三線式近接センサー【NPN】の仕組みについて

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電気
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近接センサーは対象物に近づくと反応し接触することなく
検出することが可能です。

接触せずに検出できるために接触箇所の摩耗等の心配がありません。
内部回路には半導体を使用しているので長寿命です。

しかし検出原理により対象物の素材によってセンサーの使い分けが必要です。

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NPN型近接センサー

NPN型トランジスタを利用したものをいいます。

近接センサーのオンオフを切り替えるためにトランジスタが使用されます。
半導体の為、接点の摩耗がなく長寿命です。

npnトランジスタ

B ベース

C コレクタ

E エミッタ

矢印は電流の流れる向きを示しています。
ベースからエミッタに電流(これをベース電流といいます)が流れると
コレクタからエミッタに向けベース電流より大きな電流が流れます。

このようにベース電流によって主回路のオンオフを切り替えるような働きを
させることができます。

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直流三線式近接センサのつなぎ方

直流回路の三線式近接センサを例に説明します。

三線式近接センサーのイラスト

青線から左側がセンサ側になります。
例として「オムロン E2E-X10E1」の配線色で説明したいと思います。

センサの内部回路は検出対象が検出範囲に入るとトランジスタのベースに
電流を流す働きをしています。
このベース電流のオンオフでスイッチのような動作を行います。

動作順序

三線式近接センサの動作 イラスト

三線式近接センサの動作

  1. 対象物が近接センサの検出距離に近づく
  2. 内部主回路からベース端子に電流がでる(茶色線からベース端子)
  3. ベースからエミッタに電流が流れる(トランジスタがオンする)
  4. コレクタからエミッタに向けて電流が流れるようになる
    この時に負荷を通して電流が流れます

簡易故障診断

センサの故障が疑われる際は出力がちゃんと行われているかの
簡易的な診断ができます。

対象物が検出範囲にいてセンサーが正常に働いていれば
黒線と青線は同電位になり、この電圧を測定すれば0Vに近い数字が表示される
はずです。電源電圧に近い数字が表示されればトランジスタがオンしていない
ことが考えられます。

 

 

 

 

 

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