接近開關傳感器的選型和性能測定

1.概述
    接近開關是種毋需與運動部件進行機械接觸而可以操作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動交流或直流電器或給計算機裝置控制指令。接近開關是種開關型傳感器(即無無觸點開關)，它即有行程開關、微動開關的特性，同時具有傳感性能，且動作可靠，性能穩定，頻率響應快，應用壽命長，抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。產品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。
    接近開關又稱無觸點接近開關，是理想的電子開關量傳感器。當金屬檢測體接近開關的感應區域，開關就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發出電氣指令，準確反應出運動機構的位置和行程，即使用于般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調整的方便性和對惡劣環境的適用能力，是般機械式行程開關所不能相比的。
    它廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業。在自動控制系統中可作為限位、計數、定位控制和自動保護環節。接近開關具有使用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等特點。因此到目前為止，接近開關的應用范圍日益廣泛，其自身的發展和創新的速度也是其迅速。
    2.接近開關的主要功能
    2.1檢驗距離
    檢測電梯、升降設備的停止、起動、通過位置;檢測車輛的位置，防止兩物體相撞檢測;檢測工作機械的設定位置，移動機器或部件的限位置;檢測回轉體的停止位置，閥門的開或關位置;檢測氣缸或液壓缸內的活塞移動位置。
    2.2尺寸控制
    金屬板沖剪的尺寸控制裝置;自動選擇、鑒別金屬件長度;檢測自動裝卸時堆物高度;檢測物品的長、寬、高和體積。
    2.3檢測物體存在有否檢測生產包裝線上有無產品包裝箱;檢測有無產品零件。
    2.4轉速與速度控制
    控制傳送帶的速度;控制旋轉機械的轉速;與各種脈沖發生器起控制轉速和轉數。
    2.5計數及控制
    檢測生產線上流過的產品數;高速旋轉軸或盤的轉數計量;零部件計數。
    2.6檢測異常
    檢測瓶蓋有無;產品合格與不合格判斷;檢測包裝盒內的金屬制品缺乏與否;區分金屬與非金屬零件;產品有無標牌檢測;起重機危險區報警;安全扶梯自動啟停。
    2.7計量控制
    產品或零件的自動計量;檢測計量器、儀表的指針范圍而控制數或流量;檢測浮標控制測面高度，流量;檢測不銹鋼桶中的鐵浮標;儀表量程上限或下限的控制;流量控制，水平面控制。
    2.8識別對象
    根據載體上的碼識別是與非。
  2.9信息傳送
    ASI(總線)連接設備上各個位置上的傳感器在生產線(50-100米)中的數據往返傳送等。
    3.接近開關分類及結構
    接近開關的作用是當某物體與接近開關接近并達到定距離時，能發出信。它不需要外力施加，是種無觸點式的主令電器。它的用途已遠遠超出行程開關所具備的行程控制及限位保護。接近開關可用于高速計數、檢測金屬體的存在、測速、液位控制、檢測零件尺寸以及用作無觸點式按鈕等。就目前應用較為廣泛的接近開關按工作原理可以分為以下幾種類型：
    高頻振蕩型：用以檢測各種金屬體
    電容型：用以檢測各種導電或不導電的液體或固體
    光電型：用以檢測不透光物質
    超聲波型：用以檢測不透過超聲波的物質
    電磁感應型：用以檢測導磁或不導磁金屬
    按其外型形狀可分為園柱型、方型、溝型、穿孔(貫通)型和分離型。園柱型比方型安裝方便，但其檢測特性相同，溝型的檢測部位是在槽內側，用于檢測通過槽內的物體，貫通型在我國很少生產，而日本則應用較為普遍，可用于小螺釘或滾珠之類的小零件和浮標組裝成水位檢測裝置等。

接近開關傳感器的選型和性能測定
    接近開關按供電可分為;直流型和交流型，按輸出型式又可分為直流兩線制、直流三線制、直流四線制、交流兩線制和交流三線制。
    3.1兩線制接近開關
    兩線制接近開關安裝簡單，接線方便;應用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點。
    3.2直流三線式
    直流三線式接近開關的輸出型有NPN和PNP兩種，70代日本產品絕大多數是NPN輸出，西歐各國NPN、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近開關般應用在PLC或計算機作為控制指令較多，NPN輸出接近開關用于控制直流繼電器較多，在實際應用中要根據控制電路的特性進行選擇其輸出形式。
    4.接近開關的選型和檢測
    4.1.接近開關的選型
    對于不同的材質的檢測體和不同的檢測距離，應選用不同類型的接近開關，以使其在系統中具有高的性能價格比，為此在選型中應遵循以下原則：
    4.1.1.當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近開關，該類型接近開關對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測zui靈敏。
    對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。
    4.1.2.當檢測體為非金屬材料時，如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近開關。
    4.1.3.金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近開關或超聲波型接近開關。
4.1.4.對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關或霍爾式接近開關。
    4.2.接近開關技術指標檢測
    4.2.1.動作距離測定;當動作片由正面靠近接近開關的感應面時，使接近開關動作的距離為接近開關的zui大動作距離，測得的數據應在產品的參數范圍內。
    4.2.2.釋放距離的測定;當動作片由正面離開接近開關的感應面，開關由動作轉為釋放時，測定動作片離開感應面的zui大距離。
    4.2.3.回差H的測定;zui大動作距離和釋放距離之差的值。
    4.2.4.動作頻率測定;用調速電機帶動膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調整開關感應面和動作片間的距離，約為開關動作距離的80%左右，轉動圓盤，依次使動作片靠近接近開關，在圓盤主軸上裝有測速裝置，開關輸出信經整形，接至數字頻率計。此時啟動電機，逐步提高轉速，在轉速與動作片的乘積與頻率計數相等的條件下，可由頻率計讀出開關的動作頻率。
    4.2.5.重復精度測定;將動作片固定在量具上，由開關動作距離的120%以外，從開關感應面正面靠近開關的動作區，運動速度控制在0.1mm/s上。當開關動作時，讀出量具上的讀數，然后出動作區，使開關斷開。如此重復10次，zui后計算10次測量值的zui大值和zui小值與10次平均值之差，差值大者為重復精度

接近開關傳感器的選型和性能測定