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接近開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

一、接近開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)晶體管無(wú)觸頭位置開(kāi)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(hào),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(cè)金屬體的存在、高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、定位、變換運(yùn)動(dòng)方向、檢測(cè)零件尺寸、液面控制及用作無(wú)觸頭按鈕等。它具有工作可靠、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。近年來(lái)在機(jī)床上得到了廣泛地應(yīng)用。
二、接近開(kāi)關(guān)類(lèi)型:
1.高頻振蕩型(檢測(cè)各種金屬);
2.電磁感應(yīng)型(檢測(cè)導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁性金屬);
3.電容型(檢測(cè)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(cè)磁場(chǎng)或磁性金屬);
5.光電型(檢測(cè)不透光的所有物質(zhì));
6.超聲波型(檢測(cè)不透過(guò)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(chǎng)時(shí),由于該物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗,對(duì)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(cè)出金屬物體存在與否,并能給出相應(yīng)的控制信號(hào)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(duì)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(hào)。
接近開(kāi)關(guān)在正常情況下,即沒(méi)有金屬極板接近磁頭,晶體管V1處于振蕩狀態(tài),通過(guò)300PF的電容器將振蕩信號(hào)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(méi)有了附加的負(fù)向振蕩信號(hào),而使V2由截止轉(zhuǎn)向?qū)ǎ琕3截止,繼電器KA釋放,指示燈熄滅。
四、元器件清單:
序號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào)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(cè)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VP-P=22V。
3、三極管各級(jí)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(kāi)  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
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
Vc 14.8V 0. 44V 16V
Ve 0 0 0
                     
注:以上數(shù)據(jù)僅供參考

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