接近開關(guān)實(shí)驗(yàn)說明

一、接近開關(guān)實(shí)驗(yàn)說明：
接近開關(guān)又稱晶體管無觸頭位置開關(guān)。它的功能是當(dāng)有某種物體與之接近到一定距離時(shí)就發(fā)出動(dòng)作信號，以控制繼電器或邏輯元件。它的用途除行程控制和限位保護(hù)外，還可作為檢測金屬體的存在、高速計(jì)數(shù)、測速、定位、變換運(yùn)動(dòng)方向、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸頭按鈕等。它具有工作可靠、壽命長等特點(diǎn)。近年來在機(jī)床上得到了廣泛地應(yīng)用。
二、接近開關(guān)類型：
1．高頻振蕩型(檢測各種金屬)；
2．電磁感應(yīng)型(檢測導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁性金屬)；
3．電容型(檢測各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體或固體)；
4．永磁型或磁敏元件型(檢測磁場或磁性金屬)；
5．光電型(檢測不透光的所有物質(zhì))；
6．超聲波型(檢測不透過超聲波的物質(zhì))。
其中以高頻振蕩型為最常用。
三、工作原理：
當(dāng)有金屬物體進(jìn)入一個(gè)以一定頻率穩(wěn)定振蕩的高頻振蕩線圈的磁場時(shí)，由于該物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗，對于鐵磁性金屬物體有磁滯損耗，使振蕩回路電阻增大，能量損耗增加，以致振蕩減弱直到終止。因此，在振蕩電路后面接上放大電路與輸出電路，就能檢測出金屬物體存在與否，并能給出相應(yīng)的控制信號去控制繼電器，以達(dá)到控制目的。
現(xiàn)以目前應(yīng)用較多的LXJ系列為例對電路進(jìn)行分析，電路如下圖所示。
圖中L為磁性振蕩線圈的電感，它與電容器C₁、C₂組成了電容三點(diǎn)式振蕩電路，采用電容分壓反饋信號。
接近開關(guān)在正常情況下，即沒有金屬極板接近磁頭，晶體管V₁處于振蕩狀態(tài)，通過300PF的電容器將振蕩信號耦合到V2的基極，使a點(diǎn)呈現(xiàn)為負(fù)電位而導(dǎo)致晶體管V₂截止， b點(diǎn)的高電位使V₃導(dǎo)通，繼電器KA吸合，指示燈點(diǎn)亮。
 
                                                           （圖 1）
當(dāng)金屬極板接近磁頭（振蕩線圈）時(shí)，晶體管V1停振，V2基極上沒有了附加的負(fù)向振蕩信號，而使V2由截止轉(zhuǎn)向?qū)�通，V3截止，繼電器KA釋放，指示燈熄滅。
四、元器件清單：

序號	名稱	型號與規(guī)格	數(shù)量	備注
1	磁頭		1	自制
2	二極管	IN4007	4	VC
3	發(fā)光二極管	LEDΦ5	1	紅色
4	穩(wěn)壓管	4746/18V	1
5	電阻器	RJ-0.25W-56KΩ±1℅	1	R6
7		RJ-0.25W-1.8KΩ±1℅	1
8		RJ-0.25W-10Ω±1℅	1	R1
9		RJ-0.25W-470Ω±1℅	1
10		RJ-0.25W-7.5KΩ±1℅	1
11		RJ-0.25W-10KΩ±1℅	2
12		RJ-0.25W-300KΩ±1℅	1	R2
13		RJ-0.25W-5.6KΩ±1℅	1
14		RJ-0.25W-2KΩ±1℅	1
15	晶體三極管	9013	3	V1、V2、V3
16	繼電器	HJR-21FF-S-Z-12V	1	KA
17	電解電容	CD11-25V-470uF	1	C
18	電容器	CB-63V-0.01uF	2	C1、C2
19		CB-63V-300PF	1
20	接線柱	Φ3 弱電座	2	紅、黑各1
21	電子線路板		1

五、測試參考數(shù)據(jù)：
1、交流輸入    =13V；整流輸出    =16V；
2、電容三點(diǎn)式振蕩器輸出頻率f=75KHz，輸出幅度V_P-P=22V。
3、三極管各級靜態(tài)工作電壓，工作狀態(tài)，繼電器及指示燈工作狀態(tài)表如下：
(僅供參考)

鐵  振 板  蕩 離  線 開  圈		V1振蕩	V2截止		V3導(dǎo)通		繼電器		指示燈
	Vb	2.5V	-3.5V		0.7V		吸合		亮
	Vc	13.6V	4.9V		3.7V
	Ve	6V	0		0
鐵  振 板  蕩 接  線 近  圈 (約4~5 mm)		V1 停振		V2導(dǎo)通		V3截止		繼電器		指示燈
	Vb	2.2V		0.65V		0.2		釋 放		滅
	Vc	14.8V		0. 44V		16V
	Ve	0		0		0

注：以上數(shù)據(jù)僅供參考