发表于:2004-12-18 10:29:00
97楼
接近开关
接近开关就是将过去的微动开关、限位开关等机械式开关做成无接触式,可以无接触(接近)检测出有无检测对象的检测开关。它与机械式开关相比较,具有高速、长寿命、高可靠性等优点。可以根据要求制作动作原理不同的接近开关。可分为高频振荡型、磁性型、静电电容型、超声波型、电波型、气压型、光电型等很多种类型。但以高频振荡型、磁性型和静电电容型使用最为广泛。
接近开关的特点
1. 无磨损,使用寿命长。
2. 无触点回弹,不受外部冲击误动作。
3. 内部由半导体元件构成,无可动部分,故寿命长,无磨损部件,故不需维修。
4. 几乎不受周围状态影响,在潮湿的场所或作业量多的场所也可正常发挥功能。
有关接近开关的名词解释
标准动作距离
标准检测体从轴方向靠近接近开关,从接近开关动作时的基准位置到检测体的距离称作动作距离,其额定值称作标准动作距离。所谓检测位置一般为检测面。
响应差
检测体接近接近开关的检测面,接近开关的动作时的距离称作动作距离。。相反,检测体远离接近开关的动作复归时的距离称作复归距离。动作距离与复归距离的差就称作响应差。
动作距离的误差
各接近开关,其动作距离与标准动作距离会有误差,这误差称作动作距离的误差,接近开关的动作距离的误差,在接近开关(常温、常压)动作距离范围内,一般是在标准动作距离的±10%以内。
标准检测体
接近开关的动作距离因检测体的大小、材质的不同而不同,随着检测体形状的增大,动作距离加长,但当体积达到某一值时,动作距离则不再随检测体形状的增大而加长,成一定值。通常将达到定长动作距离的最小检测体称作标准检测体。如材质为铁(SPCC),厚度1mm。
设定距离
设定距离是在有温度、电压变化、动作距离的的误差等条件下,接近开关可稳定动作的基准位置(检测面)到检测体的距离。在安装接近开关时,检测体到接近开关检测面的距离请设定在允许范围内。检测体小于标准检测体,或材质不同的情况下,设定距离的范围将比标准检测体的设定范围小。
重复误差
在恒温、恒电源电压、通电30分钟以上的情况下,用标准检测体在一定时间(1小时)内,检测5次动作距离中的最大值和最小值表示。
漏电流
输出为OFF状态时的输出电流,称作漏电流。
主要是2线式直流开关输出和2线式交流开关输出时漏电流的值。
输出基准
输出基准就是用单位数字表示的,可提供给负载的输出信号的大小,即表示可使用输入基准数为输出基准数以下或相同的计数器、无触点继电器的能力。如输出基准为7P6N的接近开关,可同时连接3台输入基准为2P的计数器、3台输入基准为2N的无触点继电器。
输出基准 1P=0.24mA
输出电流 1N=0.8 mA 流入电流的驱动能力
应答度
标准检测体在单位时间内可检测次数的最大值(Hz)。
接近开关的选用
根据输出原理选用
根据检测体的材质选用高频振荡型(电感式)或静电电容型。
高频振荡型:利用检测体内部产生涡电流损耗影响振荡电路而产生输出的方式。可检测金属,特别对磁性金属具有高灵敏度。
静电电容型:利用检测体接近时,因静电感应,带有检测电极的电容发生变化而产生输出的方式。可检测金属、非金属(木、纸、树脂、玻璃等),如检测体为导电物体,并接地时,灵敏度很高。
根据形状选用
圆柱型:前面检测
矩形:前面检测,上面检测
根据连接构造选用
引出线方式
带端子方式
插座型
根据输出方式选用
直流开关输出型:NPN集电极开路输出可连接负载:继电器、电磁铁、可编程序控制器、电流输入型计数器等
直流开关输出型:PNP集电极开路输出可连接负载:继电器、电磁铁、可编程序控制器、电压输入型计数器等
直流开关输出型:2线式可连接负载:继电器、电磁铁、可编程序控制器
直流电压输出型:非检测时,输出晶体管为ON状态,输出电压为零;检测时,输出晶体管为OFF状态,上拉电阻提供负载输出电压信号。
交流开关输出型:可连接负载:继电器、电磁铁、可编程序控制器
根据外壳材质选用
金属外壳型:外壳结实安装时的紧固扭矩大。圆柱形的安装螺纹(外部螺纹)精度高。注意:即使是金属外壳,检测面也是树脂的。
树脂外壳型:比金属型的价格低,一般耐水性较好。但圆柱型的外部螺纹精度较差,不能装在螺孔内,且紧固扭矩有限制。
检测体的位置设定
接近开关的动作距离是指在检测体靠近接近开关,接近开关动作时的检测面到检测体的距离。动作距离会因温度变化、电压变动等周围条件的变化稍有变动。因此,为了使接近开关稳定动作,其检测体的最大接近位置需小于动作距离,该距离称作设定距离。实际使用接近开关时,检测体和检测面的距离必须在该值范围内。使用标准检测时,设定距离在动作距离的70%以下。另外,在检测体的形状小于标准检测体或使用铁以外的检测体时,因动作距离缩短,所以设定距离也必须相应缩短(在其检测体动作距离的70%以下)。
屏蔽型/非屏蔽型接近开关的安装方法
接近开关有金属圆柱型和树脂圆柱型。进一步又分为屏蔽型和非屏蔽型。屏蔽型可埋入金属内使用。非屏蔽型则不可埋入金属内使用,但动作距离和屏蔽型相比,检测距离更长。
金属圆柱型:其屏蔽型的检测面与金属外壳同平面,而非屏蔽型的检测面突出于金属外壳,在外观上很容易判别。
树脂圆柱型:其屏蔽型和非屏蔽型外观上是一样的,请确认规格后再安装。
屏蔽型的安装
屏蔽型接近开关如下图所示,可埋入金属内安装(与形状无关)
非屏蔽型的安装
非屏蔽型的接近开关如下图所示,不可埋入金属内使用。因受周围金属的影响大,安装在金属凹陷部位时,周围突出的金属要远离接近开关直径的3倍以上的距离。
相互干扰和频率分类
将两个接近开关靠近安装时,会产生相互干扰,造成动作不稳定。在这种情况下,为避免相互干扰,请将安装间隔留出动作距离的一倍以上(中心区)。如果间隔不能留出,请使用频率分类的接近开关。
接近开关的接线方法
【直流3线式】
直流3线式接近开关的输出方式分为NPN、PNP两种。可以直接驱动继电器、计数器等直流负载。
NPN型
PNP型
并联连接
直流3线式接近开关并联连接时,只要任意一个开关输出ON,就能驱动负载。NPN型、PNP型不能混接。
NPN型并联连接例
PNP型并联连接例
串联连接
直流3线式接近开关串联连接时,只有当所有开关输出ON,才能驱动负载。
NPN型串联输出例
PNP型串联输出例
NPN、PNP混杂使用的AND连接
与可编程序控制器连接
〖连接例〗 直流3线式NPN型接近开关直接和可编程序控制器连接。外部提供接近开关直流电源。
【直流2线式】
请正确连接接近开关电缆,否则会损坏接近开关及其他设备。
直流2线式接近开关可以直接和可编程序控制器的直流输入模块连接。
使用接近开关的注意事项
关于检测体的电镀
检测体的表面如作电镀处理,动作距离会发生变化。特别是铁作电镀处理后,根据电镀种类不同,动作距离会缩短10~30%。
接通或断开电源时的注意事项
接近开关在接通或断开电源时的输入状态,不管是检测,还是非检测都为OFF状态。特别是接通电源时,在一定时间内输出状态为OFF状态的动作,称为初始复位。但是在以下情况下,输出会有瞬间ON(OFF)状态,这个时间与接近开关的动作距离的长短成正比,约为10~100ms左右。将接近开关与计数器、可编程序控制器连接时,因计数器、可编程序控制器内部带有初始复位电路,不会有问题。在其它场合,请避免发生以下情况。
A) 检测物体位于接近开关的检测距离附近。
B) 对于直流电压型和直流开关型接近开关,在其电源接通(断开)时,时间常数出现大幅上升(下降)的情况。
C) 交流开关型接近开关在其电源接通(断开)时,有自激、噪音的情况。
电容、电灯负载
直流开关型和交流开关型接近开关,不能把电容、白炽灯等作为与其直接连接的负载。请通过继电器连接或串接一限流电阻。限流电阻R设定的峰值电流在接近开关的负载电流以内
电源电压V ≤R(KΩ)
接近开关的最大负荷电流值
电阻R的容许损失(W)
电源电压V2 ×2倍以上
R(Ω)