接近开关的作用及应用场景

1.接近开关的作用

接近开关又称无触头行程开关，其实物如图4－35所示，是一种传感器型开关，它既有行程开关、微动开关的特点，同时也具有传感性能。当机械运动部件运动到接近开关一定距离时就发出动作信号。它能准确反映出运动部件的位置和行程，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。

图4－35　接近开关

接近开关还可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液压控制、检测零件尺寸，以及用作无触头式按钮等。

2.接近开关的结构和工作原理

接近开关由接近信号辨识机构、检波、鉴幅和输出电路等部分组成。接近开关按辨识机构工作原理不同分为高频振荡型、感应型、电容型、光电型、永磁及磁敏元件型、超声波型等，其中以高频振荡型最为常用。

晶体管停振型接近开关属于高频振荡型。高频振荡型接近信号的发生机械实际是一个LC振荡器，其中L是电感式感辨头。当金属检测体接近感辨头时，在金属检测体中将产生涡流，由于涡流的去磁作用使感辨头的等效参数发生变化，改变振荡回路的谐振阻抗和谐振频率，使振荡停止并以此发出接近信号。LC振荡器由LC振荡回路、放大器和反馈电路构成。按反馈方式可分为电感分压反馈式、电容分压反馈式和变压器反馈式三种。图4－36所示为晶体管停振型接近开关的框图。

图4－36　晶体管停振型接近开关的框图

晶体管停振型接近开关电路图与符号如图4－37所示。图4－37中采用了电容三点式振荡器，感辨头L仅有两根引出线，因此也可做成分离式结构。由取出的反馈电压经R2和R3加到晶体管的基极和发射极两端，取分压比等于1，其目的是能够通过改变RP来整定开关的动作距离。由组成的射极耦合触发器不仅用作鉴幅，同时也起电压和功率放大作用。VT2的基射结还兼作检波器。为了减轻振荡器的负担，选用较小的耦合电容和较大的耦合电阻。振荡器输出的正半周电压使C5充电，负半周时经C5放电，选择较大的R6可减小放电电流，由于每周期内的充电量等于放电量，所以较大的R6也会减小充电电流，使振荡器在正半周的负担减轻。但是也不应太大，以免基极信号过小而在正半周内不足以饱和导通。检波电容不接在基极而接在集电极上，其目的是减轻振荡器的负担。由于充电时间常数远大于放电时间常数，因此当振荡器振荡时，VT2的集电极电位基本等于其发射极电位，并使VT3可靠截止。当有金属检测体接近感辨头使振荡器停振时，VT3导通，继电器通电吸合发出接近信号，同时VT3的导通充电约有数百微秒的延迟。VT1的另一作用是当电路接通电源时，振荡器虽不能立即起振，但由于VT2上的电压不能突变，使不致有瞬间的误导通。

图4－37　晶体管停振型接近开关电路图与符号

（a）电路图；（b）符号

3.接近开关的典型产品(www.xing528.com)

常用的接近开关有LJ、CWY、SQ系列及引进国外技术生产的3SG系列。

接近开关型号含义：

4.接近开关主要技术参数

接近开关的主要技术参数除了工作电压、输出电流或控制功率外，还有其特有的技术参数，包括：动作距离、重复精度、操作频率和复位行程等。

LJ5系列接近开关的主要技术参数如表4－26所示。

表4-26　LJ5系列接近开关的主要技术参数

5.接近开关的选用原则

（1）接近开关仅用于工作频率高、可靠性及精度要求均较高的场合；

（2）按应答距离要求选择型号、规格；

（3）按输出要求的触头形式及触头数量，选择合适的输出形式。