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1、第四章:第五節(jié)接近開關簡介接近開關又稱無觸點行程開關。它能在一定的距離(幾毫米至幾十毫米)內檢測有無物體靠近。當物體與其接近到設定距離時,就可以發(fā)出“動作”信號。接近開關的核心部分是“感辨頭”,它對正在接近的物體有很高的感辨能力。7/14/20211接近開關外形7/14/20212接近開關外形7/14/20213接近開關外形(續(xù))7/14/20214一、常用的接近開關分類常用的接近開關有電渦流式(俗稱電感接近開關,以下僅以電感接近開關稱呼之)、電容式、磁性干簧開關、霍爾式、光電式、微波式、超聲波式等。7/14/20215二、接近開關的特點接近開關與被測物不接觸、不會產(chǎn)生機械磨損和疲勞損傷、工
2、作壽命長、響應快、無觸點、無火花、無噪聲、防潮、防塵、防爆性能較好、輸出信號負載能力強、體積小、安裝、調整方便;缺點是觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。7/14/20216三.接近開關的主要性能指標:額定動作距離、工作距離、動作滯差、重復定位精度(重復性)、動作頻率等。7/14/20217四、電渦流接近開關(電感接近開關)的工作原理電渦流式接近開關俗稱電感接近開關,屬于一種開關量輸出的位置傳感器。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成,利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生交變電磁場的振蕩感辨頭時,使物體內部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關,使接近開關振蕩能力衰減,內部電路的參數(shù)發(fā)生變化,由此識別出有無
3、金屬物體接近,進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導電性能良好的金屬物體。7/14/20218五、電渦流接近開關原理框圖7/14/20219六、常見接近開關的型號說明(摘自浙江·洞頭開關廠資料)7/14/202110七、接近開關的術語解釋(1)1.動作(檢測)距離:動作距離是指檢測體按一定方式移動時,從基準位置(接近開關的感應表面)到開關動作時測得的基準位置到檢測面的空間距離。額定動作距離是指接近開關動作距離的標稱值。2.設定距離:指接近開關在實際工作中的整定距離,一般為額定動作距離的0.8倍。被測物與接近開關之間的安裝距離一般等于額定動作距離,以保證工作可靠。安裝后還須通
4、過調試,然后緊固。3.復位距離:接近開關動作后,又再次復位時的與被測物的距離,它略大于動作距離。4.回差值:動作距離與復位距離之間的絕對值。回差值越大,對外界的干擾以及被測物的抖動等的抗干擾能力就越強。7/14/202111接近開關的檢測距離與回差7/14/202112接近開關的術語解釋(2)標準檢測體:可與現(xiàn)場被檢金屬作比較的標準金屬檢測體。標準檢測體通常為正方形的A3鋼,厚度為1mm,所采用的邊長是接近開關檢測面直徑的2.5倍。7/14/202113不同材料的金屬檢測物對電渦流接近開關動作距離的影響(以Fe為參考金屬)電渦流線圈的阻抗變化與金屬導體的電導率、磁導率等有關。對于非磁性材料,
5、被測體的電導率越高,則靈敏度越高;被測體是磁性材料時,其磁導率將影響電渦流線圈的感抗,其磁滯損耗還將影響電渦流線圈的Q值。磁滯損耗大時,其靈敏度通常較高。7/14/202114接近開關的術語解釋(3)接近開關的安裝方式:分齊平式和非齊平式。齊平式(又稱埋入型)的接近開關表面可與被安裝的金屬物件形成同一表面,不易被碰壞,但靈敏度較低;非齊平式(非埋入安裝型)的接近開關則需要把感應頭露出一定高度,否則將降低靈敏度。7/14/202115接近開關的安裝方式齊平式安裝非齊平式安裝7/14/202116接近開關的術語解釋(4)響應頻率f:按規(guī)定,在1秒的時間間隔內,接近開關動作循環(huán)的最大次數(shù),重復頻率
6、大于該值時,接近開關無反應。響應時間t:接近開關檢測到物體時刻到接近開關出現(xiàn)電平狀態(tài)翻轉的時間之差??捎霉綋Q算:t=1/f7/14/202117響應頻率及響應時間示意圖7/14/202118接近開關的術語解釋(5)輸出狀態(tài):常開/常閉型接近開關當無檢測物體時,對常開型接近開關而言,由于接近開關內部的輸出三極管截止,所接的負載不工作(失電);當檢測到物體時,內部的輸出級三極管導通,負載得電工作。對常閉型接近開關而言,當未檢測到物體時,三極管反而處于導通狀態(tài),負載得電工作;反之則負載失電。7/14/202119接近開關的術語解釋(6)常用的輸出形式有:NPN二線,NPN三線,NPN四線,PNP
7、二線,PNP三線,PNP四線,DC二線,AC二線,AC五線(帶繼電器)等幾種,讀者可查閱以下有關資料。7/14/202120輸出形式(1~4)負載負載7/14/202121輸出形式(5~8)負載負載負載7/14/202122接近開關的術語解釋(7)導通壓降:接近開關在導通狀態(tài)時,開關內部的輸出三極管集電極與發(fā)射極之間的電壓降。一般情況下,導通壓降約為0.3V。7/14/202123導通壓降0.3V7/14/2