第四章电涡流传感器

1、第四章第四章 电涡流传感器电涡流传感器章节导入：章节导入： 当导体处于交变磁场中，铁心会因电磁感应在内部产生当导体处于交变磁场中，铁心会因电磁感应在内部产生自行闭合的电涡流。在检测领域，利用电涡流可进行非接触测自行闭合的电涡流。在检测领域，利用电涡流可进行非接触测量。可测量工件尺寸、转速、表面温度、微小位移、振动以及量。可测量工件尺寸、转速、表面温度、微小位移、振动以及接近开关和无损探伤。接近开关和无损探伤。本章要点：本章要点： 1、电涡流、电涡流传感器的工作原理传感器的工作原理 2、掌握、掌握电涡流电涡流传感器的测量转换电路（传感器的测量转换电路（AM、FM） 3、电涡流电涡流传感器的工作应

2、用传感器的工作应用 4、电涡流式接近开关的原理、结构、特性参数、应用及、电涡流式接近开关的原理、结构、特性参数、应用及 掌握接线方法。掌握接线方法。第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 1 1、电涡流效应：、电涡流效应： 由法拉第电磁感应原理可知：一个块状金属由法拉第电磁感应原理可知：一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。根据电涡流效应制作的传感器称电涡

3、流传感器。根据电涡流效应制作的传感器称电涡流传感器。 变压器和交流电动机的铁心是用硅钢片叠压变压器和交流电动机的铁心是用硅钢片叠压而成，目的是减小涡流，避免发热而成，目的是减小涡流，避免发热一、电涡流效应及肌肤效应一、电涡流效应及肌肤效应第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 电涡流效应演示电涡流效应演示 当电涡流线当电涡流线圈与金属板的距圈与金属板的距离离x 减小时，电减小时，电涡流线圈的等效涡流线圈的等效电感电感L 减小，等减小，等效电阻效电阻R 增大。增大。感抗感抗XL 的变化比的变化比 R 的变化的变化 大大 得得 多，流过电涡流多，流过电涡流线圈的电流线圈的电流 i1

4、 增增大。大。 2 2、集肤效应、集肤效应 集肤效应与激励源频率集肤效应与激励源频率f、工件的电导率、工件的电导率 、磁、磁导率导率 等有关。频率等有关。频率f越高，电涡流的渗透的深度就越高，电涡流的渗透的深度就越浅，集肤效应越严重。越浅，集肤效应越严重。 是电涡流传感器工作原理示意图。当高频是电涡流传感器工作原理示意图。当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场时，将产生高频磁场H1。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测

5、导体就产生电涡流产生电涡流i2。i2在金属导体的纵深方向并不是均匀分在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。（也称趋肤效应）。 二、等效阻抗分析二、等效阻抗分析 电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数的函数表达式为：表达式为： Z=R+jL=f（i1、f、 、 、r、x） 结论：结论：1 1、检测深度的测量、检测深度的测量 检测深度与激励频率成反比关系。改变检测深度与激励频率成反比关系。改变f，可，可控 制 检 测 深 度 。 激 励 源 频 率 一 般

6、设 定 在控 制 检 测 深 度 。 激 励 源 频 率 一 般 设 定 在100kHz1MHz。频率越低，检测深度越深。要使。频率越低，检测深度越深。要使电涡流深入导体，或要对远距离金属进行检测，电涡流深入导体，或要对远距离金属进行检测，可采用十几千赫兹或几十千赫兹频率的激励电源。可采用十几千赫兹或几十千赫兹频率的激励电源。 2、间距、间距x的测量：的测量： 如果控制上式中的如果控制上式中的i1、f、 、 、r不变，电涡流不变，电涡流线圈的阻抗线圈的阻抗Z就成为间距就成为间距x的单值函数，这样就成为的单值函数，这样就成为非接触测量位移的传感器。非接触测量位移的传感器。3、多种用途：、多种用途

7、： 如果控制如果控制x、i1、f不变，就可以用来检测与表面不变，就可以用来检测与表面电导率电导率 有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测与材料磁导率用来检测与材料磁导率 有关的材料型号、表面硬有关的材料型号、表面硬度等参数。度等参数。 三、电涡流与肌肤效应举例三、电涡流与肌肤效应举例电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理 高高频电流通过频电流通过励磁线圈，励磁线圈，产生交变磁产生交变磁场，在铁质场，在铁质锅底会产生锅底会产生无数的电涡无数的电涡流，使锅底流，使锅底自行发热，自行发热，烧开锅烧开锅 内内 的的 食食 物。物。电磁炉内部的励磁线圈电磁炉内部的励磁

8、线圈第二节第二节 电涡流传感器结构及特性电涡流传感器结构及特性1、电涡流探头电涡流探头外形外形交变磁场交变磁场一、电涡流探头的结构：一、电涡流探头的结构：2、电涡流探头、电涡流探头内部结构内部结构 1电涡流线圈电涡流线圈 2探头壳体探头壳体 3壳体上的位置调节螺纹壳体上的位置调节螺纹 4印制线路板印制线路板 5夹持螺母夹持螺母 6电源指示灯电源指示灯 7阈值指示灯阈值指示灯 8输出屏蔽电缆线输出屏蔽电缆线 9电缆插头电缆插头 二、二、CZF-1CZF-1系列传感器的性能系列传感器的性能 分析上表请得出结论：分析上表请得出结论： 探头的直径越大，测量范围也越大，分辨力探头的直径越大，测量范围也越

9、大，分辨力越差，灵敏度越低越差，灵敏度越低。 型号型号线性范线性范围围/um线圈外径线圈外径/mm分辨力分辨力/um线性误线性误差差(%)使用温度使用温度/0CCZF-1000CZF-10001000713-15+80CZF-3000CZF-300030001533-15+80CZF-5000CZF-500050002853-15+80举例：举例：探头的直径越大，测量范围也越大，分辨力探头的直径越大，测量范围也越大，分辨力越差，灵敏度越低。但越差，灵敏度越低。但大直径电涡流探雷器定性测大直径电涡流探雷器定性测量。量。 三、被测体材料、形状、大小对灵敏度的影响三、被测体材料、形状、大小对灵敏度的

10、影响1 1、被测体为圆盘状物体的平面时，物体的直径大、被测体为圆盘状物体的平面时，物体的直径大 于线圈直径的于线圈直径的2 2倍以上，否则将使灵敏度降低；倍以上，否则将使灵敏度降低； 被测体为轴状圆柱体的圆弧表面时，它的直径被测体为轴状圆柱体的圆弧表面时，它的直径 应大于线圈直径的应大于线圈直径的4 4倍以上。倍以上。2 2、被测物体厚度为、被测物体厚度为0.2mm0.2mm3 3、测量时，尽量避开其它导体，以免干扰磁场，、测量时，尽量避开其它导体，以免干扰磁场， 引起线圈的附加损失。引起线圈的附加损失。第三节第三节 测量转换电路测量转换电路 电涡流探头与被测金属之间的互感量变化可以电涡流探头

11、与被测金属之间的互感量变化可以转换为探头线圈的等效阻抗以及品质因数转换为探头线圈的等效阻抗以及品质因数Q Q等参数的等参数的变化。因此测量转换电路的任务是将这些参数转换变化。因此测量转换电路的任务是将这些参数转换为频率、电压、电流。相应地有调频法、调幅法和为频率、电压、电流。相应地有调频法、调幅法和电桥法，本次学习调频法和调幅法。电桥法，本次学习调频法和调幅法。1 1、调幅式电路：、调幅式电路：AMAM1、谐振时：、谐振时： 石英振荡器产生稳频稳幅高频振荡电压石英振荡器产生稳频稳幅高频振荡电压(100kHz1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料远离）用于激励电涡流线圈。金属材料远离探头，调节探

12、头，调节C0，产生谐振输出较大产生谐振输出较大Uo2、被测体靠近探头时：、被测体靠近探头时： 在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。两者之间的距离等参数）。 被测体可以是导磁性物体也可以是非导磁性物体，被测体可以是导磁性物体也可以是非导磁性物体，与探头间距越小，输出电压就越低。与探头间距越小，输出电压就越低。 缺点是：不是线性关系，必须用千分尺

13、逐点标定缺点是：不是线性关系，必须用千分尺逐点标定后经计算机线性化处理用数码管显示。后经计算机线性化处理用数码管显示。 温漂较大，需要采取补偿电路。温漂较大，需要采取补偿电路。3、部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数、部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数 结论：结论： 由表可知由表可知 人的手、泥土或装满水的玻璃杯不能对人的手、泥土或装满水的玻璃杯不能对振荡器的振幅产生明显的衰减。振荡器的振幅产生明显的衰减。材料材料衰减系数衰减系数钢钢1 1不锈钢不锈钢0 0.85.85黄铜黄铜0 0.3.3铜铜0 0.4.4水水0 0.01.01二、调频（二、调频（FMFM）式电路）式电路(100kHz1MHz

14、） 1、原理、原理 将探头线圈的电感量将探头线圈的电感量L与微调电容与微调电容C0构成构成LC振荡器，以振荡器，以振荡器的频率振荡器的频率f作为输出量，此频率可以通过作为输出量，此频率可以通过f/V转换器（鉴频转换器（鉴频器）转换成电压，由表头显示，也可以将频率信号（器）转换成电压，由表头显示，也可以将频率信号（TTL）送到计算机的计数定时器，测量出频率。送到计算机的计数定时器，测量出频率。 并联谐振回路的谐振频率并联谐振回路的谐振频率 01 4-32fLC 电涡流线圈与被测体的距离电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，电改变时，电涡流线圈的电感量涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起也随之改变，

15、引起LC 振荡振荡器的输出频率变化，当线圈探头与被测导体距器的输出频率变化，当线圈探头与被测导体距离变小时，电涡流线圈的电感量随之变小，引离变小时，电涡流线圈的电感量随之变小，引起起LC振荡器的输出频率变高，此频率可用计算振荡器的输出频率变高，此频率可用计算机测得。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，机测得。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将必须使用鉴频器，将 f转换为电压转换为电压 Uo 。 2、鉴频器特性、鉴频器特性 使用鉴使用鉴频器可以将频器可以将 f 转换为电转换为电压压 Uo鉴频器的输出电压与输入频率成正比、线性关系鉴频器的输出电压与输入频率成正比、线性关系Uo/Vf

16、/KHzUoHUo0UoLfHf0fL鉴频器举例说明：鉴频器举例说明： 计算电涡计算电涡流线圈和金属距流线圈和金属距离无穷大时的鉴离无穷大时的鉴频器输出电压频器输出电压UO0 ；若电涡流；若电涡流线圈靠近金属后，线圈靠近金属后，电涡流探头的输电涡流探头的输出频率出频率f 上升为上升为500kHz，频率，频率 f 为为500kHz，输出电压为输出电压为TTL高电频高电频5V。-5-4-2200400500第四节第四节 电涡流传感器的应用电涡流传感器的应用 电涡流探头线圈的阻抗受众多因素影响，例如金电涡流探头线圈的阻抗受众多因素影响，例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面属材料的厚度

17、、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等。只要固定一个量就可以用电涡流传感因素、距离等。只要固定一个量就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素。应用十分广泛，属于定性器来测量剩下的一个因素。应用十分广泛，属于定性测量。测量。 如果要做定量测量，也要用到前面学习的逐点标如果要做定量测量，也要用到前面学习的逐点标定、计算机线性纠正。本节课就位移、振动、转速、定、计算机线性纠正。本节课就位移、振动、转速、镀层厚度、安全检查门、表面探伤六个应用加以学习。镀层厚度、安全检查门、表面探伤六个应用加以学习。1、测量过程：、测量过程： 电涡流位移传感器是一种输出为模拟电压的电子电涡流位移传感器是一种输出

18、为模拟电压的电子器件。接通电源后，在电涡流探头的有效面（感应工器件。接通电源后，在电涡流探头的有效面（感应工作面）将产生一个交变磁场。作面）将产生一个交变磁场。 当金属物体接近此感当金属物体接近此感应面时，金属表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能应面时，金属表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的变化，可地计算出与被检物体的距离、振动等参数。变化，可地计算出与被检物体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于非接触测量，工作时不受灰尘等这种位移传感器属于非接触测量，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，寿命较长，可在各

19、种恶劣条件下非金属因素的影响，寿命较长，可在各种恶劣条件下使用。使用。一、位移测量一、位移测量2、位移测量仪外形与探头、位移测量仪外形与探头 位移测量包含：位移测量包含： 偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲击、偏心率、冲程、宽度等等。来自不同圆度、冲击、偏心率、冲程、宽度等等。来自不同应用领域的许多量都可归结为位移或间隙变化。应用领域的许多量都可归结为位移或间隙变化。齐平式探头安装时可以不高出齐平式探头安装时可以不高出安装面，不易被损害。安装面，不易被损害。 （1）当被测面是平面时，）当被测面是平面时，以正对探头中心线的点为中以正对探头

20、中心线的点为中心，被测面直径大于心，被测面直径大于1.5倍的倍的探头直径。探头直径。 （2）被测体为圆轴，且）被测体为圆轴，且探头中心线与轴心线正交时，探头中心线与轴心线正交时，被测轴直径为探头直径被测轴直径为探头直径3倍倍以上。以上。 （3）被测物体厚度越大，）被测物体厚度越大，灵敏度越低。灵敏度越低。60电涡流位移传感器电涡流位移传感器探头的选择：探头的选择：电涡流电涡流位移变送位移变送器器举例：轴向位移的监测举例：轴向位移的监测 设备停机检修时，将探头安装在与轴连器设备停机检修时，将探头安装在与轴连器2mm2mm的基的基座上，调节二次仪表使示值为零。汽轮机启动后，长座上，调节二次仪表使示

21、值为零。汽轮机启动后，长期监测其位移量，由于轴向推力和轴承的磨损面使探期监测其位移量，由于轴向推力和轴承的磨损面使探头与轴连器的间隙变小，二次仪表的输出电压由零增头与轴连器的间隙变小，二次仪表的输出电压由零增大。设定危险值（大。设定危险值（0.9mm0.9mm），二次仪表发出报警信号。），二次仪表发出报警信号。3 3、（补充知识）仪表的、（补充知识）仪表的NPNNPN和和PNPPNP输出模式输出模式四线制电涡流位移传感器的接线说明四线制电涡流位移传感器的接线说明 该位移传感器同时具备两种动作输出状态，用该位移传感器同时具备两种动作输出状态，用户可选择从高电压向低电压转变、和从低电压向高户可选择

22、从高电压向低电压转变、和从低电压向高电压转变两种方式，分别称为电压转变两种方式，分别称为NPNNPN和和PNPPNP输出模式，输出模式，俗称为常开输出或常闭输出模式。俗称为常开输出或常闭输出模式。位移传感器位移传感器DC（ + V）DC（0V）模拟输出（高、低电压转换）模拟输出（高、低电压转换）模拟输出（低、高电压转换）模拟输出（低、高电压转换）仪表的仪表的NPNNPN和和PNPPNP输出模式输出模式如果输入一个高电平，而输出需要一个低电平时，首选如果输入一个高电平，而输出需要一个低电平时，首选择择npnnpn如果输入一个低电平，而输出需要一个低电平时，首选如果输入一个低电平，而输出需要一个低

23、电平时，首选择择pnppnp如果输入一个低电平，而输出需要一个高电平时，首选如果输入一个低电平，而输出需要一个高电平时，首选择择npnnpn如果输入一个高电平，而输出需要一个高电平时，首选如果输入一个高电平，而输出需要一个高电平时，首选择择pnppnp输出形式：输出形式：分分npnnpn二线，二线，npnnpn三线，三线，npnnpn四线，四线，pnppnp二线，二线，pnppnp三线，三线，pnppnp四线，四线，acac二线，二线，acac五线（自带五线（自带继电器）继电器） 4 4、测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪、测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪 测量冷轧板厚度测量冷轧板厚度5 5

24、、测量尺寸、公、测量尺寸、公差及零件识别差及零件识别 通过测量间隙来通过测量间隙来测定测定 热膨胀引起的上下平移热膨胀引起的上下平移xx6 6、位移的标定方法、位移的标定方法 使用千分尺，逐一对照测量电路的输出电压使用千分尺，逐一对照测量电路的输出电压及数显表读数，列出对照表，存入计算机，从而及数显表读数，列出对照表，存入计算机，从而达到线性化的目的。达到线性化的目的。二、振动测量二、振动测量1 1、测量过程：、测量过程： 用多个传感器放在机械不同部位检测，得到各个用多个传感器放在机械不同部位检测，得到各个位置的振幅值和相位值，画出振动波形图，由频谱仪位置的振幅值和相位值，画出振动波形图，由频

25、谱仪分析输出波形的振幅及频率，频谱仪在第九章学习。分析输出波形的振幅及频率，频谱仪在第九章学习。xy 3 3、汽轮机叶片测试汽轮机叶片测试 2、测量悬臂梁测量悬臂梁的振幅及频率的振幅及频率4、偏心和振动检测、偏心和振动检测通过测量间隙来测量径通过测量间隙来测量径向跳动向跳动5 5、测量弯曲、波动、变形、测量弯曲、波动、变形 对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。多个传感器。调频法测量振动的波形调频法测量振动的波形三、转速测量三、转速测量 1 1、测量过程：、测量过程： 若转轴上开若转轴上开z z 个槽个槽( (或齿或齿) )，频率计的读数为

26、，频率计的读数为f（单位为（单位为Hz），则转轴的转速），则转轴的转速n（单位为（单位为r/min）的）的计算公式为：计算公式为： 60 fnz2 2、齿轮转速测量举例、齿轮转速测量举例 例：例： 下图中，设齿下图中，设齿数数z z =48，测得频率，测得频率 f=120Hz， 求该齿轮的转速求该齿轮的转速n 。结论：结论：1500r/min电动机电动机转速测量转速测量四、镀层厚度测量四、镀层厚度测量 1、测量过程：、测量过程： 由于存在集肤效应，镀层或箔层越薄，电涡流越由于存在集肤效应，镀层或箔层越薄，电涡流越小。测量前，可先用电涡流测厚仪对标准厚度的镀层小。测量前，可先用电涡流测厚仪对标准

27、厚度的镀层和铜箔作出和铜箔作出“厚度厚度- -输出输出”电压的标定曲线，以便测电压的标定曲线，以便测量时对照。量时对照。 测量金属镀层或绝缘层厚度测量金属镀层或绝缘层厚度x镀层厚度镀层厚度电涡流镀层测厚仪电涡流镀层测厚仪五、电涡流式通道安全检查门五、电涡流式通道安全检查门 1 1、测量过程：、测量过程： 安检门的内部设置有发射线安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通圈和接收线圈。当有金属物体通过时，过时，10KHz10KHz的音频信号产生的交的音频信号产生的交变磁场就会在该金属导体表面产变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流，会在接收线圈中感应生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，计

28、算机根据感应电压的出电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大大小、相位来判定金属物体的大小。小。在安检门的侧面还安装一台在安检门的侧面还安装一台“软软x x光光”扫描仪，它对人体、胶扫描仪，它对人体、胶卷无害，用软件处理的方法，可卷无害，用软件处理的方法，可合成完整的光学图像。合成完整的光学图像。 安检门演示安检门演示当有金属物体穿当有金属物体穿越安检门时报警越安检门时报警六、电涡流表面探伤六、电涡流表面探伤 1 1、测量过程：、测量过程： 检查金属表面（已涂防锈漆）的裂纹以及焊接处的缺陷等。检查金属表面（已涂防锈漆）的裂纹以及焊接处的缺陷等。在探伤中，传感器应与被测导体保持距离

29、不变。由于缺陷将引在探伤中，传感器应与被测导体保持距离不变。由于缺陷将引起导体电导率、磁导率的变化，使电涡流变小，从而引起输出起导体电导率、磁导率的变化，使电涡流变小，从而引起输出电压的变化。电压的变化。 在频谱仪，接收线圈同名端相连的差动电路可将环境温度在频谱仪，接收线圈同名端相连的差动电路可将环境温度变化、表面硬度、机械传动不均匀、抖动的信号相互抵消。当变化、表面硬度、机械传动不均匀、抖动的信号相互抵消。当裂纹进入左右接收线圈时，因相位上有先后差别，信号无法抵裂纹进入左右接收线圈时，因相位上有先后差别，信号无法抵消，产生输出电压。消，产生输出电压。2 2、探伤仪外形、探伤仪外形滚子涡流探伤

30、机滚子涡流探伤机 滚子涡流探伤机是由计算机控滚子涡流探伤机是由计算机控制的轴承滚子表面微裂纹探伤的专制的轴承滚子表面微裂纹探伤的专用设备，可探出深用设备，可探出深 30m的表面微的表面微小裂纹。小裂纹。台式探伤仪台式探伤仪用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹手持式裂纹测量仪进行油管探伤手持式裂纹测量仪进行油管探伤花瓣阻抗图花瓣阻抗图 从该图中判断裂纹的长短、深浅、走向。黑色为反视报从该图中判断裂纹的长短、深浅、走向。黑色为反视报警区，当警区，当8字花瓣图形超出报警区时视为超标，产生报警信号。字花瓣图形超出报警区时视为超标，产生报警信号。 接近开关又称无触点开关，它能

31、在一定的距离接近开关又称无触点开关，它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就发出动作信号，多数能直与其接近到设定距离时，就发出动作信号，多数能直接驱动中间继电器。接驱动中间继电器。 用于高速计数、测速，确定物体存在和位置，测用于高速计数、测速，确定物体存在和位置，测量物体和液位，用于人体保护和防盗以及无触点按钮。量物体和液位，用于人体保护和防盗以及无触点按钮。第五节第五节 接近开关简介接近开关简介与机械开关相比，接近开关具有如下特点：与机械开关相比，接近开关具有如下特点：非接触检测，不影响被测物的运行工

32、况非接触检测，不影响被测物的运行工况不产生机械磨损和疲劳损伤，工作寿命长不产生机械磨损和疲劳损伤，工作寿命长响应快，一般响应时间可达几毫秒或十几毫秒响应快，一般响应时间可达几毫秒或十几毫秒采用全密封结构，防潮、防尘性能较好，工作可靠性强采用全密封结构，防潮、防尘性能较好，工作可靠性强无触点、无火花、无噪声，所以适用于要求防爆的场合无触点、无火花、无噪声，所以适用于要求防爆的场合 （防爆型）（防爆型）输出信号大，易于与计算机或输出信号大，易于与计算机或PLC等接口等接口体积小，安装、调整方便。它的缺点是体积小，安装、调整方便。它的缺点是“触点触点”容量较小，容量较小， 输出短路时易烧毁输出短路时

33、易烧毁一、一、接近开关的特点：接近开关的特点：自感式、差动变压器式：对导磁物体自感式、差动变压器式：对导磁物体电涡流式：对导电良好的金属电涡流式：对导电良好的金属电容式：对接地的金属或地电位的导电物体电容式：对接地的金属或地电位的导电物体磁性干簧开关（干簧管）：对磁性较强的物体磁性干簧开关（干簧管）：对磁性较强的物体霍尔式：对磁性物体霍尔式：对磁性物体光电传感器、微波和超声波传感器属于电子光电传感器、微波和超声波传感器属于电子开关，检测距离可较大。开关，检测距离可较大。二、二、接近开关的分类接近开关的分类（1）额定动作距离）额定动作距离 在规定的条件下所测定到的接近开关的在规定的条件下所测定到

34、的接近开关的 动作距离（单位为动作距离（单位为mm）；）；（2）工作距离）工作距离 接近开关在实际使用中被设定的安装距离。在接近开关在实际使用中被设定的安装距离。在 此距离内，不产生误动作；此距离内，不产生误动作；（3）动作滞差）动作滞差 指动作距离与复位距离之差的绝对值。滞差大、指动作距离与复位距离之差的绝对值。滞差大、 对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就强；对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就强；（4）重复定位精度）重复定位精度(重复性重复性) 它表征多次测量动作距离。其数它表征多次测量动作距离。其数 值的离散性的大小一般为动作距离的值的离散性的大小一般为动作距离的1%5

35、%。离散性。离散性 越小，重复定位精度越高。越小，重复定位精度越高。 （5）动作频率）动作频率 指每秒连续不断地进入接近开关的动作距离后指每秒连续不断地进入接近开关的动作距离后 又离开的被测物个数或次数。又离开的被测物个数或次数。三、接近开关的主要性能指标三、接近开关的主要性能指标 四、四、接近开关的规格及接线方式接近开关的规格及接线方式 棕色引线为正电源（棕色引线为正电源（1835V）蓝色接地（电源）蓝色接地（电源负极）黑色为输出端。有常开、常闭之分，可选用继负极）黑色为输出端。有常开、常闭之分，可选用继电器电器NPN、OC门门输出型，有输出型，有PNP、NPN型，常用型，常用NPN常开型。

36、常开型。 三线制接近开关三线制接近开关 感辨头感辨头鉴幅鉴幅电路电路+VccOUTGND 四、四、接近开关的规格及接线方式接近开关的规格及接线方式 NPN、OC门常开输出电路接法门常开输出电路接法 +Vcc24VKAOUTGNDVD续流续流 当被测物体未靠近接近开关时，当被测物体未靠近接近开关时，UB=0，IB=0，OC门截止，门截止，OUT端为高阻态（接入负载后为接近电端为高阻态（接入负载后为接近电源电压的高电平）；当被测体靠近到动作距离（源电压的高电平）；当被测体靠近到动作距离（xnin）时，时，OC门的输出端对地导通，门的输出端对地导通，OUT端对地为低电平端对地为低电平（约（约0.3V）。将中间继电器）。将中间继电器KA跨接在跨接在+VCC与与OUT端端上时，上时，KA就处于吸合（得电）状态。就处于吸合（得电）状态。 当被测物体远离该接近开关，到达当被测物体远离该接近开关，到达xmax时，时，OC门再次截止，门再次截止，KA失电。通常将接近开关设计为具失电。通常将接近开关设计为具有有“施密特特性施密特特性”，x为接近开关的动作滞差（也为接近开关的动作滞差（也称为称为“动作回差动作回差”）。回差越大，抗机械振动干扰）。回差越大，