接近开关传感器的集成化是一个由低级到高较、由简到繁的发展过程。当集成技术还不能把接近开关传感器的敏感元件和全部处理电路集成在一起时,人们总是先选择一些较基本、较简单而集成后可大大提高接近开关传感器性能的电路与敏感或转换元件集成在一起。下面是**考虑实现集成化的几种电路。把电源稳压电路和接近开关传感器集成在一起,不仅降低了传感器对外部电源的要求,方便使用,而且也改善了输出信号的的稳定性。由于接近开关传感器特别是半导体传感器对温度的灵敏性一般较高,因此良好的温度补偿更具有重要意义。对于分立元件组成的传感器,温度补偿通过外部感温元件构成温度补偿电路实现,但由于接近开关传感器的实际温度和外部感温元件不完全一致,因此难以达到预期补偿效果。如果将温度补偿电路与传感元件集成在同一芯片上,补偿电路就能准确感知传感元件的温度,取得较好的补偿效果。
种类:
因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同,所以常见的接近开关有以下几种:
无源接近开关
这种开关不需要电源,通过磁力感应控制开关的闭合状态。当磁 或者铁质触发器靠近开关磁场时,和开关内部磁力作用控制闭合。特点:不需要电源,非接触式,免维护,环保。
涡流式接近开关
这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,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体。
1.原理:由电感线圈和电容及晶体管组成振荡器,并产生一个交变磁场,当有金属物体接近这一磁场时就会在金属物体内产生涡流,从而导致振荡停止,这种变化被后较放大处理后转换成晶体管开关信号输出。
2.特点:A、抗干扰性能好,开关频率高,大于200HZ. B、只能感应金属
3.应用在各种机械设备上作位置检测、计数信号拾取等。
涡流式接近开关
电容式接近开关
这种开关的测量通常是构成电容器的一个较板,而另一个较板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。
霍尔接近开关
霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。
光电式接近开关
利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面(被检测物体)接近时,光电器件接收到反射光后便在信号输出,由此便可“感知”有物体接近。
其它型式
当观察者或系统对波源的距离发生改变时,接近到的波的频率会发生偏移,这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时,接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移,由此可以识别出有无物体接近
较简单的开关有二片名叫“触点”的金属,二触点接触时使电流形成回路,二触点不接触时电流开路。选用接点金属时需考虑其对抗腐蚀的程度,因为大多数金属氧化后会形成绝缘的氧化物,使接点无法正常工作。
简介:
接近开关是一种*与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关),它既有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。
接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等 [1] 。
性能特点:
在各类开关中,有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的,这就是接近开关。
当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感知”,开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。但不同的接近开关检出距离也不同。
有时被检测验物体是按一定的时间间隔,一个接一个地移向接近开关,又一个一个地离开,这样不断地重复。不同的接近开关,对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。
接近开关是自动灌装机实现自动化或半自动化不可或缺的一部分。甚至有人说高档自动化设备卖的就是接近开关,越贵的设备越多精准的接近开关。那么接近开关具体被应用在自动灌装的什么部位呢?自动灌装机工序主要有:输送-下料-灌装-封口。
电容式接近开关是在一个带有开关输出位置的传感器,它的测量通常是构成电容器电极,另一个电极是对象本身,当物体移动到接近开关时,物体和接近开关的介电常数的变化,使得和测量头连接的电路状态也随之改变,它可以控制开关接通和断开。电容式接近开关可以被检测到在任何介质中,包括导体,半导体,绝缘体,甚至可以用来检测液体和粉末材料。对于非金属物体,作用距离是由材料的介电常数决定的,材料的介电常数越大,运动的距离就越大。接近开关也被称为非接触式接近开关,是一种理想的电子开关传感器。当金属检测体接近开关的传感区域时,开关不能接触,无压力,无火花,迅速发送电指令,准确地反映行程的机构运动和位置,即使对于一般行程控制,定位精度、工作频率、寿命、安装和调整方便和苛刻的环境应用能力是通用机械限位开关可以比较的。在一般工业生产用地中,通常采用感应式(涡流)接近开关和电容式接近开关。由于这两种接近开关对环境的要求较低,零节点的检测距离更高,而自动化设备的应用也很普遍。如果测量的对象不是金属(或金属),液位高度,粉末材料高度,塑料,**等。电容式接近开关应使用。这种开关的响应频率较低,但稳定性好。