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電器設(shè)備中常用的幾種傳感器開(kāi)關(guān)

作者: 時(shí)間:2018-08-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

相信大家聽(tīng)到很多,但相信大家對(duì)于“開(kāi)關(guān)”還是很陌生的,那究竟什么是開(kāi)關(guān) 呢?以下從幾個(gè)方面了解一下,希望對(duì)大家有幫助!

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/386025.htm

一、概述

在各類傳感器中,有一種對(duì)接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。這類傳感器不需要接觸到被檢測(cè)物體,當(dāng)有物體移向位移傳感器,并接近到一定距離時(shí),位移傳感器就有“感知”,通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性制作的開(kāi)關(guān),就是接近開(kāi)關(guān)。

不同的傳感器檢出距離也不同。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)地移動(dòng),又一個(gè)一個(gè)地離開(kāi),這樣不斷地重復(fù)。不同的傳感器元件,對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。

二、傳感器的分類

因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同,所以常見(jiàn)的傳感器有以下幾種:

1、電感式傳感器

電感式傳感器也叫渦流式傳感器,由三大部分組成:振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng),并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí),在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導(dǎo)致振蕩衰減,以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào),觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件,從而達(dá)到非接觸式的檢測(cè)目的。由此可見(jiàn),這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。

2、電容式傳感器

這種傳感器的測(cè)量通常是傳感器固定處構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是在測(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)有物體移向傳感器時(shí),不論它是否為導(dǎo)體,由于它的接近,總會(huì)使電容器兩極板間的介電常數(shù)發(fā)生變化,從而使電容器的電容量發(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,由此便可達(dá)到非接觸式的檢測(cè)目的。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。

3、霍爾式傳感器

當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí),薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U,其表達(dá)式為U=K·I·B/d,其中K為霍爾系數(shù),I為薄片中通過(guò)的電流,B為外加磁場(chǎng)(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,d是薄片的厚度。

由此可見(jiàn),霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系?;魻栐蛯儆谶@種有源磁電轉(zhuǎn)換器件,是一種磁敏元件。它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上,利用集成封裝和組裝工藝制作而成,它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào),同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求?;魻栭_(kāi)關(guān)就是利用霍爾元件的這一特性制作的,它的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表征的,當(dāng)B值達(dá)到一定的程度(如B1)時(shí),霍爾開(kāi)關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),霍爾開(kāi)關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出,和其他傳感器類似有NPN、PNP、常開(kāi)型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號(hào)輸出之分。霍爾開(kāi)關(guān)具有無(wú)觸電、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn),內(nèi)部采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌成一體化,所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。

當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí),開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化,由此識(shí)別附近有磁性物體存在,進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。

4、光電式傳感器

光電式傳感器利用的是光電效應(yīng)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面(被檢測(cè)物體)接近時(shí),光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出,由此便可“感知”有物體接近。

利用光電式傳感器制作的光電式接近開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)各種物質(zhì),但是對(duì)于流體的檢測(cè)誤差較大。

5、熱釋電式傳感器

熱釋電式傳感器能感知溫度變化,將熱釋電器件安裝在開(kāi)關(guān)的檢測(cè)面上,當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí),熱釋電傳感器的輸出信號(hào)發(fā)生變化,通過(guò)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)化便可檢測(cè)出物體的接近。

6、線性接近傳感器

線性接近傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,接通電源后,在傳感器的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí),金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量,使振蕩器輸出幅度線性衰減,然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。

該接近傳感器具有無(wú)滑動(dòng)觸點(diǎn),工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響,并且低功耗,長(zhǎng)壽命,可使用在各種惡劣條件下。線性傳感器主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線對(duì)模擬量的智能控制。

三、特性

1、非接觸檢測(cè),避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。

2、無(wú)觸點(diǎn)輸出,操作壽命長(zhǎng)。

3、即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測(cè)。

4、反應(yīng)速度快。

5、小型感測(cè)頭,安裝靈活。

四、主要用途

這些接近開(kāi)關(guān)傳感器在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛;在日常生活中,如賓館、飯店、車庫(kù)的自動(dòng)門(mén),自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用;在安全防盜方面,如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地,通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中,如長(zhǎng)度,位置的測(cè)量;在控制技術(shù)中,如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制,也都有著大量使用。而使用的方式,通常是制作成接近開(kāi)關(guān)。

五、應(yīng)用案例

接近開(kāi)關(guān)傳感器應(yīng)用于地鐵屏蔽門(mén)

隨著國(guó)內(nèi)地鐵行業(yè)的快速發(fā)展和地鐵交通事故的頻繁發(fā)生,地鐵屏蔽門(mén)將會(huì)越來(lái)越多的被地鐵站臺(tái)所使用。傳感器作為自動(dòng)化智能化設(shè)備的最佳儀器,接近開(kāi)關(guān)傳感器將會(huì)大量投入屏蔽門(mén)的技術(shù)應(yīng)用中,地鐵事故將會(huì)在傳感器的應(yīng)用中降到最低。

接近開(kāi)關(guān)傳感器是目前很多屏蔽門(mén)系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的常用方案,一般是通過(guò)兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。另外光電開(kāi)關(guān)在系統(tǒng)中的用量也很大,一切屏蔽門(mén)技術(shù)都會(huì)應(yīng)用更多傳感器技術(shù)。不難看出誰(shuí)應(yīng)用傳感器技術(shù)多,誰(shuí)才會(huì)是市場(chǎng)上的強(qiáng)者,智能化和自動(dòng)化將依靠傳感器密切聯(lián)系在一起。

六、選用原則

在一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所,通常都選用渦流式接近開(kāi)關(guān)和電容式接近開(kāi)關(guān)。因?yàn)檫@兩種接近開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較低。

當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí),一般都選用渦流式接近開(kāi)關(guān),因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格較低。

若所測(cè)對(duì)象是非金屬(或金屬)、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應(yīng)選用電容式接近開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)的響應(yīng)頻率低,但穩(wěn)定性好。安裝時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。

若被物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運(yùn)動(dòng)的物體而把磁鋼埋在被測(cè)物體內(nèi)時(shí),應(yīng)選用霍爾接近開(kāi)關(guān),它的價(jià)格最低。

在環(huán)境條件比較好、無(wú)粉塵污染的場(chǎng)合,可采用光電接近開(kāi)關(guān)。光電接近開(kāi)關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無(wú)任何影。因此,在要求較高的傳真機(jī)上,在煙草機(jī)械上,自動(dòng)麻將機(jī)、驗(yàn)鈔機(jī)、取電開(kāi)關(guān)等都被廣泛地使用。

在防盜系統(tǒng)中,自動(dòng)門(mén)通常使用熱釋電接近開(kāi)關(guān)、超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)。有時(shí)為了提高識(shí)別的可靠性,上述幾種接近開(kāi)關(guān)往往被復(fù)合使用。

無(wú)論選用哪種接近開(kāi)關(guān),都應(yīng)注意對(duì)工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測(cè)距離等各項(xiàng)指標(biāo)的要求。



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