电容式接近开关是对任何介质都检测,电感式接近开关只对金属检测。电感式接近开关是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体是导电体。
接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令[1]。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关),它既有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。
涡流传感器的工作原理如下:
交变磁场:涡流传感器通过线圈产生一个交变磁场,这个磁场会穿透到被测导体中。
涡流感应:当被测导体置于交变磁场中时,导体内部会产生涡流。这些涡流会对磁场产生反馈,从而改变传感器线圈中的感应电压。
涡流损耗:涡流的产生会导致导体内部能量的损耗,这种损耗会导致导体的温度升高,或者改变导体的电阻、电感等特性。
信号测量:涡流传感器通过测量感应线圈中的电压变化,可以间接测量出导体中的涡流损耗,从而得到被测导体的相关参数,如导体材料、尺寸、温度等。
涡流传感器的高频回路阻抗与以下几个因素有关:
1. 材料电导率:高频回路阻抗与被测材料的电导率成正比。电导率越高,高频回路阻抗越小。
2. 高频信号频率:高频回路阻抗与信号频率成反比。频率越高,高频回路阻抗越小。
3. 传感器线圈的尺寸和形状:传感器线圈的尺寸和形状会影响高频回路的感应效果,从而影响高频回路阻抗。
4. 传感器与被测材料的距离:传感器与被测材料的距离会影响高频信号的感应效果,从而影响高频回路阻抗。
5. 被测材料的磁导率:虽然高频回路主要与电导率有关,但被测材料的磁导率也会对高频回路阻抗产生一定影响。
涡流传感器的高频回路阻抗受到被测材料的电导率、高频信号频率、传感器线圈的尺寸和形状、传感器与被测材料的距离以及被测材料的磁导率等因素的影响。这些因素共同决定了传感器的测量灵敏度和精度。
接近开关有多种类型,但常用的是感应式接近开关。电感式接近开关由电磁线圈、振荡电路、外壳等组成。
1、电磁线圈
电磁线圈是一种在接近它的金属中产生感应电流的组件。电磁线圈不断输出高频磁场,当铁片等金属接近它时就会产生电磁感应。这种电磁感应在金属物体内产生感应电流。
2. 振荡电路
振荡电路是将电磁线圈输出的功率反馈并输出的元件。金属物体内部产生的感应电流在金属内部转化为热量,导致功率损耗。发射器电路检测到这种功率损耗并将其发送到输出电路。一般情况下,发射电路和输出电路设置在同一块板上,输出电路向外部输出接触信号。
3. 外壳
外壳是保护这些电路元件的外框架。外壳通常具有外螺纹,与锁紧螺母一起使用,将其固定到机械设备上。另外,外壳内部通常填充有树脂,以使外壳和电路元件绝缘。