磁性接近開關(guān)原理

目錄

1 一、 性能特點(diǎn)

2 二、 種類

3 三、主要用途

4 四、接近開關(guān)的選型和檢測(cè)

5 五、選用注意事項(xiàng)

磁性接近開關(guān) - 一、 性能特點(diǎn)

　　在各類開關(guān)中，有一種對(duì)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(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。 

　　當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。 

　　有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。

磁性接近開關(guān) - 二、 種類

　　因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同，所以常見(jiàn)的接近開關(guān)有以下幾種：

1． 渦流式接近開關(guān)

　　這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng) 

　　接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)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(shí)別出有無(wú)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(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。

2． 電容式接近開關(guān)

　　這種開關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)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(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。

3． 霍爾接近開關(guān)

　　霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。

4． 光電式接近開關(guān)

　　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(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。

5． 熱釋電式接近開關(guān)

　　用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近開關(guān)。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測(cè)面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測(cè)出有物體接近。

6． TCK系列磁性開關(guān)

　　采用磁通門技術(shù)制作感應(yīng)探頭，輸入一定頻率的勵(lì)磁電流，在沒(méi)有檢測(cè)到永磁鐵的磁場(chǎng)時(shí)，沒(méi)有輸出信號(hào)，當(dāng)被檢測(cè)物體（永磁鐵）移動(dòng)至檢測(cè)區(qū)域時(shí)，磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與勵(lì)磁電流迭加，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)脈沖，感應(yīng)線圈將這個(gè)脈沖輸入到IC里進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)一個(gè)開關(guān)三極管，使之導(dǎo)通，啟動(dòng)一個(gè)繼電器動(dòng)作，輸出信號(hào)。 

　　TCK－1P（普通型，檢測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后延遲2秒復(fù)位） 

　　TCK－1T（防爆型，檢測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后延遲2秒復(fù)位） 

　　TCK－2P（普通型，帶方向檢測(cè)，只對(duì)N－S特定運(yùn)動(dòng)方向磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后延遲2秒復(fù)位） 
上海杭榮廠家專業(yè)生產(chǎn)各種礦用防爆型磁性接近開關(guān)，輸送機(jī)保護(hù)裝置設(shè)備
　　TCK－2T（防爆型，帶方向檢測(cè)，只對(duì)N－S特定運(yùn)動(dòng)方向磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后延遲2秒復(fù)位） 

　　TCK－3P（普通型，檢測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后保持，再次檢測(cè)到磁場(chǎng)后復(fù)位） TCK－3T（防爆型，檢測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后保持，再次檢測(cè)到磁場(chǎng)后復(fù)位） 

　　TCK－4P（普通型，帶方向檢測(cè)，只對(duì)N－S特定運(yùn)動(dòng)方向磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后保持，再次檢 測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)時(shí)復(fù)位） TCK－4T（防爆型，帶方向檢測(cè)，只對(duì)N－S特定運(yùn)動(dòng)方向磁場(chǎng)信號(hào)啟動(dòng)，信號(hào)移走后保持，再次檢 測(cè)到磁場(chǎng)信號(hào)時(shí)復(fù)位）

7． 其它型式的接近開關(guān)

　　當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無(wú)物體接近。

磁性接近開關(guān) - 三、主要用途

　　接近開關(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫(kù)的自動(dòng)門，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開關(guān)。

磁性接近開關(guān) - 四、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)中具有高的性能比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則： 

　　1.1.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)zui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。 

　　1.2.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)。 

　　1.3.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)。 

　　1.4.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)

　　2.1.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zui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)。 

　　2.2.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zui大距離。 

　　2.3.回差H的測(cè)定;zui大動(dòng)作距離和釋放距離之差的值。 

　　2.4.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。 

　　2.5.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，zui后計(jì)算10次測(cè)量值的zui大值和zui小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤差.

磁性接近開關(guān) - 五、選用注意事項(xiàng)

　　在一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)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)對(duì)環(huán)境的要求條件較低。 

　　當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，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、較低。 

　　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)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。 

　　若被測(cè)物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測(cè)物體內(nèi)時(shí)，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的。 

　　在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無(wú)任何影。因此，在要求較高的傳真機(jī)上，在煙草機(jī)械上都被廣泛地使用。 

　　在防盜系統(tǒng)中，自動(dòng)門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時(shí)為了提高識(shí)別的可靠性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。 

　　無(wú)論選用哪種接近開關(guān)，都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。