接近開關實驗說明

一、接近開關實驗說明：
接近開關又稱晶體管無觸頭位置開關。它的功能是當有某種物體與之接近到一定距離時就發出動作信號，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外，還可作為檢測金屬體的存在、高速計數、測速、定位、變換運動方向、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸頭按鈕等。它具有工作可靠、壽命長等特點。近年來在機床上得到了廣泛地應用。
二、接近開關類型：
1．高頻振蕩型(檢測各種金屬)；
2．電磁感應型(檢測導磁或非導磁性金屬)；
3．電容型(檢測各種導電或不導電的液體或固體)；
4．永磁型或磁敏元件型(檢測磁場或磁性金屬)；
5．光電型(檢測不透光的所有物質)；
6．超聲波型(檢測不透過超聲波的物質)。
其中以高頻振蕩型為最常用。
三、工作原理：
當有金屬物體進入一個以一定頻率穩定振蕩的高頻振蕩線圈的磁場時，由于該物體內部產生渦流損耗，對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，就能檢測出金屬物體存在與否，并能給出相應的控制信號去控制繼電器，以達到控制目的。
現以目前應用較多的LXJ系列為例對電路進行分析，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組成了電容三點式振蕩電路，采用電容分壓反饋信號。
接近開關在正常情況下，即沒有金屬極板接近磁頭，晶體管V₁處于振蕩狀態，通過300PF的電容器將振蕩信號耦合到V2的基極，使a點呈現為負電位而導致晶體管V₂截止， b點的高電位使V₃導通，繼電器KA吸合，指示燈點亮。
 
                                                           （圖 1）
當金屬極板接近磁頭（振蕩線圈）時，晶體管V1停振，V2基極上沒有了附加的負向振蕩信號，而使V2由截止轉向導通，V3截止，繼電器KA釋放，指示燈熄滅。
四、元器件清單：

序號	名稱	型號與規格	數量	備注
1	磁頭		1	自制
2	二極管	IN4007	4	VC
3	發光二極管	LEDΦ5	1	紅色
4	穩壓管	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、測試參考數據：
1、交流輸入    =13V；整流輸出    =16V；
2、電容三點式振蕩器輸出頻率f=75KHz，輸出幅度V_P-P=22V。
3、三極管各級靜態工作電壓，工作狀態，繼電器及指示燈工作狀態表如下：
(僅供參考)

鐵  振 板  蕩 離  線 開  圈		V1振蕩	V2截止		V3導通		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：以上數據僅供參考