接近開關傳感器

1、制作：徐兆鵬（07047011） 張磊 (07047020)王超接近開關簡介 一、 性能特點 在各類開關中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的，這就是接近開關。當有物體移向接近開關，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。不同的接近開關檢出距離也不同。有時被檢測驗物體是按一定的時間間隔，一個接一個地移向接近開關，又一個一個地離開，這樣不斷地重復。不同的接近開關，對檢測對象的響應能力是不同的。這種響應特性被稱為“響應頻率”。二、 種類 因為位移傳感器可以根據不同的原理和不同的

2、方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關有以下種：1 渦流式接近開關 這種開關有時也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產生電磁場的接近開關時，使物體內部產生渦流。這個渦流反作用到接近開關，使開關內部電路參數發(fā)生變化，由此識別出有無導電物體移近，進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導電體。2 電容式接近開關 這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，

3、使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。3 霍爾接近開關 霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。4 光電式接近開關 利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有反光面（被檢測物體）接近時，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。5 熱

4、釋電式接近開關用能感知溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上，當有與環(huán)境溫度不同的物體接近時，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。6 其它型式的接近開關 當觀察者或系統對波源的距離發(fā)生改變時，接近到的波的頻率會發(fā)生偏移，這種現象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時，接近開關接收到的反射信號會產生多普勒頻移，由此可以識別出有無物體接近。接近開關應用 接近開關在航海、航空、航天技術以及工業(yè)生產中都有廣泛的應用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動門，

5、自動熱風機上都有應用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關組成的防盜裝置。在測量技術中，如長度，位置的測量；在控制技術中，如位移、速度、加速度的測量和控制，也都使用著大量的接近開關。應用條件在一般的工業(yè)生產場所，通常都選用電感式接近開關和電容式接近開關。因為這兩種接近開關對環(huán)境的要求條件較低。當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關，因為它的響應頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應用范圍廣、價格較低。若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩(wěn)定

6、性好。安裝時應考慮環(huán)境因素的影響。若被物為導磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內時，應選用霍爾接近開關，它的價格最低。 在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關。光電接近開關工作時對被測對象幾乎無任何影。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上都被廣泛地使用。在防盜系統中，自動門通常使用熱釋電接近開關、超聲波接近開關、微波接近開關。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關往往被復合使用。無論選用哪種接近開關，都應注意對工作電壓、負載電流、響應頻率、檢測距離等各項指標的要求。常見接近開關原理圖及造型 接 近 開 關 術 語 解 釋 1. 1. 檢測距離：檢

7、測距離：動作距離是指檢測體按一定方式移動時，從基準位置（接近開關的感應表面）到開關動作時測得的基準位置到檢測面的空間距離。額定動作距離指接近開關動作距離的標稱值。2. 2. 設定距離：設定距離：接近開關在實際工作中整定的距離，一般為額定動作距離的0.8倍。3. 3. 回回 差值：差值：動作距離與復位距離之間的絕對值。4. 4. 標準檢測體：標準檢測體：可使接近開關作比較的金屬檢測體。 5. 5. 輸出狀態(tài)：輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當無檢測物體時，常開型的接近開關所接通的負載，由于接近開關內部的輸出晶體管的截止而不工作，當檢測到物體時，晶體管導通，負載得電工作。 6. 6. 檢測方式：檢測方式：

8、分埋入式和非埋入式。埋入式的接近開關在安裝上為齊平安裝型，可與安裝的金屬物件形成同一表面，非埋入式的接近開關則需把感應頭露出，以達到其長檢測距離的目的。 7.7.響應頻率：響應頻率：按規(guī)定的1秒的時間間隔內，接近開關動作循環(huán)的次數。 8.8.導通壓降：導通壓降：既開關在導通時，殘留在開關輸出晶體管上的電壓降。 9.9.輸出形式：輸出形式：分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(自帶繼電器)等幾種常用的形式輸出。 接近開關命名方法前面已經提到應用最多的是電感式與電容式接近開關，下面就來分別介紹一下這兩種。各種產品市場上所見接近開關門

9、類繁多，規(guī)格不一，下面僅以型號與形狀分類，并分別舉浙江洞頭光電開關廠（http:/ （一） 電 感 式 接 近 開 關常見電感式接近開關型號（一）常見電感式接近開關型號（二）常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供） 表一續(xù)表 一附：各種型號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 二表 二附：各種型號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 三表 三附：各種型號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 四表 四附：各種型號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 五表 五附：各種型

10、號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 六表 六附：各種型號尺寸常用接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）表 七表 七附：各種型號尺寸現在按形狀來分類，舉西普公司的產品為例通用型糸列再舉其中J5糸列為例，參數如下更多信息詳見西普1.工作原理工作原理 電容式接近開關亦屬于一種具有開關量輸出的位置傳感器，它的測量頭通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的接通和關斷。這種接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或

11、粉狀物體,在檢測較低介電常數的物體時，可以順時針調節(jié)多圈電位器（位于開關后部）來增加感應靈敏度，一般調節(jié)電位器使電容式的接近開關在0.7-0.8Sn的位置動作。常見型號常用電容式接近開關規(guī)格型號及具體參數 （浙江洞頭光電開關廠提供）附：各種型號尺寸西普公司的相關產品以CJS12糸列為例具體參數更多信息詳見西普其他接近開關一. 光電開關反射板型二.霍爾開關三.磁性開關更多信息詳見：西普接近開關傳感器應用方向 人們大多會同意這樣的說法：傳感器技術的進步一直是工廠自動化發(fā)展的推動力。有足夠的證據表明，離散制造行業(yè)的自動化應用已經落后于過程控制行業(yè)。離散傳感技術的進步，尤其是接近傳感器技術的進步，將自

12、動化技術擴展到這些行業(yè)。 根據CONTROL ENGINEERING雜志和Reed Research Group近期舉行的一次控制工程師在線調查結果顯示，接近傳感器已經在很多自動化行業(yè)找到了應用方向。在日常運行時接近開關的主要應用問題上，有36%的受訪工程師提到了連續(xù)與批處理。在所有的應用當中，離散制造占了29%，連續(xù)處理只占16.7%，公用工程應用占7.2%。只有4.3%的受訪工程師選擇了批處理。其他的應用方向占6.5%廣泛豐富的應用類型廣泛豐富的應用類型 接近傳感器的應用范圍很廣，種類很多。如果不考慮行業(yè)類型因素，最常見的是機械類應用。在所有的應用里面，與機械應用相關的占79.7%，是其他

13、應用類型的兩倍還多，如液體裝填應用占32.6%，包裹/裝箱應用占31.2%，固體/粉末裝填應用占26.1%，原材料處理占20.3%。此外還有一些應用類別：合金（17.4%）、塑料產品制造（14.5%）、汽車（10.1%）、以及基于web的產品（4.3%）。 當被問及應用組成的問題時，ifm efector公司（）的位移動傳感器產品經理Ernie Maddox認為這些數字都是準確的，他說：“接近傳感器在連續(xù)性或批處理方面的應用有限。在離散制造領域，傳感器被用于檢測機器位置和被制造的產品。接近傳感器在探測機器位置方面的應用在過去的15年時間里增長迅猛。這種發(fā)展趨勢的主要動因在于機器制作商從機械式開

14、關和繼電邏輯轉為使用接近傳感器和PLC。這種發(fā)展趨勢在很大程度上是水到渠成、自然而行的。 在產品檢測市場方面，應用類型包括被加工部件在設備上的存在檢測、傳送帶上的部件計數、以及傳送線和機器加料口的“線滿/線空”檢測。在Maddox看來，這種趨勢“隨著制造商繼續(xù)安裝傳感器以提高生產率和提高被加工部件的質量”而增長，而“誤差檢測和部件驗證是現在的主流發(fā)展趨勢”。 惡劣的環(huán)境，堅固的品質惡劣的環(huán)境，堅固的品質 對于接近傳感器而言，腐蝕性環(huán)境、濕氣、與尖銳沉重的油性或磨損性部件發(fā)生的碰撞（甚至近距離交錯）都是要面臨的嚴峻問題。Sick公司（）產品經理Serdar Guvenc指出，堅固性是至關重要的設

15、計特點，并且比過去顯得更為重要。Guvenc說：“Sick非?？粗貎r格和堅固性。標準的電感傳感器價格因標準化的制造技術發(fā)展而下跌，但是，”他話鋒一轉：“食品、飲料和制藥行業(yè)的很多企業(yè)愿意為接近傳感器付出額外的費用，使之能承受其應用環(huán)境，并消除需要在生產運行過程中替換傳感器（這會造成停機檢修）的可能性”。 更遠距離的感應技術、最有彈性的構 造材料和技術、更好的電子技術/連技 術都被添加到接近傳感器上以提高其 總體的堅 固性。但是，這些特性通 常只使用在高級傳感器里，價格比標 準的傳感器要高。在各種情況下，用 戶都需要將安裝成本和生產停機時間結合起來權衡考慮。大部分用戶都還沒有在設備網絡環(huán)境下使用傳感器。然而，那些不在設備網絡環(huán)境下使用傳感器的用戶使用了更多的帶有接口模塊的標準傳感器，數量超出了網絡環(huán)境用戶通常所使用的兩倍。在Omron Electronics公司（）的接近傳感器產品經理Nazario Biala看來，這種趨勢還將保持下去，至少在短期內不會有所改變。 Biala表示：“在這個2:1的比例能夠得到改變之前，有許多工作要做。首先，工業(yè)自動化的用戶需要更好地認識到系統和設備級別的網絡的好處。各種協會，比如ODVA（Open DeviceNet Vendor Association，開放的DeviceNet供應商協會，），在這方面已經做了很不錯的工作