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C
1、C
2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V
1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V
2截止, b點(diǎn)的高電位使V
3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V
P-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 |
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