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contrinex,以長(zhǎng)檢測(cè)距離、小型化、全金屬封裝等特色在行業(yè)中處于遙遙*的地位,是市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定者。
多年前, 瑞士CONTRINEX*個(gè)把如今被大量仿制的4mm/M5直徑的接近開關(guān)(400系列)投放市場(chǎng)。這些年來,又增加了許多小型接近開關(guān),其中包括直徑 3mm,帶有內(nèi)置放大器、LED、短路保護(hù)等的開關(guān)(300系列)。
1982年,瑞士CONTRINEX把*批曾被認(rèn)定不可實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)傳感距離接近開關(guān)(500系列)投放市場(chǎng)。如今也有一些廠家開始生產(chǎn)長(zhǎng)距離接近開關(guān), 并形成一個(gè)重要的市場(chǎng)細(xì)分。但CONTRINEX傳感器達(dá)到的長(zhǎng)距離仍是無人企及的。
同時(shí),瑞士CONTRINEX 又向市場(chǎng)投放了另一系列的超高性能的接近開關(guān):全金屬封裝, 對(duì)非鐵磁金屬和鐵磁金屬都能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離檢測(cè)(700系列)。
1988年,瑞士CONTRINEX推出了外形小巧、高品質(zhì)的光電接近開關(guān),為小型光電開關(guān)建立了新標(biāo)準(zhǔn)。突破是直徑4mm/M5新型開關(guān),集發(fā)射器、接收器、放大器、LED和常規(guī)保護(hù)于一體。這就大大增加了光電開關(guān)的應(yīng)用范圍。
為此在選型中應(yīng)遵循以下原則:
1.1.當(dāng)檢測(cè)體為金屬材料時(shí),應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān),該類型接近開關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)較靈敏。
對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體,其檢測(cè)靈敏度就低。
1.2.當(dāng)檢測(cè)體為非金屬材料時(shí),如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等,應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。
1.3.金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制時(shí),應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。
1.4.對(duì)于檢測(cè)體為金屬時(shí),若檢測(cè)靈敏度要求不高時(shí),可選用價(jià)格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。
2.1.動(dòng)作距離測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時(shí),使接近開關(guān)動(dòng)作的距離為接近開關(guān)的大動(dòng)作距離,測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。
2.2.釋放距離的測(cè)定;當(dāng)動(dòng)作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面,開關(guān)由動(dòng)作轉(zhuǎn)為釋放時(shí),測(cè)定動(dòng)作片離開感應(yīng)面的大距離。
2.3.回差H的測(cè)定;大動(dòng)作距離和釋放距離之差的值。
2.4.動(dòng)作頻率測(cè)定;用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤,在圓盤上固定若干鋼片,調(diào)整開關(guān)感應(yīng)面和動(dòng)作片間的距離,約為開關(guān)動(dòng)作距離的80%左右,轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤,依次使動(dòng)作片靠近接近開關(guān),在圓盤主軸上裝有測(cè)速裝置,開關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)整形,接至數(shù)字頻率計(jì)。此時(shí)啟動(dòng)電機(jī),逐步提高轉(zhuǎn)速,在轉(zhuǎn)速與動(dòng)作片的乘積與頻率計(jì)數(shù)相等的條件下,可由頻率計(jì)直接讀出開關(guān)的動(dòng)作頻率。
2.5.重復(fù)精度測(cè)定;將動(dòng)作片固定在量具上,由開關(guān)動(dòng)作距離的120%以外,從開關(guān)感應(yīng)面正面靠近開關(guān)的動(dòng)作區(qū),運(yùn)動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí),讀出量具上的讀數(shù),然后退出動(dòng)作區(qū),使開關(guān)斷開。如此重復(fù)10次,后計(jì)算10次測(cè)量值的大值和小值與10次平均值之差,差值大者為重復(fù)精度誤差.
位置開關(guān),又稱限位開關(guān),是一種將機(jī)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào),以控制運(yùn)動(dòng)部件位置或行程的自動(dòng)控制電器。是一種常用的小電流主令電器。
作用:
在電氣控制系統(tǒng)中,位置開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè)。
分類:
一類為以機(jī)械行程直接接觸驅(qū)動(dòng),作為輸入信號(hào)的行程開關(guān)和微動(dòng)開關(guān);另一類為以電磁信號(hào)(非接觸式)作為輸入動(dòng)作信號(hào)的接近開關(guān)。
行程開關(guān)
行程開關(guān):利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?,達(dá)到一定的控制目的。通常,這類開關(guān)被用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程,使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。
構(gòu)造:由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼組成。
分類:分為直動(dòng)式(按鈕式)、滾動(dòng)式(旋轉(zhuǎn)式)、微動(dòng)式和組合式。
直動(dòng)式行程開關(guān):動(dòng)作原理同按鈕類似,所不同的是:一個(gè)是手動(dòng),另一個(gè)則由運(yùn)動(dòng)部件的撞塊碰撞。當(dāng)外界運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊碰壓按鈕使其觸頭動(dòng)作,當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件離開后,在彈簧作用下,其觸頭自動(dòng)復(fù)位。
滾動(dòng)式行程開關(guān):當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的擋鐵(撞塊)壓到行程開關(guān)的滾輪上時(shí),傳動(dòng)杠連同轉(zhuǎn)軸一同轉(zhuǎn)動(dòng),使凸輪推動(dòng)撞塊,當(dāng)撞塊碰壓到一定位置時(shí),推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)快速動(dòng)作。當(dāng)滾輪上的擋鐵移開后,復(fù)位彈簧就使行程開關(guān)復(fù)位。這種是單輪自動(dòng)恢復(fù)式行程開關(guān)。而雙輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)不能自動(dòng)復(fù)原,它是依靠運(yùn)動(dòng)機(jī)械反向移動(dòng)時(shí),擋鐵碰撞另一滾輪將其復(fù)原。
接近開關(guān)
接近開關(guān):又稱無觸頭行程開關(guān),它不僅能代替有觸頭行程開關(guān)來完成行程控制和限位保護(hù),還可用于高額計(jì)數(shù)、測(cè)速、液面控制、零件尺寸檢測(cè)、加工程序的自動(dòng)銜接等。由于它具有非接觸式觸發(fā)、動(dòng)作速度快、可在不同的檢測(cè)距離內(nèi)動(dòng)作、發(fā)出的信號(hào)穩(wěn)定無脈動(dòng)、工作穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng),重復(fù)定位精度高以及能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等特點(diǎn),所以在機(jī)床、紡織、印刷、塑料等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
接近開關(guān)按工作原理來分:主要有高頻振蕩式、霍爾式、超聲波式,電容式、差動(dòng)線圈式、永磁式等,其中高頻振蕩式較為常用。
永磁式:是利用*磁鐵的吸力驅(qū)動(dòng)舌簧開關(guān)而輸出信號(hào)的。
差動(dòng)線圈式:是利用被檢測(cè)物體靠近時(shí)產(chǎn)生的渦流及磁場(chǎng)的變化,通過檢測(cè)線圈和比較線圈的比較之差值進(jìn)行動(dòng)作的。
電容式接近開關(guān):主要是由電容式振蕩器及電子電路組成,它的電容位于傳感界面,當(dāng)物體接近時(shí),將因改變了其耦合電容值而振蕩,從而產(chǎn)生振蕩或停止振蕩使輸出信號(hào)發(fā)生越變。電容式接近開關(guān)可用各種材料觸發(fā),如固體、液體或粉末狀物體。
霍爾接近開關(guān):是以將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出方式工作的,其輸出具有記憶保持功能。內(nèi)部的磁敏感器件僅對(duì)垂直于傳感器端面磁場(chǎng)敏感,當(dāng)磁極S正對(duì)接近開關(guān)時(shí),接近開關(guān)的輸出產(chǎn)生正跳變,輸出為高電平,若磁極N正對(duì)接近開關(guān)時(shí),輸出為低電平。
超聲波接近開關(guān):主要由壓電陶瓷傳感器、發(fā)射超聲波和接收反射波用的電子裝置及調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍用的程控橋式開關(guān)等幾個(gè)部分組成。適于檢測(cè)不能或不可觸及的目標(biāo),其控制功能不受聲、電、光等因素干擾,檢測(cè)目標(biāo)可以是固體、液體或粉末狀態(tài)的物體,只要能反射超聲波即可。
高頻振蕩式接近開關(guān):是用金屬觸發(fā),主要由高頻振蕩器、集成電路或晶體管放大器和輸出器三部分組成,其工作原理為:振蕩器的線圈在開關(guān)的作用表面產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),當(dāng)金屬物體接近此作用表面時(shí),該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生的渦流將吸取振蕩器的能量,致使振蕩器停振。振蕩器的振蕩和停振這兩個(gè)信號(hào),經(jīng)過整形放大后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制開關(guān)信號(hào),并輸出開關(guān)控制信號(hào)。
限位開關(guān)的選用
(1)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合及控制對(duì)象選擇種類。
(2)根據(jù)機(jī)械與限位開關(guān)的傳力與位移關(guān)系選擇合適的操作頭形式。
(3)根據(jù)控制回路的額定電壓和額定電流選擇系列。
(4)根據(jù)安裝環(huán)境選擇防護(hù)形式。
限位開關(guān)的安裝
(1)限位開關(guān)應(yīng)緊固在安裝板和機(jī)械設(shè)備上,不得有晃動(dòng)現(xiàn)象。
(2)限位開關(guān)安裝時(shí)位置要準(zhǔn)確,否則不能達(dá)到位置控制和限位的目的。
(3)定期檢查限位開關(guān),以免觸頭接觸不良而達(dá)不到行程和限位控制的目的。
當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí),薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U,其表達(dá)式為U=Kk·I·B/d。
其中K為霍爾系數(shù),I為薄片中通過的電流,B為外加磁場(chǎng)(洛倫茲力Lorrentz)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,d是薄片的厚度。
由此可見,霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。
霍爾效應(yīng)原理圖
霍爾效應(yīng)原理圖
霍爾開關(guān)就屬于這種有源磁電轉(zhuǎn)換器件,它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上,利用集成封裝和組裝工藝制作而成,它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào),同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。
霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B 來表征的,當(dāng)B 值達(dá)到一定的程度(如B1)時(shí),霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出,和接近開關(guān)類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號(hào)輸出之分。
霍爾開關(guān)具有無觸點(diǎn)、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn),內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化,所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作?;魻栭_關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān),壓力開關(guān),里程表等,作為一種新型的電器配件。
1、單極霍爾效應(yīng)開關(guān)(數(shù)字輸出)
單極霍爾效應(yīng)開關(guān)具有磁性工作閾值 (Bop)。如果霍爾單元承受的磁通密度大于工作閾值,那么輸出晶體管將開啟;當(dāng)磁通密度降至低于工作閾值 (Brp) 時(shí),晶體管會(huì)關(guān)閉。滯后 (Bhys) 是兩個(gè)閾值 (Bop-Brp) 之間的差額。即使存在外部機(jī)械振動(dòng)及電氣噪音,此內(nèi)置滯后頁可實(shí)現(xiàn)輸出的凈切換。單極霍爾效應(yīng)的數(shù)字輸出可適應(yīng)各種邏輯系統(tǒng)。這些器件非常適合與簡(jiǎn)單的磁棒或磁桿一同使用。單極性霍爾開關(guān)它的正反面會(huì)各一個(gè)磁極感應(yīng)才會(huì)有作用,在具體應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)該注意磁鐵的磁極的安裝,反了就會(huì)造成單極性不感應(yīng)輸出。
2、雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)(數(shù)字輸出)
雙極性霍爾具體又分雙極性不帶鎖存型霍爾開關(guān)和雙極性鎖存型霍爾開關(guān)。
雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)通常在南極磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠的情況下打開,并在北極磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠的情況下關(guān)閉,但如果磁場(chǎng)被移除,則是隨機(jī)輸出,有可能是打開,也有可能是關(guān)閉。雙極鎖存型霍爾效應(yīng)開關(guān)通常在南極磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠的情況下打開,并在北極磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠的情況下關(guān)閉,但如果磁場(chǎng)被移除,不會(huì)更改輸出狀態(tài)。這些霍爾效應(yīng)開關(guān)可使用南北交變磁場(chǎng)、多極環(huán)磁鐵進(jìn)行磁驅(qū)動(dòng)。
3、雙極鎖存型霍爾效應(yīng)開關(guān)(數(shù)字輸出)
當(dāng)置于n極(或s極)時(shí)開啟,磁場(chǎng)移除后繼續(xù)保持開啟;而只有當(dāng)置于s極(或n極)時(shí)才會(huì)關(guān)閉,磁場(chǎng)移除后繼續(xù)保持其開啟或關(guān)閉狀態(tài),直到下次磁場(chǎng)改變。這種保持上次狀態(tài)的特性即鎖存特性,這種類型的霍爾效益開關(guān)即雙極鎖存型霍爾效應(yīng)開關(guān)。
4、全極霍爾效應(yīng)開關(guān)(數(shù)字輸出)
與其他霍爾效應(yīng)開關(guān)不同,只要存在強(qiáng)度足夠大的北極或南極磁場(chǎng),這些器件就能打開;而在沒有磁場(chǎng)的時(shí)候,輸出會(huì)關(guān)閉。
5、線性霍爾效應(yīng)傳感器 IC(模擬輸出)
線性霍爾效應(yīng)傳感器 IC 的電壓輸出會(huì)精確跟蹤磁通密度的變化。在靜態(tài)(無磁場(chǎng))時(shí),從理論上講,輸出應(yīng)等于在工作電壓及工作溫度范圍內(nèi)的電源電壓的一半。增加南極磁場(chǎng)將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。相反,增加北極磁場(chǎng)將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。這些部件可測(cè)量電流的角、接近性、運(yùn)動(dòng)及磁通量。它們能夠以磁力驅(qū)動(dòng)的方式反映機(jī)械事件。
生產(chǎn)的發(fā)展方向
(1)使光電傳感器從理論研究向生產(chǎn)一條龍的產(chǎn)業(yè)化模式快速發(fā)展,走自主創(chuàng)新和合作相結(jié)合的跨越式發(fā)展道路,使我國(guó)成為世界傳感器的生產(chǎn)大國(guó);
(2)光電傳感器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。產(chǎn)品品種要向高技術(shù)、高附加值傾斜,尤其要填補(bǔ)“空白”品種;
(3)生產(chǎn)格局向?qū)I(yè)化發(fā)展。即生產(chǎn)傳感器門類少而精,且專門生產(chǎn)某一應(yīng)用領(lǐng)域需要的某一類傳感器系列產(chǎn)品,以獲得較高的*,各傳感器企業(yè)的專業(yè)化合作生產(chǎn);
(4)光電傳感器大生產(chǎn)技術(shù)向自動(dòng)化發(fā)展。光電傳感器的門類、品種繁多,所用的敏感材料各異,決定了傳感器制造技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性??v觀當(dāng)前光電傳感器工藝線的概況,多數(shù)工藝已實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化,但距離生產(chǎn)過程全自動(dòng)化尚存在諸多困難,有待今后廣泛采用CAD、CAM及的自動(dòng)化裝備和工業(yè)機(jī)器人予以突破;
(5)企業(yè)的重點(diǎn)技術(shù)改造應(yīng)加強(qiáng)從依賴引進(jìn)技術(shù)向引進(jìn)技術(shù)的消化吸收與自主創(chuàng)新的方向轉(zhuǎn)移;
(6)企業(yè)經(jīng)營(yíng)要加快從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為主向國(guó)內(nèi)與國(guó)外兩個(gè)市場(chǎng)相結(jié)合的化方向跨越發(fā)展;
(7)企業(yè)結(jié)構(gòu)將向“大、中、小并舉”、“集團(tuán)化、專業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局發(fā)展。 [1]
研究的發(fā)展方向
光電傳感及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,滿足了各類控制裝置及系統(tǒng)的更高要求,使得各領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來越高,同時(shí)光電傳感器的重要性不斷提高。目前,光電傳感器研究的主要方向是:(1)多用途。即一種光電傳感器不僅能針對(duì)一種物理量,而且能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量;(2)新型傳感材料、傳感技術(shù)等的開發(fā);(3)在惡劣條件下(高溫、高壓等)低成本傳感器(連接、安裝等)的開發(fā)和應(yīng)用;(4)光電傳感器與其它微技術(shù)結(jié)合的微光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 [1]
前景預(yù)測(cè)
傳感器市場(chǎng)報(bào)告顯示,2008年傳感器市場(chǎng)容量為506億美元,預(yù)計(jì)2010年傳感器市場(chǎng)可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示,東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)較快的地區(qū),而美國(guó)、德國(guó)、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布大的地區(qū)。就世界范圍而言,傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)較快的依舊是汽車市場(chǎng),占第二位的是過程控制市場(chǎng),看好通訊市場(chǎng)前景。
一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模大,分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過25%。
的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。有關(guān)專家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,各國(guó)將競(jìng)相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場(chǎng),比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴(kuò)大。 [3]
光電傳感器的智能化發(fā)展
智能光電傳感器是當(dāng)今科技界研究的熱點(diǎn)、尚無統(tǒng)一的、確切的定義。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為,智能光電傳感器是由傳統(tǒng)的光電傳感器和微處理器( 或微計(jì)算機(jī)) 相結(jié)合而構(gòu)成的,它充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力,對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并能對(duì)它的內(nèi)部行為進(jìn)行調(diào)節(jié),使采集的數(shù)據(jù)佳。
智能光電傳感器的功能有: 自補(bǔ)償能力,自校準(zhǔn)功能,自診斷功能,數(shù)值處理功能,雙向通信功能,信息存儲(chǔ)和記憶功能,數(shù)字量輸出功能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能傳感器的功能將逐步增強(qiáng),它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)(如傳感器信息融合技術(shù)、模糊理論等),使傳感器具有更高級(jí)的智能具有分析、判斷、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的功能、可以完成圖像識(shí)別、特征檢測(cè)、多維檢測(cè)等復(fù)雜任務(wù)。
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科瑞CONTRINEX開關(guān)LRS-3030-103
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