近接感測器和位移感測器差在哪:偵測有無或量多遠、距離與精度、輸出與接線、安裝與環境的 4 個比較面向
依 EN 60947-5-2 的定義,近接感測器重複精度的上限是有效動作距離的 10%[1],以 8 mm 計(以額定距離約略代入)約 0.8 mm;一款量測範圍 50 mm 的雷射三角測量位移感測器,線性度 < ±40 µm、重複精度 2 µm(1 kHz、中位數 9 次)[2]。
近接感測器回答的是「到位了沒有」,目標到了設定的距離就輸出開或關;位移感測器回答的是「現在在哪、離多遠」,輸出一個隨位置連續變化的值。 差別在「只要知道有沒有」或「要知道數值」,以及輸出怎麼接、數字怎麼看、裝在哪裡。比較時看四個面向:偵測有無或量多遠、距離與精度、輸出與接線、安裝與環境,接著依您的機台選。本文的近接感測器指電感式與電容式;位移感測器指量位置或距離、輸出連續值的感測器,包括雷射與磁致伸縮等;光電開關與編碼器不在範圍。分成 4 個比較面向:
- 面向①|偵測有無或量多遠: 要的是開關訊號,還是一個數值。
- 面向②|距離與精度: 感應距離與量測範圍,數字怎麼看。
- 面向③|輸出與接線: 開關輸出、類比輸出與通訊。
- 面向④|安裝與環境: 周圍金屬、目標面、油汙與震動。
本文從「已經知道要偵測目標的位置」開始講,各家資料與依據在文末的備註。想先看各自的選型,可以讀〈近接感測器怎麼選〉與〈位移感測器怎麼選〉。此為一般情況,仍需視個案而定。
面向①:偵測有無或量多遠,開關訊號,還是連續的數值
怎麼看:
- 先寫下:要知道的是「到位了沒有」,還是「現在離多遠、偏了多少」。
- 只要到位、計數或有無,先看近接感測器。
- 要全行程的位置、厚度或高度,先看位移感測器。
- 名稱不能完全代表輸出:有些感測器同時有開關輸出與類比輸出,要看規格表的輸出欄。
公開資料怎麼說: 一家感測器製造商的基礎說明頁(沒有寫日期,製造商說法)寫到:開關式感測器告訴您目標在或不在,用在只在意起點與終點、或高低液位的場合;量測式感測器提供連續的位置或距離值,用在要知道全行程的場合。開關式的優點是技術簡單、成本低、容易啟動,通常不接觸介質;量測式的優點是位置與距離較準、可連續動態量測、用途較有彈性;頁面沒有給數字。一篇專業雜誌的文章(2004 年 7 月,作者任職於一家感測器製造商,廠商說法)列出的線性位移感測器有電位計、差動變壓器、磁致伸縮、超音波、雷射與編碼器等,各有範圍與取捨;並提到絕對式的型式斷電後輸出和斷電前一樣(來源沒有說哪幾種技術一定是絕對式),增量式(例如編碼器)斷電後要重新歸零(備註表 1)。
面向②:距離與精度,感應距離,與量測範圍、解析度
怎麼看:
- 先寫下:要偵測或量的距離範圍、目標的材質與大小、要的精度與重複性、目標移動多快。
- 電感式近接感測器看感應距離;規格表的數字多半是用標準目標量的,目標材質不同會變。
- 位移感測器看量測範圍、解析度、線性度與重複精度,四項要分開看。四項的意思:線性度是理想值與實際量測值之間的最大誤差,規格寫成「±○○% of F.S.」,F.S. 就是量測範圍;例如線性度 0.02% of F.S.、量測範圍 ±3 mm(F.S. = 6 mm),線性度就是 0.02% × 6 mm = ±1.2 µm[3]。重複精度是在目標同一位置重複量測時,讀值的差異[3]。解析度是感測器能分辨的最小變化,主要受電氣雜訊限制,解析度不等於準確度;一家位移感測器廠英國分公司總經理的建議是解析度至少要比要求的準確度好 10 倍,而且線性度的數字常常是解析度的 10 倍或 20 倍[4]。所以看規格表時,不要只看最漂亮的解析度。
- 問清楚規格表的數字是在什麼條件下量的。
公開資料怎麼說: 一家感測器製造商的技術說明(沒有寫日期,製造商說法)寫到:額定距離是用來標稱的約定值,不含製造公差與電壓、溫度的影響;有效距離在額定電壓與 23°C 量,落在額定距離的 0.9 到 1.1 倍;可用距離涵蓋整個溫度與電壓範圍,落在 0.81 到 1.21 倍;標準目標是 1 mm 厚的軟鋼方片;標準電感式感測器偵測非鐵金屬時,要乘上校正係數,各金屬不同,例如銅約 0.25 到 0.45(標稱值,會隨頻率、材質成分與形狀變;來源說特定型式不在此限);開關與釋放之間的遲滯在出廠時設定在小於有效距離的 15%。這些距離的定義出自近接開關的國際標準 IEC 60947-5-2;IEC 官方頁列出的最新版是 IEC 60947-5-2:2019(第 4 版,2019-10-18 發行)[5]。依一家感測器製造商整理的 EN 60947-5-2 定義:有效動作距離在 23 ± 5 °C 量;遲滯的上限是有效動作距離的 20%;重複精度是 8 小時內、外殼溫度 23 ± 5 °C 下有效動作距離的變化,上限是 10%;保證動作距離(和上文 0.81 到 1.21 倍的可用距離是不同的定義)在 0 到 0.81 倍額定距離之間[1]。上面寫的「小於 15%」是該製造商的出廠設定,在標準上限之內。算例:額定 8 mm、有效動作距離以 8 mm 計,遲滯上限 1.6 mm(15% 是 1.2 mm)、重複精度上限 0.8 mm、保證動作距離 6.48 mm 以內。前述 2004 年的文章寫到各型式的範圍,例如差動變壓器內文寫約 0.25 到 250 mm,但該文自己的表格寫約 0.25 到 10 mm;磁致伸縮的範圍下限也在文字與表格不一致,要看該型號的規格書。一家感測器公司的部落格(2024 年 8 月,賣方說法)寫到:雷射量測分兩類,飛行時間式量的是到物體的距離本身,用在中長距離、精度是毫米到公分級;三角式量微小的相對變化,用在短距離、精度是微米到奈米級;該文的規格表有部分亂碼,數字只能參考(備註表 2)。
原廠資料表的實際數字可以拿來對照。雷射三角測量:一款雷射三角測量感測器的量測範圍有 10~500 mm 幾種,其中 50 mm 型從感測器前 35 mm 量到 85 mm,線性度 < ±40 µm(0.08% FSO,50 mm × 0.08% = 40 µm)、重複精度 2 µm;資料表註明這些數字是對白色、漫反射的表面量的,溫度穩定度 ±0.015% FSO/K(20~50 °C 間有效,且要裝在金屬支架上散熱)[2],換算 50 mm 型每差 1 °C 約 7.5 µm,溫度差 10 °C 就約 75 µm,比線性度還大。長距離雷射測距:同一家的一款長距離雷射測距儀不用反光板可量 10 m、配反光板 150 m,線性度 ±20 mm、重複精度 < 3 mm[6];±20 mm 是上面 50 mm 型 ±40 µm 的 500 倍。磁致伸縮:一款磁致伸縮位置感測器(類比輸出)行程 25~7,620 mm,線性度 < ±0.01% F.S.(最小 ±50 µm;資料表註腳:使用 #251 416-2 磁鐵)、重複精度 < ±0.001% F.S.(最小 ±1 µm),資料表稱為絕對式位置感測器[7];行程 1,000 mm 時線性度 ±100 µm、重複精度 10 µm,行程 200 mm 時算出來是 ±20 µm,但要用最小值 ±50 µm。以上是單一型號的例子,不是各型式的通則。
面向③:輸出與接線,開關輸出、類比輸出與通訊
怎麼看:
- 先寫下:控制器輸入是什麼(數位輸入、類比輸入模組,還是通訊)、電壓多少、訊號線有多長。
- 近接感測器多是開關輸出,要選 NPN 或 PNP、常開或常閉,並和控制器輸入對上。
- 位移感測器多是類比輸出或數位通訊,控制器要有對應的輸入模組。
- 類比輸出還要看換算範圍與解析度。例如一款雷射位移感測器的類比輸出(4~20 mA 或 1~5 V)是 16 位元、可在量測範圍內自由縮放;同系列雷射等級 Class 1 的型號是 12 位元[2]。量測範圍 50 mm 全程輸出時,16 位元每一階約 50 ÷ 65,536 ≈ 0.76 µm,12 位元約 50 ÷ 4,096 ≈ 12.2 µm。
公開資料怎麼說: 一家感測器公司的知識頁(沒有寫日期,頁面沒說明公司性質,賣方說法)寫到:數位輸出代表邏輯狀態,用在有無或到位;類比輸出隨量測值連續變化。PNP 的負載接在訊號線與 −、NPN 的負載接在訊號線與 +;常閉型在感測器或開關故障時,訊號維持斷開,頁面稱這樣較能故障安全。類比輸出常見兩種:4 到 20 mA 的電流迴路,4 mA 是量程起點、20 mA 是量程終點,起點 4 mA 能分辨零訊號與故障,不易受壓降與雜訊影響,但有時較貴;0 到 10 V 常見、生產成本較低、訊號容易處理,但怕雜訊與壓降、不太能用於長距離傳送,起點是 0 V,故障較難發現。4~20 mA 的故障怎麼判斷,有些儀器照 NAMUR NE 43:3.8~20.5 mA 是量測訊號範圍,≤ 3.6 mA 或 ≥ 21 mA 表示診斷故障[8]。前述製造商的基礎說明頁寫到:IO-Link 與乙太網路類的介面兩種都能輸出開關訊號與量測值,還可交換產品名稱與狀態監控值等其他資料(備註表 3)。
IO-Link 的國際標準是 IEC 61131-9,IEC 官方頁列出的最新版是 2022 年第 2 版(2022-05-30 發行)[9]。依一家感測器製造商的說明,IO-Link 用一般、不需遮蔽的電纜,最長 20 m,標準連接用 3 芯線;A 類埠一般用 4 針 M12 接頭、B 類埠用 5 針 M12;傳輸速率有 COM1 4.8 kbit/s、COM2 38.4 kbit/s、COM3 230.4 kbit/s 三種[10]。
面向④:安裝與環境,周圍金屬、目標面,與油汙震動
怎麼看:
- 先寫下:目標是什麼材質、裝在哪裡、周圍有沒有金屬、有沒有油汙粉塵蒸氣、有沒有震動衝擊。
- 近接感測器要看埋入型或非埋入型,以及要不要留無金屬的空間。
- 位移感測器要看接觸或非接觸,以及目標面的條件。
- 要先想好怎麼固定與校零。
公開資料怎麼說: 一家感測器製造商的安裝說明(沒有寫日期,製造商說法)寫到:埋入(有遮蔽)型可以埋進金屬板裡,但載體材質可能改變感應距離;非埋入型要留與感測頭同直徑的無金屬空間,感應距離較大;間距不夠會縮短感應距離,資料表針對不同安裝情況給的校正係數優先於一般準則,並建議在現場測試。前述 2004 年的文章寫到:電位計是接觸式,會磨耗;該文表格把差動變壓器評為無接觸、耐衝擊振動與壽命的評價較高;雷射需要合適的目標面,並有眼睛傷害的顧慮;超音波會受空氣溫度、濕度與風的影響;磁致伸縮處理大的衝擊有困難。一家差動變壓器廠商的部落格(2022 年 7 月,廠商說法)寫到:雷射位移非接觸、很準,但不好用在有蒸氣、髒污或油的場合,且需要很平整的目標(該文說很多場合沒有這樣的目標);磁致伸縮的準度高,但怕衝擊與振動,用在穩定、溫和的場合(備註表 4)。
補三點原廠資料。眼睛安全:雷射產品依 IEC 60825-1 分級,IEC 官方頁為 2014 年第 3 版(2014-05-15 發行)[11];例如前述雷射三角測量感測器標示光源 < 1 mW、670 nm 紅光,雷射等級 Class 2(依 IEC 60825-1:2014)[2],採購時看規格表的雷射等級欄。有油汙的場合:渦電流式位移感測器只能量金屬目標,原廠寫它不受油、髒污、水與電磁干擾影響,部分型號可用在 −50 到 +350 °C(其中一款本身感測頭最高 200 °C);量測範圍 1~80 mm 的這一款線性度 < ±0.2% FSO[6]。磁致伸縮的耐衝擊:前述磁致伸縮感測器的資料表列衝擊試驗 150 g/11 ms(IEC 60068-2-27)、振動 30 g/10~2,000 Hz(IEC 60068-2-6),並自稱適合衝擊振動大的場合[7];這是製造商自己的數字,和上面引述的雜誌文章與部落格說法不同,請以選用型號的資料表為準。
比較表:一眼看四個面向
| 項目 | 近接感測器 | 位移感測器 |
|---|---|---|
| 回答的問題 | 到位了沒有(有或無) | 現在在哪、離多遠(連續值) |
| 輸出 | 開關輸出,NPN 或 PNP、常開或常閉 | 類比輸出或數位通訊 |
| 距離 | 感應距離,以標準目標量,標準電感式的目標材質會改變它 | 量測範圍因型式差很多,毫米到公尺都有 |
| 精度 | 遲滯與重複精度看規格 | 解析度、線性度、重複精度要分開看 |
| 安裝 | 埋入或非埋入,周圍金屬影響距離 | 接觸或非接觸,目標面與環境影響讀值 |
| 特色(來源 1) | 開關式:簡單、成本低、容易啟動 | 量測式:較準、可連續量測、用途較有彈性 |
來源:備註表 1 到表 4(來源 1 到 7)。這是各來源的說法,來源之間並不一致,不是選型門檻;「特色」列是來源 1 對開關式與量測式的說法,該頁沒有特別談近接感測器。
怎麼選:什麼情況用近接感測器,什麼情況用位移感測器
依公開資料,兩者的選法可以這樣看:
- 用近接感測器的情況: 只要知道有沒有到位、計數或起點終點;來源 1 說開關式感測器簡單、成本低、容易啟動,該頁沒有特別談近接感測器(來源 1)。
- 用位移感測器的情況: 要全行程連續的位置、距離或厚度;來源 1 說量測式感測器位置與距離較準、可連續動態量測(來源 1);斷電後要保持位置值,要看輸出在斷電後不變的型式(來源 2)。
- 輸出要接控制器: 開關輸出要和輸入型式對上;類比輸出要有類比輸入模組,並看電流或電壓、線長(來源 1、5)。
- 在交界附近: 有些感測器兩種輸出都有;來源沒有給「公差小到多少就要改用位移感測器」的界線,也沒有給兩者價差的數字,請以您的距離、精度與控制器為準(來源 1、3)。
這幾項是公開資料裡的說法,不是替您的機台下結論;實際選哪一種,還是要看您的距離、精度與控制器輸入。
嘉鴻能幫的:
近接感測器這一側:
- 近接感測器:商品名稱寫近接感測器,並列有品牌;各款的樣式、尺寸、感應距離與輸出,請洽詢。
- 近接感測器系列:商品名稱寫近接感測器系列,並列有另一個品牌;同一頁含電感式與電容式,各款的感應距離與輸出,請洽詢。
- M12 電感式近接感測器:商品名稱寫 M12 電感式近接感測器,並列有另一個品牌;規格請洽詢。
- 近接感測器:另一頁,商品名稱同為近接感測器,並列有另一個品牌;感應型式與規格,請洽詢。
- 近接感測器:另一頁,商品名稱同為近接感測器,並列有另一個品牌;感應型式與規格,請洽詢。
- 圓柱型 NPN 近接感測器:商品名稱寫圓柱型 NPN 近接感測器,並列有另一個品牌;感應距離與規格,請洽詢。
位移感測器這一側(這一側的 4 頁是雷射與磁致伸縮兩類):
- 雷射測距感測器:商品名稱寫雷射測距感測器,並列有品牌;輸出位置值,反光板另購,各項規格請洽詢。
- 雷射位移感測器:商品名稱寫雷射位移感測器,並列有另一個品牌;頁面是感測器、擴充模組、通訊模組與連接線的整組,可選全套或個別元件,各項規格請洽詢。
- 雷射感測器:另一頁,商品名稱寫雷射感測器,和上一頁是同一個品牌的同一款感測器;規格同時列有開關輸出與類比輸出;該頁自稱是飛行時間式雷射感測器、用途寫物件偵測、液位監控與輸送帶定位等,是否符合位移量測的需求,請洽詢確認。
- 磁致伸縮位移檢測器:商品名稱寫磁致伸縮位移檢測器,並列有另一個品牌;頁面寫部分型號已停產,卻仍標有庫存與價格,請洽詢。
常見問題
Q1:近接感測器和位移感測器差在哪?
近接感測器回答的是「到位了沒有」,目標到了設定的距離就輸出開或關;位移感測器回答的是「現在離多遠」,輸出一個隨位置連續變化的值。只要到位、計數或有無,先看近接感測器;要全行程的位置、厚度或高度,先看位移感測器。有些感測器兩種輸出都有,要看規格表的輸出欄。
Q2:近接感測器規格寫的感應距離,裝上去會一樣嗎?
不一定。一家感測器製造商的技術說明寫,額定距離是標稱的約定值,不含製造公差與電壓、溫度的影響;有效距離在額定電壓與 23°C 量,落在額定距離的 0.9 到 1.1 倍;可用距離涵蓋整個溫度與電壓範圍,落在 0.81 到 1.21 倍。規格是用 1 mm 厚的軟鋼方片量的,標準電感式偵測銅時,要乘上約 0.25 到 0.45 的校正係數。
Q3:近接感測器的 NPN 和 PNP 差在哪?
差在負載接在哪一邊:一家感測器公司的知識頁寫,PNP 的負載接在訊號線與 −,NPN 的負載接在訊號線與 +。選的時候要和控制器的輸入型式對上;同一頁也寫,常閉型在感測器或開關故障時訊號維持斷開,頁面稱這樣較能故障安全。
Q4:位移感測器的 4~20 mA 和 0~10 V 輸出怎麼選?
前述知識頁寫,4 到 20 mA 是電流迴路,起點 4 mA 能分辨零訊號與故障,不易受壓降與雜訊影響,但有時較貴;0 到 10 V 常見、成本較低、訊號容易處理,但怕雜訊與壓降,不太能用於長距離傳送,起點 0 V 時故障較難發現。訊號線長、現場雜訊多時,先看電流輸出,並確認控制器有對應的類比輸入模組。
Q5:近接感測器的埋入型和非埋入型差在哪?
一家感測器製造商的安裝說明寫,埋入(有遮蔽)型可以埋進金屬板裡,但載體材質可能改變感應距離;非埋入型要留與感測頭同直徑的無金屬空間,感應距離較大。間距不夠會縮短感應距離,資料表針對不同安裝情況給的校正係數優先於一般準則,並建議在現場測試。
備註:來源與例外
以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。您的設備規格、感測器製造商的書面資料與現場條件,和本文不同時,以它們為準。
各面向的出處
| 來源 | 用在哪裡與出處 |
|---|---|
| 來源 1 | 面向①③:開關式與量測式、輸出種類。出處:一家感測器製造商的基礎說明頁(沒有作者與日期;製造商說法) |
| 來源 2 | 面向①②④:線性位移感測器的種類、範圍與取捨、斷電後輸出是否保持。出處:一篇專業雜誌的文章(2004 年 7 月 8 日;作者任職於一家感測器製造商;廠商說法) |
| 來源 3 | 面向②:感應距離的定義、標準目標、校正係數與遲滯。出處:一家感測器製造商的技術說明(沒有作者與日期;製造商說法) |
| 來源 4 | 面向②:雷射兩類的原理與精度等級。出處:一家感測器公司的部落格(2024 年 8 月 31 日發表;網站有工廠介紹也招募經銷商,賣方說法) |
| 來源 5 | 面向③:數位與類比輸出、NPN 與 PNP、4 到 20 mA 與 0 到 10 V。出處:一家感測器公司的知識頁(沒有作者與日期;頁面沒說明公司性質,賣方說法) |
| 來源 6 | 面向④:埋入型與非埋入型的安裝。出處:一家感測器製造商的安裝說明(沒有作者與發布日期,頁尾標示 © 2026;製造商說法) |
| 來源 7 | 面向④:雷射位移與磁致伸縮的環境限制。出處:一家差動變壓器廠商的部落格(2022 年 7 月 27 日發表、2026 年 9 月 3 日修改,日期取自網頁中繼資料;廠商說法) |
| 嘉鴻資料 | 「嘉鴻能幫的」。出處:嘉鴻商品頁的名稱字樣 |
表 1|偵測有無或量多遠
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 開關式 | 告訴您目標在或不在;用在只在意起點與終點、或高低液位;優點是技術簡單、成本低、容易啟動、通常不接觸介質(來源 1) |
| 量測式 | 提供連續的位置或距離值;用在全行程、連續液位;優點是位置與距離較準、可連續動態量測、用途較有彈性;頁面沒有給任何數字(來源 1) |
| 輸出種類 | 頁面列開關、類比、IO-Link、乙太網路;IO-Link 與乙太網路都能輸出開關訊號與量測值(來源 1) |
| 線性位移感測器的種類 | 電位計(約 2.5 至 500 mm,接觸式)、磁阻、電容(約 0.25 至 10 mm)、差動變壓器(內文約 0.25 至 250 mm,表格寫約 0.25 至 10 mm)、磁致伸縮、超音波、雷射、編碼器等;文中未提電渦流式;作者任職於感測器製造商(來源 2) |
| 斷電後輸出是否保持 | 絕對式的型式(來源沒有說哪幾種技術一定是絕對式)斷電後輸出和斷電前一樣;增量式(例如編碼器)斷電後要重新歸零或回原點(來源 2) |
來源:1、2
表 2|距離與精度
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 距離的定義 | 額定距離是用來標稱的約定值,不含製造公差與電壓溫度影響;有效距離在額定電壓與 23°C 量,落在額定的 0.9 至 1.1 倍;可用距離涵蓋整個溫度與 85% 至 110% 額定電壓,落在 0.81 至 1.21 倍(來源另列 0 至 0.81 倍內可正常動作,本文不引用)(來源 3) |
| 標準目標與校正係數 | 標準目標是 1 mm 厚的軟鋼方片;邊長取內切圓直徑或 3 倍額定距離中較大者;標準電感式感測器偵測非鐵金屬時的校正係數(標稱值):鋁箔 1.00、不鏽鋼 0.60 至 1.00、水銀 0.65 至 0.85、鉛 0.50 至 0.75、黃銅 0.35 至 0.50、塊狀鋁 0.35 至 0.50、銅 0.25 至 0.45(本文只引用銅與一般說法);實際值隨頻率、材質成分與形狀變;特定型式(來源 3 另列)不受校正係數影響(來源 3) |
| 遲滯 | 開關與釋放之間的間距在出廠時設定在小於有效距離的 15%,用來防止震動、雜訊與溫度漂移造成的顫動(來源 3) |
| 各型式的範圍 | 電位計約 2.5 至 500 mm;電容約 0.25 至 10 mm;差動變壓器內文約 0.25 至 250 mm、表格寫約 0.25 至 10 mm(不一致);磁致伸縮內文寫 150 mm 至 3 m、表格寫 15 mm(不一致,本文不引用);超音波內文約 0.1 至 10 m、表格單位寫 mm(不一致,本文不引用);雷射的表格範圍疑似打錯(本文不引用)(來源 2) |
| 雷射的兩類 | 飛行時間式量到物體的距離本身,用在中長距離,精度毫米到公分級;三角式量微小的相對變化,用在短距離,精度微米到奈米級;規格表部分亂碼,數字只能參考(來源 4) |
來源:2、3、4
表 3|輸出與接線
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 數位與類比 | 數位輸出代表邏輯狀態,用在有無或到位;類比輸出隨量測值連續變化(來源 5) |
| NPN 與 PNP | PNP 的負載接在訊號線與 −、NPN 的負載接在訊號線與 +;頁面沒有給控制器輸入的詳細對應規則(來源 5) |
| 常開與常閉 | 常閉型在感測器或開關故障時,訊號維持斷開,頁面稱這樣較能故障安全(來源 5) |
| 4 至 20 mA | 電流迴路,4 mA 是起點、20 mA 是終點;起點 4 mA 能分辨零訊號與故障;不易受壓降與雜訊影響,有時較貴(來源 5) |
| 0 至 10 V | 常見、生產成本較低、訊號容易處理;怕雜訊與壓降、不太能用於長距離傳送;起點是 0 V,故障較難發現(來源 5) |
| IO-Link 與乙太網路 | 兩種都能輸出開關訊號與量測值,還可交換產品名稱與狀態監控值等其他資料(來源 1) |
來源:1、5
表 4|安裝與環境
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 埋入型 | 可埋進金屬板,但載體材質可能改變感應距離(來源 6) |
| 非埋入型 | 要留與感測頭同直徑的無金屬空間;感應距離較大(來源 6) |
| 間距與校正 | 間距不夠會縮短感應距離;資料表針對不同安裝情況給的校正係數優先於一般準則;建議在應用現場測試;相對放置的感測器要留間距下限,頁面沒有給數字(來源 6) |
| 各型式的環境限制 | 電位計是接觸式、會磨耗;該文表格把差動變壓器評為無接觸、耐衝擊振動與壽命的評價較高;雷射需要合適的目標面、有眼睛傷害的顧慮;超音波受空氣溫度、濕度與風影響;磁致伸縮處理大的衝擊有困難(來源 2) |
| 雷射位移與磁致伸縮 | 雷射位移非接觸、很準,但不好用在有蒸氣、髒污或油的場合,且需要很平整的目標(該文說很多場合沒有這樣的目標);磁致伸縮準度高,但怕衝擊與振動,用在穩定溫和的場合(來源 7) |
來源:2、6、7
此為一般情況,仍需視個案而定。
例外與限制
- 看到什麼、沒看到什麼:本文看到的是一家感測器製造商的基礎說明頁(沒有作者與日期,製造商說法)、一篇專業雜誌的文章(2004 年 7 月 8 日,作者任職於一家感測器製造商,廠商說法)、一家感測器製造商的技術說明(沒有作者與日期,製造商說法)、一家感測器公司的部落格(2024 年 8 月 31 日,網站有工廠介紹也招募經銷商,賣方說法)、一家感測器公司的知識頁(沒有作者與日期,頁面沒說明公司性質,賣方說法)、一家感測器製造商的安裝說明(沒有作者與發布日期,頁尾標示 © 2026,製造商說法)、一家差動變壓器廠商的部落格(2022 年 7 月 27 日發表、2026 年 9 月 3 日修改,日期取自網頁中繼資料,廠商說法)。7 份來源裡 6 份是製造商、廠商或賣方寫的,1 份是專業雜誌文章但作者任職於感測器製造商;沒有一份附完整的測試條件。沒有讀到標準的全文;沒有找到大學講義或中立機構的文件;沒有找到近接感測器與位移感測器的價差,也沒有找到「公差小到多少就要改用位移感測器」的界線,本文寫「來源沒有給」;沒有讀到任何一款嘉鴻商品的實測。
- 來源比較的對象不完全相同:來源 1 比較的是開關式與量測式感測器,全頁沒有特別談近接感測器;本文把近接感測器(電感式與電容式)放在開關式、把位移感測器放在量測式,是本文的對應。來源 3 與來源 6 談的是標準電感式近接感測器,沒有談電容式。
- 數字是例子:本文引用的數字(來源 3 的 0.9 到 1.1 倍、0.81 到 1.21 倍、23°C、1 mm 軟鋼、銅 0.25 到 0.45、遲滯小於 15%;來源 2 的各型式範圍;來源 5 的 4 到 20 mA 與 0 到 10 V)都是各來源的說法與例子,不是選型門檻。來源 3 的校正係數是標稱值,只用於標準電感式感測器偵測非鐵金屬,來源說特定型式不在此限。
- 來源自己的數字不一致:來源 2 的文字與表格有多處對不上(差動變壓器內文寫約 0.25 到 250 mm、表格寫約 0.25 到 10 mm(表格另有一列交流型約 0.5 到 500 mm,表頭排版亂,哪一列是哪一列不易判讀,上架前請人看一次原表);磁致伸縮範圍下限內文寫 150 mm、表格寫 15 mm;超音波內文約 0.1 到 10 m、表格單位寫 mm;雷射的表格範圍疑似打錯),單位與數字的不一致不只一處,請看該型號的規格書。來源 4 的規格表有部分亂碼,只引用「毫米到公分級」與「微米到奈米級」的定性說法。
- 來源之間說法不完全一樣:「位移」與「測距」的用字不同——來源 4 把飛行時間式叫雷射測距感測器、三角式叫雷射位移感測器,來源 1、2 把連續輸出位置或距離的都放在量測式;嘉鴻站上頁面的名稱兩種都有,本文只用「位移感測器」指輸出連續值的一類。來源 7 對雷射位移與磁致伸縮的說法是在一篇「差動變壓器與其他方法比較」的文章裡寫的,對這兩種方法的說法偏負面,用的是口語的「不好用在」,沒有附測試條件。
- 單一來源:開關式與量測式的優缺點(來源 1);斷電後輸出是否保持、各型式範圍(來源 2);距離的定義、標準目標、校正係數與遲滯(來源 3);雷射兩類的原理與精度等級(來源 4);4 到 20 mA 與 0 到 10 V 的優缺點(來源 5);埋入與非埋入的安裝(來源 6);雷射位移與磁致伸縮的環境限制(來源 7)。
- 有立場的資料:來源 1、2、3、6、7 出自製造商、廠商或廠商人員,來源 4、5 是賣方的頁面;沒有一份是標準本身或第三方的測試報告。
- 日期的說明:來源 7 的發表與修改日期取自網頁的中繼資料,頁面可見處沒有;來源 6 的 © 2026 是頁尾的版權標示,不是發布日期。
- 來源的原文是英文:中文是本文的翻譯。
- 範圍:「近接感測器」在本文指電感式與電容式;「位移感測器」指量位置或距離、輸出連續值的感測器,包括雷射與磁致伸縮等;光電開關與編碼器不在範圍(位移側的「雷射感測器」一頁,頁面寫的用途偏物件偵測,見「嘉鴻能幫的」);也不談型號對照、價格與交期。
- 安全相關:感測器常用在機台的檢出與定位;本文只轉述公開資料的說法與選型思路,沒有寫「符合法規」或「這樣就安全」;安全迴路的設計請依設備廠商與現場規定。
- 設備與商品:「嘉鴻能幫的」只取商品頁的名稱字樣,各款的感應距離、量測範圍、輸出與精度,本文沒有引用,也沒有讀到規格書,請洽詢;商品頁的料號、廠牌、儀器型號、商品名稱前面的宣傳字樣、金額與其他商品的介紹,本文沒有引用。有幾頁的型號清單、規格表與說明文字前後不完全一致,本文沒有引用這些說法,請洽詢確認。
- 同名商品頁:近接側有三頁的商品名稱都是「近接感測器」,位移側有兩頁名稱含「雷射」,連結文字不含品牌與型號,用「另一頁」區分;兩頁雷射的商品是同一款感測器的不同頁面,不是兩種產品。
- 本文的整理:本文沒有使用「本文的整理」標記。「怎麼選」一節把各來源的說法分成「用近接感測器」「用位移感測器」「輸出要接控制器」「交界附近」四種情況,是整理,不是來源的原句,並已寫明來源沒有給界線與價差。
參考資料(文中 [n])
- 一家感測器製造商的線上產品型錄(Sensors and Systems)第 31 頁、第 32 頁(依 EN 60947-5-2:有效/可用/保證動作距離、遲滯 ≤ 20%、重複精度 ≤ 10%、23 ± 5 °C)
- 一家位移感測器廠的雷射三角測量感測器資料表摘錄(Laser displacement sensors (triangulation);50 mm 型規格、16/12 位元類比輸出、Class 2、< 1 mW 670 nm)
- 一家感測器製造商的量測用語說明(Important Terminology for Measurement System Selection)(Measurement Library;線性度、F.S.、重複精度定義與 ±1.2 µm 範例)
- 一家位移感測器廠英國分公司總經理撰文:Ten things you need to know about precision displacement measurement(Eureka 雜誌,頁面未標日期)
- IEC, IEC 60947-5-2:2019(Edition 4.0)官方頁
- 同一家位移感測器廠的產品總覽型錄(型錄 PDF;長距離雷射測距、渦電流式說明)
- 一家磁致伸縮感測器廠的類比輸出資料表(Document 552061 EN)
- 一家儀器廠的使用手冊(M212411EN-B)”Default mA output value”(NAMUR NE 43 電流範圍)
- IEC, IEC 61131-9:2022(Edition 2.0,SDCI/IO-Link)官方頁
- 一家感測器製造商的 IO-Link 接線說明(20 m 非遮蔽電纜、3 芯、M12 A/B 類埠、COM1~COM3)
- IEC, IEC 60825-1:2014(Edition 3.0)官方頁