開(kāi)關(guān)量傳感器

實(shí)驗(yàn)一、接觸式（非接觸式）磁感應(yīng)接近傳感器的開(kāi)關(guān)特性實(shí)訓(xùn)原理：

對(duì)于干簧片接近傳感器，接觸開(kāi)關(guān)是用磁鐵材料制成的（Fe-Ni,Fe-鐵,Ni-鎳），被封在一個(gè)玻璃管中，這個(gè)管子里裝滿惰性氣體。如果簧片接近傳感器接近磁場(chǎng)時(shí)，刀開(kāi)關(guān)被吸在一起，一個(gè)電路就這樣產(chǎn)生了。干簧管原理干簧管是干式舌簧管的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種有觸點(diǎn)的無(wú)源電子開(kāi)關(guān)元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小便于控制等優(yōu)點(diǎn)，其外殼一般是一根密封的玻璃管，管中裝有兩個(gè)鐵質(zhì)的彈性簧片電板，還灌有一種叫金屬銠的惰性氣體。平時(shí)，玻璃管中的兩個(gè)由特殊材料制成的簧片是分開(kāi)的。當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近玻璃管時(shí)，在磁場(chǎng)磁力線的作用下，管內(nèi)的兩個(gè)簧片被磁化而互相吸引接觸，簧片就會(huì)吸合在一起，使結(jié)點(diǎn)所接的電路連通。外磁力消失后，兩個(gè)簧片由于本身的彈性而分開(kāi)，線路也就斷開(kāi)了。因此，作為一種利用磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)控制的線路開(kāi)關(guān)器件，干簧管可以作為傳感器用，用于計(jì)數(shù)，限位等等（在安防系統(tǒng)中主要用于門(mén)磁、窗磁的制作），同時(shí)還被廣泛使用于各種通信設(shè)備中。在實(shí)際運(yùn)用中，通常用永久磁鐵控制這兩根金屬片的接通與否，所以又被稱(chēng)為“磁控管”。拍照片應(yīng)用領(lǐng)域磁控管在手機(jī)、程控交換機(jī)、復(fù)印機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、照相機(jī)、消毒碗柜、門(mén)磁、窗磁、電磁繼電器、電子衡器、液位計(jì)、煤氣表、水表中等等都得到了很好的應(yīng)用。接近開(kāi)關(guān)傳感器的應(yīng)用訓(xùn)練一、磁性接近開(kāi)關(guān)傳感器：1、干簧片式接近傳感器的開(kāi)關(guān)特性訓(xùn)練二、電感式接近傳感器2、電感式接近傳感器的開(kāi)關(guān)特性M12B、M18B3、電感式接近傳感器對(duì)不同金屬的靈敏度檢測(cè)4、元件表面對(duì)電感式接近傳感器開(kāi)關(guān)距離的影響訓(xùn)練三、光學(xué)接近傳感器訓(xùn)練四、電容式接近傳感器電感式接近開(kāi)關(guān)固定在支架上，工件在傳送帶上依次自左向右移動(dòng)，當(dāng)工件進(jìn)入到接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)范圍之后，接近開(kāi)掛動(dòng)作，內(nèi)部晶體管導(dǎo)通，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉出點(diǎn)斷開(kāi)。接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以觸發(fā)別的機(jī)械動(dòng)作或程序處理，從而對(duì)工件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、加工、分類(lèi)等。電感式接近開(kāi)關(guān)并不與被測(cè)物體接觸，依靠電磁場(chǎng)變化來(lái)檢測(cè)，大大提高了檢測(cè)的可靠性，也保證了接近開(kāi)關(guān)的使用壽命。所以，該類(lèi)型的接近開(kāi)關(guān)在制造工業(yè)中廣泛使用，尤其在汽車(chē)、機(jī)床等行業(yè)中使用頻繁。

在一般工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所電感式接近開(kāi)關(guān)和電容式接近開(kāi)關(guān)使用較多，因?yàn)檫@兩種接近開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較低。當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或者是可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，一般都選用電感式接近開(kāi)關(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率高、抗干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格低。若所測(cè)對(duì)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(kāi)關(guān)。這中開(kāi)關(guān)雖然響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。接近開(kāi)關(guān)的主要性能指標(biāo)1、動(dòng)作距離：當(dāng)被測(cè)物由正面接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面時(shí)，使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作（輸出狀態(tài)變?yōu)橛行顟B(tài)）的距離為接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作距離。2、復(fù)位距離：當(dāng)被測(cè)物由正面離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面，接近開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為復(fù)位時(shí)，被測(cè)物離開(kāi)感應(yīng)面的距離為復(fù)位距離。3、動(dòng)作遲滯（動(dòng)作滯差）：指復(fù)位距離與動(dòng)作距離之差。動(dòng)作滯差越大，傳感器對(duì)抗被測(cè)物抖動(dòng)等造成的機(jī)械振動(dòng)干擾的能力就越強(qiáng)。動(dòng)作遲滯應(yīng)該小于動(dòng)作距離的10%。值得注意的是，遲滯太大了容易造成靈敏度不好，太短了又容易干擾。一般情況下，廠家選用的回滯距離在1%~3%左右，以兼顧開(kāi)關(guān)的綜合性能。4、額定工作距離：指接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際使用中被設(shè)定的安裝距離，一般為動(dòng)作距離的0.8倍。5、響應(yīng)頻率：在1S內(nèi)，接近開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作的次數(shù)。6、響應(yīng)時(shí)間：值從接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有效物體到輸出狀態(tài)出現(xiàn)電平翻轉(zhuǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。7、導(dǎo)通壓降：接近開(kāi)關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)輸出晶體管上的電壓降。電感式接近傳感器由三大部分組成：LC振蕩器、信號(hào)觸發(fā)器及開(kāi)關(guān)放大輸出電路。工作原理：當(dāng)金屬物體靠近接近開(kāi)關(guān)時(shí)，探頭產(chǎn)生電磁震蕩，金屬物體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流。金屬物體產(chǎn)生的渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，使接近開(kāi)關(guān)震蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，從而識(shí)別出金屬物體。電感式接近開(kāi)關(guān)也稱(chēng)為渦流式接近開(kāi)關(guān)。電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器包括一個(gè)振蕩器電路，這一電路是由一個(gè)線圈以及一個(gè)放大器構(gòu)成。當(dāng)線圈中通入交變的電流后，線圈的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。如果某一導(dǎo)電材料進(jìn)入到磁場(chǎng)作用范圍內(nèi)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電材料內(nèi)部就會(huì)有電渦流產(chǎn)生，電渦流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)就會(huì)削弱了線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由此引起線圈阻抗的變化。線圈阻抗變化的程度會(huì)隨著材料的導(dǎo)電性，滲透性，尺寸和接近程度的不同而有所變化。通過(guò)隨后的幾個(gè)實(shí)訓(xùn)可以看到，導(dǎo)體材料的不同以及材料和傳感器之間的距離的變化，都會(huì)引起電感式接近開(kāi)關(guān)輸出電信號(hào)的變化。接近開(kāi)關(guān)兩種安裝方式的區(qū)別1、齊平安裝：接近開(kāi)關(guān)頭部可以和金屬安裝支架相平安裝；2、非齊平安裝：接近開(kāi)關(guān)頭部不能和金屬安裝支架相平安裝。

一般情況下，可以齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)也可以非齊平安裝，但非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不能齊平安裝。這是因?yàn)椋梢札R平安裝的接近開(kāi)關(guān)頭部帶有屏蔽，齊平安裝時(shí)，其檢測(cè)不到金屬安裝支架，而非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不帶屏蔽，當(dāng)齊平安裝時(shí)，其可以檢測(cè)到金屬安裝。正因?yàn)槿绱?，非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)的靈敏度比齊平安裝的靈敏度要大些，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際需要選用。思考與訓(xùn)練：在括號(hào)內(nèi)填寫(xiě)“能”或“不能”1、電感式接近開(kāi)關(guān)（）用于對(duì)非金屬的檢測(cè)。2、（）在直流磁場(chǎng)中使用電感式接近開(kāi)關(guān)。3、在金屬粉塵較多的生產(chǎn)環(huán)境中，電感式接近開(kāi)關(guān)（）正常工作。4、把電感式接近開(kāi)關(guān)埋入傳送帶，電感式接近開(kāi)關(guān)（）正常工作。5、高速運(yùn)動(dòng)的金屬物體（）用響應(yīng)時(shí)間快、動(dòng)作距離短的電感式接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)。6、電感式接近開(kāi)關(guān)的兩個(gè)電源線（）反接。7、根據(jù)電感式接近開(kāi)關(guān)的工作原理判斷，金屬和非金屬混合材質(zhì)的物體（）被電感式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)。8、接近開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出（常開(kāi)和常閉）（）同時(shí)導(dǎo)通或關(guān)斷。光電門(mén)電路自動(dòng)計(jì)時(shí)器自動(dòng)報(bào)警器電感式接近開(kāi)關(guān)在加工中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)速測(cè)量光電傳感器1、工作原理光電傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)光電接近開(kāi)關(guān)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)5對(duì)射光電傳感器的響應(yīng)特性對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)示意圖遮斷報(bào)警光電開(kāi)關(guān)在流水線上的應(yīng)用送料器定區(qū)域式光電開(kāi)關(guān)咖啡罐流水線運(yùn)行方向罐裝高度檢測(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)落料口遮斷式光電開(kāi)關(guān)（計(jì)數(shù)）光幕應(yīng)用

當(dāng)有物體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，起保護(hù)、預(yù)警等作用。光線被遮斷（報(bào)警）光幕應(yīng)用光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕用于

自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的車(chē)輛檢測(cè)光幕應(yīng)用（續(xù)）安全區(qū)示警實(shí)驗(yàn)6鏡面反射式光電傳感器的響應(yīng)特性鏡反射式光電開(kāi)關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。反射型光電開(kāi)關(guān)及反射鏡外形三角反射鏡集發(fā)射、接收器于一身反射鏡反射型光電開(kāi)關(guān)工作原理反射鏡反射型光電開(kāi)關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體，與反射鏡相對(duì)安裝配合使用。反射鏡使用偏光三角棱鏡，能將發(fā)射器發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，只能接受反射鏡反射回來(lái)的偏振光。反射板反射鏡被測(cè)物體偏振光發(fā)射光鏡面反射光電開(kāi)關(guān)應(yīng)用機(jī)械手定位實(shí)驗(yàn)7漫射光電傳感器響應(yīng)范圍被測(cè)物漫反射型光電開(kāi)關(guān)原理漫反射光線反射光線被檢測(cè)物體光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線

漫反射型光電開(kāi)關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體。當(dāng)被測(cè)物體經(jīng)過(guò)該光電開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)被測(cè)物體表面反射由接受器接受，于是產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。額定距離漫反射型光電開(kāi)關(guān)的應(yīng)用請(qǐng)思考如何將光電開(kāi)關(guān)用于衛(wèi)生間的自動(dòng)沖水設(shè)備相關(guān)知識(shí)點(diǎn)1、檢測(cè)方式

根據(jù)光電開(kāi)關(guān)在檢測(cè)物體時(shí)發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對(duì)射式等。2、表面反射率

漫反射式光電開(kāi)關(guān)發(fā)出的光線需要經(jīng)檢測(cè)物表面才能反射回漫反射開(kāi)關(guān)的接受器，所以檢測(cè)距離和被檢測(cè)物體的表面反射率將決定接受器接收到光線的強(qiáng)度。粗糙的表面反射回的光線強(qiáng)度必將小于光滑表面反射回的強(qiáng)度,而且，被檢測(cè)物體的表面必須垂直于光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射光線。常用材料的反射率如表1所示。表1

常用材料的反射率材料反射率材料反射率白畫(huà)紙90%不透明黑色塑料14%報(bào)紙55%黑色橡膠4%餐巾紙47%黑色布料3%包裝箱硬紙板68%未拋光白色金屬表面1