《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的介紹與選型
摘要: 電感式接近開(kāi)關(guān)是一種利用渦流感知物體的傳感器,它由高頻振蕩電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。
Abstract:
Key words :

     接近開(kāi)關(guān)是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)工作的,與金屬物體接觸時(shí),磁場(chǎng)作用讓電路起振。開(kāi)關(guān)管接通(或關(guān)斷),接近開(kāi)關(guān)只工作在0、1兩種狀態(tài);電感式接近開(kāi)關(guān)由于其具有體積小,重復(fù)定位精度高,使用壽命長(zhǎng),抗干擾性能好,可靠性高,防塵,防油,乃振動(dòng)等特點(diǎn),被廣泛用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)線,機(jī)電一體化設(shè)備及石油、化工、軍工、科研等多種行業(yè)。

     一.工作原理

     電感式接近開(kāi)關(guān)是一種利用渦流感知物體的傳感器,它由高頻振蕩電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。

     振蕩器是由繞在磁芯上的線圈而構(gòu)成的LC振蕩電路。振蕩器通過(guò)傳感器的感應(yīng)面,在其前方產(chǎn)生一個(gè)高頻交變的電磁場(chǎng),當(dāng)外界的金屬物體接近這一磁場(chǎng),并達(dá)到感應(yīng)區(qū)時(shí),在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流效應(yīng),從而導(dǎo)致LC振蕩電路振蕩減弱或停止振蕩,這一振蕩變化,被后置電路放大處理并轉(zhuǎn)換為一個(gè)具有確定開(kāi)關(guān)輸出信號(hào),從而達(dá)到非接觸式檢測(cè)目標(biāo)之目的。

     二.電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的電氣指標(biāo)

     1.工作電壓:是指電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的供電電壓范圍,在此范圍內(nèi)可以保證傳感器的電氣性能及安全工作。

     2.工作電流:是指電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器連續(xù)工作時(shí)的最大負(fù)載電流。

     3.電壓降:是指在額定電流下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí),在開(kāi)關(guān)兩端或輸出端所測(cè)量到的電壓,

     4.空載電流:是指在沒(méi)有負(fù)載時(shí),測(cè)量所得的傳感器自身所消耗的電流。

     5.剩余電流:是指開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),流過(guò)負(fù)載的電流。

     6.極性保護(hù):防止電源極性誤接的保護(hù)功能。

     7.短路保護(hù):超過(guò)極限電流時(shí),輸出會(huì)周期性地封閉或釋放,直至短路被清除。

     三.使用方法

     1.直流兩線制接近開(kāi)關(guān)的ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)實(shí)際上是電流大、小的變化,當(dāng)接近開(kāi)關(guān)處于OFF狀態(tài)時(shí),仍有很小電流通過(guò)負(fù)載,當(dāng)接近開(kāi)關(guān)處于ON狀態(tài)時(shí),電路上約有5V的電壓降,因此在實(shí)際使用中,必須考慮控制電路上的最小驅(qū)動(dòng)電流和最低驅(qū)動(dòng)電壓,確保電路正常工作。

     2.直流三線制串聯(lián)時(shí),應(yīng)考慮串聯(lián)后其電壓降的總和。

     3.如果在傳感器電纜線附近,有高壓或動(dòng)力線存在時(shí),應(yīng)將傳感器的電纜線單獨(dú)裝入金屬導(dǎo)管內(nèi),以防干擾。

     4.使用兩線制傳感器時(shí),連接電源時(shí),需確定傳感器先經(jīng)負(fù)載再接至電源,以免損壞內(nèi)部元件。當(dāng)負(fù)載電流<3mA時(shí),為保證可靠工作,需接假負(fù)載。

     R≤US/(IL-3)

     P>US2/R

     P為假負(fù)載消耗功率;

     R為假負(fù)載阻值;

     IL為傳感器的負(fù)載電流

     使用儀器:萬(wàn)用表、示波器、電源(+12V)

     調(diào)試步驟:

     1.接好電源,測(cè)量T1的c極電壓應(yīng)為6V;

     2.用示波器觀察T1的e極,應(yīng)有高頻振蕩波形;若無(wú)振蕩波形,應(yīng)仔細(xì)檢查電感線圈接線是否正確,T1周圍R、C參數(shù)是否正確無(wú)誤,采取相應(yīng)措施處理,直到出現(xiàn)振蕩波形為止;

     3.用示波器觀察輸出,應(yīng)為高電平,且LED不亮,然后用金屬物體靠近電感線圈,其輸出應(yīng)變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)LED亮,說(shuō)明工作正常;

     4.若不正常,應(yīng)檢查T2、T3、T4的狀態(tài)及周圍元件,無(wú)金屬物體接近電感線圈時(shí),T2導(dǎo)通,T3、T4截止,有金屬物體接近時(shí),T2截止,T4導(dǎo)通。

     四.電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的選型

     1.根據(jù)安裝要求,合理選用外形及檢測(cè)距離。

     2.根據(jù)供電,合理選用工作電壓。

     3.根據(jù)實(shí)際負(fù)載,合理選擇傳感器工作電流。

     4.選擇接線方式。

     可根據(jù)使用對(duì)象的要求合理選擇接線方式:

     國(guó)內(nèi)、國(guó)際常用色線對(duì)照:(供參考)

     類型       國(guó)際     國(guó)內(nèi)

     +V          棕       紅

     GND         蘭       黑

     Vout        黑       綠


 

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