行程開關(guān)，接近開關(guān)，光電開關(guān)的種類，用途，

【專家解說】：接近開關(guān)原理概述 接近開關(guān)是一種毋需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械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)交流或直流電器或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無無觸點(diǎn)開關(guān)），它即有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(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)，是理想的電子開關(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)所不能相比的。它廣泛地應(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)。接近開關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無機(jī)械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止，接近開關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。 2.接近開關(guān)的主要功能 （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；檢測(cè)氣缸或液壓缸內(nèi)的活塞移動(dòng)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)堆物高度；檢測(cè)物品的長(zhǎng)、寬、高和體積。 （3）檢測(cè)物體存在有否檢測(cè)生產(chǎn)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)生產(chǎn)線上流過的產(chǎn)品數(shù)；高速旋轉(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；安全扶梯自動(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)面高度，流量；檢測(cè)不銹鋼桶中的鐵浮標(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)位置上的傳感器在生產(chǎn)線（50-100米）中的數(shù)據(jù)往返傳送等。 3.接近開關(guān)分類及結(jié)構(gòu) 接近開關(guān)的作用是當(dāng)某物體與接近開關(guān)接近并達(dá)到一定距離時(shí)，能發(fā)出信號(hào)。它不需要外力施加，是一種無觸點(diǎn)式的主令電器。它的用途已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出行程開關(guān)所具備的行程控制及限位保護(hù)。接近開關(guān)可用于高速計(jì)數(shù)、檢測(cè)金屬體的存在、測(cè)速、液位控制、檢測(cè)零件尺寸以及用作無觸點(diǎn)式按鈕等。就目前應(yīng)用較為廣泛的接近開關(guān)按工作原理可以分為以下幾種類型： 高頻振蕩型：用以檢測(cè)各種金屬體 電容型：用以檢測(cè)各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體或固體 光電型：用以檢測(cè)所有不透光物質(zhì) 超聲波型：用以檢測(cè)不透過超聲波的物質(zhì) 電磁感應(yīng)型：用以檢測(cè)導(dǎo)磁或不導(dǎo)磁金屬 按其外型形狀可分為園柱型、方型、溝型、穿孔（貫通）型和分離型。園柱型比方型安裝方便，但其檢測(cè)特性相同，溝型的檢測(cè)部位是在槽內(nèi)側(cè)，用于檢測(cè)通過槽內(nèi)的物體，貫通型在我國(guó)很少生產(chǎn)，而日本則應(yīng)用較為普遍，可用于小螺釘或滾珠之類的小零件和浮標(biāo)組裝成水位檢測(cè)裝置等。 接近開關(guān)按供電方式可分為；直流型和交流型，按輸出型式又可分為直流兩線制、直流三線制、直流四線制、交流兩線制和交流三線制。 （1）兩線制接近開關(guān) 兩線制接近開關(guān)安裝簡(jiǎn)單，接線方便；應(yīng)用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點(diǎn)。 （2）直流三線式 直流三線式接近開關(guān)的輸出型有NPN和PNP兩種，70年代日本產(chǎn)品絕大多數(shù)是NPN輸出，西歐各國(guó)NPN、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近開關(guān)一般應(yīng)用在PLC或計(jì)算機(jī)作為控制指令較多，NPN輸出接近開關(guān)用于控制直流繼電器較多，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進(jìn)行選擇其輸出形式。 4.接近開關(guān)的選型和檢測(cè) （1）接近開關(guān)的選型 對(duì)于不同的材質(zhì)的檢測(cè)體和不同的檢測(cè)距離，應(yīng)選用不同類型的接近開關(guān)，以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價(jià)格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則： 1）當(dāng)檢測(cè)體為金屬材料時(shí)，應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān)，該類型接近開關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)最靈敏。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體，其檢測(cè)靈敏度就低。 2）當(dāng)檢測(cè)體為非金屬材料時(shí)，如；木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。 3）金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制時(shí)，應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。 4）對(duì)于檢測(cè)體為金屬時(shí)，若檢測(cè)靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià)格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。 （2）接近開關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè) 1）動(dòng)作距離測(cè)定；當(dāng)動(dòng)作片由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時(shí)，使接近開關(guān)動(dòng)作的距離為接近開關(guān)的最大動(dòng)作距離，測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。 2）釋放距離的測(cè)定；當(dāng)動(dòng)作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面，開關(guān)由動(dòng)作轉(zhuǎn)為釋放時(shí)，測(cè)定動(dòng)作片離開感應(yīng)面的最大距離。 3）回差H的測(cè)定；最大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕對(duì)值。 4）動(dòng)作頻率測(cè)定；用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調(diào)整開關(guān)感應(yīng)面和動(dòng)作片間的距離，約為開關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，依次使動(dòng)作片靠近接近開關(guān)，在圓盤主軸上裝有測(cè)速裝置，開關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)整形，接至數(shù)字頻率計(jì)。此時(shí)啟動(dòng)電機(jī)，逐步提高轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速與動(dòng)作片的乘積與頻率計(jì)數(shù)相等的條件下，可由頻率計(jì)直接讀出開關(guān)的動(dòng)作頻率。 5）重復(fù)精度測(cè)定；將動(dòng)作片固定在量具上，由開關(guān)動(dòng)作距離的120%以外，從開關(guān)感應(yīng)面正面靠近開關(guān)的動(dòng)作區(qū)，運(yùn)動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)，讀出量具上的讀數(shù)，然后退出動(dòng)作區(qū)，使開關(guān)斷開。如此重復(fù)10次，最后計(jì)算10次測(cè)量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤差. 接近開關(guān)的工作原理 1、電感式接近開關(guān)工作原理 電感式傳感器由三大部分組成：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(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，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(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。 2、電容式接近開關(guān)的工作原理 電容式接近開關(guān)的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。 電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級(jí)電路的處理，將振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動(dòng)作距離越大。 3、霍爾開關(guān)的工作原理 磁式開關(guān)是接近開關(guān)，它（甚至透過非黑色金屬）響應(yīng)于一個(gè)永久的磁場(chǎng)。作用距離大于電感接近開關(guān)。響應(yīng)曲線與永久磁場(chǎng)的方向有關(guān)。 當(dāng)一個(gè)目標(biāo)（永久磁鐵或外部磁場(chǎng)）接近時(shí)，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性（線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵(lì)振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。 當(dāng)一個(gè)磁性目標(biāo)靠近時(shí)，磁式傳感器的電流消耗隨之增加。 優(yōu)點(diǎn)：---傳感器可以安裝在金屬中