9模块九、小位移检测(下)9模块九、小位移检测(下).ppt

机、电类《传感器与检测技术项目教程》模块九、小位移检测 课件统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0课程配套网站或 2015年2月第1版 模块九、小位移检测 内容简介 模块九、小位移检测（下） 目录 项目三 接近开关 【项目教学目标】 ? 知识目标 1．了解接近开关的分类与结构。 2．掌握三种常用接近开关的特性及工作原理。 ? 技能目标 掌握接近开关的应用。 任务一 认识接近开关 接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，发出“动作”信号，不需要施加机械力。给出的是开关信号（高电平或低电平），能直接驱动中间继电器。 接近开关的核心部分是“感辨头” 。涡流探头能感辨金属导体的靠近与否。多数接近开关已将感辨头和测量转换电路做在同一壳体内，壳体上多带有螺纹或安装孔，便于安装和调整与被测物的距离。 接近开关还可以用于高速计数和测速，测量物位和液位，无触点按钮等。 一、常用接近开关的分类 （1）电感式接近开关（实际工作原理是涡流效应）：只对导电良好的金属起作用。电感式接近开关对铁镍、A3钢类具有磁滞特性的金属灵敏度较高，对铝、黄铜等金属的灵敏度较低。 （2）电容式接近开关：对接地的金属或地电位的导电物体起作用（但不常用）， 对非地电位的导电物体 灵敏度稍差（常用）。 （3）干簧管：只对磁性较强 的物体起作用（见模块十）。 （4）霍尔式接近开关： 只对磁性或导磁性物体起作用。 二、接近开关的特点 与机械行程开关相比，接近开关具有如下特点： 1）非接触检测，不影响被测物的运行工况。 2）定位准确度高。 3）不产生机械磨损和疲劳损伤，耐腐蚀，动作频率高，工作寿命长。 4）响应快，约几毫秒至十几毫秒。 5）采用全密封结构，防潮、防尘性能较好，工作可靠性强。 6）无触点、无火花、无噪声，可适用于要求防爆的场合（防爆型）。 7）易于与PLC或其他上位机连接。 8）体积小，安装、调整方便。 9）缺点是“触点”容量较小，负载短路时易烧毁。 三、接近开关的主要技术指标 （1）动作距离：当被测物由正面靠近接近开关的感应面时，使接近开关动作（输出状态变为有效状态）的距离为接近开关的动作距离δmin（单位为mm，以下同）。 （2）复位距离：当被测物由正面离开接近开关的感应面，接近开关转为复位状态（输出状态变为无效状态）时，被测物离开感应面的距离就是复位距离δmax。同一个接近开关的复位距离大于动作距离。 （3）动作滞差：动作滞差是指复位距离与动作距离之差。动作滞差越大，对抗被测物抖动等造成的机械振动干扰的能力就越强，但动作准确度就越差。 三、接近开关的主要技术指标（续） （4）重复定位准确度（重复性）：表征多次测量的动作距离平均值。其数值的离散性一般为最大动作距离的1%～5%。将被测金属板固定在千分尺上，由动作距离120%以外逐渐沿接近开关感应面轴向靠近接近开关的“动作区”，运动速度控制在0.1mm/s。 当接近开关动作时，读出千分尺的读数，然后反向退出动作区，使接近开关复位。重复10次，计算10次测量值的最大值和最小值，再逐一与10次平均值做减法，最大差值即为重复定位准确度。 重复定位的离散性越小，重复定位的准确度就越高。 三、接近开关的主要技术指标（续） （5）响应频率：也称动作频率，是指每秒连续不断地进入接近开关的动作距离后又离开的被测物最大个数或次数值。若接近开关的动作频率太低而被测物又运动得太快时，接近开关就来不及响应物体的运动状态，有可能造成漏检。 （6）额定工作距离δ0：指被测金属板从侧向（径向）接近式接近开关在实际使用中被设定的安装距离。在此距离上，接近开关不应受温度变化、电源波动等外界干扰而产生误动作。额定工作距离δ0一定是小于动作距离δmin。实际应用中，考虑到各方面环境因素干扰的影响，通常将额定工作距离设定为动作距离的75%。 任务二 电感式(涡流原理)接近开关的应用 一、电感式接近开关的规格及接线方式 1．电感式接近开关的结构形式 图9-21a的形式便于调整与被测物之间的间距。图9-21b、c的形式可用于板材的检测，图9-21d、e可用于线材的检测。 调幅式电感(涡流) 接近开关原理框图 涡流线圈的直径越大，探测范围就越大（涡流探雷器） 2．被测金属体接近电感式接近开关的方式 （1）轴向接近：①被测金属体a沿图9-22a中接近开关的轴线，从左侧逐渐靠近接近开关（见图9-22a中的x位移），金属板上的涡流逐渐增大，当两者的距离达到δmin时，接近开关动作； ②当两者的距离再次远达δmax时，接近开关复位。 （2）侧向接近（径向接近） ①被测金属体b的平面与接近开关的端面空间距离保持为“安装距离”δ0（约为δxmin的7