详解接近开关的功能原理和用途
0 2024-02-01

接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关),它既有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型


接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。


一、接近开关的功能

它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。接近开关实物图和图形文字符号如下:








二、接近开关的分类和工作原理



按照工作原理的不同可以分为电感式、电容式、光电式和磁感式等。如果按照电路电流的类型又可以分为交流型和直流型。


1、电感式接近开关



电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈,只能检测金属体。


振荡器在感应头表面产生一个交变磁场,当金属物体接近感应头时,接近开关内部动作,从而达到“开”和“关”的控制。


2、电容式接近开关


电容式接近开关的感应头是一个圆形或者方形平板电极,与振荡电路的地线形成一个分布电容,当有导体或其他介质接近感应头时,电容量增大而使振荡器停止振荡,经过整形放大器输出电信号。电容式接近开关可以检查金属、非金属和液体。


3、磁感式接近开关


磁感式接近开关主要是指霍尔接近开关,其工作原理是霍尔效应,当磁性物体接近霍尔开关时,霍尔接近开关的状态改变,比如从“开”变为“关”。


4、光电式接近开关



利用光电效应制成的传感器称为光电式传感器。光电式传感器是根据投光器发出的光,在检测体上发生光亮增减,用光电变换元件组成的受光器检测物体的有无、大小的非接触式的控制器件。


按照输出信号可以分为模拟式、数字式和开关量输出式。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。它是由光发射器(发射红外光或可见光)和光接收器组成(接收光并并转换成电信号,以开关量形式输出)。


光电式接近开关可以分为对射式、反射式和漫射式。



三、接近开关的选型



1、接近开关类型的选择

检测金属的首先选用电感式,检测非金属时优先选用电容式,检测磁信号的选用磁感式接近开关。


2、接近开关外观的选择

一般常选用圆柱螺纹形状,可根据实际需要来选择。


3、检测距离的选择

根据需要选用,一般厂家说明书上都会注明检测距离。


4、信号的输出选择

交流接近开关输出交流信号,而直流接近开关输出直流信号。特别注意:负载的电流一定要小于接近开关的输出电流,否则应添加转换电路。


5、开关频率的选择

开关频率指接近开关每秒从“开”到“关”转换的次数。直流接近开关可达到200Hz,交流接近开关只能达到25Hz。


6、额定电压的选择

交流接近开关优选AC 220V和AC 36V;直流接近开关优选DC 12V和DC 24V。一般情况下,接近开关的电压选择范围很广。如下图所示:



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