檢測課件(第四章)2013319

1、第四章第四章 電渦流傳感器電渦流傳感器本章介紹本章介紹電渦流效應(yīng)電渦流效應(yīng)、趨膚效應(yīng)、趨膚效應(yīng)、電渦流電渦流傳感器的原理傳感器的原理、電渦流探頭結(jié)構(gòu)、特性電渦流探頭結(jié)構(gòu)、特性、調(diào)調(diào)幅、調(diào)頻轉(zhuǎn)換電路幅、調(diào)頻轉(zhuǎn)換電路，電渦流線性位移傳感器、電渦流線性位移傳感器、安檢門、裂紋檢測安檢門、裂紋檢測等的應(yīng)用，介紹等的應(yīng)用，介紹接近開關(guān)接近開關(guān)的概念、分類、特性、結(jié)構(gòu)、工作原理、特的概念、分類、特性、結(jié)構(gòu)、工作原理、特性參數(shù)及其應(yīng)用。性參數(shù)及其應(yīng)用。4.1 4.1 電渦流傳感器的工作原理電渦流傳感器的工作原理4.2 4.2 電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)及特性電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)及特性4.3 4.3 電渦流傳感器的測量

2、轉(zhuǎn)換電路電渦流傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路4.4 4.4 電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器的應(yīng)用4.5 4.5 接近開關(guān)及應(yīng)用接近開關(guān)及應(yīng)用第四章第四章 電渦流傳感器電渦流傳感器 目錄目錄進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 電渦流效應(yīng)演示電渦流效應(yīng)演示 當(dāng)電渦流線當(dāng)電渦流線圈與金屬板的圈與金屬板的距離距離x 減小時，減小時，電渦流線圈的電渦流線圈的等效電感等效電感L 減減小，小，等效電阻等效電阻R 增大增大，Q值降低，值降低，流過電渦流線流過電渦流線圈的圈的電流電流 i1 增增大大。 交變勵磁引起鐵心的交變勵磁引起鐵心的渦流損耗渦流損耗 Pe 減小變壓器鐵損耗的方

3、法：減小變壓器鐵損耗的方法：（1）使用軟磁材料減小）使用軟磁材料減小Ph ；（2）增大鐵心的電阻率，）增大鐵心的電阻率， 減小渦流及其損耗減小渦流及其損耗 ；（3）用很薄的互相絕緣的硅鋼）用很薄的互相絕緣的硅鋼片（片（0.1mm）疊成鐵心，每一片）疊成鐵心，每一片硅鋼片內(nèi)部的電渦流需要走較長硅鋼片內(nèi)部的電渦流需要走較長的扁形路線，減小了電渦流損耗的扁形路線，減小了電渦流損耗 。電渦流大電渦流大電渦流小電渦流小電工鋼（硅鋼、矽鋼）電工鋼（硅鋼、矽鋼）具有較大的電阻率和磁通具有較大的電阻率和磁通密度密度，較小的糾頑力、電導(dǎo)率、剩磁和鐵芯損較小的糾頑力、電導(dǎo)率、剩磁和鐵芯損耗耗 ，減小了變壓器的損耗

4、，提高了效率。了變壓器的損耗，提高了效率。 軟磁鐵氧體具有較大的電阻率，所以電渦流損軟磁鐵氧體具有較大的電阻率，所以電渦流損耗較小耗較小。與硅鋼比較，。與硅鋼比較，在中頻時還能有較高的磁在中頻時還能有較高的磁導(dǎo)率導(dǎo)率。但是單位體積中儲存的磁能較低，飽合磁。但是單位體積中儲存的磁能較低，飽合磁化強(qiáng)度也較低（只有純鐵的化強(qiáng)度也較低（只有純鐵的1/51/5），因而不適合），因而不適合用于低頻領(lǐng)域，而用于低頻領(lǐng)域，而廣泛應(yīng)用于在廣泛應(yīng)用于在1MHz1MHz以下的逆變以下的逆變電源中電源中。 電渦流在日常生活中的應(yīng)用電渦流在日常生活中的應(yīng)用電磁爐電磁爐 干凈、干凈、高效的高效的 電磁爐電磁爐鐵磁材料制作

5、的鍋具底部既有較大的磁滯損鐵磁材料制作的鍋具底部既有較大的磁滯損耗耗, ,又能產(chǎn)生較大的電渦流又能產(chǎn)生較大的電渦流, ,才能產(chǎn)生較大的熱量才能產(chǎn)生較大的熱量鍋具與勵磁線圈的距離增大時，電渦流減小，鍋具與勵磁線圈的距離增大時，電渦流減小，產(chǎn)生報警信號，停止勵磁。產(chǎn)生報警信號，停止勵磁。2022-7-59電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈電渦流在工業(yè)中的應(yīng)用電渦流在工業(yè)中的應(yīng)用中頻爐中頻爐 將工頻將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再逆變交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡倌孀優(yōu)橹蓄l（為中頻（300HZ以上至以上至1000HZ）電壓，接到）電壓，接到中頻爐的中頻繞組兩端，在繞組中產(chǎn)生高密度中頻爐的中頻繞組兩

6、端，在繞組中產(chǎn)生高密度的交變磁力線，耐高溫容器里盛放的金屬原料的交變磁力線，耐高溫容器里盛放的金屬原料內(nèi)部產(chǎn)生很大的電渦流，使金屬的溫度升高，內(nèi)部產(chǎn)生很大的電渦流，使金屬的溫度升高，甚至融化。中頻爐廣甚至融化。中頻爐廣泛用于有色金屬的泛用于有色金屬的熔煉、熔煉、淬火淬火或鍛壓?；蝈憠?。中頻中頻功率源功率源趨膚效應(yīng)（集膚效應(yīng)）趨膚效應(yīng)（集膚效應(yīng)）交變磁場的交變磁場的頻率頻率f 越高越高，電渦流的滲透，電渦流的滲透深度深度就越淺就越淺，趨膚效應(yīng)越嚴(yán)重?？梢岳泌吥w效應(yīng)，趨膚效應(yīng)越嚴(yán)重。可以利用趨膚效應(yīng)來控制非電量的檢測深度。來控制非電量的檢測深度。當(dāng)當(dāng)100kHz2MHz2MHz信號源產(chǎn)生的交變電

7、壓施加信號源產(chǎn)生的交變電壓施加到電感線圈到電感線圈L1上時，就產(chǎn)生一次電流上時，就產(chǎn)生一次電流i1 ，在線在線圈周圍產(chǎn)生交變磁場圈周圍產(chǎn)生交變磁場。如果。如果將線圈將線圈靠近一塊金靠近一塊金屬導(dǎo)體，金屬屬導(dǎo)體，金屬導(dǎo)體表面就產(chǎn)生電渦流導(dǎo)體表面就產(chǎn)生電渦流i2。i2在金在金屬導(dǎo)體的縱深方向并不是均勻分布的屬導(dǎo)體的縱深方向并不是均勻分布的，而，而只集中只集中在金屬導(dǎo)體的表面在金屬導(dǎo)體的表面，這稱為，這稱為趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng)。 圓形導(dǎo)線中的電纜電流趨膚效應(yīng)示意圖圓形導(dǎo)線中的電纜電流趨膚效應(yīng)示意圖a）直流電流時的均勻分布直流電流時的均勻分布 b）中頻電流時中心部位電密度減小中頻電流時中心部位電密度減小

8、c）高頻電流時，電流線趨向表面分布高頻電流時，電流線趨向表面分布二、電渦流線圈等效阻抗分析二、電渦流線圈等效阻抗分析 .設(shè)電渦流線圈在高頻時的等效電阻為設(shè)電渦流線圈在高頻時的等效電阻為R1（大（大于直流電阻），電感為于直流電阻），電感為L1。當(dāng)有被測導(dǎo)體靠近。當(dāng)有被測導(dǎo)體靠近電渦流線圈時，則被測導(dǎo)體等效為一個短路環(huán)，電渦流線圈時，則被測導(dǎo)體等效為一個短路環(huán)，電渦流線圈電渦流線圈L1與導(dǎo)體之間存在一個互感與導(dǎo)體之間存在一個互感M?；ァ；ジ须S線圈與導(dǎo)體之間距離的減小而增大。感隨線圈與導(dǎo)體之間距離的減小而增大。影響電渦流線圈等效阻抗的因數(shù)影響電渦流線圈等效阻抗的因數(shù)如果控制上式中的如果控制上式中的f

9、、r不變，電渦流線圈的不變，電渦流線圈的阻阻抗抗Z 就成為線圈與被測金屬體的就成為線圈與被測金屬體的間距間距的單值函數(shù)的單值函數(shù)，屬屬于非接觸式測量于非接觸式測量。電渦流線圈受電渦流影響時的等效阻抗電渦流線圈受電渦流影響時的等效阻抗Z由兩部分構(gòu)由兩部分構(gòu)成，即成，即等效電感等效電感L和和等效電阻等效電阻R串聯(lián)而成：串聯(lián)而成： Z=R+jL=f(f、r、 )上式中的上式中的、為金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，為金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，r為表為表面因子，包括粗超度、溝痕、裂紋等面因子，包括粗超度、溝痕、裂紋等。 當(dāng)當(dāng)被測物與電渦流線圈的間距被測物與電渦流線圈的間距減小減小時，電渦流線圈時，電渦流線圈與

10、被測金屬的與被測金屬的互感量互感量M增大增大，等效電感等效電感L減小，減小，Q值降值降低，低，等效電阻等效電阻R增大。增大。由于線圈的感抗由于線圈的感抗XL的減小比的減小比R的的增大大得多，故此時流過電渦流線圈的電流增大大得多，故此時流過電渦流線圈的電流i1增大增大。電渦流線圈的等效阻抗電渦流線圈的等效阻抗式中式中 R、L電渦流線圈靠近被測導(dǎo)體時的等效電電渦流線圈靠近被測導(dǎo)體時的等效電阻和等效電感。阻和等效電感。 當(dāng)被測物與電渦流線圈的間距當(dāng)被測物與電渦流線圈的間距減小時，電渦流線圈減小時，電渦流線圈與被測金屬的互感量與被測金屬的互感量M增大，增大，等效電感等效電感L減小，減小，等效電等效電阻

11、阻R增大，增大，品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q值降低：值降低：Q=L/RL/R等效電阻上消耗的有功功率等效電阻上消耗的有功功率P P 增大：增大：P=I 2R222211212222212222 jjUMMZR RLLRLIRLRL 電渦流線圈在不同情況下的品質(zhì)因數(shù)電渦流線圈在不同情況下的品質(zhì)因數(shù)Q值越大，曲線越尖銳值越大，曲線越尖銳，后級檢測電路得到的，后級檢測電路得到的電壓就越高。電壓就越高。Q初始初始電渦流用于其他非電量的測量電渦流用于其他非電量的測量 檢測深度的控制：電渦流線圈的檢測深度的控制：電渦流線圈的激勵頻率一激勵頻率一般設(shè)定在般設(shè)定在100kHz1MHz。頻率越低頻率越低，有效測量，有效測

12、量距離越大，能夠距離越大，能夠檢測被測金屬體內(nèi)部參數(shù)的深檢測被測金屬體內(nèi)部參數(shù)的深度也越深。度也越深。如果控制間距如果控制間距不變，就可以用來檢測與表面不變，就可以用來檢測與表面電導(dǎo)率電導(dǎo)率有關(guān)的有關(guān)的表面溫度、表面裂紋等參數(shù)表面溫度、表面裂紋等參數(shù)，或者用來檢測與材料磁導(dǎo)率或者用來檢測與材料磁導(dǎo)率有關(guān)的有關(guān)的磁性特性磁性特性、表面硬度表面硬度等參數(shù)。等參數(shù)。 表面表面溫度升高，電導(dǎo)率溫度升高，電導(dǎo)率 降低；降低；表面有裂紋時表面有裂紋時，電渦流減小。，電渦流減小。第二節(jié)第二節(jié) 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性 電渦流探頭電渦流探頭外形及外形及調(diào)理電路前置器調(diào)理電路前置器交變磁場交

13、變磁場回目錄回目錄電渦流探頭電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1-電渦流線圈電渦流線圈 2-探頭殼體探頭殼體 3-殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋 4印制線路板印制線路板 5夾持螺母夾持螺母 6電源指示電源指示 7閾值指示燈閾值指示燈 8輸出屏蔽電纜線輸出屏蔽電纜線 9電纜插頭電纜插頭 YD9800系列系列電渦流位移傳感器特性電渦流位移傳感器特性 探頭的直徑與測量范圍及分辨力之間有何關(guān)系探頭的直徑與測量范圍及分辨力之間有何關(guān)系？ 線圈線圈直徑直徑 /mm殼體殼體螺紋螺紋/mm線性線性范圍范圍/mm最佳安裝最佳安裝距離距離/mm最小最小被測面被測面/mm 分辨力分辨力/m5M8110.5151

14、11M141.54235425M161.58470850M302251210010電渦流線圈的直徑越大，探測范圍就越電渦流線圈的直徑越大，探測范圍就越大大電渦流探雷器電渦流探雷器 第三節(jié)第三節(jié) 電渦流傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路電渦流傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路 一種為調(diào)幅（一種為調(diào)幅（AM）式電路）式電路，另一種為調(diào)頻電路（另一種為調(diào)頻電路（PM）。）。AM：用低頻信號去調(diào)制高頻載波的振幅，使其：用低頻信號去調(diào)制高頻載波的振幅，使其振幅振幅按低頻調(diào)制信號的規(guī)律而變化按低頻調(diào)制信號的規(guī)律而變化。PM：用低頻信號去調(diào)制高頻載波的頻率，使其：用低頻信號去調(diào)制高頻載波的頻率，使其頻率頻率按低頻調(diào)制信號的規(guī)律而變化按

15、低頻調(diào)制信號的規(guī)律而變化。其幅度雖然也有變化，。其幅度雖然也有變化，必須經(jīng)過雙向限幅器，才能變必須經(jīng)過雙向限幅器，才能變?yōu)榈确?，后級電路可以用為等幅波，后級電路可以用“鑒頻器鑒頻器”來鑒別載波的頻率來鑒別載波的頻率變化，重新得到所包含的低頻變化，重新得到所包含的低頻信號。也可以接到單片機(jī)的計信號。也可以接到單片機(jī)的計數(shù)端，由單片機(jī)計算出被測量。數(shù)端，由單片機(jī)計算出被測量?；啬夸浕啬夸浺?、調(diào)幅（一、調(diào)幅（AMAM）式電路）式電路石英振蕩器產(chǎn)生石英振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓高頻振蕩電壓（100kHz2MHz）用于激勵電渦流線圈。金屬）用于激勵電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場中產(chǎn)生電

16、渦流，引起電渦流線圈材料在高頻磁場中產(chǎn)生電渦流，引起電渦流線圈兩端電壓的衰減，兩端電壓的衰減，輸出電壓輸出電壓Uo反映了金屬體與電反映了金屬體與電渦流線圈的間距渦流線圈的間距。部分常用材料對振蕩器振幅的衰減系數(shù)部分常用材料對振蕩器振幅的衰減系數(shù)人的人的手、泥土或裝滿水的玻璃杯手、泥土或裝滿水的玻璃杯能對振蕩器能對振蕩器的振幅產(chǎn)生明顯的衰減嗎？的振幅產(chǎn)生明顯的衰減嗎？定頻調(diào)幅式電路的幅頻曲線定頻調(diào)幅式電路的幅頻曲線4根曲線與根曲線與f0的交點(diǎn)決定調(diào)幅電路的輸出電壓的交點(diǎn)決定調(diào)幅電路的輸出電壓0探頭與被測物間距很遠(yuǎn)時探頭與被測物間距很遠(yuǎn)時 1非磁性金屬、間距較大時非磁性金屬、間距較大時2非磁性金屬

17、、間距較小時（非磁性金屬、間距較小時（Q值降低）值降低） 3磁性金屬、間距較小時（鐵磁損耗較大，磁性金屬、間距較小時（鐵磁損耗較大，Q值大幅降低）值大幅降低）二、調(diào)頻（二、調(diào)頻（FM）式電路）式電路當(dāng)電渦流線圈與被測體的當(dāng)電渦流線圈與被測體的距離距離x 變小時變小時，電渦流線，電渦流線圈的電感量圈的電感量L 也隨之變?。ǚ氰F質(zhì)），也隨之變?。ǚ氰F質(zhì)），同時引起同時引起LC 振振蕩器的輸出電壓及蕩器的輸出電壓及頻率變高頻率變高。如果希望用模擬儀表進(jìn)。如果希望用模擬儀表進(jìn)行顯示或記錄時，使用行顯示或記錄時，使用“鑒頻器鑒頻器”，可以將，可以將 f 轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電壓電壓 Uo 。 并聯(lián)諧振回路的諧振

18、頻率并聯(lián)諧振回路的諧振頻率 設(shè)電渦流線圈的初始電感量設(shè)電渦流線圈的初始電感量L=0.8mH，微調(diào)，微調(diào)電容電容C 0 =200pF， （1pF10-12F）求：探頭中的振蕩器的求：探頭中的振蕩器的初始頻率初始頻率f 0 。（一般將振蕩器的頻率控制在（一般將振蕩器的頻率控制在幾百千赫茲幾百千赫茲）012fLC解：解：-3-121=560kHz20.81010010f 鑒頻器特性曲線鑒頻器特性曲線 設(shè)鑒頻器電路的初始頻率設(shè)鑒頻器電路的初始頻率f0=1MHz，該鑒頻器的初始輸出電壓為多少伏？當(dāng)有鋁該鑒頻器的初始輸出電壓為多少伏？當(dāng)有鋁質(zhì)金屬板靠近時，輸出電壓如何變化？質(zhì)金屬板靠近時，輸出電壓如何變化

19、？第四節(jié)第四節(jié) 電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器的應(yīng)用 一、位移測量一、位移測量 電渦流位移傳感器的輸出為電渦流位移傳感器的輸出為模擬量，例如：模擬量，例如：05V。當(dāng)金屬物體接近探頭的感應(yīng)面時，金屬。當(dāng)金屬物體接近探頭的感應(yīng)面時，金屬表面吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振表面吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的蕩器的輸出幅度衰減或頻率變化輸出幅度衰減或頻率變化，單片機(jī)根據(jù)，單片機(jī)根據(jù)Uo或或f，可以計算出與被檢測物體的距離、振，可以計算出與被檢測物體的距離、振動頻率等參數(shù)。電渦流位移傳感器屬于動頻率等參數(shù)。電渦流位移傳感器屬于非接觸非接觸測量測量器件，工作時不受灰塵、油污等因素的影器件

20、，工作時不受灰塵、油污等因素的影響。響?；啬夸浕啬夸浳灰苽鞲衅鞯姆诸愇灰苽鞲衅鞯姆诸愇灰茰y量儀位移測量儀 位移測量包含：位移測量包含：偏心、間隙、位置、偏心、間隙、位置、傾斜、彎曲、變形、傾斜、彎曲、變形、移動、圓度、沖擊、移動、圓度、沖擊、偏心率、沖程、寬度偏心率、沖程、寬度等。等。數(shù)顯數(shù)顯位移測量儀位移測量儀 探頭探頭電渦流位移傳感器用于軸向位移的監(jiān)測電渦流位移傳感器用于軸向位移的監(jiān)測 1旋轉(zhuǎn)設(shè)備（汽輪機(jī)）旋轉(zhuǎn)設(shè)備（汽輪機(jī)） 2主軸主軸 3聯(lián)軸器聯(lián)軸器 4電渦流探頭電渦流探頭 5夾緊螺母夾緊螺母 6發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 7基座基座位移的標(biāo)定方法位移的標(biāo)定方法使用千分尺，逐一對照測量電路的輸出電壓使

21、用千分尺，逐一對照測量電路的輸出電壓及數(shù)顯表讀數(shù)，列出對照表，存入計算機(jī)及數(shù)顯表讀數(shù)，列出對照表，存入計算機(jī)，從而，從而達(dá)到達(dá)到線性化和曲線擬合線性化和曲線擬合的目的。的目的。電渦流位移傳感器的靜態(tài)位移標(biāo)定設(shè)備電渦流位移傳感器的靜態(tài)位移標(biāo)定設(shè)備 1 1探頭夾具探頭夾具 2 2電渦流探頭電渦流探頭 3 3標(biāo)準(zhǔn)圓片狀試件標(biāo)準(zhǔn)圓片狀試件 4 4千分尺測桿千分尺測桿 5 5千分尺套筒千分尺套筒 6 6套筒定螺釘套筒定螺釘 7 7千分尺千分尺 8 8底座底座 9 9水平調(diào)節(jié)墊腳水平調(diào)節(jié)墊腳電渦流位移傳感器的標(biāo)定電渦流位移傳感器的標(biāo)定 在標(biāo)定區(qū)域里，共在標(biāo)定區(qū)域里，共設(shè)置多個測量點(diǎn)設(shè)置多個測量點(diǎn)。首先調(diào)節(jié)

22、千分首先調(diào)節(jié)千分尺的讀數(shù)為尺的讀數(shù)為0.000mm。旋松探頭夾具的調(diào)節(jié)螺母，。旋松探頭夾具的調(diào)節(jié)螺母，使使探頭與試件剛好接觸探頭與試件剛好接觸，計算機(jī)測得探頭絕對零位的輸計算機(jī)測得探頭絕對零位的輸出電壓出電壓。然后旋動千分尺，使試件緩慢離開探頭，。然后旋動千分尺，使試件緩慢離開探頭，每每隔設(shè)定的位移（例如隔設(shè)定的位移（例如0.8mm），測量電渦流傳感器的），測量電渦流傳感器的輸出電壓輸出電壓。電渦流位移傳感器的標(biāo)定過程示意圖電渦流位移傳感器的標(biāo)定過程示意圖 1正程數(shù)據(jù)（黑點(diǎn)正程數(shù)據(jù)（黑點(diǎn) ） 2正程折線（細(xì)實線）正程折線（細(xì)實線）3回程數(shù)據(jù)（空心圓圈回程數(shù)據(jù)（空心圓圈 ） 4回程折線（虛線）回

23、程折線（虛線） 5計算機(jī)擬合曲線（粗實線）計算機(jī)擬合曲線（粗實線）420mA電渦流位移傳感器外形電渦流位移傳感器外形齊平式電渦流位移齊平式電渦流位移傳感器外形傳感器外形 齊平式傳感器安裝時可以不高出安裝齊平式傳感器安裝時可以不高出安裝面，不易被損害。面，不易被損害。V V系列系列電渦流位移電渦流位移傳感器外形傳感器外形齊平式齊平式V V系列系列電渦流位移電渦流位移傳感器性能一覽表傳感器性能一覽表電渦流位移傳感器的應(yīng)用電渦流位移傳感器的應(yīng)用 電渦流探頭線圈的阻抗受諸多因素影響，電渦流探頭線圈的阻抗受諸多因素影響，例如例如金屬材料的厚度、尺寸、形狀、電導(dǎo)率、金屬材料的厚度、尺寸、形狀、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)

24、率、表面因素、距離等磁導(dǎo)率、表面因素、距離等，因此電渦流傳感，因此電渦流傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，但也同時帶來許多不器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，但也同時帶來許多不確定因素，一個或幾個因素的微小變化就足以確定因素，一個或幾個因素的微小變化就足以影響測量結(jié)果。所以電渦流傳感器多用于影響測量結(jié)果。所以電渦流傳感器多用于定性定性測量測量。 在用作定量測量時，必須采用在用作定量測量時，必須采用逐點(diǎn)標(biāo)逐點(diǎn)標(biāo)定、計算機(jī)線性糾正、溫度補(bǔ)償定、計算機(jī)線性糾正、溫度補(bǔ)償?shù)却胧?。等措施?偏心和振動檢測偏心和振動檢測電渦流探頭電渦流探頭通過測量間隙來測量徑向跳動通過測量間隙來測量徑向跳動電渦流探頭電渦流探頭測量彎曲、波動

25、、變形測量彎曲、波動、變形對橋梁、絲桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動測量，須使用多個對橋梁、絲桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動測量，須使用多個電渦流傳感器，但工作頻率必須錯開。電渦流傳感器，但工作頻率必須錯開。交變磁場交變磁場測量金屬薄膜、板材厚度電渦流測厚儀測量金屬薄膜、板材厚度電渦流測厚儀 測量冷軋板厚度測量冷軋板厚度導(dǎo)向輥導(dǎo)向輥測量尺寸、公差測量尺寸、公差及零件識別及零件識別 通過測量間隙來通過測量間隙來測定測定 熱膨脹引起的上下平移熱膨脹引起的上下平移測量封口機(jī)工作間隙測量封口機(jī)工作間隙間隙越大，間隙越大，電渦流越小電渦流越小電渦流探頭電渦流探頭測量注塑機(jī)開合模的間隙測量注塑機(jī)開合模的間隙間距間距電渦流位移傳感器

26、的距離電渦流位移傳感器的距離與輸出電壓特性曲線與輸出電壓特性曲線1 1、2 2、3 3 的量程和線性范圍各為多少的量程和線性范圍各為多少mmmm？二、振動測量二、振動測量檢波后，檢波后，得到正半周得到正半周，低通濾波器濾除載波后，得，低通濾波器濾除載波后，得到被測振動的各項參數(shù)：振幅、周期、頻率、失真等。到被測振動的各項參數(shù)：振幅、周期、頻率、失真等。用電渦用電渦流調(diào)幅法測流調(diào)幅法測量簡諧振動量簡諧振動時，輸出為時，輸出為典型的典型的調(diào)幅調(diào)幅波形波形檢波二極管僅讓正半周信號通過檢波二極管僅讓正半周信號通過振動測量振動測量a）徑向振動測量）徑向振動測量 b）長軸多線圈測量）長軸多線圈測量 c）葉

27、片振動測量）葉片振動測量1電渦流線圈電渦流線圈 2被測物被測物調(diào)頻法測量振動的波形調(diào)頻法測量振動的波形振動測量振動測量汽輪機(jī)葉片參數(shù)的檢測汽輪機(jī)葉片參數(shù)的檢測 測量懸臂梁的測量懸臂梁的振幅及頻率振幅及頻率葉片共振法振動測量波形葉片共振法振動測量波形汽輪機(jī)葉片的激振測量示意圖汽輪機(jī)葉片的激振測量示意圖可以用可以用激振小錘激振小錘敲擊葉片根部，利用李薩如（李沙敲擊葉片根部，利用李薩如（李沙茹）圖形法測量汽輪機(jī)葉片的共振頻率。而現(xiàn)在更多茹）圖形法測量汽輪機(jī)葉片的共振頻率。而現(xiàn)在更多地利用計算機(jī)直接計算出振動信號的多項參數(shù)。地利用計算機(jī)直接計算出振動信號的多項參數(shù)。李薩如（李薩如（Jules Anto

28、ine Lissajous）圖形）圖形振動傳感器的輸出接到示波器的振動傳感器的輸出接到示波器的Y軸上，信號發(fā)生器軸上，信號發(fā)生器的輸出接到示波器的的輸出接到示波器的X軸上，示波器的光點(diǎn)的運(yùn)動軌跡軸上，示波器的光點(diǎn)的運(yùn)動軌跡就是李薩如圖形。如果兩個信號的頻率相同，光點(diǎn)的就是李薩如圖形。如果兩個信號的頻率相同，光點(diǎn)的軌跡為一個橢圓。整數(shù)倍比例時軌跡為一個橢圓。整數(shù)倍比例時,光點(diǎn)的軌跡見光點(diǎn)的軌跡見2:1、3:1、3:2等圖形等圖形,李薩如圖形與兩個信號的相位差有關(guān)。李薩如圖形與兩個信號的相位差有關(guān)。2:12:1和和4:34:3及及8:58:5時李薩如圖形的動畫演示時李薩如圖形的動畫演示振幅、周期、

29、頻率的計算振幅、周期、頻率的計算 n葉片葉片振動的周期振動的周期T 為多少為多少ms，頻率頻率f 為多少為多少Hz？n葉片葉片振動的幅度振動的幅度A為多少為多少mm？A三、轉(zhuǎn)速測量三、轉(zhuǎn)速測量 若轉(zhuǎn)軸上開若轉(zhuǎn)軸上開z z 個槽個槽( (或齒或齒) )，頻率計的讀數(shù)，頻率計的讀數(shù)為為f（單位為（單位為Hz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為（單位為r/min）的計算公式為）的計算公式為 60 fnz10T轉(zhuǎn)速傳感器與齒輪的相對位置轉(zhuǎn)速傳感器與齒輪的相對位置齒輪轉(zhuǎn)速測量的計算齒輪轉(zhuǎn)速測量的計算 例例： 設(shè)齒數(shù)設(shè)齒數(shù)z z =48，測得頻率，測得頻率 f=120Hz，求：該求：該齒輪的轉(zhuǎn)速齒輪

30、的轉(zhuǎn)速n 。解：解：n =60f / z=6012048=720048 =150r/min1電渦流線圈電渦流線圈 2被測物被測物電動機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速測量四、鍍層厚度測量四、鍍層厚度測量 由于存在由于存在集膚效應(yīng)，鍍層或箔層越薄，電渦流越集膚效應(yīng)，鍍層或箔層越薄，電渦流越小小。測量前，可先用電渦流測厚儀對標(biāo)準(zhǔn)厚度的鍍層。測量前，可先用電渦流測厚儀對標(biāo)準(zhǔn)厚度的鍍層和銅箔作出和銅箔作出“厚度厚度- -輸出輸出”電壓的標(biāo)定曲線電壓的標(biāo)定曲線，以便測，以便測量時對照。量時對照。 鍍層厚度測量示意圖鍍層厚度測量示意圖 1電渦流測厚儀電渦流測厚儀 2金屬鍍層金屬鍍層 3塑料工件塑料工件電渦流涂層電渦流涂

31、層厚度測量儀厚度測量儀原理原理塑料表面的塑料表面的金屬鍍層越金屬鍍層越厚，電渦流厚，電渦流就越大。就越大。測量絕緣層厚度測量絕緣層厚度測量絕緣層厚度與測測量絕緣層厚度與測量金屬鍍層的原理是相量金屬鍍層的原理是相反的。反的。絕緣層越厚，探絕緣層越厚，探頭與金屬板之間的距離頭與金屬板之間的距離就越大就越大，電渦流就越小電渦流就越小。五、電渦流式通道五、電渦流式通道安全檢查門安全檢查門 安檢門的內(nèi)部設(shè)置有安檢門的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)射發(fā)射線圈和接收線圈線圈和接收線圈。當(dāng)有金屬。當(dāng)有金屬物體通過時，交變磁場就會物體通過時，交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，會在接收線圈中感應(yīng)出流，

32、會在接收線圈中感應(yīng)出電壓，計算機(jī)根據(jù)電壓，計算機(jī)根據(jù)感應(yīng)電壓感應(yīng)電壓的大小、相位的大小、相位來判定金屬物來判定金屬物體的大小。如果采用體的大小。如果采用1 16 6區(qū)區(qū)線圈檢測技術(shù)線圈檢測技術(shù)，可以顯示，可以顯示報報警的部位警的部位。金屬金屬報警報警電渦流式通道金屬安全檢查門原理電渦流式通道金屬安全檢查門原理 由由1個大線圈、個大線圈、6個小線圈、補(bǔ)償線圈等組成個小線圈、補(bǔ)償線圈等組成。L11、L12與與L21、L22相互垂直，成相互垂直，成電氣正交狀態(tài)電氣正交狀態(tài)，無磁路交鏈，無磁路交鏈,o=0。在有金屬物體通過。在有金屬物體通過L11、L12形成的交變磁場形成的交變磁場H1時，時，交變磁場

33、就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流。電渦流也。電渦流也將產(chǎn)生一個新的微弱磁場將產(chǎn)生一個新的微弱磁場H2。H2的相位與金屬體位置、的相位與金屬體位置、大小等有關(guān)，但與大小等有關(guān)，但與L21、L22不再正交，因此不再正交，因此可以在可以在L21、L22中感應(yīng)出電壓中感應(yīng)出電壓。H2安檢門靈敏度的設(shè)定安檢門靈敏度的設(shè)定根據(jù)人體基本結(jié)構(gòu)，根據(jù)人體基本結(jié)構(gòu)，將安檢門將安檢門劃分為劃分為6個探測區(qū)域個探測區(qū)域，可，可進(jìn)行進(jìn)行100級靈敏度的調(diào)整級靈敏度的調(diào)整，根據(jù)實際應(yīng)用，根據(jù)實際應(yīng)用狀況，預(yù)先設(shè)定靈敏度的級別。狀況，預(yù)先設(shè)定靈敏度的級別。最高靈敏度可探測到一枚回形針最高

34、靈敏度可探測到一枚回形針大小的金屬，但大小的金屬，但又可排除又可排除皮帶扣、皮帶扣、鑰匙、首飾、硬幣等物品。鑰匙、首飾、硬幣等物品。30300GHz毫米波安測門與低劑量毫米波安測門與低劑量X光掃光掃描安檢門的區(qū)別描安檢門的區(qū)別毫米波電視攝像機(jī)毫米波電視攝像機(jī)是一種是一種被動攝像機(jī)被動攝像機(jī)，不會對人體和被檢物品造成損害不會對人體和被檢物品造成損害?？梢詫Ω街谑軝z人身體上的有機(jī)物及無機(jī)物進(jìn)行可以對附著在受檢人身體上的有機(jī)物及無機(jī)物進(jìn)行準(zhǔn)確檢測?？梢詼?zhǔn)確檢測?？梢员苊獍矙z人員進(jìn)行手檢避免安檢人員進(jìn)行手檢時徒手探摸給時徒手探摸給受檢人員造成的不舒適感。受檢人員造成的不舒適感。超低劑量超低劑量X光安

35、檢光安檢門門3分鐘停留，相當(dāng)分鐘停留，相當(dāng)于于4分鐘高空飛行分鐘高空飛行。能分辨能分辨0.1mm銅絲銅絲。電渦流表面探傷電渦流表面探傷 手持式裂紋測量儀手持式裂紋測量儀油管油管探傷探傷軸承滾子渦流探傷機(jī)軸承滾子渦流探傷機(jī)軸承滾子渦流探軸承滾子渦流探傷機(jī)是由計算機(jī)控傷機(jī)是由計算機(jī)控制的軸承滾子表面制的軸承滾子表面微裂紋探傷的專用微裂紋探傷的專用設(shè)備，可探出深設(shè)備，可探出深 30m的表面微小裂的表面微小裂紋。紋。手提式探傷儀外形手提式探傷儀外形掌上型掌上型電渦流電渦流探傷儀探傷儀用掌上型電渦流探傷儀檢測飛機(jī)裂紋用掌上型電渦流探傷儀檢測飛機(jī)裂紋臺式電渦流探傷儀臺式電渦流探傷儀花瓣阻抗圖花瓣阻抗圖第五

36、節(jié)第五節(jié) 接近開關(guān)及應(yīng)用接近開關(guān)及應(yīng)用接近開關(guān)又稱接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)無觸點(diǎn)行程開關(guān)。它能在一。它能在一定的距離（定的距離（幾毫米至幾十毫米幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測有無）內(nèi)檢測有無物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時，物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時，就可以發(fā)出就可以發(fā)出“動作動作”信號。信號。 接近開關(guān)的核心部分是接近開關(guān)的核心部分是“感辨頭感辨頭”，也稱，也稱探頭，它對正在接近的物體有很高的感辨能探頭，它對正在接近的物體有很高的感辨能力。力。 回目錄回目錄接近開關(guān)外形接近開關(guān)外形 接近開關(guān)外形（續(xù)）接近開關(guān)外形（續(xù)） 接近開關(guān)外形（續(xù)）接近開關(guān)外形（續(xù)） 常用的接近開關(guān)分類常用的

37、接近開關(guān)分類 常用的接近開關(guān)有電渦流式（也稱常用的接近開關(guān)有電渦流式（也稱電感接近電感接近開關(guān)開關(guān)）、電容式、）、電容式、 、超聲波式、霍爾式、光、超聲波式、霍爾式、光電式、磁性干簧開關(guān)、微波式等。電式、磁性干簧開關(guān)、微波式等。多數(shù)三線制接近開關(guān)的多數(shù)三線制接近開關(guān)的棕色為電源棕色為電源, ,藍(lán)色為藍(lán)色為電源地電源地, ,黑色為信號線黑色為信號線。 常見接近開關(guān)的型號說明常見接近開關(guān)的型號說明接近開關(guān)與機(jī)械行程開關(guān)的比較接近開關(guān)與機(jī)械行程開關(guān)的比較 1）非接觸檢測非接觸檢測，不影響被測物的運(yùn)行工況不影響被測物的運(yùn)行工況。2）定位準(zhǔn)確度高。）定位準(zhǔn)確度高。3）不產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞損傷不產(chǎn)生機(jī)械磨

38、損和疲勞損傷，耐腐蝕，動作頻率，耐腐蝕，動作頻率高，工作壽命長。高，工作壽命長。4）響應(yīng)快，約幾毫秒至十幾毫秒響應(yīng)快，約幾毫秒至十幾毫秒。5）采用全密封結(jié)構(gòu)，防潮、防塵性能較好，工作可）采用全密封結(jié)構(gòu)，防潮、防塵性能較好，工作可靠性強(qiáng)?？啃詮?qiáng)。6）無觸點(diǎn)、無火花、無噪聲，可適用于要求）無觸點(diǎn)、無火花、無噪聲，可適用于要求防爆防爆的的場合（防爆型）。場合（防爆型）。7）易于與計算機(jī)或）易于與計算機(jī)或PLC等接口。等接口。8）體積小，安裝、調(diào)整方便）體積小，安裝、調(diào)整方便9）缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是“觸點(diǎn)觸點(diǎn)”容量較小，輸出短路時易燒毀。容量較小，輸出短路時易燒毀。接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)

39、 額定動作距額定動作距離離、復(fù)位距離、復(fù)位距離、工作距離、工作距離、動作動作滯差滯差、重復(fù)定位、重復(fù)定位精度（重復(fù)性）、精度（重復(fù)性）、動作頻率動作頻率等。等。 接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)接近開關(guān)的主要性能指標(biāo) （1）動作距離：當(dāng)被測物由正面靠近接近開關(guān)的感）動作距離：當(dāng)被測物由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時，應(yīng)面時，使接近開關(guān)動作（輸出狀態(tài)變?yōu)橛行顟B(tài)）使接近開關(guān)動作（輸出狀態(tài)變?yōu)橛行顟B(tài)）的距離的距離min（mm） 。（2）復(fù)位距離：當(dāng)被測物由正面）復(fù)位距離：當(dāng)被測物由正面離開接近開關(guān)的感離開接近開關(guān)的感應(yīng)面，接近開關(guān)轉(zhuǎn)為復(fù)位時，被測物離開感應(yīng)面的距應(yīng)面，接近開關(guān)轉(zhuǎn)為復(fù)位時，被測物離開感應(yīng)面的距離

40、離max。（3）動作滯差）動作滯差 ：復(fù)位距離與動作距離之差復(fù)位距離與動作距離之差。動作。動作滯差越大，對抗被測物抖動等造成的機(jī)械振動干擾的滯差越大，對抗被測物抖動等造成的機(jī)械振動干擾的能力就強(qiáng)，但動作準(zhǔn)確度就越差。能力就強(qiáng)，但動作準(zhǔn)確度就越差。接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)（續(xù)）接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)（續(xù)） （4）額定工作距離：額定工作距離指）額定工作距離：額定工作距離指接近開接近開關(guān)在實際使用中被設(shè)定的安裝距離關(guān)在實際使用中被設(shè)定的安裝距離。在此距離。在此距離內(nèi)，接近開關(guān)不應(yīng)受溫度變化、電源波動等外內(nèi)，接近開關(guān)不應(yīng)受溫度變化、電源波動等外界干擾而產(chǎn)生誤動作。界干擾而產(chǎn)生誤動作。額定工作距離應(yīng)小于動

41、額定工作距離應(yīng)小于動作距離作距離，但是若設(shè)置得太小，有可能無法復(fù)位。，但是若設(shè)置得太小，有可能無法復(fù)位。實際應(yīng)用中，考慮到各方面環(huán)境因素干擾的影實際應(yīng)用中，考慮到各方面環(huán)境因素干擾的影響，較為響，較為可靠的額定工作距離約為動作距離的可靠的額定工作距離約為動作距離的75%。接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)（續(xù)）接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)（續(xù)）（5）重復(fù)定位準(zhǔn)確度）重復(fù)定位準(zhǔn)確度(重復(fù)性重復(fù)性)：表征：表征多次測量的最多次測量的最大動作距離平均值大動作距離平均值。其數(shù)值的離散性的大小一般為最。其數(shù)值的離散性的大小一般為最大動作距離的大動作距離的1%5%。離散性越小，重復(fù)定位準(zhǔn)確。離散性越小，重復(fù)定位準(zhǔn)確度越高。

42、度越高。（6）動作頻率：）動作頻率：每秒連續(xù)不斷地進(jìn)入接近開關(guān)的每秒連續(xù)不斷地進(jìn)入接近開關(guān)的動作距離后又離開的被測物個數(shù)或次數(shù)稱為動作頻率動作距離后又離開的被測物個數(shù)或次數(shù)稱為動作頻率。若接近開關(guān)的動作頻率太低而被測物又運(yùn)動得太快時，若接近開關(guān)的動作頻率太低而被測物又運(yùn)動得太快時，接近開關(guān)就來不及響應(yīng)物體的運(yùn)動狀態(tài)，接近開關(guān)就來不及響應(yīng)物體的運(yùn)動狀態(tài)，有可能造成有可能造成漏檢漏檢。電渦流接近開關(guān)的電渦流接近開關(guān)的工作原理工作原理電渦流接近開關(guān)由電渦流接近開關(guān)由LCLC高頻振蕩器和放大調(diào)理等高頻振蕩器和放大調(diào)理等電路組成電路組成，金屬物體在接近辨頭時，表面產(chǎn)生渦，金屬物體在接近辨頭時，表面產(chǎn)生渦

43、流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振振蕩頻率或振蕩幅度發(fā)生變化蕩頻率或振蕩幅度發(fā)生變化，由，由內(nèi)部電路處理后，內(nèi)部電路處理后，輸出對應(yīng)的開關(guān)量輸出對應(yīng)的開關(guān)量，由此識別出有無金屬物體接，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而近，進(jìn)而控制外電路的通或斷控制外電路的通或斷。電渦流接近開關(guān)。電渦流接近開關(guān)所能檢測的物體必須是所能檢測的物體必須是導(dǎo)電性能良好的金屬物體導(dǎo)電性能良好的金屬物體。調(diào)幅式電渦流接近開關(guān)原理框圖調(diào)幅式電渦流接近開關(guān)原理框圖調(diào)幅式檢測電路：調(diào)幅式檢測電路：以輸出高頻信號的幅度來反以輸出高頻信號的幅度來反映電渦流探頭與被測金屬導(dǎo)體之間的關(guān)系映

44、電渦流探頭與被測金屬導(dǎo)體之間的關(guān)系。當(dāng)被測金屬與接近開關(guān)探頭的距離小于設(shè)定值當(dāng)被測金屬與接近開關(guān)探頭的距離小于設(shè)定值時，時，振蕩電路停振振蕩電路停振。四線制接近開關(guān)的接線說明四線制接近開關(guān)的接線說明有的位移傳感器同時具備兩種動輸出狀態(tài)，可有的位移傳感器同時具備兩種動輸出狀態(tài)，可選擇選擇從高電壓向低電壓轉(zhuǎn)變從高電壓向低電壓轉(zhuǎn)變、和、和從低電壓向高電從低電壓向高電壓轉(zhuǎn)變壓轉(zhuǎn)變兩種方式，分別稱為兩種方式，分別稱為NPNNPN和和PNPPNP輸出模式，輸出模式，俗稱為俗稱為常開輸出常開輸出或或常閉輸出常閉輸出模式。模式。接近開關(guān)的術(shù)語解釋接近開關(guān)的術(shù)語解釋標(biāo)準(zhǔn)檢測體標(biāo)準(zhǔn)檢測體：可與現(xiàn)場被檢金屬作比較的

45、標(biāo)準(zhǔn)：可與現(xiàn)場被檢金屬作比較的標(biāo)準(zhǔn)金屬檢測體。標(biāo)準(zhǔn)檢測體通常為正方形的金屬檢測體。標(biāo)準(zhǔn)檢測體通常為正方形的A3鋼，鋼，厚度為厚度為1mm，所采用的，所采用的邊長是接近開關(guān)檢測面直邊長是接近開關(guān)檢測面直徑的徑的2.5倍倍。感辯頭的直徑應(yīng)當(dāng)小于被測體直徑的感辯頭的直徑應(yīng)當(dāng)小于被測體直徑的1/4不同材料的金屬檢測物對電渦流接近開不同材料的金屬檢測物對電渦流接近開關(guān)動作距離的影響關(guān)動作距離的影響（以（以FeFe為參考金屬）為參考金屬） 對于非磁性材料，被測體的對于非磁性材料，被測體的電導(dǎo)率越高電導(dǎo)率越高，則，則靈敏度越高靈敏度越高；被測體是磁性材料時，其磁導(dǎo)率；被測體是磁性材料時，其磁導(dǎo)率將影響電渦流

46、線圈的感抗，其將影響電渦流線圈的感抗，其磁滯損耗磁滯損耗還將影還將影響電渦流響電渦流線圈的線圈的Q值值。磁滯損耗大時，其靈敏磁滯損耗大時，其靈敏度通常較高度通常較高。接近開關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）接近開關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）接近開關(guān)的安裝方式：接近開關(guān)的安裝方式：齊平式（齊平式（又稱埋入型又稱埋入型）的接近開關(guān)表面可）的接近開關(guān)表面可與與被安裝的金屬物件形成同一表面被安裝的金屬物件形成同一表面，不易被碰壞，不易被碰壞，但但靈敏度較低靈敏度較低；非齊平式（非埋入安裝型）的接近開關(guān)則需非齊平式（非埋入安裝型）的接近開關(guān)則需要把要把感應(yīng)頭露出一定高度感應(yīng)頭露出一定高度，否則將降低靈敏度。，否則將降低靈敏度。接

47、近開關(guān)的安裝方式接近開關(guān)的安裝方式齊平式安裝齊平式安裝非齊平式安裝非齊平式安裝接近開關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）接近開關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）響應(yīng)頻率響應(yīng)頻率f ：按規(guī)定，：按規(guī)定，在在1秒的時間間隔內(nèi)，秒的時間間隔內(nèi)， 接近開關(guān)能夠響應(yīng)的動作循環(huán)的最大次數(shù)接近開關(guān)能夠響應(yīng)的動作循環(huán)的最大次數(shù)，重，重復(fù)頻率大于該值時，接近開關(guān)復(fù)頻率大于該值時，接近開關(guān)無反應(yīng)無反應(yīng)。響應(yīng)時間響應(yīng)時間t ：t =1/ f 。響應(yīng)頻率及響應(yīng)時間示意圖響應(yīng)頻率及響應(yīng)時間示意圖當(dāng)被檢測物體在當(dāng)被檢測物體在1s內(nèi)內(nèi)掠過的個數(shù)超過接近開掠過的個數(shù)超過接近開關(guān)的響應(yīng)頻率時關(guān)的響應(yīng)頻率時，接近開關(guān)，接近開關(guān)沒有響應(yīng)沒有響應(yīng)或或出錯出錯。接近開

48、關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）接近開關(guān)的術(shù)語解釋（續(xù)）輸出狀態(tài)：輸出狀態(tài)：常開常開/ /常閉常閉型接近開關(guān)型接近開關(guān)當(dāng)無檢測物體時，對常開型接近開關(guān)而言，當(dāng)無檢測物體時，對常開型接近開關(guān)而言，由于接近開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管截止，所接的由于接近開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管截止，所接的負(fù)載不工作（失電）；負(fù)載不工作（失電）；當(dāng)檢測到物體時，內(nèi)部當(dāng)檢測到物體時，內(nèi)部的輸出級的輸出級NPNNPN晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。對對常閉型接近開關(guān)常閉型接近開關(guān)而言，當(dāng)而言，當(dāng)未檢測到物體時，未檢測到物體時，輸出級的輸出級的PNPPNP晶體管與晶體管與V VCCCC導(dǎo)通狀態(tài)，接地的負(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，接地的負(fù)載得電工

49、作載得電工作；反之則負(fù)載失電。；反之則負(fù)載失電。接近開關(guān)的輸出形式（續(xù)）接近開關(guān)的輸出形式（續(xù)）NPN二線，二線， NPN三線三線， NPN四線，四線，PNP二線，二線， PNP三線，三線， PNP四線，四線，DC二線，二線，AC二線，二線， AC五線（帶繼電器）五線（帶繼電器）等幾種。等幾種。NPN三線制接近開關(guān)的接線三線制接近開關(guān)的接線輸出形式輸出形式（14）負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)輸出形式輸出形式（58）負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載 接近開關(guān)的電參數(shù)術(shù)語解釋接近開關(guān)的電參數(shù)術(shù)語解釋導(dǎo)通壓降：接近開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時，開導(dǎo)通壓降：接近開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時，開關(guān)內(nèi)部的輸出三極管集電極與發(fā)射極之間

50、關(guān)內(nèi)部的輸出三極管集電極與發(fā)射極之間的電壓降。的電壓降。額定工作電流時，額定工作電流時，導(dǎo)通壓降約為導(dǎo)通壓降約為0.3V。導(dǎo)通壓降示意圖導(dǎo)通壓降示意圖0.3V三線制三線制NPN常開型常開型接近開關(guān)舉例接近開關(guān)舉例OUT端與端與GND端的壓降端的壓降Uces約為約為0.3V，流過，流過KA的電的電流流IKA=(VCC-0. 3)/RKA。若。若IKA大于大于KA的額定吸合電流的額定吸合電流，則則KA能夠可靠吸合。能夠可靠吸合。 a）三線制接近開關(guān)原理框圖）三線制接近開關(guān)原理框圖 b）NPN、OC門常開輸出門常開輸出電路電路 c）NPN型接近開關(guān)的特性型接近開關(guān)的特性例：求例：求NPN常開型常開型

51、接近開關(guān)的最大負(fù)載接近開關(guān)的最大負(fù)載設(shè)某一接近開關(guān)的設(shè)某一接近開關(guān)的最大阻性輸出電流最大阻性輸出電流IKA=300mA，工，工作電壓作電壓VCC=24V，求求:最小負(fù)載電阻（最大負(fù)載）最小負(fù)載電阻（最大負(fù)載） Rmin 。解：解：Rmin=(VCC-0. 3)/IKA=(24-0.3)V/0.3A=79。若負(fù)載若負(fù)載為感性，應(yīng)大于此值的一倍為感性，應(yīng)大于此值的一倍,工作電流減為工作電流減為50%以下以下,且且應(yīng)應(yīng)在感性負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，反向接法在感性負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，反向接法，見下圖。，見下圖。灌電流灌電流沒有續(xù)流時，感性負(fù)載在斷開瞬間的過電壓沒有續(xù)流時，感性負(fù)載在斷開瞬間的過電壓

52、NPN常開型常開型接近開關(guān)的施密特特性接近開關(guān)的施密特特性 當(dāng)被測物體未靠近接近開關(guān)時，當(dāng)被測物體未靠近接近開關(guān)時，UB=0，OC門的基門的基極電流極電流IB=0，OC門截止，門截止，OUT端為高阻態(tài)（接入負(fù)載端為高阻態(tài)（接入負(fù)載后為接近電源電壓的高電平）后為接近電源電壓的高電平）；當(dāng)被測體逐漸靠近，當(dāng)被測體逐漸靠近，到達(dá)動作距離到達(dá)動作距離min時，時，OC門的輸出端對地導(dǎo)通，門的輸出端對地導(dǎo)通，OUT端對地為低電平（約端對地為低電平（約0.3V）。）。 當(dāng)被測物體逐漸遠(yuǎn)離當(dāng)被測物體逐漸遠(yuǎn)離接近開關(guān)接近開關(guān),到達(dá)復(fù)位距離到達(dá)復(fù)位距離max時時,OC門再次截止門再次截止,KA失電失電。為接近為

53、接近開關(guān)的動作滯差開關(guān)的動作滯差（也稱為（也稱為“回差回差”）。 NPN常開型常開型接近開關(guān)的施密特特性舉例接近開關(guān)的施密特特性舉例當(dāng)金屬工件從遠(yuǎn)處逐漸向接近開關(guān)靠近，到達(dá)當(dāng)金屬工件從遠(yuǎn)處逐漸向接近開關(guān)靠近，到達(dá)min位位置（置（5mm）時，開關(guān)動作，輸出低電平。）時，開關(guān)動作，輸出低電平。要想讓它翻要想讓它翻轉(zhuǎn)回到高電平，則需要讓工件倒退轉(zhuǎn)回到高電平，則需要讓工件倒退的距離，即：大的距離，即：大于于max的位置，的位置，7mm。大大超過抖動造成的倒退量，大大超過抖動造成的倒退量，所以接近開關(guān)一旦動作，微小的干擾是無法讓其復(fù)位所以接近開關(guān)一旦動作，微小的干擾是無法讓其復(fù)位的。的。 NPN常開型

54、常開型接近開關(guān)的施密特特性列表接近開關(guān)的施密特特性列表.距離距離/mm5.14.91.06.97.1電平狀態(tài)電平狀態(tài)高電平高電平高電平高電平低電平低電平低電平低電平低電平低電平高電平高電平高電平高電平NPN常閉型常閉型接近開關(guān)的施密特特性接近開關(guān)的施密特特性當(dāng)金屬工件從遠(yuǎn)處逐漸向接近開關(guān)靠近，當(dāng)金屬工件從遠(yuǎn)處逐漸向接近開關(guān)靠近，輸輸出先是處于低電平狀態(tài)出先是處于低電平狀態(tài)。到達(dá)到達(dá)min位置（位置（2mm）時，開關(guān)動作，輸出高電平時，開關(guān)動作，輸出高電平。要想讓它翻轉(zhuǎn)回。要想讓它翻轉(zhuǎn)回到低電平，則到低電平，則需要讓工件倒退到需要讓工件倒退到max的位置的位置，3mm。=1mm。 NPN常閉型常閉型接近開關(guān)的施密特特性列表接近開關(guān)的施密特特性列表.距離距離/mm2.11.91.02.93.1電平狀態(tài)電平狀態(tài)低電平低電平低電平低電平高電平高電平高電平高電平高電平高電平低電平低電平低電平低電平P