接近開關(guān)的分類與學(xué)習(xí)

1、一、電感式接近開關(guān)：只能檢測金屬物體1. 工作原理電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)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(gè)能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。2.工作流程方框圖術(shù)語解釋1. 檢測距離: 動(dòng)作距離是指檢測體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（接近開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動(dòng)作時(shí)測得的基準(zhǔn)位置到檢測面的空間距離。額定動(dòng)作距離指接近開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。 2. 設(shè)定距離：接近開關(guān)在實(shí)

2、際工作中整定的距離，一般為額定動(dòng)作距離的0.8倍。 3. 回差值: 動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。4. 標(biāo)準(zhǔn)檢測體：可使接近開關(guān)作比較的金屬檢測體。本廠所采用的檢測體為正方形的A3鋼，厚度為1mm，所采用的邊長是接近開關(guān)檢測面的2.5倍。5. 輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時(shí)，常開型的接近開關(guān)所接通的負(fù)載，由于接近開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。6. 檢測方式：分埋入式和非埋入式。埋入式的接近開關(guān)在安裝上為齊平安裝型，可與安裝的金屬物件形成同一表面，非埋入式的接近開關(guān)則需把感應(yīng)頭露出，以達(dá)到其長檢測距離的目的。7.響應(yīng)頻率f：按規(guī)

3、定的1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，接近開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。 響應(yīng)時(shí)間t：接近開關(guān)檢測到物體時(shí)間到接近開關(guān)出現(xiàn)電平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間之差?？捎霉綋Q算    t=1/f8.導(dǎo)通壓降：既接近開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)內(nèi)輸出晶體管上的電壓降。以NPN型輸出的接近開關(guān)為例9.輸出形式：分npn二線，npn三線，npn四線，pnp二線，pnp三線，pnp四線，DC二線，AC二線，AC五線（自帶繼電器）等幾種常用的形式輸出。注意事項(xiàng)1：當(dāng)檢測物體為非金屬時(shí)，檢測距離要減小，另外很薄的鍍膜層也是檢測不到的。2：電感式接近開關(guān)的接通時(shí)間為50ms，所以在用戶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，當(dāng)負(fù)載和接近開關(guān)采

4、用不同電源時(shí)，務(wù)必先接通接近開關(guān)的電源。3: 當(dāng)使用感性負(fù)載（如燈、電動(dòng)機(jī)等）時(shí)，其瞬態(tài)沖擊電流較大，可能劣化或損壞交流二線的接近開關(guān)，在這種情況下，請經(jīng)過交流繼電器作為負(fù)載來轉(zhuǎn)換使用。4: 請勿將接近開關(guān)置于200Gauss以上的直流磁場環(huán)境下使用，以免造成誤動(dòng)作。5：DC二線的接近開關(guān)具有0.5-1mA的靜態(tài)泄漏電流，在和一些對DC二線接近開關(guān)泄漏電流要求較高的場合下盡量使用DC三線的接近開關(guān)。6：避免接近開關(guān)在化學(xué)溶劑，特別是在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿的環(huán)境下使用。7：本廠產(chǎn)品均為SMD工藝生產(chǎn)制造，并經(jīng)嚴(yán)格的測試合格后才出廠，在一般情況下使用均不會(huì)出現(xiàn)損壞。為了保證意外性發(fā)生，請用戶在接通電源前檢查

5、接線是否正確，核定電壓是否為額定值。8： 為了使接近開關(guān)長期穩(wěn)定工作，請務(wù)必進(jìn)行定期的維護(hù)，包括檢測物體和接近開關(guān)的安裝位置是否有移動(dòng)或松動(dòng)，接線和連接部位是否接觸不良，是否有金屬粉塵粘附。二、電容式接近開關(guān)1.工作原理電容式接近開關(guān)亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它的測量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是物體的本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開關(guān)的檢測物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測較低介電常數(shù)的物體時(shí)，可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后

6、部）來增加感應(yīng)靈敏度，一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作。附錄1：部分常用材料的介電常數(shù)材料介電常數(shù)材料介電常數(shù)水80軟橡膠2.5大理石8松節(jié)油2.2云母6水80陶瓷4.4酒精25.8硬橡膠4電木3.6玻璃5電纜2.5硬紙4.5油紙4空氣1汽油2.2合成樹脂3.6米3.5賽璐璐3聚丙稀2.3普通紙2.3聚乙稀2.9有機(jī)玻璃3.2紙碎屑4聚乙稀2.3石英玻璃3.7苯乙稀3硅2.8石蠟2.2變壓器油2.2石英沙4.5木材2-72.工作流程方框圖3.安裝要求附錄2：標(biāo)注及含義 標(biāo)號(hào)安裝距離說明S11Sn檢測面與支架的間距S23Sn檢測面與背景的間距S35Sn并列安裝間距S

7、43Sn檢測面與側(cè)壁的間距注：1. Sn為電容式接近開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)檢測距離。2.高防水等級(jí)的產(chǎn)品均不具備靈敏度調(diào)節(jié)功能，另外其檢測距離為標(biāo)準(zhǔn)值的1/2或1/3，甚至更小。注意事項(xiàng)：電容式接近開關(guān)理論上可以檢測任何物體，當(dāng)檢測過高介電常數(shù)物體時(shí)，檢測距離要明顯減小，這時(shí)即使增加靈敏度也起不到效果。2：電容式接近開關(guān)的接通時(shí)間為50ms，所以在用戶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，當(dāng)負(fù)載和接近開關(guān)采用不同電源時(shí)，務(wù)必先接通接近開關(guān)的電源。3: 當(dāng)使用感性負(fù)載（如燈、電動(dòng)機(jī)等）時(shí)，其瞬態(tài)沖擊電流較大，可能劣化或損壞交流二線的電容式接近開關(guān)，在這種情況下，請經(jīng)過交流繼電器作為負(fù)載來轉(zhuǎn)換使用。4: 請勿將接近開關(guān)置于200Ga

8、uss以上的直流磁場環(huán)境下使用，以免造成誤動(dòng)作。5：DC二線的接近開關(guān)具有0.5-1mA的靜態(tài)泄漏電流，在和一些對DC二線接近開關(guān)泄漏電流要求較高的場合下盡量使用DC三線的接近開關(guān)。6：避免接近開關(guān)在化學(xué)溶劑，特別是在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿的環(huán)境下使用。7：本廠產(chǎn)品均為SMD工藝生產(chǎn)制造，并經(jīng)嚴(yán)格的測試合格后才出廠，在一般情況下使用均不會(huì)出現(xiàn)損壞。為了保證意外性發(fā)生，請用戶在接通電源前檢查接線是否正確，核定電壓是否為額定值。8： 為了使電容式接近開關(guān)長期穩(wěn)定工作，由于其受潮濕、灰塵等因素的影響比較大，請務(wù)必進(jìn)行定期的維護(hù)，包括檢測物體和接近開關(guān)的安裝位置是否有移動(dòng)或松動(dòng)，接線和連接部位是否接觸不良，是否有

9、粉塵粘附。三、紅外線光電開關(guān)紅外線屬于一種電磁射線，其特性等同于無線電或X射線。人眼可見的光波是380nm-780nm，發(fā)射波長為780nm-1mm的長射線稱為紅外線，浙江省洞頭縣光電開關(guān)廠生產(chǎn)的紅外線光電開關(guān)優(yōu)先使用的是接近可見光波長的近紅外線。    紅外線光電開關(guān)（光電傳感器）屬于光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測。根據(jù)檢測方式的不同，紅外線光電開關(guān)可分為 1.漫反射式光電開關(guān)漫反射光電開關(guān)是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過時(shí)，將

10、光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測模式。  引起理想漫反射的光度分布 局部較強(qiáng)漫反射時(shí)的光度分布 2.鏡反射式光電開關(guān) 鏡反射式光電開關(guān)亦是集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡，反射回接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號(hào)。3.對射式光電開關(guān) 對射式光電開關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器。當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)

11、。當(dāng)檢測物體是不透明時(shí)，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測模式。4.槽式光電開關(guān) 槽式光電開關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測到的開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較安全可靠的適合檢測高速變化，分辨透明與半透明物體。5.光纖式光電開關(guān)光纖式光電開關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測物體不在相近區(qū)域的檢測。通常光纖傳感器分為對射式和漫反射式。術(shù)語解釋1.檢測距離: 動(dòng)作距離是指檢測體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（光電開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動(dòng)作時(shí)測得的基準(zhǔn)位置到檢測面的空間距離。額定動(dòng)作距離指接近開

12、關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。  2.回差距離：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。  3.響應(yīng)頻率：按規(guī)定的1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。 4.輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時(shí)，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載，由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。 5.檢測方式：根據(jù)光電開關(guān)在檢測物體時(shí)，發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式，鏡反射式，對射式等。(詳見工作原理說明) 6.輸出形式：分npn二線，npn三線，npn四線，pnp二線，pnp三線，pnp四線，AC二線，A

13、C五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的形式輸出。 7.指向角：常見GDKG光電傳感器的指向角示意圖漫反射式光電開關(guān)鏡反射式光電開關(guān)對射式光電開關(guān) 8.防護(hù)等級(jí)（外殼封裝）： 9.表面反射率：對于漫反射式光電開關(guān)發(fā)出的光線需要被檢測物表面將足夠的光線反射回漫反射開關(guān)的接受器，所以檢測距離和被檢測物體的表面反射率將是決定接受器接收到光線的強(qiáng)度大小，粗糙的表面反射回的光線必將小于光滑表面反射回的強(qiáng)度，而且，被檢測物體的表面必須垂直于光電開關(guān)的發(fā)射光線。常用材料的反射率參考圖如下所示：材料反射率材料反射率白畫紙90%不透明黑色塑料14%報(bào)

14、紙55%黑色橡膠4%餐巾紙47%黑色布料3%包裝箱硬紙板68%未拋光白色金屬表面130%潔凈松木70%光澤淺色金屬表面150%干凈粗木板20%不銹鋼200%透明塑料杯40%木塞35%半透明塑料瓶62%啤酒泡沫70%不透明白色塑料87%人的手掌心75% 10.環(huán)境特性：GDKG光電開關(guān)應(yīng)用的環(huán)境亦是影響其長期工作可靠性的重要條件。當(dāng)光電開關(guān)工作于最大檢測距離狀態(tài)時(shí)，由于光學(xué)透鏡會(huì)被環(huán)境中的污物粘住，甚至?xí)灰恍?qiáng)酸性物質(zhì)腐蝕，以至降低使用參數(shù)特性，這些變量盡管已列入我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)考慮范圍之內(nèi)，但它終究是造成可靠性降低的最大因數(shù)，其較簡便的解決方法是根據(jù)GDKG傳感器的最大檢測距離（Sn

15、）降額使用來確定最佳工作距離。四、位移傳感器1. 原理簡介位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器，我廠所生產(chǎn)的是電感式位移傳感器。該位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。該位移傳感器具有無滑動(dòng)觸點(diǎn)，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。位移傳感器主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控

16、制。本廠的位移傳感器在設(shè)計(jì)和制造上均按標(biāo)準(zhǔn)工藝嚴(yán)格生產(chǎn)，產(chǎn)品一律使用樹脂封裝完整，在出廠前均已通過檢驗(yàn)、老化測試，使可靠性和工作壽命得到充分保障2. 輸出特性曲線3. 位移傳感器的常用參考數(shù)據(jù)表（1）型號(hào)VLG10-8VLN20-8VP1-P10工作電壓15-30VDC15-30VDC15-30VDC靜態(tài)功耗0.8W0.8W0.5W輸出電流5mA5mA5mA輸出電壓0-10VDC0-10VDC0-10VDC線性距離2-10mm4-16mm4-20mm外型尺寸點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看重復(fù)精度1.0%1.5%1.5%響應(yīng)時(shí)間3ms5ms5ms環(huán)境溫度-2575-2575-2575環(huán)境濕度95%RH

17、（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）靈敏度調(diào)節(jié)具備具備具備輸出形式雙態(tài)通用雙態(tài)通用單態(tài)輸出驅(qū)動(dòng)形式運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)使用壽命10000h10000h10000h    位移傳感器的常用參考數(shù)據(jù)表（2）型號(hào)VLF5-8VLK12-8VLS30-8工作電壓15-30VDC15-30VDC15-30VDC靜態(tài)功耗0.8W0.8W0.5W輸出電流5mA5mA5mA輸出電壓0-10VDC0-10VDC0-10VDC線性距離1-5mm2-12mm4-30mm外型尺寸點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看重復(fù)精度0.5%1.5%1.5%響應(yīng)時(shí)間2ms3ms5ms環(huán)境溫度-

18、2575-2575-2575環(huán)境濕度95%RH（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）靈敏度調(diào)節(jié)具備具備具備輸出形式雙態(tài)通用雙態(tài)通用雙態(tài)通用驅(qū)動(dòng)形式運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)使用壽命10000h10000h10000h  位移傳感器的常用參考數(shù)據(jù)表（3）型號(hào)VJG20-8VPD40-8VPE50-8工作電壓15-30VDC15-30VDC15-30VDC靜態(tài)功耗0.8W0.8W0.5W輸出電流5mA5mA5mA輸出電壓0-10VDC0-10VDC0-10VDC線性距離4-20mm8-40mm15-50mm外型尺寸點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看點(diǎn)擊查看重復(fù)精度1.0%1.5%1.5%響應(yīng)時(shí)間

19、3ms5ms5ms環(huán)境溫度-2575-2575-2575環(huán)境濕度95%RH（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）95%RH（25時(shí)）靈敏度調(diào)節(jié)具備具備具備輸出形式雙態(tài)通用雙態(tài)通用雙態(tài)通用驅(qū)動(dòng)形式運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)使用壽命10000h10000h10000h五、霍爾開關(guān)一、原理簡介當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達(dá)式為U=K·I·B/d其中K為霍爾系數(shù)，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場（洛倫慈力Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d是薄片的厚度。由此可見，霍爾效應(yīng)的靈敏度高

20、低與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。我廠生產(chǎn)的霍爾開關(guān)就屬于這種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又具備工業(yè)場合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求?；魻栭_關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時(shí)，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關(guān)類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號(hào)輸出之分。我廠生產(chǎn)的霍爾開關(guān)具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)

21、境下可靠的工作。霍爾開關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān)，壓力開關(guān)，里程表等，作為一種新型的電器配件。二、內(nèi)部原理圖三、輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性術(shù)語解釋1.磁感應(yīng)強(qiáng)度：霍爾開關(guān)在工作時(shí)，它所要求磁鋼具有的磁場強(qiáng)度的大小。一般磁感應(yīng)強(qiáng)度值B為0.02-0.05T。 2.響應(yīng)頻率：按規(guī)定的1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，允許霍爾開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。 3.輸出狀態(tài)：分常開、常閉、鎖存。例如當(dāng)無檢測物體時(shí)，常開型的 霍爾開關(guān)所接通的負(fù)載，由于霍爾開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。 4.輸出形式：分NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的形式輸出。 5.動(dòng)作距離: 動(dòng)作距離是指檢測體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（霍爾開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動(dòng)作時(shí)測得的基準(zhǔn)位置到檢測面的空間距離。額定動(dòng)作距離指 霍爾開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。（本廠匹配磁鋼時(shí)使用此參數(shù)）  6.回差距離：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。（本廠匹配磁鋼時(shí)使用此參數(shù)）注意事項(xiàng)：1： 本廠的直流型霍爾開關(guān)產(chǎn)品，所使用的 電壓為3-28VDC，其典型的應(yīng)用范圍一般采用5-24VDC，過高的電壓會(huì)引起內(nèi)部霍爾元器件穩(wěn)升而變的不穩(wěn)定，而過低的電壓容易讓外界的溫度變化影響磁場強(qiáng)度特性，從