接近开关上课用

1、接近开关简介接近开关简介 接近开关又称无触点行程开关。它接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出到设定距离时，就可以发出“动作动作”信信号。号。 接近开关的核心部分是接近开关的核心部分是“感辨感辨头头”，它对正在接近的物体有很高，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。的感辨能力。 接近开关外形接近开关外形 接近开关外形接近开关外形 接近开关外形接近开关外形一、常用的接近开关分类一、常用的接近开关分类 常用的接近开关有电涡流式（俗称电感常用的接近开关

2、有电涡流式（俗称电感接近开关，以下仅以电感接近开关称接近开关，以下仅以电感接近开关称呼）、电容式、磁性干簧开关、霍尔式、呼）、电容式、磁性干簧开关、霍尔式、光电式、微波式光电式、微波式 、超声波式等。、超声波式等。 1 1按工作电源的性质进行分类按工作电源的性质进行分类 交流型：采用交流电源供电，用于交流控制交流型：采用交流电源供电，用于交流控制回路。回路。直流型：采用直流流电源供电，用于直流控直流型：采用直流流电源供电，用于直流控制回路。制回路。 电感式接近开关的分类电感式接近开关的分类 2 2按接线方式进行分类按接线方式进行分类 二线制二线制 三线制三线制 四线制四线制 五线制五线制 六线

3、制六线制 3 3按触点的性质分类按触点的性质分类 常开式常开式 常闭式常闭式 常开与常闭混合式常开与常闭混合式 4 4按输出逻辑分类按输出逻辑分类 正逻辑型正逻辑型 负逻辑型负逻辑型 浮空逻辑型浮空逻辑型 混合型混合型 5 5按外形分类按外形分类 螺纹型螺纹型 圆柱型圆柱型 长方体型长方体型 U U型等型等 6 6按防护方式分类按防护方式分类 防水型防水型 防爆型防爆型 耐高温型耐高温型 耐高压型等耐高压型等 二、接近开关的特点二、接近开关的特点 接近开关与被测物不接触、不会接近开关与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无触点、无火花、

4、无噪长、响应快、无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆性能较好、输声、防潮、防尘、防爆性能较好、输出信号负载能力强、体积小、安装、出信号负载能力强、体积小、安装、调整方便；调整方便； 缺点是缺点是 触点容量较小、输触点容量较小、输出短路时易烧毁。出短路时易烧毁。 三三.接近开关的主要性能指标：接近开关的主要性能指标： 额定动作距离、工作距离、动额定动作距离、工作距离、动作滞差、重复定位精度（重复性）、作滞差、重复定位精度（重复性）、动作频率等。动作频率等。 接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（1 1） 1.1.动作（检测）距离动作（检测）距离: : 动作距离是指检测体按一定方式动作距离是

5、指检测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。额定动作距离是指接测得的基准位置到检测面的空间距离。额定动作距离是指接近开关动作距离的标称值。近开关动作距离的标称值。 2.2.设定距离：指接近开关在实际工作中的整定距离，一设定距离：指接近开关在实际工作中的整定距离，一般为额定动作距离的般为额定动作距离的0.80.8倍。被测物与接近开关之间的安装倍。被测物与接近开关之间的安装距离一般等于额定动作距离，以保证工作可靠。安装后还须距离一般等于额定动作距离，以保证工作可靠。安装后还须通过调试，然

6、后紧固。通过调试，然后紧固。 3. 3.复位距离：接近开关动作后，又再次复位时的与被测复位距离：接近开关动作后，又再次复位时的与被测物的距离，它略大于动作距离。物的距离，它略大于动作距离。 4.4.回差值回差值: : 动作距离与复位距离之间的绝对值。回差值动作距离与复位距离之间的绝对值。回差值越大，对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就越越大，对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就越强。强。接近开关接近开关的检测距的检测距离与回差离与回差1、动作距离测定；当动作片由正面靠近、动作距离测定；当动作片由正面靠近接近开关的感应面时，使接近开关动作接近开关的感应面时，使接近开关动作的距离为

7、接近开关的最大动作距离，测的距离为接近开关的最大动作距离，测得的数据应在产品的参数范围内。得的数据应在产品的参数范围内。2、释放距离的测定；当动作片由正面离、释放距离的测定；当动作片由正面离开接近开关的感应面，开关由动作转为开接近开关的感应面，开关由动作转为释放时，测定动作片离开感应面的最大释放时，测定动作片离开感应面的最大距离。距离。3、回差、回差H的测定；最大动作距离和释放的测定；最大动作距离和释放距离之差的绝对值。距离之差的绝对值。接近开关的术语解释接近开关的术语解释 标准检测体：可与现场被检金属作比标准检测体：可与现场被检金属作比较的标准金属检测体。标准检测体通常为较的标准金属检测体。

8、标准检测体通常为正方形的正方形的A3钢，厚度为钢，厚度为1mm，所采用的边，所采用的边长是接近开关检测面直径的长是接近开关检测面直径的2.5倍。倍。常见接近开关的型号说明常见接近开关的型号说明（摘自浙江洞头开关厂资料）1、电涡流接近开关（电感接近开关）的、电涡流接近开关（电感接近开关）的工作原理工作原理 电涡流式接近开关俗称电感接近开关，属于一种电涡流式接近开关俗称电感接近开关，属于一种开关量输出的位置传感器。它由开关量输出的位置传感器。它由LC高频振荡器和放大高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生交变处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生交变电磁场的振荡感辨头时，使物

9、体内部产生涡流。这个电磁场的振荡感辨头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电性能良好的金属物体。测的物体必须是导电性能良好的金属物体。电涡流接近开关原理框图电涡流接近开关原理框图不同材料的金属检测物对电涡流接近开不同材料的金属检测物对电涡流接近开关动作距离的影响（以关动作距离的影响（以FeFe为参考金属）为参考金属

10、） 电涡流线圈的阻抗变化与金属导体的电导率、磁电涡流线圈的阻抗变化与金属导体的电导率、磁导率等有关。对于非磁性材料，被测体的电导率越高，导率等有关。对于非磁性材料，被测体的电导率越高，则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导率将影则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导率将影响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影响电涡流线响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影响电涡流线圈的圈的Q值。磁滞损耗大时，其灵敏度通常较高。值。磁滞损耗大时，其灵敏度通常较高。电感式接近开关的图形符号电感式接近开关的图形符号 输出状态：常开输出状态：常开/常闭型接近开关常闭型接近开关 当无检测物体时，对常开型接近开关而当无检

11、测物体时，对常开型接近开关而言，由于接近开关内部的言，由于接近开关内部的输出三极管输出三极管截止，截止，所接的负载不工作（失电）；当检测到物体所接的负载不工作（失电）；当检测到物体时，内部的输出级三极管导通，负载得电工时，内部的输出级三极管导通，负载得电工作。作。 对常闭型接近开关而言，当未检测到物对常闭型接近开关而言，当未检测到物体时，三极管反而处于导通状态，负载得电体时，三极管反而处于导通状态，负载得电工作；反之则负载失电。工作；反之则负载失电。输出形式（输出形式（14）负载负载负载负载输出形式（输出形式（58）负载负载负载负载负载负载两线制接近开关两线制接近开关 两线制接近开关安装简单，

12、接线方便；两线制接近开关安装简单，接线方便；应用比较广泛，但却有残余电压和漏电流应用比较广泛，但却有残余电压和漏电流大的缺点。大的缺点。直流三线式直流三线式 直流三线式接近开关的输出型有直流三线式接近开关的输出型有NPN和和PNP两种。两种。PNP输出接近开关一般应用在输出接近开关一般应用在PLC或计算机作为控制指令较多，或计算机作为控制指令较多，NPN输输出接近开关用于控制直流继电器较多，在出接近开关用于控制直流继电器较多，在实际应用中要根据控制电路的特性进行选实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。择其输出形式。接近开关的术语解释接近开关的术语解释 导通压降：接近开关在导通状态时

13、，导通压降：接近开关在导通状态时，开关内部的输出三极管集电极与发射开关内部的输出三极管集电极与发射极之间的电压降。一般情况下，导通极之间的电压降。一般情况下，导通压降约为压降约为0.3V。导通压降导通压降0.3V接近开关的接线方法举例接近开关的接线方法举例以以NPN、常开型为例来说明、常开型为例来说明 接线方法接线方法 OUT端与端与GND端的压降端的压降Uces约为约为0.3V，流过，流过KA的电流的电流IKA=（VCC-0. 3）/RKA。若。若IKA大于大于KA的额定吸的额定吸合电流，则合电流，则KA能够可靠吸合。能够可靠吸合。 请按请按接线图接线图将各元将各元件正确件正确地连接地连接起

14、来。起来。触点方式：两开两闭接近开关的安装方式接近开关的安装方式齐平式安装齐平式安装非齐平式安装非齐平式安装 一般，可以齐平安装的接近开关也可一般，可以齐平安装的接近开关也可以非齐平安装，但非齐平安装的接近开关以非齐平安装，但非齐平安装的接近开关不能齐平安装。这是因为，可以齐平安装不能齐平安装。这是因为，可以齐平安装的接近开关头部带有屏蔽，齐平安装时，的接近开关头部带有屏蔽，齐平安装时，其检测不到金属安装支架，而非齐平安装其检测不到金属安装支架，而非齐平安装的接近开关不带屏蔽，当齐平安装时，其的接近开关不带屏蔽，当齐平安装时，其可以检测到金属安装。正因为如此，非齐可以检测到金属安装。正因为如此

15、，非齐平安装的接近开关的灵敏度比齐平安装的平安装的接近开关的灵敏度比齐平安装的灵敏度要大些，在实际应用中可以根据实灵敏度要大些，在实际应用中可以根据实际需要选用际需要选用. 接近开关的术语解释接近开关的术语解释 响应频率响应频率f ：按规定，在：按规定，在1秒的时间间秒的时间间隔内，隔内， 接近开关动作循环的最大次数，重接近开关动作循环的最大次数，重复频率大于该值时，接近开关无反应。复频率大于该值时，接近开关无反应。 响应时间响应时间t ：接近开关检测到物体时刻：接近开关检测到物体时刻到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。可用公式换算：可用公式换算： t=

16、1/ f响应频率及响应时间示意图响应频率及响应时间示意图在高频振荡型电容式接近开关中，以在高频振荡型电容式接近开关中，以高频振荡器（高频振荡器（LCLC振荡器）中的电容作为振荡器）中的电容作为检测元件，利用被测物体接近该电容时检测元件，利用被测物体接近该电容时由于电容器的介质发生变化导致电容量由于电容器的介质发生变化导致电容量C C的变化，从而引起振荡器振幅或频率的的变化，从而引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路将该变变化，由传感器的信号调理电路将该变化转换成开关量输出，从而达到检测的化转换成开关量输出，从而达到检测的目的。目的。 2 2、电容式接近开关、电容式接近开关 电容式接

17、近开关的基本工作原理电容式接近开关的基本工作原理 电容式接近开关的图形符号电容式接近开关的图形符号 3 3、光电式接近开关、光电式接近开关 光电式传感器是用光电转换器件作敏光电式传感器是用光电转换器件作敏感元件、将光信号转换为电信号的装置。感元件、将光信号转换为电信号的装置。光电式传感器的种类很多，按照其输出信光电式传感器的种类很多，按照其输出信号的形式，可以分为模拟式、数字式、开号的形式，可以分为模拟式、数字式、开关量输出式。关量输出式。 以开关量形式输出的光电传感器，即以开关量形式输出的光电传感器，即为光电式接近开关。为光电式接近开关。 1 1对射式光电接近开关对射式光电接近开关 对射式光

18、电接近开关是指光发射器（光发射器探头或光源探头）与光接收器（光接收器探头）处于相对的位置工作的光电接近开关。 2 2反射式光电接近开关反射式光电接近开关 反射式光电接近开关的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且光发射器与光接收器为一体化的结构，在其相对的位置上安置一个反光镜，光发射器发出的光经反光镜反射回来后由光接收器接收。 3 3漫射式（漫反射式）光电接近开关漫射式（漫反射式）光电接近开关 漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故该种传感器称为漫射式光电接近开关。 光电式接近开关的图形符号光电式接近开关的图形符号 光电开关光电开关,分

19、别用于缺料和供料不足检测分别用于缺料和供料不足检测,若料仓内无工件若料仓内无工件,则处于底层的第则处于底层的第4层位置层位置的的2个漫射式光电接近开关均处于常态个漫射式光电接近开关均处于常态;若若仅在底层起有仅在底层起有3个工件个工件,则底层处光电接近则底层处光电接近开关动作而次底层处光电接近开关常态开关动作而次底层处光电接近开关常态,表表明工作已经快用完明工作已经快用完.在工作时在工作时,光发射器始终发射检测光光发射器始终发射检测光,若接近开关前方一定距离内没有物若接近开关前方一定距离内没有物体体,则没有光被反射接收器则没有光被反射接收器,光电开关光电开关处于常态而不动作处于常态而不动作;

20、反之若接近开反之若接近开关的前方一定距离内出现物体关的前方一定距离内出现物体,只要只要反射回来的光强度足够反射回来的光强度足够,则接收器接则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态动作而改变输出的状态.将光电开关褐色线接将光电开关褐色线接PLC输入模块电输入模块电源源”+”端端,蓝色线接蓝色线接PLC模块电源模块电源”-”端端,黑色线接黑色线接PLC的输入端的输入端.光电开关的光源采用绿光或蓝光可以判光电开关的光源采用绿光或蓝光可以判别颜色别颜色,根据表面颜色的反射率特性不同根据表面颜色的反射率特性不同,光电传感器可以进行产器的分拣光电传感器可以

21、进行产器的分拣,为了保为了保证光的传输效率、减小衰减，在分拣单证光的传输效率、减小衰减，在分拣单元中采用光纤式光电开关对黑白两种工元中采用光纤式光电开关对黑白两种工件的颜色进行识别。件的颜色进行识别。磁性开关D-C73个18磁性开关D-A93个4磁性开关D-Z73个3磁性开关D-A73个4供料单元磁性开关磁性开关:用于各类气缸的位置检测用于各类气缸的位置检测.磁性开关可检测机械手上气缸伸出和缩回到磁性开关可检测机械手上气缸伸出和缩回到位的位置。位的位置。属于非接触式位置检测开关。不会磨损和损伤检属于非接触式位置检测开关。不会磨损和损伤检测对象物，响应速度高。测对象物，响应速度高。感应型感应型用

22、于检测金属物体的存在；用于检测金属物体的存在；静电容型静电容型用于检测金属及非金属物体用于检测金属及非金属物体的存在的存在磁力式接近开关磁力式接近开关磁性开关磁性开关检测磁石的存在检测磁石的存在4、磁性开关、磁性开关当有磁性物质接近磁性开关传感器时，当有磁性物质接近磁性开关传感器时，传感器动作，并输出开关信号。在实传感器动作，并输出开关信号。在实际应用中，可在被测物体（如在气缸际应用中，可在被测物体（如在气缸的活塞或活塞杆）上安装磁性物质，的活塞或活塞杆）上安装磁性物质，在气缸缸筒外面的两侧各安装一个磁在气缸缸筒外面的两侧各安装一个磁性感应式接近开关，就可用这两个传性感应式接近开关，就可用这两

23、个传感器分别标识气缸运动的两个极限位感器分别标识气缸运动的两个极限位置。置。磁性开关的内部电路如图所示，为了磁性开关的内部电路如图所示，为了防止因错误接线损坏磁性开关，通常防止因错误接线损坏磁性开关，通常在使用磁性开关时都串联了限流电路在使用磁性开关时都串联了限流电路和保护二极管。这样，即使引出线极和保护二极管。这样，即使引出线极性接反，磁性开关也不会烧毁，只是性接反，磁性开关也不会烧毁，只是不能正常工作。不能正常工作。在磁性开关上设置有在磁性开关上设置有LED,用于显示传感用于显示传感器的信号状态器的信号状态,供调试与运行监视时观察供调试与运行监视时观察.当气缸活塞靠近当气缸活塞靠近,接近开

24、关输出动作接近开关输出动作,输输出出”1”信号信号,LED灯亮灯亮;当无活塞靠近当无活塞靠近,接接近开关输出不动作近开关输出不动作,输出输出”0”信号信号,LED不亮不亮.磁性开关通常用于气缸活塞的位置检测磁性开关通常用于气缸活塞的位置检测,如果检测其它类型的工作的位置如果检测其它类型的工作的位置,如一个如一个浅色塑料工件浅色塑料工件,则可选择其它类型的接近则可选择其它类型的接近开关开关,如光电开关如光电开关.接近开关选型原则接近开关选型原则1、当检测体为金属材料时，应选用高频振荡、当检测体为金属材料时，应选用高频振荡型接近开关，该类型接近开关对铁镍、型接近开关，该类型接近开关对铁镍、A3钢钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体，其检测灵敏度就低。检测体，其检测灵敏度就低。2、当