第四章：第五节第四章：第五节 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。它能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）内检在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出距离时，就可以发出“动作动作”信号。信号。 接近开关的核心部分是接近开关的核心部分是“感辨头感辨头”，它对正在接近的物体有很高的感辨能，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。力。 8/19/20241接近开关外形接近开关外形 8/19/20242接近开关外形接近开关外形 8/19/20243接近开关外形（续）接近开关外形（续） 8/19/20244一、常用的接近开关分类一、常用的接近开关分类 常用的接近开关常用的接近开关有有电涡流式（俗电涡流式（俗称电感接近开关，以下仅以电感接近称电感接近开关，以下仅以电感接近开关称呼之）、电容式、磁性干簧开开关称呼之）、电容式、磁性干簧开关、霍尔式、光电式、微波式关、霍尔式、光电式、微波式 、超声、超声波式等。波式等。 8/19/20245二、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、不会产接近开关与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无触点、无火花、无噪声、防响应快、无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆性能较好、输出信号负潮、防尘、防爆性能较好、输出信号负载能力强、体积小、安装、调整方便；载能力强、体积小、安装、调整方便；缺点是缺点是触点容量较小、输出短路时易触点容量较小、输出短路时易烧毁。烧毁。 8/19/20246三三. .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、额定动作距离、工作距离、动作滞差、重复定位精度（重复动作滞差、重复定位精度（重复性）、动作频率等。性）、动作频率等。8/19/20247四、电涡流接近开关（电感接近开关）的四、电涡流接近开关（电感接近开关）的工作原理工作原理 电涡流式接近开关电涡流式接近开关俗称电感接近开关，俗称电感接近开关，属于一种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LCLC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。8/19/20248五、电涡流接近开关原理框图五、电涡流接近开关原理框图8/19/20249六、常见接近开关的型号说明六、常见接近开关的型号说明（摘自浙江洞头开关厂资料）8/19/202410七、接近开关的术语解释（七、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距倍。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。安装后还须通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，然后紧固。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。8/19/202411接近开关的检接近开关的检测距离与回差测距离与回差8/19/202412接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（2 2）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。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。8/19/202413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关动作距离的影响（以以FeFe为参考金属）为参考金属） 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。8/19/202414接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（3 3） 接近开关的安装方式：分齐平式和非齐接近开关的安装方式：分齐平式和非齐平式。齐平式（又称埋入型）的接近开关表平式。齐平式（又称埋入型）的接近开关表面可与被安装的金属物件形成同一表面，不面可与被安装的金属物件形成同一表面，不易被碰坏，但灵敏度较低；非齐平式（非埋易被碰坏，但灵敏度较低；非齐平式（非埋入安装型）的接近开关则需要把感应头露出入安装型）的接近开关则需要把感应头露出一定高度，否则将降低灵敏度。一定高度，否则将降低灵敏度。8/19/202415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8/19/202416接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（4 4）响应频率响应频率f ：按规定，在按规定，在1秒的时间间隔秒的时间间隔内，内，接近开关动作循环的最大次数，重复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。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=1/f8/19/202417响应频率及响应时间示意图响应频率及响应时间示意图8/19/202418接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（5 5） 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言，由当无检测物体时，对常开型接近开关而言，由于接近开关内部的输出三极管截止，所接的负载不于接近开关内部的输出三极管截止，所接的负载不工作（失电）；当检测到物体时，内部的输出级三工作（失电）；当检测到物体时，内部的输出级三极管导通，负载得电工作。极管导通，负载得电工作。 对常闭型接近开关而言，当未检测到物体时，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，负载得电工作；反之则三极管反而处于导通状态，负载得电工作；反之则负载失电。负载失电。8/19/202419接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（6 6） 常用的输出形式有：常用的输出形式有：NPN二线，二线，NPN三线，三线，NPN四线，四线，PNP二线，二线，PNP三线，三线，PNP四线，四线，DC二线，二线，AC二线，二线，AC五线（带继电器）五线（带继电器）等几种，读者可查阅以下有关资料。等几种，读者可查阅以下有关资料。8/19/202420输出形式输出形式（14）负载负载负载负载8/19/202421输出形式输出形式（58）负载负载负载负载负载负载8/19/202422接近开关的术语解释接近开关的术语解释（7） 导通压降：接近开关在导通状态导通压降：接近开关在导通状态时，开关内部的输出三极管集电极与时，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，发射极之间的电压降。一般情况下，导通压降约为导通压降约为0.30.3V V。8/19/202423导通压降导通压降0.3V8/19/202424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的额定的额定吸合电流，则吸合电流，则KA能够可靠吸合。能够可靠吸合。8/19/202425 请请按按接接线图将各元线图将各元件正确地连件正确地连接起来。接起来。8/19/202426接近开关使用注意事项接近开关使用注意事项 1. 1.请勿将电感接近开关置于请勿将电感接近开关置于0.020.02T T以上的磁场环境下使用，以上的磁场环境下使用，以免造成误动作。以免造成误动作。 2. 2.为了保证不损坏接近开关，请用户在接通电源前检查接为了保证不损坏接近开关，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。线是否正确，核定电压是否为额定值。 3. 3.为了使接近开关长期稳定工作，请务必进行定期的维护，为了使接近开关长期稳定工作，请务必进行定期的维护，包括被检测物体和接近开关的安装位置是否有移动或松动，接包括被检测物体和接近开关的安装位置是否有移动或松动，接线和连接部位是否接触不良，是否有金属粉尘粘附等。线和连接部位是否接触不良，是否有金属粉尘粘附等。 4. 4.DCDC二线制接近开关具有二线制接近开关具有0.50.51 1mAmA的静态泄漏电流，在一的静态泄漏电流，在一些对泄漏电流要求较高的场合下，可改用些对泄漏电流要求较高的场合下，可改用DCDC三线制接近开关。三线制接近开关。 5. 5.直流型直流型接近开关接近开关使用电感性负载时，请务必在负载两端使用电感性负载时，请务必在负载两端并接续流二极管，以免损坏接近开关的输出级。并接续流二极管，以免损坏接近开关的输出级。8/19/202427本章作业：本章作业：P75P75：2 2、6 6、7 78/19/202428休息一下休息一下8/19/202429