接近開(kāi)關(guān)課件

2023/6/7

模塊八接近開(kāi)關(guān)

接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。它能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測(cè)有無(wú)物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時(shí)，就可以發(fā)出“動(dòng)作”信號(hào)。

接近開(kāi)關(guān)的核心部分是“感辨頭”，它對(duì)正在接近的物體有很高的感辨能力。

2023/6/7

模塊八接近開(kāi)關(guān)課題一電渦流式接近開(kāi)關(guān)課題二電容式接近開(kāi)關(guān)課題三霍爾式接近開(kāi)關(guān)課題四光電式接近開(kāi)關(guān)2023/6/7

常用的接近開(kāi)關(guān)分類

常用的接近開(kāi)關(guān)有電渦流式（俗稱電感接近開(kāi)關(guān)，以下僅以電感接近開(kāi)關(guān)稱呼之）、電容式、磁性干簧開(kāi)關(guān)、霍爾式、光電式、微波式、超聲波式等。

2023/6/7[任務(wù)導(dǎo)入]

在機(jī)械加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，常常使用接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行工件的加工定位。

課題一電渦流式接近開(kāi)關(guān)

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當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)將待加工的金屬工件運(yùn)送到靠近減速接近開(kāi)關(guān)的位置時(shí)，該接近開(kāi)關(guān)發(fā)出減速信號(hào)，傳送機(jī)構(gòu)減速，以提高定位精度。當(dāng)金屬工件到達(dá)定位接近開(kāi)關(guān)面前時(shí)，定位接近開(kāi)關(guān)發(fā)出“動(dòng)作"信號(hào)，使傳送機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。緊接著，加工刀具對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工。

在以上應(yīng)用中，我們可以使用電渦流接近開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行工件的定位與計(jì)數(shù)，那么電渦流接近開(kāi)關(guān)工作原理是什么？其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)如何？這就是我們本課題的任務(wù)目標(biāo)。2023/6/7◆知識(shí)點(diǎn)¤電渦流式接近開(kāi)關(guān)的工作原理¤電渦流式接近開(kāi)關(guān)的性能特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合◆技能點(diǎn)¤掌握電渦流式接近開(kāi)關(guān)的使用、測(cè)量方法2023/6/7一、接近開(kāi)關(guān)[相關(guān)知識(shí)]2023/6/7接近開(kāi)關(guān)外形2023/6/7接近開(kāi)關(guān)外形（續(xù)）2023/6/7

二、接近開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)

接近開(kāi)關(guān)與被測(cè)物不接觸、不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞損傷、工作壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花、無(wú)噪聲、防潮、防塵、防爆性能較好、輸出信號(hào)負(fù)載能力強(qiáng)、體積小、安裝、調(diào)整方便。缺點(diǎn)是觸點(diǎn)容量較小、輸出短路時(shí)易燒毀。

2023/6/7三、電渦流接近開(kāi)關(guān)的工作原理

電渦流式接近開(kāi)關(guān)俗稱電感接近開(kāi)關(guān)。它由LC高頻振蕩器和放大電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的電感線圈時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生電渦流。電渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電性能良好的金屬物體。

輸出電壓U01送至比較器，與基準(zhǔn)電壓UR作比較。當(dāng)U01<UR時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，報(bào)警器報(bào)警(LED閃亮)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作(傳送機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn))。2023/6/7當(dāng)金屬體靠近電渦流探頭線圈時(shí)，LC諧振頻率改變，經(jīng)檢波后，電渦流式接近開(kāi)關(guān)輸出電壓U01也越來(lái)越低。2023/6/7四、電渦流式接近開(kāi)關(guān)特性

電渦流線圈的阻抗變化與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等有關(guān)。對(duì)于非磁性材料，被測(cè)體的電導(dǎo)率越高，則靈敏度越高；被測(cè)體是磁性材料時(shí)，其磁導(dǎo)率將影響電渦流線圈的感抗。磁滯損耗較大時(shí)，其靈敏度通常較高。2023/6/7五、電渦流式接近開(kāi)關(guān)的安裝方式

電渦流接近開(kāi)關(guān)的安裝方式分齊平式和非齊平式。2023/6/7

齊平式（又稱埋入型）的接近開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)則需要把感應(yīng)頭露出一定高度，否則將降低靈敏度。2023/6/7六、接近開(kāi)關(guān)的主要性能指標(biāo)

額定動(dòng)作距離、工作距離、動(dòng)作滯差、重復(fù)定位精度（重復(fù)性）、動(dòng)作頻率、響應(yīng)時(shí)間等。2023/6/7

1.動(dòng)作（檢測(cè)）距離:動(dòng)作距離是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)表面）到開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離是指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。

2.設(shè)定距離：指接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際工作中的整定距離，一般為額定動(dòng)作距離的0.8倍。被測(cè)物與接近開(kāi)關(guān)之間的安裝距離一般等于額定動(dòng)作距離，以保證工作可靠。安裝后還須通過(guò)調(diào)試，然后緊固。

3.復(fù)位距離：接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，又再次復(fù)位時(shí)的與被測(cè)物的距離，它略大于動(dòng)作距離。

4.回差值:動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。回差值越大，對(duì)外界的干擾以及被測(cè)物的抖動(dòng)等的抗干擾能力就越強(qiáng)。2023/6/7接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離與回差2023/6/7

響應(yīng)頻率f：按規(guī)定，在1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的最大次數(shù)，重復(fù)頻率大于該值時(shí)，接近開(kāi)關(guān)無(wú)反應(yīng)。響應(yīng)時(shí)間t：接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物體時(shí)刻到接近開(kāi)關(guān)出現(xiàn)電平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間之差。可用公式換算：

t=1/f2023/6/7響應(yīng)頻率及響應(yīng)時(shí)間示意圖2023/6/7輸出狀態(tài)：常開(kāi)/常閉型接近開(kāi)關(guān)當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，對(duì)常開(kāi)型接近開(kāi)關(guān)而言，由于接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出三極管截止，所接的負(fù)載不工作（失電）；當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，內(nèi)部的輸出級(jí)三極管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。對(duì)常閉型接近開(kāi)關(guān)而言，當(dāng)未檢測(cè)到物體時(shí)，三極管反而處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載得電工作；反之則負(fù)載失電。2023/6/7

常用的輸出形式有：

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（帶繼電器）等幾種，讀者可查閱以下有關(guān)資料。2023/6/7輸出形式（1~4）負(fù)載負(fù)載2023/6/7輸出形式（5~8）負(fù)載負(fù)載負(fù)載2023/6/7導(dǎo)通壓降：接近開(kāi)關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)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(dǎo)通壓降約為0.3V。2023/6/7接近開(kāi)關(guān)的接線方法舉例以NPN、常開(kāi)型為例來(lái)說(shuō)明接線方法OUT端與GND端的壓降Uces約為0.3V，流過(guò)KA的電流IKA=（VCC-0.3）/RKA。若IKA大于KA的額定吸合電流，則KA能夠可靠吸合。2023/6/7

請(qǐng)按接線圖將各元件正確地連接起來(lái)。2023/6/7接近開(kāi)關(guān)使用注意事項(xiàng)1.請(qǐng)勿將電感接近開(kāi)關(guān)置于0.02T以上的磁場(chǎng)環(huán)境下使用，以免造成誤動(dòng)作。2.為了保證不損壞接近開(kāi)關(guān)，請(qǐng)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。3.為了使接近開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行定期的維護(hù)，包括被檢測(cè)物體和接近開(kāi)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等。4.DC二線制接近開(kāi)關(guān)具有0.5~1mA的靜態(tài)泄漏電流，在一些對(duì)泄漏電流要求較高的場(chǎng)合下，可改用DC三線制接近開(kāi)關(guān)。5.直流型接近開(kāi)關(guān)使用電感性負(fù)載時(shí)，務(wù)必在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，以免損壞接近開(kāi)關(guān)的輸出級(jí)

[任務(wù)實(shí)施]工件經(jīng)過(guò)減速接近開(kāi)關(guān)，傳送帶減速，經(jīng)過(guò)定位接近開(kāi)關(guān)時(shí)，傳送帶停止，進(jìn)行加工。還可將減速接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)接到計(jì)數(shù)器輸入端，當(dāng)金屬工件從接近開(kāi)關(guān)面前經(jīng)過(guò)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作一次，輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器加1。2023/6/71一加工機(jī)床2一刀具3一工件(導(dǎo)電體)4一加工位置5一減速接近開(kāi)關(guān)6一定位接近開(kāi)關(guān)7一傳送機(jī)構(gòu)8一計(jì)數(shù)器2023/6/7課題二電容式接近開(kāi)關(guān)[任務(wù)導(dǎo)入]封閉式糧倉(cāng)為了保證糧食的品質(zhì)，必須經(jīng)常倒庫(kù)。在向糧倉(cāng)裝入糧食我們必須控制其上限，需要安裝限位報(bào)警系統(tǒng)。2023/6/7糧食屬于非導(dǎo)電介質(zhì)，測(cè)量糧食的物位，可以選擇電容式接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行物位測(cè)量并報(bào)警。電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理是什么？其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)如何？這就是我們本課題的任務(wù)目標(biāo)。2023/6/7◆知識(shí)點(diǎn)¤了解電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理¤了解電容式接近開(kāi)關(guān)的性能特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合◆技能點(diǎn)¤掌握電容式接近開(kāi)關(guān)的使用、測(cè)量方法一、電容式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理電容式接近開(kāi)關(guān)圓柱形電容式接近開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖電容式接近開(kāi)關(guān)的核心是以單個(gè)極板作為檢測(cè)端的電容器，檢測(cè)極板設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)的最前端。測(cè)量轉(zhuǎn)換電路安裝在接近開(kāi)關(guān)殼體內(nèi)，并用介質(zhì)損耗很小的環(huán)氧樹(shù)脂充填、灌封。電容式接近開(kāi)關(guān)原理框圖當(dāng)沒(méi)有物體靠近檢測(cè)極時(shí)，檢測(cè)板與大地的容量C非常小，它與電感L構(gòu)成高品質(zhì)因數(shù)的LC振蕩電路:Q＝１／（ωCR）。當(dāng)被檢測(cè)物體為地電位的導(dǎo)電體(例如與大地有很大分布電容的人體、液體等)時(shí)，檢測(cè)極板對(duì)地電容C增大，LC振蕩電路的Q值下降，導(dǎo)致振蕩器停振。2023/6/7當(dāng)被檢測(cè)物體不接地或絕緣被測(cè)物接近檢測(cè)極板時(shí)，由于檢測(cè)極板上施加有高頻電壓，在它附近產(chǎn)生交變電場(chǎng)，被檢測(cè)物體就會(huì)受到靜電感應(yīng)，而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，正負(fù)電荷分離，使檢測(cè)極板的對(duì)地等效電容量增大，從而使LC振蕩電路的Q值降低。

對(duì)介質(zhì)損耗較大的介質(zhì)(例如各種含水有機(jī)物)而言，它在高頻交變極化過(guò)程中是需要消耗一定能量的(轉(zhuǎn)為熱量)，該能量由LC振蕩電路提供，必然使LC振蕩電路的Q值進(jìn)一步降低。當(dāng)被測(cè)物體靠近到一定距離時(shí)，振蕩器的Q值低到無(wú)法維持振蕩而停振。根據(jù)輸出電壓U。的大小，可大致判定被測(cè)體接近的程度。2023/6/7二、電容式接近開(kāi)關(guān)特性1一地電位導(dǎo)電物體2一非接地導(dǎo)電物體3一含水有機(jī)物

動(dòng)作距離與被檢測(cè)物體的材料、性質(zhì)及尺寸的關(guān)系電容式接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離與被測(cè)物體的材料性質(zhì)有很大關(guān)系：當(dāng)被測(cè)物是接地導(dǎo)體靈敏度最高；當(dāng)被測(cè)物為絕緣體時(shí)，必須依靠極化原理來(lái)使LC振蕩電路的Q值降低，靈敏度較差；當(dāng)被測(cè)物為玻璃、陶瓷及塑料等介質(zhì)損耗很小的物體，它的靈敏度就極低。2023/6/7

電容式接近開(kāi)關(guān)使用時(shí)必須遠(yuǎn)離金屬物體，即使是絕緣體對(duì)它也有一定的影響。它對(duì)高頻電場(chǎng)也十分敏感，因此兩只電容式接近開(kāi)關(guān)也不能靠得太近，以免相互影響。

對(duì)金屬物體而言，不必使用易受干擾的電容式接近開(kāi)關(guān)，而應(yīng)選擇電感式接近開(kāi)關(guān)。因此只有在測(cè)量絕緣介質(zhì)時(shí)才應(yīng)選擇電容式接近開(kāi)關(guān)。2023/6/7三、電容式接近開(kāi)關(guān)的安裝標(biāo)號(hào)安裝距離說(shuō)明S1≥1Sn檢測(cè)面與支架的間距S2≥3Sn檢測(cè)面與背景的間距S3≥5Sn

并列安裝間距S4≥3Sn檢測(cè)面與側(cè)壁的間距電容式接近開(kāi)關(guān)的安裝電容式接近開(kāi)關(guān)的安裝標(biāo)注及含義2023/6/7四、電容式接近開(kāi)關(guān)使用注意事項(xiàng)1.電容式接近開(kāi)關(guān)理論上可以檢測(cè)任何物體，當(dāng)檢測(cè)過(guò)高介電常數(shù)物體時(shí)，檢測(cè)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(kāi)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(kāi)關(guān)采用不同電源時(shí)，務(wù)必先接通接近開(kāi)關(guān)的電源。3.當(dāng)使用感性負(fù)載（如燈、發(fā)動(dòng)機(jī)等）時(shí)，其瞬態(tài)沖擊電流較大，在這種情況下，應(yīng)經(jīng)過(guò)交流繼電器作為負(fù)載來(lái)轉(zhuǎn)換使用4.請(qǐng)勿將接近開(kāi)關(guān)置于200Gauss以上的直流磁場(chǎng)環(huán)境下使用，以免造成誤動(dòng)作。2023/6/75.DC二線的接近開(kāi)關(guān)具有0.5-1mA的靜態(tài)泄漏電流，在和一些對(duì)DC二線接近開(kāi)關(guān)泄漏電流要求較高的場(chǎng)合下盡量使用DC三線的接近開(kāi)關(guān)。6.避免接近開(kāi)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.為了保證意外性發(fā)生，請(qǐng)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(kāi)關(guān)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，由于其受潮濕、灰塵等因素的影響比較大，請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行定期的維護(hù)，包括檢測(cè)物體和接近開(kāi)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，是否有粉塵粘附。

[任務(wù)實(shí)施]2023/6/7在測(cè)量絕緣介質(zhì)時(shí)應(yīng)選擇電容式接近開(kāi)關(guān)，因此糧倉(cāng)中糧食的位置可以選用電容式接近開(kāi)關(guān)來(lái)測(cè)量谷物高度（物位）。1一糧倉(cāng)外壁2一輸送管道3一糧食4一電容式接近開(kāi)關(guān)5一糧食界面2023/6/7[任務(wù)導(dǎo)入]

汽車用速度及里程儀表中速度傳感器是十分重要的部件。在汽車行駛過(guò)程中，控制器不斷接收來(lái)自車速傳感器的脈沖信號(hào)并進(jìn)行處理，得到車輛瞬時(shí)速度并累計(jì)行駛路程。課題三霍爾式接近開(kāi)關(guān)2023/6/7在這個(gè)系統(tǒng)中，常用霍爾式接近開(kāi)關(guān)傳感器作為車輪轉(zhuǎn)速傳感器，是汽車行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)速度采集器。霍爾式接近開(kāi)關(guān)的工作原理是什么？其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)如何？這就是我們本課題的任務(wù)目標(biāo)。2023/6/7◆知識(shí)點(diǎn)¤了解霍爾式接近開(kāi)關(guān)的工作原理¤了解霍爾式接近開(kāi)關(guān)的性能特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合◆技能點(diǎn)¤掌握霍爾式接近開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)的使用、測(cè)量方法2023/6/7

一、霍爾式接近開(kāi)關(guān)工作原理

霍爾式接近開(kāi)關(guān)是利用霍爾效應(yīng)制成的，必須在磁場(chǎng)中工作。

霍爾元件霍爾接近開(kāi)關(guān)2023/6/7

金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I

，在與薄片方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH,UH的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，利用霍爾效應(yīng)制成的傳感元件稱霍爾傳感器。

其中θ一磁場(chǎng)方向與元件平面所成的角度

2023/6/7當(dāng)控制電流的方向或磁場(chǎng)方向改變時(shí)，輸出電勢(shì)的方向也將改變，若電流和磁場(chǎng)同時(shí)改變方向時(shí)，霍爾電勢(shì)方向不變?；魻栃?yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。利用集成封裝和組裝工藝，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(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。2023/6/7二、霍爾器件的特性參數(shù)

1.輸入電阻Ri

霍爾元件輸入激勵(lì)電流端得直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值從幾十歐到幾百歐。溫度升高，輸入電阻變小，從而使輸入電流變大，最終引起霍爾電勢(shì)的變化。為了減少這種影響，最好采用恒流源供電。2.輸出電阻R。兩個(gè)霍爾電動(dòng)勢(shì)

輸出端之間的電阻稱為輸出電阻。它的數(shù)值與輸入電阻同一數(shù)量級(jí)。3.最大激勵(lì)電流Im

由于霍爾電動(dòng)勢(shì)隨激勵(lì)電流增大而增大，所以在應(yīng)用中希望選用較大的激勵(lì)電流。但激勵(lì)電流越大，霍爾元件的功耗增大，元件溫度上升，引起溫度誤差。

2023/6/74.靈敏度KH霍爾元件的靈敏度KH=EH/(IB)，它的單位是mV/(mA?T）。5.最大磁感應(yīng)強(qiáng)度BH磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)BH時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)的非線性誤差將明顯增大。BH的數(shù)值一般小于零點(diǎn)幾特斯拉（1T=104Gs）。

6.不等位電勢(shì)在額定激勵(lì)電流下，當(dāng)外加磁場(chǎng)為零時(shí)，霍爾輸出端的電壓輸出不為零，此時(shí)的輸出電壓稱為不等位電勢(shì)。一般可通過(guò)電路來(lái)補(bǔ)償不等位電勢(shì)。7.霍爾電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)霍爾電動(dòng)勢(shì)的輸出會(huì)隨溫度變化而變化，它與霍爾元件的材料有關(guān)，一般約為0.1%/℃。

2023/6/7三、霍爾式接近開(kāi)關(guān)與外電路的接口

霍爾開(kāi)關(guān)電路的輸出級(jí)一般是一個(gè)集電極開(kāi)路的NPN晶體管，其使用規(guī)則和任何一種相似的NPN開(kāi)關(guān)管相同。因此必須外接一個(gè)電阻器來(lái)限制流過(guò)管子的電流，使它不超過(guò)最大允許值（一般為20mA），以免損壞輸出管。

2023/6/7以發(fā)光二極管的接口為例：對(duì)負(fù)載電阻器的選擇作一計(jì)算。發(fā)光二極管的正向壓降VLED=1.4V，當(dāng)電源電壓VCC=12V時(shí)，所需的負(fù)載電阻器的阻值

和這個(gè)阻值最接近的標(biāo)準(zhǔn)電阻為560Ω，因此，可取560Ω的電阻器作為負(fù)載電阻器。

2023/6/7霍爾式接近開(kāi)關(guān)的內(nèi)部原理圖四、霍爾式集成電路霍爾式集成電路集成霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測(cè)量線路集成在一起的。它取消了傳感器和測(cè)量電路之間的界限，實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。集成霍爾傳感器與分立相比，減少了焊點(diǎn)，顯著地提高了可靠性。集成霍爾傳感器可以分為開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器。霍爾開(kāi)關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如BH）時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開(kāi)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。2023/6/7霍爾式接近開(kāi)關(guān)輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性2023/6/7五、霍爾式接近開(kāi)關(guān)的安裝方式

為保證霍爾器件，尤其是霍爾開(kāi)關(guān)器件的可靠工作，在應(yīng)用中要考慮有效工作氣隙的長(zhǎng)度。在計(jì)算總有效工作氣隙時(shí)，應(yīng)從霍爾片表面算起。工作磁體和霍爾器件間的運(yùn)動(dòng)方式有：(a)對(duì)移；(b)側(cè)移；(c)旋轉(zhuǎn)；(d)遮斷

2023/6/7六、霍爾式接近開(kāi)關(guān)使用注意事項(xiàng)1.過(guò)高的電壓會(huì)引起內(nèi)部霍爾元器件溫升而變的不穩(wěn)定，而過(guò)低的電壓容易讓外界的溫度變化影響磁場(chǎng)強(qiáng)度特性，從而引起電路誤動(dòng)作。2.當(dāng)使用霍爾開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，請(qǐng)?jiān)谪?fù)載兩端并入續(xù)流二極管，否則會(huì)因感性負(fù)載長(zhǎng)期動(dòng)作時(shí)的瞬態(tài)高壓脈沖影響霍爾開(kāi)關(guān)的使用壽命。3.采用不同的磁性磁鐵，檢測(cè)距離有所不同，建議采用磁鐵直徑和產(chǎn)品檢測(cè)直徑相等。4.為了避免意外性發(fā)生，請(qǐng)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。2023/6/7汽車用霍爾轉(zhuǎn)速計(jì)是在霍爾式接近開(kāi)關(guān)線性電路背面偏置一個(gè)永磁體?？梢詸z測(cè)鐵磁物體的缺口進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以檢測(cè)齒輪的齒計(jì)數(shù)?；魻栐妮敵鐾ㄟ^(guò)檢測(cè)電路可以測(cè)出齒輪的轉(zhuǎn)速。用霍爾線性電路檢測(cè)鐵磁物體用霍爾線性電路檢測(cè)齒口的線路

[任務(wù)實(shí)施]2023/6/72023/6/7課題四光電式接近開(kāi)關(guān)[任務(wù)導(dǎo)入]利用光電開(kāi)關(guān)可以制成產(chǎn)品計(jì)數(shù)器，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的產(chǎn)品計(jì)數(shù)。具有非接觸、安全可靠的特點(diǎn)。光電式接近開(kāi)關(guān)的工作原理是什么？其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)如何？這就是我們本課題的任務(wù)目標(biāo)。2023/6/7◆知識(shí)點(diǎn)¤了解光電式接近開(kāi)關(guān)的工作原理¤了解光電式接近開(kāi)關(guān)的性能特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合◆技能點(diǎn)¤掌握光電式接近開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)的使用、測(cè)量方法2023/6/7一、光電接近開(kāi)關(guān)的工作原理

光電式接近開(kāi)是把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。2023/6/72023/6/7

光電開(kāi)關(guān)又稱為無(wú)接觸檢測(cè)和控制開(kāi)關(guān)。它是利用物質(zhì)對(duì)光束的遮蔽、吸收或反射等作用，對(duì)物體的位置、形狀、標(biāo)志、符號(hào)等進(jìn)行檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)是一種新興的控制開(kāi)關(guān)。在光電開(kāi)關(guān)中最重要的是光電器件，是把光照強(qiáng)弱的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感元件。光電器件主要有發(fā)光二極管、光敏電阻、光電晶體管、光電藕合器等，它們構(gòu)成了光電開(kāi)關(guān)的傳感系統(tǒng)。2023/6/7

光電式接近開(kāi)關(guān)所檢測(cè)物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。

光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)射出去，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。光發(fā)射器件主要是光發(fā)二極管，可以是發(fā)射紅外線、紫外線、激光等。光接收器件主要是光敏感元件，包括光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。

2023/6/7光敏電阻光電池光敏二極管光敏三極管光發(fā)射器件電路符號(hào)2023/6/7二、光電式接近開(kāi)關(guān)的分類1.漫反射式光電開(kāi)關(guān)漫反射光電開(kāi)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(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，將光電開(kāi)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(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。漫反射光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)

引起理想漫反射的光度分布

2023/6/72.鏡反射式光電開(kāi)關(guān)鏡反射式光電開(kāi)關(guān)亦是集發(fā)射器與接收器于一體。光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)專用反射鏡，反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。鏡反射式光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)

2023/6/73.對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)

對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離，光軸相對(duì)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(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體是不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)模式。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)2023/6/74.槽式光電開(kāi)關(guān)

槽式光電開(kāi)關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)。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(cè)物體經(jīng)過(guò)U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)比較安全可靠的適合檢測(cè)高速變化，分辨透明與半透明物體。槽式光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)2023/6/75.光纖式光電開(kāi)關(guān)

光纖式光電開(kāi)關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)物體不在相近區(qū)域的檢測(cè)。通常光纖傳感器分為對(duì)射式和漫反射式。光纖式光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)

2023/6/7三、光電開(kāi)關(guān)的安裝ａ、平行安裝ｂ、相對(duì)安裝ｃ、埋入式安裝ｄ、非埋入式安裝

光電開(kāi)關(guān)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行安裝。產(chǎn)品的測(cè)量精度與安裝是否恰當(dāng)有很大關(guān)系。2023/6/7

1.光在發(fā)射時(shí)會(huì)有發(fā)散現(xiàn)象，即有一個(gè)指向角，檢測(cè)物或接收器在一定范圍內(nèi)都會(huì)接受到光，在安裝時(shí)，要注意該項(xiàng)指標(biāo)，避免產(chǎn)生測(cè)量誤差。ａ、漫反射式光電開(kāi)關(guān)ｂ、鏡反射式光電開(kāi)關(guān)ｃ、對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)2023/6/7

2.漫反射式光電開(kāi)關(guān)發(fā)出的光線，需要被檢測(cè)物表面將足夠的光線反射回漫反射開(kāi)關(guān)的接受器，所以檢測(cè)距離和被檢測(cè)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。在