接近開關(guān)和光電開關(guān)工作原理

1、接近開關(guān)和光電開關(guān)工作原理及使用規(guī)范操作保證安全接近開關(guān)工作原理n 接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動部件進(jìn)行機(jī)械n直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體n接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要n機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，n從而驅(qū)動直流電器或給計算機(jī)（PLC)裝置n提供控制指令。接近開關(guān) 知識n接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是開關(guān)型傳感器。是理想的電子開關(guān)量傳感器。n它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性，同時具有傳感性能，當(dāng)金屬檢測體接近開關(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

2、性和對惡劣環(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。n由于有動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù)、定位控制和自動保護(hù)環(huán)節(jié)等。接近開關(guān) 種類n無源接近開關(guān)n渦流式也稱電感式n電容式n霍爾式n光電式n其他型式主要功能n檢驗(yàn)距離n尺寸控制n檢測物體存在有否 n轉(zhuǎn)速與速度控制n計數(shù)及控制n檢測異常n計量控制n識別對象n信息傳送 接近開關(guān)結(jié)構(gòu)型式n無源接近開關(guān)n渦流式也稱電感式n電容式n霍爾式n光電式n其他型式 渦流式接近開關(guān)n也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電

3、物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個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，由此識別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)電體。 接近開關(guān) 的接線n接近開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關(guān)又分為NPN型和PNP型 n 兩線制接近開關(guān)受工作條件的限制，導(dǎo)通時開關(guān)本身產(chǎn)生一定壓降，截止時又有一定的剩余電流流過，選用時應(yīng)予考慮。三線制接近開關(guān)雖多了一根線，但不受剩余電流之類不利因素的困擾，工作更為可靠。 n接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊檢測物體存在有否。 接近開關(guān)檢驗(yàn)n接近開關(guān)

4、技術(shù)指標(biāo)檢測n動作距離測定;當(dāng)動作片由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時，使接近開關(guān)動作的距離為接近開關(guān)的最大動作距離，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。n釋放距離的測定;當(dāng)動作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面，開關(guān)由動作轉(zhuǎn)為釋放時，測定動作片離開感應(yīng)面的最大距離。n回差H的測定;最大動作距離和釋放距離之差的絕對值。n動作頻率測定;用調(diào)速電機(jī)帶動膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調(diào)整開關(guān)感應(yīng)面和動作片間的距離，約為開關(guān)動作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動圓盤，依次使動作片靠近接近開關(guān)，在圓盤主軸上裝有測速裝置，開關(guān)輸出信號經(jīng)整形，接至數(shù)字頻率計。此時啟動電機(jī)，逐步提高轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速與動作片的乘積與頻率計數(shù)相等的條件下，可

5、由頻率計直接讀出開關(guān)的動作頻率。n重復(fù)精度測定;將動作片固定在量具上，由開關(guān)動作距離的120%以外，從開關(guān)感應(yīng)面正面靠近開關(guān)的動作區(qū)，運(yùn)動速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開關(guān)動作時，讀出量具上的讀數(shù)，然后退出動作區(qū)，使開關(guān)斷開。如此重復(fù)10次，最后計算10次測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. 光電式接近開關(guān)n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方向裝在同一個檢測頭內(nèi)。當(dāng)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。 光電式接近開關(guān) 光電開關(guān)是光電開關(guān)是傳感器傳感器的一種，它把發(fā)射端和接收端之間

6、光的的一種，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測的目的。強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測的目的。 由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用 。 采用集成電路技術(shù)和采用集成電路技術(shù)和SMTSMT表面安裝工藝而制造的新一代光表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件，具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠電開關(guān)器件，具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。 這種新穎的光電開

7、關(guān)是一種采用這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制的主動式光電的主動式光電 探測系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、探測系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種綠色光和藍(lán)色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固固體體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動作。具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、作。具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。光電開關(guān)的

8、型式n按檢測方式可分為n漫射式n對射式n鏡面反射式n槽式光電開關(guān)和n光纖式光電開關(guān) 光電開關(guān)的型式n對射型對射型由發(fā)射器和接收器組成，結(jié)構(gòu)上是兩者相互分離的，在光束被中斷的情況下會產(chǎn)生一個開關(guān)信號變化，典型的方式是位于同一軸線上的光電開關(guān)可以相互分開達(dá)50米。n特征：辨別不透明的反光物體；有效距離大，因?yàn)楣馐缭礁袘?yīng)距離的時間僅一次；不易受干擾，可以可靠合適的使用在野外或者有灰塵的環(huán)境中；裝置的消耗高，兩個單元都必須敷設(shè)電纜。 光電開關(guān)的型式n漫反射型是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時，目標(biāo)產(chǎn)生漫反漫反射型是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時，目標(biāo)產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標(biāo)準(zhǔn)部件，當(dāng)射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標(biāo)準(zhǔn)

9、部件，當(dāng)有足夠的組合光返回接收器時，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生有足夠的組合光返回接收器時，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，作用距離的典型值一直到變化，作用距離的典型值一直到3米。米。n特征：有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力決定，特征：有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力決定，由目標(biāo)表面性質(zhì)和和顏色決定；較小的裝配開由目標(biāo)表面性質(zhì)和和顏色決定；較小的裝配開支，當(dāng)開關(guān)由單個元件組成時，通常是可以達(dá)支，當(dāng)開關(guān)由單個元件組成時，通常是可以達(dá)到粗定位；采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離；到粗定位；采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離；對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性能敏感。能敏感。 光電開關(guān)的型式n鏡面反

10、射由發(fā)射器和接收器構(gòu)成的情鏡面反射由發(fā)射器和接收器構(gòu)成的情況是一種標(biāo)準(zhǔn)配置，從發(fā)射器發(fā)出的況是一種標(biāo)準(zhǔn)配置，從發(fā)射器發(fā)出的光束在對面的反射鏡被反射，即返回光束在對面的反射鏡被反射，即返回接收器，當(dāng)光束被中斷時會產(chǎn)生一個接收器，當(dāng)光束被中斷時會產(chǎn)生一個開關(guān)信號的變化。光的通過時間是兩開關(guān)信號的變化。光的通過時間是兩倍的信號持續(xù)時間，有效作用距離從倍的信號持續(xù)時間，有效作用距離從0.1米至米至20米。米。n特征：辨別不透明的物體；借助反射特征：辨別不透明的物體；借助反射鏡部件，形成高的有效距離范圍；不鏡部件，形成高的有效距離范圍；不易受干擾，可以可靠合適的使用在野易受干擾，可以可靠合適的使用在野外

11、或者有灰塵的環(huán)境中。外或者有灰塵的環(huán)境中。 光電開關(guān)的型式n槽式光電開關(guān)槽式光電開關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測到的開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較安全可靠的適合檢測高速變化，分辨透明與半透明物體。n光纖式光電開關(guān)光纖式光電開關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測物體不在相近區(qū)域的檢測。通常光纖傳感器分為對射式和漫反射式。 光電式接近開關(guān)使用n1、光電開關(guān)在使用之初請先檢查開關(guān)本身是否完好，外觀是否完好等。n2、避開遮擋物時，對于一些貨物如帶色貨物、反射性較弱的貨物、小件間間隙較大的

12、貨物、透明貨物或在陽光或鹵光照射環(huán)境下，光電開關(guān)就會有不起作用的現(xiàn)象，那是因?yàn)楣饩€被干憂了。n3、高度調(diào)節(jié)時光電開關(guān)感測不到貨物時，可適當(dāng)修正光電開關(guān)方向，使其直射貨物中心；如不見效，可打開光電開關(guān)外殼調(diào)整感測距離，順時針方向調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，順時針方向旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到可靠感測到為止。n4、方向調(diào)節(jié)，光電開關(guān)感測到物體以外時，可逆時針調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，逆時針方向向旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到感測不到外物為止，再后是值得注意的地方是嚴(yán)禁帶電操作！注意安全！ 光電式接近開關(guān)使用n臺面影響：臺面影響：投光器與受光器在貼近臺面安裝時，可能會出現(xiàn)臺面反射的部分光束照到受光器而造成工作不穩(wěn)定。對此可采用使受光器與投光器離開臺

13、面一定距離并加裝遮光板的。n嚴(yán)禁用稀釋劑等化學(xué)物品，以免損壞塑料鏡。n高壓線、動力線和光電傳感器的配線不應(yīng)放在同一配線管或用線槽內(nèi)，否則會由于感應(yīng)而造成（有時）光電開關(guān)的誤動作或損壞，所以原則上要分別單獨(dú)配線。n下列場所，一般有可能造成光電開關(guān)的誤動作，應(yīng)盡量避開：灰塵較多的場所；腐蝕性氣體較多的場所；水、油、化學(xué)品有可能直接飛濺的場所；戶外或太陽光等有強(qiáng)光直射而無遮光措施的場所。環(huán)境溫度變化超出產(chǎn)品規(guī)定范圍的場所；振動、沖擊大，而未采取避震措施的場所。接近開關(guān) 的選型n對于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離， 應(yīng)選用不同類型的接近開關(guān)，以使其在系統(tǒng) 中具有高的性能價格比，為此在選型中應(yīng)遵循以

14、下原則：n1.1.當(dāng)檢測體為金屬材料時，應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān)，該類型接近開關(guān)對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。n對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。n1.2.當(dāng)檢測體為非金屬材料時，如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。n1.3.金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測和控制時，應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。n1.4.對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。接近開關(guān)的選用 一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，通常都選用渦流式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)。一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，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)

15、對環(huán)境的要求條件較低。因?yàn)檫@兩種接近開關(guān)對環(huán)境的要求條件較低。當(dāng)被測對象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦當(dāng)被測對象是導(dǎo)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(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價流式接近開關(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價格較低。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。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(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時應(yīng)則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響?？紤]環(huán)境因素的影響。若被測物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動的物體而把磁鋼埋在被測若被測物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動的物體而把磁鋼埋在被測物體內(nèi)時，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的價格最低。物體內(nèi)時，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，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(guān)。光電接近開在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時對被測對象幾乎無任何影響。因此，在要求較高的傳真機(jī)上，在煙關(guān)工作時對被測對象幾乎無任何影響。因此，在要求較高的傳真機(jī)上，