接近開關設計課件

接近開關設計設計人：薛用杰焦靜茹胡賀玲顏盼盼宋丹趙麗萍

設計要求：

接近開關（proximityswitch)又稱為無觸點行程開關，它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置。在各類開關中,能夠?qū)咏奈锛小案兄蹦芰Φ脑Q為位移傳感器。而利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通斷目的開關為接近開關。接近開關是一種新型集成化的開關，是理想的電子開關量傳感器

耐高壓接近開關光電開關電感上接近開關電容式接近開關無觸店接近開關打印機（光電開關）主要用途接近開關在航空、航天技術以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動門，自動熱風機上都有應用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關組成的防盜裝置。在測量技術中，如長度，位置的測量；自動熱風扇自動門結(jié)構圖工作原理光電開關電路

分類：

位移傳感器可以根據(jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關有以下幾種：無源接近開關渦流式接近開關電容式接近開關霍爾接近開關光電式接近開關其它型式的接近開關1.無源接近開關

這種開關不需要電源，通過磁力感應控制開關的閉合狀態(tài)。當磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關磁場時，和開關內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點：不需要電源，非接觸式，免維護，環(huán)保。

3.電容式接近開關

這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(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，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。

電容式接近開關原理框圖4.霍爾接近開關

霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。6.其它型式的接近開關當觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時，接近到的波的頻率會發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時，接近開關接收到的反射信號會產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識別出有無物體接近。接近開關的接線

常用的的兩線制和三線制接近開為例，三線制接近開關又分為NPN型和PNP型兩線制：接近開關與負載串聯(lián)后接到電源即可三線制接近開：紅（棕）線接電源正端；藍線接電源0V端；黃（黑）線為信號，應接負載。

接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或PLC的數(shù)字量輸入模塊。如果“負載”是PLC的輸入，則具體接線依照PLC的邏輯不同而不同。根據(jù)負載是何種邏輯決定如何并接電阻，并接電阻的原則就是讓所并接的電阻“分流”掉一部分電流，因此實際接線時要查看PLC的輸入部分的內(nèi)部電路再決定如何接線。

在布線及接線時應注意的問題：電力線、動力線應盡量遠離接近開關引線，無法避免時應將金屬管套在外部并接地，以防開關損壞或誤動作。嚴禁通電接線，并應按接線輸出回路原理圖接線。最好不要用兩個接近開關的輸出線控制同一個繼電器的同一個線圈，否則將無法辨認動作的來源，有時甚至產(chǎn)生誤動作。使用過程中應注意事項

1.被檢測體不應接觸接近開關，以免因摩擦及碰撞而損傷接近開關。2.用手拉拽接近開關引線會損壞接近開關，安裝時最好在引線距開關10厘米處用線卡固定牢固3.開關使用距離應設定在額定距離的2/3以內(nèi)，以免受溫度和電壓影響，溫度和電壓的高低都將影響接近開關的靈敏度。接近開關的選型當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近開關，該類型接近開關對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏當檢測體為非金屬材料時，如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近開關。金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近開關或超聲波型接近開關。對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關或霍爾式接近開關。

選用注意事項：在一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，通常都選用渦流式接近開關和電容式接近開關。因為這兩種接近開關對環(huán)境的要求條件較低。若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時應考慮環(huán)境因素的影響

若被測物為導磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內(nèi)時，應選用霍爾接近開關，它的價格最低。在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關。光電接近開關工作時對被測對象幾乎無任何影。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上都被廣泛地使用。在防盜系統(tǒng)中，自動門通常使用熱釋電接近開關、超聲波接近開關、微波接近開關。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關往往被復合使用。無論選用哪種接近開關，都應注意對工作電壓、負載電流、響應頻率、檢測距離等各項指標的要求。接近開關技術指標檢測動作距離測定;當動作片由正面靠近接近開關的感應面時，使接近開關動作的距離為接近開關的最大動作距離，測得的數(shù)據(jù)應在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。釋放距離的測定;當動作片由正面離開接近開關的感應面，開關由動作轉(zhuǎn)為釋放時，測定動作片離開感應面的最大距離。

回差H的測定;最大動作距離和釋放距離之差的絕對值。.動作頻率測定;用調(diào)速電機帶動膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調(diào)整開關感應面和動作片間的距離，約為開關動作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動圓盤，依次使動作片靠近接近開關，在圓盤主軸上裝有測速裝置，開關輸出信號經(jīng)整形，接至數(shù)字頻率計。此時啟動電機，逐步提高轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速與動作片的乘積與頻率計數(shù)相等的條件下，可由頻率計直接讀出開關的動作頻率。

重復精度測定;將動作片固定在量具上，由開關動作距離的120%以外，從開關感應面正面靠近開關的動作區(qū)，運動速度控制在0.1mm/s上。當開關動作時，讀出量具上的讀數(shù)，然后退出動作區(qū)，使開關斷開。如此重復10次，最后計算10次測量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復精度誤差.

結(jié)束語：

接近開關種類繁多，用途也越來越廣泛，但是應根據(jù)實際控制要求，選好、用好度高靈敏、高穩(wěn)定度、高精確度、抗干擾能力強、低價格、低功耗的接近開關，與PLC等其他控制設備一起在惡劣的環(huán)境下共同快速、準確地實現(xiàn)現(xiàn)場控制任務。參考文獻：（1）王俊峰電力產(chǎn)品的設計與制作北京：北京理工大學出版社1995，3（2）黃小安