與運(yùn)動(dòng)部件無(wú)機(jī)械接觸而能動(dòng)作的位置開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)是利用傳感器對(duì)接近物體的敏感特性，以非接觸方式檢測(cè)物體的控制開(kāi)關(guān)。
接近開(kāi)關(guān)以檢測(cè)物體的形式和特性不同，有能檢測(cè)金屬物體的電感式接近開(kāi)關(guān)，能檢測(cè)金屬物體和非金屬物體及液體的電容式接近開(kāi)關(guān)，能檢測(cè)磁性的磁感式接近開(kāi)關(guān)，利用光信號(hào)檢測(cè)物體的光電感式接近開(kāi)關(guān)的原理。
電感式接近開(kāi)關(guān)由LC振蕩電路、信號(hào)觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)放大器組成。振蕩電路的線圈產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)從傳感器的感應(yīng)面向外發(fā)送，當(dāng)金屬物體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，如果是非磁性金屬，則產(chǎn)生渦電流。
如果是磁性金屬，滯后現(xiàn)象及渦流損耗也會(huì)產(chǎn)生，這些損失使LC振蕩電路能量減小從而降低振蕩。
當(dāng)信號(hào)觸發(fā)器檢測(cè)到這減少現(xiàn)象時(shí)，便將它轉(zhuǎn)換成信號(hào)。
電容式接近開(kāi)關(guān)的原理
電容式接近開(kāi)關(guān)主要是由兩個(gè)同軸電極，晶體管振蕩器，檢波器，信號(hào)觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)放大器組成。
A電極與B電極就象一個(gè)電容器，當(dāng)接通電源時(shí)，在電極板產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)有金屬，非金屬或液體接近傳感器感應(yīng)面時(shí)，晶體管振蕩就會(huì)產(chǎn)生振蕩，振蕩器產(chǎn)生的正旋波信號(hào)經(jīng)檢波電路整形后，再經(jīng)信號(hào)觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)放大器形成開(kāi)關(guān)信號(hào)。
從而起到檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。電容式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)金屬物體可獲得是大的檢測(cè)距離。對(duì)非金屬物體的檢測(cè)距離因物體的介電常數(shù)不同，檢測(cè)距離有所不同。
磁感式接近開(kāi)關(guān)的原理
磁感式接近開(kāi)關(guān)對(duì)磁場(chǎng)起反應(yīng)。電子式霍爾器件，彈簧式舌簧管等是磁敏器件。利用霍爾器件設(shè)計(jì)的霍爾式傳感器可檢測(cè)外部磁鐵。
利用霍爾器件設(shè)計(jì)的齒輪傳感器適合對(duì)旋轉(zhuǎn)速度的探測(cè)，檢測(cè)齒輪的停止和控制等。利用彈簧式舌簧管設(shè)計(jì)的傳感器，可檢測(cè)、磁體。檢測(cè)距離遠(yuǎn)，并可穿透其它磁性物體進(jìn)行檢測(cè)。
基于磁場(chǎng)能穿透無(wú)磁性金屬這類(lèi)接近開(kāi)關(guān)，可通過(guò)磁場(chǎng)穿透氣缸的鋁壁檢測(cè)內(nèi)部固定在活塞上的、磁鐵，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞集團(tuán)的檢測(cè)。
首先接近開(kāi)關(guān)是一種開(kāi)關(guān),只不過(guò)開(kāi)關(guān)的通斷是特定物質(zhì)接近和遠(yuǎn)離的動(dòng)作而決定的。如一般數(shù)控機(jī)床上作為限位的接近開(kāi)關(guān)是其金屬檔塊在感應(yīng)面的接近和遠(yuǎn)離而控制其通斷。根據(jù)用途不同,感應(yīng)物可以是金屬、非金屬或人。感應(yīng)開(kāi)關(guān)按引線可分二線和三線式,按極性又可分為PNP和NPN式,按觸點(diǎn)通斷狀態(tài)分常開(kāi)和常閉式。
接近開(kāi)關(guān)弓線有棕色線藍(lán)線和黑色線。DC型棕色接正極,藍(lán)色接負(fù)級(jí),黑色是輸出。三線PNP常開(kāi)型工作時(shí),無(wú)感應(yīng)時(shí)(萬(wàn)用表DC檔,紅筆接棕色線,黑筆接黑色線)黑線電壓為電源電壓。有感應(yīng)時(shí)黑線(萬(wàn)用表紅筆接正極)電壓為0v左右。( 此時(shí)對(duì)應(yīng)的plc或其它設(shè)備輸入端指示燈應(yīng)有反應(yīng))。當(dāng)然棕線藍(lán)線間電壓為電源電壓。常閉型黑線棕線間電壓與常開(kāi)時(shí)相反。
接近開(kāi)關(guān)正因?yàn)槿绱?，非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)的靈敏度比齊平安裝的靈敏度要大些，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際需要選用。接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。
接近開(kāi)關(guān)振蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過(guò)整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)功率放大后輸出。
接近開(kāi)關(guān)可以齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)也可以非齊平安裝，但非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不能齊平安裝。這是因?yàn)?，可以齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)頭部帶有屏蔽，齊平安裝時(shí)，其檢測(cè)不到金屬安裝支架，而非齊平安裝的接近開(kāi)關(guān)不帶屏蔽，當(dāng)齊平安裝時(shí)，其可以檢測(cè)到金屬安裝。
接近開(kāi)關(guān)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”。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)，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(chēng)為“響應(yīng)頻率”。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。
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，接近開(kāi)關(guān)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。
接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，是理想的開(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)。接近開(kāi)關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止，接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速.
1.接近開(kāi)關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)
1.1.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)的最大動(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)。
1.2.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)面的最大距離。
1.3.回差H的測(cè)定；最大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕對(duì)值。
1.4.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。
1.5.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，最后計(jì)算10次測(cè)量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤差.
2.接近開(kāi)關(guān)的選型
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(lèi)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：
2.1.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(lèi)型接近開(kāi)關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類(lèi)檢測(cè)體檢測(cè)較為靈敏。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類(lèi)檢測(cè)體，其檢測(cè)靈敏度就低。
2.2.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)。
2.3.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)。
2.4.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)。
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