接近開(kāi)關(guān)是一種無(wú)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(kāi)關(guān)，當(dāng)物體接近開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)是種開(kāi)關(guān)型傳感器（即無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)），它既有行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。
接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)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(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。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。
主要用途
接近開(kāi)關(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車(chē)庫(kù)的自動(dòng)門(mén)，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開(kāi)關(guān)。
性能特點(diǎn)
在各類開(kāi)關(guān)中，有一種對(duì)接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的，這就是接近開(kāi)關(guān)。
當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開(kāi)關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。但不同的接近開(kāi)關(guān)檢出距離也不同。
有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開(kāi)關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開(kāi)，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開(kāi)關(guān)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。
種類
因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同，所以常見(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)有以下幾種：
無(wú)源接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)不需要電源，通過(guò)磁力感應(yīng)控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁 或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開(kāi)關(guān)磁場(chǎng)時(shí)，和開(kāi)關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點(diǎn)：不需要電源，非接觸式，免維護(hù)，環(huán)保。
渦流式接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開(kāi)關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開(kāi)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(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。
1.原理：由電感線圈和電容及晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)有金屬物體接近這一磁場(chǎng)時(shí)就會(huì)在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成晶體管開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。
2.特點(diǎn)：A、抗干擾性能好，開(kāi)關(guān)頻率高，大于200HZ. B、只能感應(yīng)金屬
3.應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備上作位置檢測(cè)、計(jì)數(shù)信號(hào)拾取等。
電容式接近開(kāi)關(guān)
這種開(kāi)關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開(kāi)關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。
霍爾接近開(kāi)關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開(kāi)關(guān)，叫做霍爾開(kāi)關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。
光電式接近開(kāi)關(guān)
利用光電效應(yīng)做成的開(kāi)關(guān)叫光電開(kāi)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(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。
其它型式
當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開(kāi)關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無(wú)物體接近。
主要功能
檢驗(yàn)距離
檢測(cè)電梯、升降設(shè)備的停止、起動(dòng)、通過(guò)位置；檢測(cè)車(chē)輛的位置，防止兩物體相撞檢測(cè)；檢測(cè)工作機(jī)械的設(shè)定位置，移動(dòng)機(jī)器或部件的極限位置；檢測(cè)回轉(zhuǎn)體的停止位置，閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)位置。
尺寸控制
金屬板沖剪的尺寸控制裝置；自動(dòng)選擇、鑒別金屬件長(zhǎng)度；檢測(cè)自動(dòng)裝卸時(shí)堆物高度；檢測(cè)物品的長(zhǎng)、寬、高和體積。
檢測(cè)物體存在有否 檢測(cè)生產(chǎn)包裝線上有無(wú)產(chǎn)品包裝箱；檢測(cè)有無(wú)產(chǎn)品零件。
轉(zhuǎn)速與速度控制
控制傳送帶的速度；控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速；與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。
計(jì)數(shù)及控制
檢測(cè)生產(chǎn)線上流過(guò)的產(chǎn)品數(shù)；高速旋轉(zhuǎn)軸或盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量；零部件計(jì)數(shù)。
檢測(cè)異常
檢測(cè)瓶蓋有無(wú)；產(chǎn)品合格與不合格判斷；檢測(cè)包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否；區(qū)分金屬與非金屬零件；產(chǎn)品有無(wú)標(biāo)牌檢測(cè)；起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)報(bào)警；安全扶梯自動(dòng)啟停。
計(jì)量控制
產(chǎn)品或零件的自動(dòng)計(jì)量；檢測(cè)計(jì)量器、儀表的指針?lè)秶刂茢?shù)或流量；檢測(cè)浮標(biāo)控制測(cè)面高度，流量；檢測(cè)不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo)；儀表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。
識(shí)別對(duì)象
根據(jù)載體上的碼識(shí)別是與非。
信息傳送
ASI（總線）連接設(shè)備上各個(gè)位置上的傳感器在生產(chǎn)線（50-100米）中的數(shù)據(jù)往返傳送等。
結(jié)構(gòu)形式
接近開(kāi)關(guān)按其外型形狀可分為圓柱型、方型、溝型、穿孔（貫通）型和分離型。園柱型比方型安裝方便，但其檢測(cè)特性相同，溝型的檢測(cè)部位是在槽內(nèi)側(cè)，用于檢測(cè)通過(guò)槽內(nèi)的物體，貫通型在我國(guó)很少生產(chǎn)，而日本則應(yīng)用較為普遍，可用于小螺釘或滾珠之類的小零件和浮標(biāo)組裝成水位檢測(cè)裝置等。
接近開(kāi)關(guān)接線圖
1）接近開(kāi)關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開(kāi)關(guān)又分為NPN型和PNP型，它們的接線是不同的。請(qǐng)見(jiàn)下圖所示：
2）兩線制接近開(kāi)關(guān)的接線比較簡(jiǎn)單，接近開(kāi)關(guān)與負(fù)載串聯(lián)后接到電源即可。
3）三線制接近開(kāi)關(guān)的接線：紅（棕）線接電源正端；藍(lán)線接電源0V端；黃（黑）線為信號(hào)，應(yīng)接負(fù)載。負(fù)載的另一端是這樣接的：對(duì)于NPN型接近開(kāi)關(guān)，應(yīng)接到電源正端；對(duì)于PNP型接近開(kāi)關(guān)，則應(yīng)接到電源0V端。
4）接近開(kāi)關(guān)的負(fù)載可以是信號(hào)燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊。
5）需要特別注意接到PLC數(shù)字輸入模塊的三線制接近開(kāi)關(guān)的型式選擇。PLC數(shù)字量輸入模塊一般可分為兩類：一類的公共輸入端為電源正極，電流從輸入模塊流出，此時(shí)，一定要選用NPN型接近開(kāi)關(guān)；另一類的公共輸入端為電源負(fù)極，電流流入輸入模塊，此時(shí)，一定要選用PNP型接近開(kāi)關(guān)。千萬(wàn)不要選錯(cuò)了。
6）兩線制接近開(kāi)關(guān)受工作條件的限制，導(dǎo)通時(shí)開(kāi)關(guān)本身產(chǎn)生一定壓降，截止時(shí)又有一定的剩余電流流過(guò)，選用時(shí)應(yīng)予考慮。三線制接近開(kāi)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。
7）有的廠商將接近開(kāi)關(guān)的“常開(kāi)”和“常閉”信號(hào)同時(shí)引出，或增加其它功能，此種情況，請(qǐng)按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)具體接線。[1]
槽型光電開(kāi)關(guān)接線
光電開(kāi)關(guān)那個(gè)二極管是發(fā)光二極管，輸出則是光敏三極管，C就是集電極，E則是發(fā)射極。
一般三極管作開(kāi)關(guān)使用時(shí)，通常都用集電極作輸出端。
一般接法：二極管為輸入端，E接地，C接負(fù)載，負(fù)載的另一端需要接正電源。這種接法適用范圍比較廣。
特殊接法：二極管為輸入端，C接電源正，E接負(fù)載，負(fù)載的另一端需要接地。這種接法只適用于負(fù)載等效電阻很小的時(shí)候（幾十歐姆以內(nèi)），如果負(fù)載等效電阻比較大，可能會(huì)引起開(kāi)關(guān)三極管工作點(diǎn)不正常，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)工作不可靠。[1]
開(kāi)關(guān)參數(shù)
如圖所示
Sensor Body Material / 本體材質(zhì)
A.B.S
Filling / 填充物
Epoxy
Max Contact Rating / 大功率
10W
Max Switching Voltage / 大開(kāi)關(guān)電壓
100 VDC
Max Switching Current / 大開(kāi)關(guān)電流
0.
Min Breakdown Voltage / 小崩潰電壓
220 VDC
Max Carry Current / 大負(fù)載電流
1.0A
Max Contact Resistance / 大接蝕電阻
100 mΩ
Min Insulation Resistance / 小絕緣電阻
108 Ω
Release Time / 感動(dòng)時(shí)間
0.1 ms Max
Operate Time / 釋放時(shí)間
0.4 ms Max
注意事項(xiàng)
在一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所，通常都選用渦流式接近開(kāi)關(guān)和電容式接近開(kāi)關(guān)。因?yàn)檫@兩種接近開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較低。
當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)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(kāi)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(cè)對(duì)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(kāi)關(guān)。這種開(kāi)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(cè)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(cè)物體內(nèi)時(shí)，應(yīng)選用霍爾接近開(kāi)關(guān)
在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合，可采用光電接近開(kāi)關(guān)。光電接近開(kāi)關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無(wú)任何影響。因此，在要求較高的機(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(mén)通常使用熱釋電接近開(kāi)關(guān)、超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)。有時(shí)為了提高識(shí)別的可靠性，上述幾種接近開(kāi)關(guān)往往被復(fù)合使用。
無(wú)論選用哪種接近開(kāi)關(guān)，都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。
選型檢測(cè)
選型
對(duì)于不同的材質(zhì)的檢測(cè)體和不同的檢測(cè)距離，應(yīng)選用不同類型的接近開(kāi)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)檢測(cè)體為金屬材料時(shí)，應(yīng)選用高頻振蕩型接近開(kāi)關(guān)，該類型接近開(kāi)關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)靈敏。
對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體，其檢測(cè)靈敏度就低。
1.2.當(dāng)檢測(cè)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(kāi)關(guān)。
1.3.金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制時(shí)，應(yīng)選用光電型接近開(kāi)關(guān)或超聲波型接近開(kāi)關(guān)。
1.4.對(duì)于檢測(cè)體為金屬時(shí)，若檢測(cè)靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià)格低廉的磁性接近開(kāi)關(guān)或霍爾式接近開(kāi)關(guān)。
檢測(cè)
2.1.動(dòng)作距離測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面靠近接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面時(shí)，使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作的距離為接近開(kāi)關(guān)的大動(dòng)作距離，測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。
2.2.釋放距離的測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面，開(kāi)關(guān)由動(dòng)作轉(zhuǎn)為釋放時(shí)，測(cè)定動(dòng)作片離開(kāi)感應(yīng)面的大距離。
2.3.回差H的測(cè)定;大動(dòng)作距離和釋放距離之差的值。
2.4.動(dòng)作頻率測(cè)定;用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤(pán)，在圓盤(pán)上固定若干鋼片，調(diào)整開(kāi)關(guān)感應(yīng)面和動(dòng)作片間的距離，約為開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，依次使動(dòng)作片靠近接近開(kāi)關(guān)，在圓盤(pán)主軸上裝有測(cè)速裝置，開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)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(kāi)關(guān)的動(dòng)作頻率。
2.5.重復(fù)精度測(cè)定;將動(dòng)作片固定在量具上，由開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的120%以外，從開(kāi)關(guān)感應(yīng)面正面靠近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作區(qū)，運(yùn)動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開(kāi)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)。如此重復(fù)10次，后計(jì)算10次測(cè)量值的大值和小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤差.
常見(jiàn)型號(hào)
LIONPOWER接近開(kāi)關(guān)介紹
一、SN04-N,SN04-P（應(yīng)用廣）1.型號(hào)含義:SN---表示方形，04---表示感應(yīng)距離4mm, N---表示輸出是NPN型，P---表示PNP型。
二、TL-Q5MC1/TLQM5B1。TL-Q5MC1為NPN型，TLQM5B1為PNP型。方形，感應(yīng)距離5mm.
三、PL-05N/PL-05P感應(yīng)距離5mm, PL-05N是NPN型，PL-05P是PNP型。
四、W-05N/W-05P扁形，上（側(cè)）面感應(yīng)，感應(yīng)距離5mm
五、LP-8N2C/LP-8P2C圓柱形，直徑8mm,感應(yīng)距離2mm.
六、LP-12N4C/LP-12P4C圓柱形，直徑12mm,感應(yīng)距離4mm
七、LP-18N8C/LP-18P8C圓柱形，直徑18mm,感應(yīng)距離8mm.以上是直流三線電感式接近開(kāi)關(guān)，供電為DC10~30v,均有NPN和PNP兩種輸出。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線長(zhǎng)度是1.5米。負(fù)載能力:阻性負(fù)載≦100mA，感性負(fù)載≦50mA.
八、SN04-Y交流二線式方形接近開(kāi)關(guān)，感應(yīng)距離4mm,交流90~250V供電，
九、LP-12Y4C圓柱形交流二線式接近開(kāi)關(guān)，直徑12mm,感應(yīng)距離4mm,90~250vAC供電。
十、LP-18Y8C 圓柱形交流二線式接近開(kāi)關(guān)，直徑18mm,感應(yīng)距離8mm,90~250vAC供電。
十一、CP-18R8DN/CP-18R8DP 圓柱形電容式接近開(kāi)關(guān)，感應(yīng)距離8mm,可感應(yīng)非金屬。
接線說(shuō)明
1.直流三線接近開(kāi)關(guān)的三根線分別是：棕色線---電源正極 藍(lán)色線---電源負(fù)極 黑色線---輸出信號(hào)
2.交流二線型開(kāi)關(guān)：將負(fù)載和接近開(kāi)關(guān)串聯(lián)后接在交流電源端。
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