接近开关原理及接线图
接近开关工作原理,及接线图
接近开关工作原理，及接线图发布者：david 发布时间：2011-4-20 13:30:02 阅读：607次接近开关工作原理1、概述接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。
根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。
特点：●非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏。
●无触点输出，操作寿命长。
●即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测。
●反应速度快。
●小型感测头，安装灵活。
2、类型（1）按配置来分（2）、按检测方法分●通用型：主要检测黑色金属（铁）。
●所有金属型：在相同的检测距离内检测任何金属。
●有色金属型：主要检测铝一类的有色金属。
3、高频振荡型接近传感器的工作原理电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。
振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。
振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过整形放大转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。
下面为详细介绍：（1）通用型接近传感器的工作原理振荡电路中的线圈L产生一个高频磁场。
当目标物接近磁场时，由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流（涡电流）。
随着目标物接近传感器，感应电流增强，引起振荡电路中的负载加大。
然后，振荡减弱直至停止。
传感器利用振幅检测电路检测到振荡状态的变化，并输出检测信号。
振幅变化的程度随目标物金属种类的不同而不同，因此检测距离也随目标物金属的种类不同而不同。
（2）所有金属型传感器的工作原理所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。
和普通型一样，它也有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。
目标物接近传感器时，不论目标物金属种类如何，振荡频率都会提高。
传感器检测到这个变化并输出检测信号。
（3）有色金属型传感器工作原理有色金属传感器基本上属于高频振荡型。
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电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理1、电感式接近开关工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。
这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。
工作流程方框图及接线图如下所示：2、电容式接近开关工作原理电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。
这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。
工作流程方框图及接线图如下所示：3、霍尔式接近开关工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。
接近开关的分类与学习
一、电感式接近开关：只能检测金属物体1.工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由L C高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。
这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。
2.工作流程方框图术语解释1.检测距离:动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。
额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
2.设定距离：接近开关在实际工作中整定的距离，一般为额定动作距离的0.8倍。
3.回差值:动作距离及复位距离之间的绝对值。
4.标准检测体：可使接近开关作比较的金属检测体。
本厂所采用的检测体为正方形的A3钢，厚度为1m m，所采用的边长是接近开关检测面的 2.5倍。
5.输出状态：分常开和常闭。
当无检测物体时，常开型的接近开关所接通的负载，由于接近开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
6.检测方式：分埋入式和非埋入式。
埋入式的接近开关在安装上为齐平安装型，可及安装的金属物件形成同一表面，非埋入式的接近开关则需把感应头露出，以达到其长检测距离的目的。
7.响应频率f：按规定的1秒的时间间隔内，接近开关动作循环的次数。
响应时间t：接近开关检测到物体时间到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。
可用公式换算t=1/f以NPN型输出的接近开关为例8.导通压降：既接近开关在导通状态时，开关内输出晶体管上的电压降。
9.输出形式：分n p n二线，n p n三线，n p n四线，p n p二线，p n p 三线，p n p四线，D C二线，A C二线，A C五线（自带继电器）等几种常用的形式输出。
注意事项1：当检测物体为非金属时，检测距离要减小，另外很薄的镀膜层也是检测不到的。
接近开关PNP和NPN原理
PNP和NPN接近开关原理分析图一：这是一个实用的三线制NPN接近开关原理图。
它的工作过程为VT1、VT2、L1、L2、R1、R2、R3、R4、C1、C2组成基极调谐式振荡电路。
它是利用振荡的有无构成高频接近开关，有金属接近时振荡停止的电路。
VT1集电极开路是当二极管使用，作用是温度补赏。
VT2作主振晶体管，R1为VT2的基极偏置电阻，它与LC谐振回路并联。
R1的阻值必须用100K以上，如阻值太小，振荡难以停止。
C1、C2为偶合电容，同时起隔离作用，R2、R3组成射集直流负反馈电阻，L1、L2和C1构成选频网络，L1、L2是振荡线圈，L2是正反馈线圈。
VT3、VT4是做触发、放大整形,控制VT5与LED 管D2,VT5为开关。
控制输出。
接通电源时，电流通过LC振谐回路产生振荡，通过L2反馈回VT2基极，VT2导通。
VT2集电极电位高。
通过R5耦合至VT3基极，VT3基极低电位不导通，那么VT4基极高电位不通，VT5不导通。
VT5集电极电位高，可视为1输出高电平。
当有金属感应物接近时，振荡遭到破坏、L2相当于断开，VT2截止，集电极高电位。
通过R5耦合至VT3基极，VT3导通，集电极低电位通过R8耦合至VT4，VT4导通，通过R12推动D2点亮，同时给VT5基极提供高电位，使VT5导通，VT5集电极低电位输出。
因为VT5是NPN管，因此外接负载必须接在OUT与VCC之间，负载才有动作。
PNP型接近开关则把上图NPN管换成PNP管即可图二：为一个实用二线制接近开关内部原理图。
它的振荡部分和图一一样。
只不过是在给接近开关停振时增加了稳压和反向放大部分。
它由VT7和D5组成稳压电源提供给C3充电。
VT5、VT6、VT8及R11、12、15、16、17及D3组成三级反向放大器。
其中VT8作为开关输出。
因为是外接二线，电流由明显增大变化，所以用D3作钳位。
以稳定VT8导通时集电极成施密特触电压。
为弥补供电下降，加入D4及R17。
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Inductive Proximity Switches
1. 功能原则
通用接近开关: 在传感器表面下方安装了一个LC振荡电路。 由LC振荡电路产生的电磁场在接近金属或 不含铁的金属(例如:铝或铜)时受干扰. 如果接近的金属达到了预先选定的开关距离
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此外，通常的接近开关我们可以将其分类为齐平和非齐平 安装。
齐平安装: 齐平安装形式的传感器将阻尼材料固定在传感器表面的周 围，需要预先降低传感器的部分特性。
Free space
非齐平安装:
传感器表面没有被金属物质包裹住的可以以非齐平的方式
•
全金属检测开关的校正系数为1，同时可以应用于任何存在电弧焊的工作场所内。此类场所经常出现强磁场（由电弧焊 机械产生），焊接飞溅物的冷凝既不会影响他，也不会摧毁他（产品有特富龙涂层）。
6 Sensors for your success • • Sensors for your success • • Sensors for your success •
时,开关输出开启. 这意味着,此类传感器仅能够检测金属物体.。
校正系数: 传感器的检测距离与材料和受检测免得特征息息相关. 校正系数定义了不同材料检测距离与标准距离的比较系数。 举例: 在产品目录中选出一个有8毫米开关距离的通用接近开关. 它拥有校正系数如下: 不锈钢---0.76； 铜---------0.42； 铝---------0.32； 这意味着,开关距离根据所选的金属系数比衰减。
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接近开关(共9张PPT)
发生物理损坏等。 18-80VDC，3线制技术，具有短路电流保护功能, PNP常开型。
18-80VDC，3线制技术，具有短路电流保护功能, PNP常开型。 在发生接近开关的检测位置无返回的故障时，应首先去现场确认实际的机械位置是否已经到位，接近开关是否发生物理损坏等。
色，BU表示蓝色。
BN 1
+
18-80VDC，3线制技术，具有短
BK 4
路电流保护功能, PNP常开型。
BU 3
-
故障诊断和更换
接(根近据开连关退接那由线的存现于在场虚设工接备或)作者中环间电境缆发相生损对坏 较为恶劣，接近开关是热轧生产中损坏最 为频繁的现场检测元件。且接近开关一旦损坏均无法修复， 无特殊情况，必须按照原来的接线方式进行电缆摆放、接线。
更换新的接近开关。
返回信号闪烁 1. 固定不牢固，或挡片支架
松动
2. 接近开关损坏
接近开关
月牙剪位置的接近开关！
当接近开关发生故障，为了尽最大可能的降低故停时间，在 强制信号可以在软件程序中强制也可以在现场用一路24V电源代替接近开关的返回信号，在ET200中可以将L+和S0进行短接。
现场实际机械位置没到位
接近开关接不线存会在虚发接或生者中意间电外缆发的生损情坏 况下，经相关人员批准后可以将接近开关 的返回信号进行强制（封点）。强制信号可以在软件程序中 强制也可以在现场用一路24V电源代替接近开关的返回信号 ，在ET200中可以将L+和S0进行短接。强制信号只是临时处 理措施，待故障处理需要及时进行解除。
在更换接近开关时，需要首先拆除电气柜或者端子盒中
故障现象
可能原因
处理方法
光电型接近开关的工作原理
振幅检 测电路
输出电 路
图12-6 电感型接近开关的工作原理
（2）电容型接近开关的工作原理 电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成， 很象“打开的”电容器电极，该两个电极构成一个电容， 串接在RC振荡回路内。如图12-7、图12-8所示，其中 辅助电极C是可移动的，为感应目标。
12.1.3 接近开关分类及结构 目前应用较为广泛的接近开关按工作原理可以分为以下 几种类型： 电感型：用以检测各种金属体 电容型：用以检测各种导电或不导电的液体或固体 光电型：用以检测所有不透光物质 超声波型：用以检测不透过超声波的物质 霍尔型：用以检测导磁或不导磁金属 按其外型形状可分为园柱型、 方型、沟型、穿孔（贯通）型和分 离型。园柱型比方型安装方便，但 其检测特性相同；沟型的检测部位 是在槽内侧，用于检测通过槽内的 物体；贯通型在我国很少生产，而 a）圆柱型 （b）方型 日本则应用较为普遍，可用于小螺 图12-2 电感型接近开关 钉或滚珠之类的小零件和浮标组装 成水位检测装置等。
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 （特别有利于易燃易爆场合）、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。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重 复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力 强，并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。因此到目前为止， 接近开关的应用范围日益广泛，其自身的发展和创新的速 度也是极其迅速。
接近开关原理接线图解
接近开关原理接线图解
在THWSKW一2A中所使用的接近开关的型号是三线制NPN常开型。
当接近开关检测到档块时，就会有限位信号或参考点减速信号产生。
接线方法如图1所示。
图1 接近开关的接线
无论是哪一种接近开关，在使用时都必须注意被检测物的材料、形状、尺寸、运动速度等因素，如图2所示。
图2 接近开关的使用场合
在接近开关安装与选用中，必须认真考虑检测距离、设定距离，保证THWSKW一2A上的接近开关可靠动作。
安装距离注意说明如图3所示。
图3 安装距离注意说明
在一些精度要求不是很高的场合，接近开关可以用来产品计数、测量转速甚至是旋转位移的角度。
但在一些要求较高的场合，往往用光电编码器来测量旋转位移或者间接测量直线位移。
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电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理
1、电感式接近开关工作原理
电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。
这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。
工作流程方框图与接线图如下所示：
2、电容式接近开关工作原理
电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。
这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。
工作流程方框图与接线图如下所示：
3、霍尔式接近开关工作原理
当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，
其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。
输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。
霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。
霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。
霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关，但是比它寿命长，响应快无磨损，而且安装时要注意磁铁的极性，磁铁极性装反无法工作。
内部原理图与输入/输出的转移特性和接线图如下所示：。