接近開關(guān)的工作原理及特性
接近開關(guān)是一種與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)(plc)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器(即無觸點(diǎn)開關(guān)5，它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)有傳感性能，且動(dòng)作，，頻率響應(yīng)，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，能力強(qiáng)等、并有防水、防震、等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。
接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是的子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相的。它地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)等。
性能特點(diǎn)
在各類開關(guān)中，有一種對(duì)接近物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。
當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離。但不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。
有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。
種類
因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關(guān)有以下幾種：
電感式接近開關(guān)
無源接近開關(guān)
這種開關(guān)不需要電源，通過磁力感應(yīng)控制開關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場(chǎng)時(shí)，和開關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點(diǎn)：不需要電源，非接觸式，免維護(hù)，環(huán)保。
流式接近開關(guān)
這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。
1.原理：由電感線圈和電容及晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)有金屬物體接近這一磁場(chǎng)時(shí)就會(huì)在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開關(guān)信號(hào)輸出。
2.特點(diǎn)：A、性能好，開關(guān)頻率，大于200 Hz B、只能感應(yīng)金屬。
3.應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備上做位置檢測(cè)、計(jì)數(shù)信號(hào)拾取等。
渦流式接近開關(guān) 電容式接近開關(guān)
這種開關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)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(cè)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)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢氐畝韻螅不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。
霍爾接近開關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使毓嗇誆康緶紛刺發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。
光電式接近開關(guān)
利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定叵蜃霸諭一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面(被檢測(cè)物體)接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。
其它型式
當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生匾疲這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無物體接近。
主要功能
1.檢驗(yàn)距離
檢測(cè)電梯、升降設(shè)備的停止、起動(dòng)、通過位置；檢測(cè)車輛的位置，防止兩物體相撞檢測(cè)；檢測(cè)工作機(jī)械的設(shè)定位置，移動(dòng)機(jī)器或部件的極限位置；檢測(cè)回轉(zhuǎn)體的停止位置，閥門的開或關(guān)位置。
2.尺寸控制
金屬板沖剪的尺寸控制裝置；自動(dòng)選擇、鑒別金屬件長(zhǎng)度；檢測(cè)自動(dòng)裝卸時(shí)堆物度；檢測(cè)物品的長(zhǎng)、寬、和體積。
3.檢測(cè)物體存在有否
檢測(cè)包裝線上有無產(chǎn)品包裝箱；檢測(cè)有無產(chǎn)品零件。
4.轉(zhuǎn)速與速度控制
控制傳送帶的速度；控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速；與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。
5.計(jì)數(shù)及控制
檢測(cè)線上流過的產(chǎn)品數(shù)；速旋轉(zhuǎn)軸或盤的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量；零部件計(jì)數(shù)。
6.檢測(cè)異常
檢測(cè)瓶蓋有無；產(chǎn)品合格與不合格判斷；檢測(cè)包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否；區(qū)分金屬與非金屬零件；產(chǎn)品有無標(biāo)牌檢測(cè)；起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)報(bào)警；扶梯自動(dòng)啟停。
7.計(jì)量控制
產(chǎn)品或零件的自動(dòng)計(jì)量；檢測(cè)計(jì)量器、儀表的指針范圍而控制數(shù)或流量；檢測(cè)浮標(biāo)控制測(cè)面度，流量；檢測(cè)不桓滯爸械奶浮標(biāo)；儀表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。
8.識(shí)別對(duì)象
根據(jù)載體上的碼識(shí)別是與非。
9.信息傳送
ASI(總線)連接設(shè)備上各個(gè)位置上的傳感器在線(50-100米)中的數(shù)據(jù)往返傳送等。
主要用途
接近開關(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)中都有的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫(kù)的自動(dòng)門，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開關(guān)。
注意事項(xiàng)
在一般的工業(yè)場(chǎng)所，通常都選用渦流式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)。因?yàn)檫@兩種接近開關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較。
當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，一般都選用渦流式接近開關(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用、較。
若所測(cè)對(duì)象是非金屬(或金屬)、液位度、粉狀物度、塑料、等。則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率，但穩(wěn)定性好。安裝時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。
若被測(cè)物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測(cè)物體內(nèi)時(shí)，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的。
在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場(chǎng)合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無任何影響。因此，在要求較的，在機(jī)械上都被地使用。
在防盜系統(tǒng)中，自動(dòng)門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時(shí)為了提識(shí)別的性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。
炻堊∮媚鬧紙?jiān)侀_關(guān)，都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。
