接近開關(guān)和光電開關(guān)工作原理.ppt

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1、接近開關(guān)和光電開關(guān) 工作原理及使用 規(guī)范操作保證安全 接近開關(guān) 工作原理 接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械 直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體 接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要 機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作， 從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)（ PLC)裝置 提供控制指令。 接近開關(guān) 知識 接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是開關(guān)型傳感器。是 理想的電子開關(guān)量傳感器。 它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性 能，當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無 接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反 應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用

2、于一般的行程控 制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的 方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。 由于有動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命 長，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等 特點(diǎn)。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印 刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定 位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)等。 接近開關(guān) 種類 無源接近開關(guān) 渦流式也稱電感式 電容式 霍爾式 光電式 其他型式 主要功能 檢驗(yàn)距離 尺寸控制 檢測物體存在有否 轉(zhuǎn)速與速度控制 計(jì)數(shù)及控制 檢測異常 計(jì)量控制 識別對

3、象 信息傳送 接近開關(guān) 結(jié)構(gòu)型式 無源接近開關(guān) 渦流式也稱電感式 電容式 霍爾式 光電式 其他型式 渦流式 接近開關(guān) 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， 由此識別出有無導(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)所能檢測的物 體必須是導(dǎo)電體。 接近開關(guān) 的接線 接近開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別， 三線制接近開關(guān)又分為 NPN型和 PNP型 兩線制接近開關(guān)受工作條件的限制， 導(dǎo)通時(shí)開關(guān)本身產(chǎn)生一定壓降，截 止時(shí)又有一定

4、的剩余電流流過，選 用時(shí)應(yīng)予考慮。三線制接近開關(guān)雖 多了一根線，但不受剩余電流之類 不利因素的困擾，工作更為可靠。 接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號燈、繼 電器線圈或可編程控制器 PLC的數(shù) 字量輸入模塊檢測物體存在有否。 接近開關(guān)檢驗(yàn) 接近開關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測 動(dòng)作距離測定 ;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)的最大動(dòng)作距離，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍 內(nèi)。 釋放距離的測定 ;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)，測定動(dòng)作片離開感應(yīng)面的最大距離。 回差 H的測定 ;最大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕對值。 動(dòng)作頻率測定 ;

5、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速裝置，開關(guān)輸 出信號經(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。 重復(fù)精度測定 ;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，最后計(jì)算 10次測量值的最大值和最小值與 10次

6、平均值之差， 差值大者為重復(fù)精度誤差 . 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)檢測頭內(nèi)。當(dāng)有反光面 （被檢測物體）接近時(shí)，光 電器件接收到反射光后便在 信號輸出，由此便可 “ 感知 ” 有物體接近。 光電式 接近開關(guān) 光電開關(guān)是傳感器的一種，它把發(fā)射端和接收端之間光的 強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測的目的。 由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣 絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用 。 采用集成電路技術(shù)和 SMT表面安裝工藝而制造的新一代光 電開關(guān)器件，具有延時(shí)、展寬、外同步、抗相互干擾

7、、可靠 性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。 這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動(dòng)式光電 探測系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、 綠色光和藍(lán)色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固 體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng) 作。具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、 檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 光電開關(guān)的型式 按檢測方式可分為 漫射式 對射式 鏡面反射式 槽式光電開關(guān)和 光纖式光電開關(guān) 光電開關(guān)的型式 對射型 由發(fā)射器和接收器組成，結(jié)構(gòu)上是兩 者相互分離的，在光束被中斷的情況下會(huì)

8、產(chǎn) 生一個(gè)開關(guān)信號變化，典型的方式是位于同 一軸線上的光電開關(guān)可以相互分開達(dá) 50米。 特征：辨別不透明的反光物體；有效距離大， 因?yàn)楣馐缭礁袘?yīng)距離的時(shí)間僅一次；不易 受干擾，可以可靠合適的使用在野外或者有 灰塵的環(huán)境中；裝置的消耗高，兩個(gè)單元都 必須敷設(shè)電纜。 光電開關(guān)的型式 漫反射型是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)生漫反 射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)部件，當(dāng) 有足夠的組合光返回接收器時(shí)，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生 變化，作用距離的典型值一直到 3米。 特征：有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力決定， 由目標(biāo)表面性質(zhì)和和顏色決定；較小的裝配開 支，當(dāng)開關(guān)由單個(gè)元件組成時(shí)，通常是可以達(dá) 到粗定位；

9、采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離； 對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性 能敏感。 光電開關(guān)的型式 鏡面反射由發(fā)射器和接收器構(gòu)成的情 況是一種標(biāo)準(zhǔn)配置，從發(fā)射器發(fā)出的 光束在對面的反射鏡被反射，即返回 接收器，當(dāng)光束被中斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 開關(guān)信號的變化。光的通過時(shí)間是兩 倍的信號持續(xù)時(shí)間，有效作用距離從 0.1米至 20米。 特征：辨別不透明的物體；借助反射 鏡部件，形成高的有效距離范圍；不 易受干擾，可以可靠合適的使用在野 外或者有灰塵的環(huán)境中。 光電開關(guān)的型式 槽式光電開關(guān) 通常是標(biāo)準(zhǔn)的 U字型結(jié)構(gòu)， 其發(fā)射器和接收器分別位于 U型槽的兩 邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體

10、經(jīng) 過 U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn) 生了檢測到的開關(guān)量信號。槽式光電 開關(guān)比較安全可靠的適合檢測高速變 化，分辨透明與半透明物體。 光纖式光電開關(guān) 采用塑料或玻璃光纖 傳感器來引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測物 體不在相近區(qū)域的檢測。通常光纖傳 感器分為對射式和漫反射式。 光電式接近開關(guān)使用 1、光電開關(guān)在使用之初請先檢查開關(guān)本身是否完好，外觀是否完 好等。 2、避開遮擋物時(shí)，對于一些貨物如帶色貨物、反射性較弱的貨物、 小件間間隙較大的貨物、透明貨物或在陽光或鹵光照射環(huán)境下，光 電開關(guān)就會(huì)有不起作用的現(xiàn)象，那是因?yàn)楣饩€被干憂了。 3、高度調(diào)節(jié)時(shí)光電開關(guān)感測不到貨物時(shí)，可適當(dāng)修

11、正光電開關(guān)方 向，使其直射貨物中心；如不見效，可打開光電開關(guān)外殼調(diào)整感測 距離，順時(shí)針方向調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到可 靠感測到為止。 4、方向調(diào)節(jié)，光電開關(guān)感測到物體以外時(shí)，可逆時(shí)針調(diào)節(jié)靈敏度 旋鈕，逆時(shí)針方向向旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到感測不到外物為止，再后是值 得注意的地方是嚴(yán)禁帶電操作！注意安全！ 光電式接近開關(guān)使用 臺面影響： 投光器與受光器在貼近臺面安裝時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)臺面反射的部分光束照 到受光器而造成工作不穩(wěn)定。對此可采用使受光器與投光器離開臺面一定距離并加 裝遮光板的。 嚴(yán)禁用稀釋劑等化學(xué)物品，以免損壞塑料鏡。 高壓線、動(dòng)力線和光電傳感器的配線不應(yīng)放在同一配

12、線管或用線槽內(nèi)，否則會(huì)由于 感應(yīng)而造成（有時(shí)）光電開關(guān)的誤動(dòng)作或損壞，所以原則上要分別單獨(dú)配線。 下列場所，一般有可能造成光電開關(guān)的誤動(dòng)作，應(yīng)盡量避開： 灰塵較多的場所； 腐蝕性氣體較多的場所； 水、油、化學(xué)品有可能直接飛濺的場所； 戶外或太陽光等有強(qiáng)光直射而無遮光措施的場所。 環(huán)境溫度變化超出產(chǎn)品規(guī)定范圍的場所； 振動(dòng)、沖擊大，而未采取避震措施的場所。 接近開關(guān) 的選型 對于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離， 應(yīng)選用不同類型的接近開關(guān)，以使其在系統(tǒng) 中具有高的性能價(jià)格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則： 1.1.當(dāng)

13、檢測體為金屬材料時(shí)，應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān)，該類 型接近開關(guān)對鐵鎳、 A3鋼類檢測體檢測最靈敏。 對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。 1.2.當(dāng)檢測體為非金屬材料時(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.對于檢測體為金屬時(shí)，若檢測靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià) 格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。 接近開關(guān)的選用 一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，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)對環(huán)境的要求條件較低。 當(dāng)被測對象是導(dǎo)

14、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、價(jià) 格較低。 若所測對象是非金屬（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 物體內(nèi)時(shí)，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的價(jià)格最低。 在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開 關(guān)工作時(shí)對被測對象幾乎無任何影響。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)為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。 無論選用哪種接近開關(guān)，都應(yīng)注意對工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測 距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。 謝謝觀賞