在本文中，我們將討論NPN傳感器的應(yīng)用和識(shí)別，闡明它們工作的原因以及如何在控制電路設(shè)置中正確使用它們。

大多數(shù)工程師和技術(shù)人員將傳感器設(shè)想為將過(guò)程信息發(fā)送到控制系統(tǒng)（如PLC、VFD或類似設(shè)備）的設(shè)備。這個(gè)思考過(guò)程可能是正確的，但我們不應(yīng)該過(guò)于拘泥于思考信息流和電流在同一個(gè)方向上的流動(dòng)。

NPN傳感器雖然很常見(jiàn)，但會(huì)顛倒電流流動(dòng)的典型心理畫(huà)面。

當(dāng)面臨安裝新傳感器或更換出現(xiàn)故障的傳感器的任務(wù)時(shí)，技術(shù)人員或工程師面臨著一個(gè)決定。大多數(shù)典型工業(yè)直流傳感器的極性可以是PNP或NPN。

PNP品種通常更容易理解，因?yàn)樗裱娏鞯某Ｒ?guī)定向流動(dòng)。盡管NPN傳感器仍然遵循電氣原理，但它們可能更加令人困惑。

傳感器用于控制系統(tǒng)向控制器提供信息，例如PLC或電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。該輸入信息用于確定輸入條件是真還是假，或者換句話說(shuō)，檢測(cè)電流流動(dòng)或不流動(dòng)。

重要的是要記住，電流會(huì)從正極流向負(fù)極。該電流方向與信息被表示為“進(jìn)入”控制器這一事實(shí)沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。

NPN傳感器的操作

簡(jiǎn)要總結(jié)NPN極性傳感器的操作，當(dāng)斷電時(shí)，電流不能流過(guò)負(fù)載線。但是，當(dāng)通過(guò)使用任何傳感方法（電感、光學(xué)等）通電時(shí)，電流會(huì)通過(guò)負(fù)載線流入傳感器，然后將電流返回到地。

典型NPN傳感器的接線圖。連接到+V的負(fù)載矩形符號(hào)表示一個(gè)源輸入模塊，需要一個(gè)漏（NPN）傳感器。

為了完成內(nèi)部電路，電流必須從控制模塊（如PLC輸入模塊）發(fā)出并進(jìn)入傳感器。

電流流出輸入模塊的概念是NPN傳感器似乎與傳統(tǒng)電流方向相反的主要原因。重要的是要記住，控制器上的輸入端子僅檢查電流是否在流動(dòng)，對(duì)于電流可以流向哪個(gè)方向沒(méi)有固有的限制。

關(guān)于是否需要NPN傳感器的一個(gè)快速指標(biāo)是輸入模塊的公共電壓。

如果一組輸入端子的公共線連接到+24VDC，則該電壓將出現(xiàn)在每個(gè)單獨(dú)的輸入端子上，這可以用電壓表進(jìn)行驗(yàn)證。因此，該模塊是電流源，稱為“源”模塊。

為了使傳感器與源輸入模塊兼容，該傳感器必須允許電流通過(guò)負(fù)載線流入并將電流返回到地。這被稱為“下沉”式傳感器，只要存在源模塊就必須使用。

在某些器件結(jié)構(gòu)中，模塊將固定為漏極或源極模式，并且無(wú)法更改。其他時(shí)候，更改公共線的目的地是在源和接收器之間切換所需的唯一更改。

NPN傳感器接線圖

輸入模塊的公共電壓可以通過(guò)觀察公共線或通過(guò)測(cè)量每個(gè)輸入端的電壓來(lái)識(shí)別。然而，通過(guò)簡(jiǎn)單的觀察來(lái)識(shí)別傳感器的極性有時(shí)會(huì)更加困難。

在另一篇討論P(yáng)NP傳感器的文章中，幾個(gè)具有代表性的設(shè)備圖顯示了具有+V、-V以及負(fù)載線。這條負(fù)載線連接到負(fù)載設(shè)備的矩形符號(hào)上，通常是PLC輸入端子。該負(fù)載矩形的另一側(cè)將連接到電源或接地。

在NPN傳感器圖中，負(fù)載設(shè)備將顯示為直接連接到+V源。

此連接代表輸入模塊的公共電壓線，它也連接到+V源。傳感器通電時(shí)，輸入模塊為+V接，傳感器為-V接，完成電路。

電流可以流過(guò)完整的電路，輸入模塊檢測(cè)傳感器的通電。

具有常開(kāi)和常閉輸出的NPN傳感器的接線圖。連接到+V的負(fù)載設(shè)備顯示兩個(gè)輸出均為NPN極性。

要測(cè)試NPN傳感器的極性，請(qǐng)從輸入模塊上拆下負(fù)載線。用電壓表測(cè)量開(kāi)路負(fù)載線，觀察傳感器通電時(shí)的電壓。NPN傳感器將在“開(kāi)路”和接地之間擺動(dòng)，無(wú)論通電狀態(tài)如何，這可能幾乎始終顯示0伏。相比之下，PNP傳感器將在0到24伏之間切換。

NPN傳感器的構(gòu)造

NPN傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用同名晶體管，基于半導(dǎo)體的NPN層結(jié)構(gòu)。在這個(gè)晶體管內(nèi)部，當(dāng)基極引腳被提供小電流時(shí)，例如來(lái)自實(shí)際傳感器傳感器的電流，大量電流從集電極流向發(fā)射極。

通往PLC的負(fù)載線連接到底座。通電后，電流將從PLC流入集電極，并通過(guò)傳感器返回地面。

這樣，電流從負(fù)載線進(jìn)入傳感器并返回到地，這是NPN傳感器的特性操作。

NPN漏極傳感器在相互作用的輸入模塊為源極時(shí)是必需的，即持續(xù)向輸入端子提供電壓。當(dāng)傳感器通電時(shí)，電流從模塊流向傳感器并返回接地。