电容式接近开关原理
电容式接近开关原理:电容式接近开关属于一种具有开关量输出的位置传感器,测量头是构成电容器的一个极板,而另一个极板是物体的本身,当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,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和关断。这种接近开关的检测物体,并不限于金属导体,也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时,可以顺时针调节多圈电位器(位于开关后部)来增加感应灵敏度,一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。
接近开关又称无触点行程开关,它除可以完成行程控制和限位保护外,还是一种非接触型的检测装置,用作检测零件尺寸和测速等,也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自动衔接等。接近开关按工作原理可分为高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型和霍耳效应型等。
电容式接近开关不仅能检测金属,而且也能对非金属物质如塑料、玻璃、水、油等物质进行相应的检测。在检测非金属物体时,相应的检测距离因受检测体的导电率、介电常数、体积吸水率等参数影响、相应的检测距离有所不同,对接地的金属导体有最大的检测距离。
在实际应用中,主要用电容式接近开关检测非金属物质。
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。
在各类开关中,有一种对接近它物件有“感知”能力的元件
接近开关
——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”。
接线说明
1.直流三线接近开关的三根线分别是:棕色线---电源正极 蓝色线---电源负极 黑色线---输出信号
2.交流二线型开关:将负载和接近开关串联后接在交流电源端。
电容式接近开关的缺点:它对温度、湿度等环境条件的变化非常敏感。这会影响性能。尤其是在检测液体温度变化大时容易产生温漂,出现判断失误。
电容式接近开关的敏感元件由导电极板系统组成,可被视为一个或一组电容,出现或经过的导电体和介电体改变极板系统中的静电场分布,从而改变敏感元件的电容。
2、电容式接近开关。电容式接近开关的感应头是一个圆形平板电极,与振荡电路的地线形成一个分布电容,当有导体或其他介质接近感应头时,电容量增大而使振荡器停止振荡,经过整形放大器输出电信号。电容式接近开关可以检查金属、非金属和液体。
3、磁感式接近开关。磁感式接近开关主要是指霍尔接近开关,其工作原理是霍尔效应,当磁性物体接近霍尔开关时,霍尔接近开关的状态改变,比如从“开”变为“关”。
在了解电容式接近开关可以检测什么?我们先来看下它的工作原理,以便你有一个清晰的认识。
电容式接近开关的工作原理
电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器,它的测量头通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是物体的本身,当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,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和关断。电容式接近开关对任何介质都可以检测,包括导体、半导体、绝缘体,甚至可以用于检测液体和粉末状物料。对于非金属物体,动作距离决定于材质的介电常数,材料的介电常数越大,可获得的动作距离越大。
电容式接近开关可以检测什么?
所以电容式接近开关不仅可以检测金属,而且也能对非金属物质如塑料、玻璃、水、油等物质进行相应的检测。在检测非金属物体时,相应的检测距离因受检测体的导电率、介电常数、体积吸水率等参数影响、相应的检测距离有所不同,对接地的金属导体有最大的检测距离。
在实际应用中,电容式接近开关主要用于检测非金属物质。
磁性接近开关能以细小的开关体积达到最大的检测距离。它能检测磁性物体(一般为永久磁铁),然后产生触发开关信号输出。由于磁场能通过很多非磁性物,所以此触发过程并不一定需要把目标物体直接靠近磁性接近开关的感应面,而是通过磁性导体(如铁)把磁场传送至远距离,例如,信号能够通过高温的地方传送到磁性接近开关而产生触发动作信号。 它的工作原理与电感式接近开关类似,其内部包含一个 LC 振荡器、一个信号触发器和一个开关放大器,还有一个非晶体化的、高穿透率的磁性软玻璃金属铁芯,该铁芯造成涡流损耗使振荡电路产生衰减,如果把它放置在一个磁场范围内(例如,永久磁铁附近),此时正在影响振荡电路衰减的涡流损耗会减少,振荡电路不再衰减。因此,磁性接近开关的消耗功率由于永久磁铁的接近而增加,信号触发器被启动产生输出信号。它有广泛的应用,如:可以通过塑胶容器或导管来对物体进行检测;高温环境的物体检测;物料的分辨系统;用磁石辨认代码等。