电容式接近开关利用了电容的原理来实现对物体的接近检测。它通常由一个感应电极和一个引用电极组成。引用电极通常被连接到一个恒定电位上,而感应电极则放置在要检测的物体附近。当物体接近感应电极时,感应电极与引用电极之间的电容会发生变化,从而引起电路中的电流或电压改变。
电容式接近开关的检测原理是基于电容的变化来进行的,当传感器与目标物体靠近或者是接触时,传感器的电容发生变化,电流发生变化,从这个过程中检测出目标物体的属性或者是状态,达到检测的目的。
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。
电容型接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成,很象"打开的"电容器电极,该两个电极构成一个电容, 串接在 RC 振荡回路内. 电源接通时,RC振荡器不振荡,当一目标朝着电容器的电靠近时,电容器的容量增加,振荡器开始振荡. 通过后级电路的处理,将振和振荡两种信号转换成开关信号,从而起到了检测有无物体存在的目的.该传 感器能检测金属物体,也能检测非金属物体,对金属物体可以获得大的动作距离,对非金属物体动作距 离决定于材料的介电常数,材料的介电常数越大,可获得的动作距离越大。
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。
电容式接近开关由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场,并达到感应距离时,在金属目标内产生涡流,从而导致振荡衰减,以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号,触发驱动控制器件,从而达到非接触式之检测目的。
电容式接近开关的敏感元件由导电极板系统组成,可被视为一个或一组电容,附近出现或经过的导电体和介电体改变极板系统中的静电场分布,从而改变敏感元件的电容。信号处理电路检测出这种变化,就可以检测出目标物体的接近。
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。
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