电容是指两个导体之间的电荷储存能力,它与导体之间的距离成正比,与导体面积成反比。当两个导体之间存在一定的距离时,它们之间就形成了一个电容。当导体之间有电荷流动时,电容会储存电荷,并产生电场。当电容两端的电压发生变化时,电容器会对电流产生反应,这就是电容的基本原理。
电容式接近开关可以不管被检测物体的颜色或者是表面状态如何,几乎都是可以可靠检测可以识别的。并且这种传感器的制造材料不也贵,所以应用范围十分广泛,性价比也高,能够满足不同行业的测量需求。
电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器,它的测量头通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是物体的本身,当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通和关断。
技术指标测定
1)动作距离测定;当动作片由正面靠近接近开关的感应面时,使接近开关动作的距离为接近开关的大动 作距离,测得的数据应在产品的参数范围内.
2)释放距离的测定;当动作片由正面离开接近开关的感应面,开关由动作转为释放时,测定动作片离开感 应面的大距离.
3)回差 H 的测定;大动作距离和释放距离之差的值.
4) 动作频率测定;用调速电机带动胶木圆盘,在圆盘上固定若干钢片,调整开关感应面和动作片间的距离, 约为开关动作距离的 80[%]左右,转动圆盘,依次使动作片靠近接近开关,在圆盘主轴上装有测速装置,开 关输出信号经整形,接至数字频率计.此时启动电机,逐步提高转速,在转速和动作片的乘积和频率计数 相等的条件下,可由频率计直接读出开关的动作频率.
5)重复精度测定;将动作片固定在量具上,由开关动作距离的 120[%]以外,从开关感应面正面靠近开关的 动作区,运动速度控制在 0.1mm/s 上.当开关动作时,读出量具上的读数,然后退出动作区,使开关断开. 如此重复 10 次,后计算 10 次测量值的大值和小值和 10 次平均值之差,差值大者为重复精度误差.
选型要点
1) 工作频率、可靠性及精度。
2)检测距离、安装尺寸。
3) 触头形式 (有触头、无触头)、触头数量及输出形式 (NPN型、PNP型)。
4)电源类型 (直流、交流)、电压等级。
电容式接近开关的原理就是当电源接通时,RC振荡器不震荡,当一目标朝着电容器的电极靠近时,电容器的容量增加,振荡器开始震荡,通过后极电路的处理,将振和震荡两种信号转换成开关信号,电容式接近开关的感应圈由同轴金属电极构成,很像“打开的”电容器电极,这两个电极构成一个电容,串接在RC振荡回路中,从而起到检测有无物体存在的目的。
电容式接近开关适应性,它可以检测出空气以外的任意介电材料,因此在很多时候,这种接近开关的应用范围非常的广。也可以跟其他的传感器相互配合,获得更加的检测数据。有些情况下,可以结合气体传感器和压力传感器等,可以实现更的气体检测和监测。
电容式传感器的结构较为简单、工作阻抗高,因而功耗较低,此外通过锁频或频谱扩展载波调制技术,可以使之不受寄生或有意的干扰影响。机械开关的稳定性和可靠性较差磁敏感方式功耗过大,也容易受外磁场的影响;光学式和超声式传感器的结构较为复杂,容易受外界干扰。
接近开关通过不同物理原理实现对物体无接触式的探测和信号转化,地提升了自动化控制的精度和可靠性。随着技术的不断进步和完善,接近开关将在更广泛的领域展现其的性能和价值。