【正文】 表 93 LIONPOWER接近開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo) 參數(shù)名稱 指 標(biāo) 殼體材料 ABS 觸點(diǎn)控制功率 /W 10 最大觸點(diǎn)電壓 /V DC 100 最小擊穿電壓 /V AC 250 最大觸點(diǎn)電流 /A DC 1 最大接觸電阻 /mΩ 100 最小絕緣電阻 /Ω 108 最大動(dòng)作時(shí)間 /ms 最大復(fù)位時(shí)間 /ms 工作電壓 /V DC 8~36 接近開關(guān)的主要性能指標(biāo) 額定動(dòng)作距離 、復(fù)位距離、工作距離、 動(dòng)作滯差 的關(guān)系。 PLC輸入回路 IC1稱為“光耦” （“光耦合器”或“光電耦合器”的簡稱）。 (放大圖見后頁 ) 圖 924a NPN型接近開關(guān)與 PLC的接線 a） 低電平有效 的 無源 輸入電路 NPN型接近開關(guān)的輸出電路 NPN型接近開關(guān)與 PLC等設(shè)備的接線（續(xù)） PLC的 “ 漏型輸入 ” ： 全部輸入信號(hào)的一端 匯總 到輸入的公共連接端 COM，又稱為“匯點(diǎn)輸入”（例如三菱 PLC） 接地 PNP型接近開關(guān)的輸出電路 PNP型接近開關(guān)與 PLC等設(shè)備 的連接電路 （續(xù)） PNP常開型 接近開關(guān)與 PLC的接線（續(xù)） 如果外部開關(guān)量輸入觸點(diǎn)的公共端接到了電源的正端 ， 這種情況就不能使用 NPN型接近開關(guān) 。 （例如西門子 PLC的輸入方式） 圖 924b PNP型接近開關(guān)與 PLC的接線 b） 高電平有效 的 有源 輸入電路 NPN接近開關(guān)與 PLC的接口工作過程 若光耦中的紅外發(fā)光二極管有足夠的電流通過，就能發(fā)出較強(qiáng)的紅外線 ，照射到封裝在光耦中的光敏晶體管 V集電結(jié)上， V飽和 ， 發(fā)射極電壓 UE=VCCUCES，為高電平 。 光耦在 PLC的輸入電路中起到“電 → 光 → 電”的轉(zhuǎn)換與傳輸作用 。 光耦在 PLC輸入電路中起到抗電磁共模干擾的作用 。 當(dāng)有金屬物體從右方逐漸靠近該接近開關(guān)并到達(dá)動(dòng)作距離 δmin時(shí)，常閉式接近開關(guān)的內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)斷開 ， KM線圈失電，三相電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 當(dāng)金屬工件到達(dá)“定位”接近開關(guān)面前時(shí) ， 定位接近開關(guān)發(fā)出“動(dòng)作”信號(hào)（高電平）， 使傳送機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行并“剎車” ，加工刀具緊接著對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工。 當(dāng)流水線上有不可避免的機(jī)械振動(dòng)時(shí)，工件后退了 （變?yōu)?） 。 流水線上工件自動(dòng)定位的例子 圖 926 工件的加工定位與計(jì)數(shù) 2．生產(chǎn)零部件計(jì)數(shù) 當(dāng)傳送帶上每一個(gè)金屬工件從接近開關(guān)面前經(jīng)過時(shí) ，接近開關(guān)動(dòng)作一次 ， 輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 ， 計(jì)數(shù)器加 1。 通常 在比較器電路中加入正反饋電阻，形成有滯差電壓比較器，使之具有“施密特”特性 。 要想讓它翻轉(zhuǎn)回到低電平，則需要讓工件倒退 Δδ的距離（ δmax的位置） 。 工件計(jì)數(shù) 表 94 NPN常閉、 PNP常閉型接近開關(guān)的 施密特特性比較 電路 形式 無金屬物體靠近時(shí) 金屬物體靠近到動(dòng)作距離后 晶體管 狀態(tài) IC Uo 晶體管 狀態(tài) IC Uo NPN 輸出 截止 0 VCC(高電平 ) 導(dǎo)通 (VCC)/RL UCES (，低電平 ) PNP 輸出 截止 0 0V(低電平 ) 導(dǎo)通 (VCC)/RL )V （ 高電平 ) 【 PNP常開型接近開關(guān)的特性填表訓(xùn)練（ VCC=24V， UCES= RL=） 】 金屬與 接近開關(guān)的 距離 晶體管 狀態(tài) IC/mA Uo/V 遠(yuǎn) 截止 近 237 任務(wù)三 電容式接近開關(guān)的應(yīng)用 一、電容式接近開關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理 檢測(cè)極板設(shè)置在接近開關(guān)的最前端 ，測(cè)量轉(zhuǎn)換電路安裝在接近開關(guān)殼體后部，并用 介質(zhì)損耗很小的環(huán)氧樹脂 充填、灌封。 “齊平式接近開關(guān)”的端面可以與金屬安裝平面齊平 ， 不易損壞 ，但 端面高頻電場受金屬安裝平面的影響，靈敏度較低 ， 動(dòng)作距離約為同系列接近開關(guān)的 2倍 。） 3－下檢測(cè)極板 （或外圓電極） 4－充填環(huán)氧樹脂 5－測(cè)量轉(zhuǎn)換電路板 6－塑料外殼 7－靈敏度調(diào)節(jié)電位器 RP 8－動(dòng)作指示燈 9－電纜 10－非齊平式安裝板（金屬，接地） UR－比較器的基準(zhǔn)電壓 圖 927 電容式接近開關(guān)的工作原理 當(dāng)沒有被測(cè)物體靠近電容式接近開關(guān)時(shí)， C1與 C2很小 ， LC振蕩器停振 。 電容式接近開關(guān)的工作原理（續(xù)） 當(dāng) C增大到設(shè)定值時(shí) ,LC振蕩器起振 （ 工作電流隨之增大） 。經(jīng)直流電壓放大電路放大后的 輸出電壓 Uo1與基準(zhǔn)電壓 UR進(jìn)行比較 。 圖 928 電容式接近開關(guān)的外形 a）齊平式 （ 允許金屬安裝平面與探頭的端面齊平 ） b） 非齊平式 c）非齊平夾具安裝式 電容式接近開關(guān)外形 齊平式 非齊平式 接近開關(guān)的非齊平式與齊平式的比較 齊平式安裝 非齊平式安裝 非齊平式 接近開關(guān)的安裝 非齊平式安裝時(shí)，傳感器高于安裝支架，易損壞。 若被測(cè)物的面積小于電容式接近開關(guān)直徑的 2倍時(shí) ，靈敏度顯著較低 。 介電常數(shù)大 、 且導(dǎo)電性能較好的物體 （例如含水的有機(jī)物、人的手等）， 動(dòng)作距離略小于金屬物體 。 尼龍、聚四氟乙烯等介質(zhì)損耗小的物體靈敏度較低 不同材料的非金屬檢測(cè)物對(duì) 電容式接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響 電容接近開關(guān)的調(diào)試 接近開關(guān)的輸出有 NPN、PNP和 AC兩線制 等多種型式。 Rf越小，翻轉(zhuǎn)時(shí)的回差就越大，抗干擾能力就越強(qiáng)，通常將 回差控制在動(dòng)作距離的 20%之內(nèi) 。通常可以驅(qū)動(dòng) 100mA的感性負(fù)載，或300mA的阻性負(fù)載 。 物體的含水量越小，面積越小，動(dòng)作距離也越小，靈敏度就越低 。 三、電容式接近開關(guān)的使用 圖 930 電容式接近開關(guān)的應(yīng)用 a）外掛式電容接近開關(guān) b）內(nèi)裝式電容接近開關(guān) 1－塑料容器外壁 2－下料管 3－含水顆粒 4－電容式接近開關(guān) 5－物位 電容式接近開關(guān)在物位測(cè)量控制中的使用演示 電容式接近開關(guān)在物位測(cè)量控制中的使用 電容式接近開關(guān)在 液位物位測(cè)量 控制中的使用 對(duì)應(yīng)的 光柱顯示 任務(wù)四 霍爾式接近開關(guān)的應(yīng)用 一、霍爾式傳感器工作原理 霍爾效應(yīng)： 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場中，磁場方向垂直于薄片 ， 當(dāng)有電流 I流過薄片時(shí) ，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) EH， 這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 。 霍爾元件是一種 四端元件 霍爾元件結(jié)構(gòu) 圖 931 霍爾元件示意圖 a）霍爾效應(yīng)原理圖 b） N型硅霍爾元件結(jié)構(gòu)示意圖 c）圖形符號(hào) d）外形 霍爾元件工作原理 設(shè)磁場垂直于霍爾薄片，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。隨后電子一方面受到洛侖茲力的作用，另一方面又同時(shí) 受到該電場力的作用 。當(dāng)電場力等于洛侖茲力時(shí)，電子的積累達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 。 霍爾電動(dòng)勢(shì) EH=KHIB （ 95） 式中 KH—— 霍爾元件的靈敏度。 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B為零時(shí)的情況 c d a b 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 不等零時(shí)的情況 作用在半導(dǎo)體薄片上的 磁場強(qiáng)度 B越強(qiáng) ， 霍爾電動(dòng)勢(shì)也就越高 ： EH=KH IB a b c d 霍爾效應(yīng)演示 當(dāng)磁場垂直于薄片時(shí)， 電子受到洛侖茲力的作用 ， 向 內(nèi)側(cè) （ d 側(cè) ）偏移，在半導(dǎo)體薄片 c、 d方向的端面之間建立起霍爾電動(dòng)勢(shì)。當(dāng) B的方向改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)的方向也隨之改變。 a a c d b 二