超声波焊接等技术。这种类型的装配提供了更加适合工业环境使用的紧固密封和坚实外壳。

随着在小尺寸外壳内集成越来越多的功能，消费者过去使用的30mm传感器现在缩小到18mm，过去的18mm产品现在可以用12mm的替换。12mm的传感器现在已成为最流行的标准尺寸。8mm的电感式接近传感器具有3mm屏蔽和4mm非屏蔽的传感距离，目前市场份额在不断增加。

光电产品仍然活跃

光电传感器的尺寸也变得越来越小。这些传感器的发展趋势是从大矩形结构向更紧凑的结构转变，同样小型矩形和圆柱形的产品也发生着改变。这样安装的传感器可以离机械制造商所需要检测的目标更加接近，充分利用光的强度，减少放大电路的能耗。某些应用需要分别安装传感头，用连接电缆再接一个处理单元；较小尺寸的光电传感器可以安装在更小更拥挤的环境。此外，紧凑的尺寸仍能够满足工业现场所需的高可靠性和高耐用性的要求。

激光产品提高了精度

在精确位置检测、计数、检查应用中，激光传感器的性能有了极大的改善。这些类型的传感器能够检测到小于一张名片厚度的距离变化。这将帮助用户减少流程中的错误，防止有缺陷的产品进入市场。激光产品现在的制造成本降低了，销售价格也降低了，可以为用户提供多种低价的解决方案，这为过去想使用这项技术但考虑价格较高、承受不起的用户带来了福音。

图3 超声波传感器

超声波产品

超声波传感器也变得更小，更符合成本效益原则。相较于接近传感器和光电传感器，超声波传感器有着很大的优势，因为他们有更大的检测范围，且不受环境因素（如灰尘）的影响。超声波传感器的检测区域几乎不存在死区。由于这种传感器采用声波技术，可以检测许多以前不太常用的材料。一个超声波传感器可用于多种材料，无需任何设置或其他考虑。例如，一个检测超声波传感器，即可以检测透明的塑料膜，也可以检测红色的塑料膜。如果使用一个标准的透明物体光电传感器，这种类型的动态变化操作起来是非常困难的。

传感器的常见问题

在实际的应用中，用户会对传感器有些疑问，以下列出了一些常见问题，供参考。

电感式接近传感器的工作原理是什么？

电感式接近传感器用于检测金属物体的存在，而不实际接触对象。由于他们的高速度和小尺寸，使他们在自动化的应用中不可或缺。电感式接近传感器由一个振荡器和其驱动的线圈组成。该振荡器产生一个电磁场，出现在传感器的有效面。如果金属物体进入该区域时，电磁场会减少，从而导致开关的接通或断开。

电感式传感器可以对金属物体计数，检测机器上金属元件的位置，感知金属部件的存在，例如检测丝扛位置，检测凸轮计算轴的旋转速度等。

图4 NPN三线传感器串联图示

电感性传感器与电容性传感器有什么区别？

主要的区别在于检测的材料不同。电感式传感器只能检测金属物体，而电容式传感器主要检测木材、纸张、液体、纸板等材料。

开关频率对于应用有什么意义？

这体现了一个传感器感知一个对象、复位、再感知另一个对象的速度。例如，如果某个传感器的开关频率为100Hz（每秒100次循环），那么他每秒最多可以检测到100个对象。在许多应用中，如对齿轮的旋转测量，这是非常关键的参数。

接近传感器是否可以串联？

可以。以3个三线NPN传感器串联为例，每个传感器有一根正极线（BN+），有一根输出线（BK），有一根负极线（BU-）。所有传感器将正极线（BN+）接到24V直流电源的正极。第一个传感器的输出线（BK）连负载（LOAD，这里为PLC的输入模块），负极线（BU-）连接第二个传感器的输出线（BK）。第二个传感器的负极线（BU-）连接第三台传感器的输出线（BK）。第三台的负极线（BU-）接电源负极。如图4所示。

接近传感器串联连接的数量依赖于能够激励PLC输入或负载导通的电压。此电压值为电源电压减去每个开关压降的总和。

只用4线传感器中的2线可以工作吗？

4线制传感器至少要使用4线中的3根线。线的使用要连接传感器电源正极（+），公共端或负极（-），常开（NO）或常闭（NC）输出或两者。4线传感器的操作与2线的传感器操作不一样。

图5 交流感应式传感器的并联

两个接近传感器平行安装的最小距离是多少？

需要平行安装传感器时，分开的最小距离等于传感器的直径（12mm、18mm或30mm）。

如何选择传感器的输出形式？

这取决于传感器所连接的设备。根据PLC的输入模块的型号（NPN也称Source、源型、灌电流型；PNP也称Sink、漏型、拉电流型）来选择NPN或PNP的传感器。要使传感器的类型与连接的PLC输入模块相匹配。

怎么选择接近传感器？

这取决于两个因素：安装空间和感应距离。每个应用都有传感器的特定可用空间和传感器与被测物体距离的要求。

屏蔽传感器和非屏蔽传感器的区别是什么？

屏蔽传感器只有传感器的感应面是暴露的，用于检测物体；而非屏蔽传感器，感应面和两侧的一部分都是暴露的，这使传感器从侧面和前面都能检测到物体。屏蔽的接近传感器，感应面可以用金属支架齐平安装，而非屏蔽传感器不能用金属支架安装，因为该支架会影响物体的检测。

如何选择常开（NO）和常闭（NC）输出？

接PLC输入模块时，传感器的常开接点通常不通，所以没有电流通过，当检测到一个对象时，接点接通，PLC输入有电流通过。接PLC输入模块时，传感器常闭接点通常是接通的，所以PLC有电流通过，当传感器检测到一个对象时，接点断开，PLC没有电流通过。选择传感器是常开输出还是常闭输出，与应用相关。一般应用通常选择常开结点，而安全应用通常选择常闭结点。

安装传感器时，用快速连接电缆好还是用自己的接线？

快速连接电缆的传感器可以节省布线时间，方便更换传感器。在更换传感器时，考虑到缩短机器的启动和停机时间，就有必要使用快速连接电缆。但使用快速电缆是要有成本的，因此用户必须对购买成本和停机成本做出选择。

2线、3线、4线制传感器之间的区别是什么？

2线传感器是在NPN或PNP的基础上进行输出布线配置。3线传感器，订货时必须要指定是NPN还是PNP。4线传感器的输出既具有NO又有NC，类似于一个3线传感器，在订货时必须指定NPN或PNP。

交流AC电感式传感器能否并联连接？

可以，BN/1线连接的第一传感器的负载（PLC输入），BU/3线连接到第二个传感器的BN/1线，第二个传感器的BU/3线连接交流电源。交流电源的另一端连接到负载（PLC的输入公共端）。参见图5。

传感器能否安装在振动环境？

可以。但要求是：频率范围为10~55Hz，最大振幅为1mm，在任何轴延续的时间最大为30min。