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不同系列接近開關(guān)工作原理比較

出處:kgbfbi 發(fā)布于:2012-11-08 15:10:52

  1、概述

  接近開關(guān)可以在不與目標(biāo)物實(shí)際接觸的情況下檢測靠近傳感器的金屬目標(biāo)物。根據(jù)操作原理,接近開關(guān)大致可以分為以下三類:利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型,使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。

  特性:

  ●     非接觸檢測,避免了對傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。

  ●     觸點(diǎn)輸出,操作壽命長。

  ●     即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測。

  ●     反應(yīng)速度快。

  ●     小型感測頭,安裝靈活。

  2、類型

 ?。?)按配置來分

 ?。?)按檢測方法分

  ●通用型:主要檢測黑色金屬(鐵)。

  ●所有金屬型:在相同的檢測距離內(nèi)檢測任何金屬。

  ●有色金屬型:主要檢測鋁一類的有色金屬。

  3、高頻振蕩型接近開關(guān)的工作原理

電感式接近開關(guān)由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場,當(dāng)金屬物體接近開關(guān)檢測面時(shí),金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量,使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài),轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號,經(jīng)功率放大后輸出。

  下面為詳細(xì)介紹:

  (1)通用型接近開關(guān)的工作原理

  振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場。當(dāng)目標(biāo)物接近磁場時(shí),由于電磁感應(yīng)在目標(biāo)物中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流(渦電流)。隨著目標(biāo)物接近開關(guān),感應(yīng)電流增強(qiáng),引起振蕩電路中的負(fù)載加大。然后,振蕩減弱直至停止。傳感器利用振幅檢測電路檢測到振蕩狀態(tài)的變化,并輸出檢測信號。振幅變化的程度隨目標(biāo)物金屬種類的不同而不同,因此檢測距離也隨目標(biāo)物金屬的種類不同而不同。

 ?。?)所有金屬型傳感器的工作原理

  所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣,它也有一個(gè)振蕩電路,電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標(biāo)物接近開關(guān)時(shí),不論目標(biāo)物金屬種類如何,振蕩頻率都會(huì)提高。傳感器檢測到這個(gè)變化并輸出檢測信號。

  (3)有色金屬型傳感器工作原理

  有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個(gè)振蕩電路,電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當(dāng)鋁或銅之類的有色金屬目標(biāo)物接近開關(guān)時(shí),振蕩頻率增高;當(dāng)鐵一類的黑色金屬目標(biāo)物接近開關(guān)時(shí),振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率,傳感器輸出信號。

  4、電容式接近開關(guān)的原理

  電容式接近開關(guān)由高頻振蕩器和放大器等組成,由傳感器的檢測面與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器,參與振蕩回路工作,起始處于振蕩狀態(tài)。當(dāng)物體接近開關(guān)檢測面對,回路的電容量發(fā)生變化,使高頻振蕩器振蕩。振蕩與停振這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的開關(guān)信號。

5、霍爾接近開關(guān)工作原理

  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)的靈敏度高低與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系?;魻栭_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轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號,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。

  霍爾開關(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,和其他傳感器類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號輸出之分。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)境下可靠的工作?;魻栭_關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān)、壓力傳感器、里程表等,作為一種新型的電器配件。

  6、線性接近開關(guān)的原理

  工作原理:

  線性接近開關(guān)是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,接通電源后,在傳感器的感應(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。該接近開關(guān)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。線性傳感器主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。

  7、電感式接近開關(guān)的工作原理

  工作原理:

  電感式接近開關(guān)由三大部分組成:振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場,并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí),在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導(dǎo)致振蕩衰減,以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號,觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件,從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。

 

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