如何识别和使用NPN传感器

在本文中，我们将讨论NPN传感器的应用和识别，阐明它们工作的原因以及如何在控制电路设置中正确使用它们。

大多数工程师和技术人员将传感器设想为将过程信息发送到控制系统（如PLC、VFD或类似设备）的设备。这个思考过程可能是正确的，但我们不应该过于拘泥于思考信息流和电流在同一个方向上的流动。

NPN传感器虽然很常见，但会颠倒电流流动的典型心理画面。

当面临安装新传感器或更换出现故障的传感器的任务时，技术人员或工程师面临着一个决定。大多数典型工业直流传感器的极性可以是PNP或NPN。

PNP品种通常更容易理解，因为它遵循电流的常规定向流动。尽管NPN传感器仍然遵循电气原理，但它们可能更加令人困惑。

传感器用于控制系统向控制器提供信息，例如PLC或电机驱动器。该输入信息用于确定输入条件是真还是假，或者换句话说，检测电流流动或不流动。

重要的是要记住，电流会从正极流向负极。该电流方向与信息被表示为“进入”控制器这一事实没有任何关联。

NPN传感器的操作

简要总结NPN极性传感器的操作，当断电时，电流不能流过负载线。但是，当通过使用任何传感方法（电感、光学等）通电时，电流会通过负载线流入传感器，然后将电流返回到地。

典型NPN传感器的接线图。连接到+V的负载矩形符号表示一个源输入模块，需要一个漏（NPN）传感器。

为了完成内部电路，电流必须从控制模块（如PLC输入模块）发出并进入传感器。

电流流出输入模块的概念是NPN传感器似乎与传统电流方向相反的主要原因。重要的是要记住，控制器上的输入端子仅检查电流是否在流动，对于电流可以流向哪个方向没有固有的限制。

关于是否需要NPN传感器的一个快速指标是输入模块的公共电压。

如果一组输入端子的公共线连接到+24VDC，则该电压将出现在每个单独的输入端子上，这可以用电压表进行验证。因此，该模块是电流源，称为“源”模块。

为了使传感器与源输入模块兼容，该传感器必须允许电流通过负载线流入并将电流返回到地。这被称为“下沉”式传感器，只要存在源模块就必须使用。

在某些器件结构中，模块将固定为漏极或源极模式，并且无法更改。其他时候，更改公共线的目的地是在源和接收器之间切换所需的唯一更改。

NPN传感器接线图

输入模块的公共电压可以通过观察公共线或通过测量每个输入端的电压来识别。然而，通过简单的观察来识别传感器的极性有时会更加困难。

在另一篇讨论PNP传感器的文章中，几个具有代表性的设备图显示了具有+V、-V以及负载线。这条负载线连接到负载设备的矩形符号上，通常是PLC输入端子。该负载矩形的另一侧将连接到电源或接地。

在NPN传感器图中，负载设备将显示为直接连接到+V源。

此连接代表输入模块的公共电压线，它也连接到+V源。传感器通电时，输入模块为+V接，传感器为-V接，完成电路。

电流可以流过完整的电路，输入模块检测传感器的通电。

具有常开和常闭输出的NPN传感器的接线图。连接到+V的负载设备显示两个输出均为NPN极性。

要测试NPN传感器的极性，请从输入模块上拆下负载线。用电压表测量开路负载线，观察传感器通电时的电压。NPN传感器将在“开路”和接地之间摆动，无论通电状态如何，这可能几乎始终显示0伏。相比之下，PNP传感器将在0到24伏之间切换。

NPN传感器的构造

NPN传感器的内部结构使用同名晶体管，基于半导体的NPN层结构。在这个晶体管内部，当基极引脚被提供小电流时，例如来自实际传感器传感器的电流，大量电流从集电极流向发射极。

通往PLC的负载线连接到底座。通电后，电流将从PLC流入集电极，并通过传感器返回地面。

这样，电流从负载线进入传感器并返回到地，这是NPN传感器的特性操作。

NPN漏极传感器在相互作用的输入模块为源极时是必需的，即持续向输入端子提供电压。当传感器通电时，电流从模块流向传感器并返回接地。