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检测开关的用途及使用方法

来源:http://www.crazy-snail.com 时间:2016-05-10 23:27:55

检测开关的用途及使用方法
 检测开关根据其用途具有各式各样的输出方法。
 1. 接点输出式
 以微型开关、限位开关、继电器的接点为输出的开关要素,与电磁开关、小型马达、电磁器等连接作为主要目的,可进行数安培电流的开关控制。与电子控制设备连接时,需注意振动时间、最小负荷电流。
 2. 光电耦合输出式
 检测电路电气绝缘,与接点输出式的使用方法相同。可控制10~50mA电流的开关。
 3. 直流3线式
 a. 电压输出型
 如图7所示的输出电路,进行检测时,向负荷输出电压信号。电压输出型主要是以连接由电子计数器、无接点继电器等的晶体管或IC构成的电子控制设备为目的而制造的。
 b. 电流输出型
 亦可称为开放、集电极输出型。如图8所示,输出晶体管动作时,有吸入电流的NPN型(电流吸收)和吐出电流的PNP型(电流源)。输出晶体管中使用小容量的功率晶体管,则可进行50~200mA电流的开关,并可直接进行电磁继电器、电磁阀、直流电磁器、显示灯等负荷的驱动。
 4. 直流2线式
 该方式的接近开关有2根导线,因此,使用时对极性予以注意的话,不仅使用方法可与机械式限位开关相同,而且配线简单,但需注意下述状况。
 1) 即使开关处于关闭状态,也需向接近开关的检测电路供给电流。为此,负荷中有微量电流流动。该电流称为漏电流。漏电流时,负荷两端产生“漏电流×负荷电阻值”的电压,此时使用高阻抗负荷会产生回复不良的现象。
 2) 开关开启时,需向检测电路供给电压,此时,若开关不处于全开状态,会发生数伏电压下降的现象。该电压称为残余电压。为此,电源电压需为“残余电压+负荷动作电压”的电压值。最近的产品,一般漏电流在1mA以下,残余电压为3~5V。
 PC、继电器、电磁器、灯等可作为负荷使用,TTL等逻辑电路的输入需注意前述事项。
 5. 交流2线式
 可使用AC200V的市用电源,进行50mA~1A的交流负荷电源的开关。开关部件使用可控硅,动作原理与直流2线式相同,因此,即使在开关关闭时,亦需向负荷供给电流。
 由于开关开启时,向内部电路供给电流,为此,需使可控硅为非接通角,或与可控硅串联插入稳压二极管,以至产生残余电压。因此,在选择负荷时应予以注意。交流2线式的漏电流为1.5~2mA,残余电压在10V左右。发生动作不良、回复不良现象时,应事先与负荷并联并安装分流电阻。
检测开关的主要参数
 使用条件:
 温度;-25-70℃
 相对湿度;95[%](40℃)
 额定负荷:DC30V 0.1mA
 接触电阻:≤50MΩ
 绝缘电阻:≥50MΩ
 耐电压: AC250V 50Hz/1min
 回 路: 1C-2P
 寿 命: 100000次
检测开关与其他设备的连接
 检测开关的输出种类在前面已作了介绍。进行直接或通过继电器向电磁器、马达驱动器、计数器、程序控制器(PC)输入时使用。为使检测用开关与其他设备连接后信号得到正确的传输,需对电源种类、电流、电压规格进行输出、输入调整。
 1. 接点输出传感器与PC的连接
 作为PC的输入模块,可使用AC输入模块和DC输入模块。为将来自输入模块的电流控制在10mA之内,需对接触的可靠性进行研究。作为其对策,可将输入模块与虚设电阻并联,使通过接点电流增加,或使用具有微小电流接点的开关。
 2. 直流开关型负公共端检测开关的连接
 确认检测开关的最大输出电流(同步电流)大于PC输入模块的开启电流。使用电压输出型检测开关时,为防止由于电流逆流向传感器引起错误动作,传感器电源与输入模块电源的使用电压应相同。
 3. 直流(交流)2线式检测开关的连接
 确认检测开关开启时的漏电流比PC输入模块的关闭电流小,而电源电压减去传感器开启时残余电压的值大于PC输入模块输入开启电压。开关关闭时的漏电流大于PC输入模块关闭时的电流时,与输入模块并联连接虚设电阻,使流向PC输入模块的电流减小即可。使用附带氖灯或发光二极管的限位开关等亦需采取同样方法。
 4. 检测开关与计数器的连接
 计数器种类分为无电压输入型和电压输入型。使用电压输入型时,需对使用电压输出型的传感器调整“H”、“L”等级进行确认。使用无电压输入型时,应同时使用直流开关型负公共端输出或接点输出型。与接点输出型共同使用时,需对从计数器中流出的数毫安电流是否确实具有开关动作性能进行确认。
 5. 检测开关与电感性负载的连接
 电感性负载(磁体、继电器、电磁器)切断时,产生数千伏的反电动势,从而引起无接点输出型输出元件的破坏和接点输出型接点表面的粗糙导致的接触不良现象。作为其对策,应尽量在最接近电感性负荷之处并联反电动势吸收元件(CR、非线性电阻、二极管)。
检测开关的常见故障
 1. 使用初期的故障
 以光电开关、接近开关等为主体的检测开关,半导体一般会在使用初期发生故障。
 其原因是使用在回路中的半导体,在制造中受到种种应力而导致在使用开始后的短期内发生破损;另外,功率比半导体低的电阻、电容也是造成使用初期故障的原因。初期故障的发生时间,根据制造方法的不同而不同,不能一概而论,一般多发生在使用开始后的一星期到10天内。
 2. 偶发故障
 包括由于半导体部件的不良而引起的故障,电阻、电容的断线、短路、容量不足,电路板的电路断裂、带焊料等的不良现象,但发生率极低。接近开关经常发生故障时,可以考虑为使用环境的问题,请向厂家咨询。
 3. 负荷短路与配线错误
 由于配线错误或带电作业引起负荷短路时,导致大电流流向检测开关,输出回路烧毁。作为在检测开关外进行的保护对策,可使用切断快速熔断器短路电流的方法,通过熔断器进行保护,不仅可保护负荷短路,还对地线有保护作用。但是,由于开关内的输出晶体管的残余容量小,达不到100[%]的效果。
 4. 干扰波导致的破损
 由干扰波带来的破损是慢慢形成的,因此在开始使用后的一个月或二三个月后发生破损是极其普通的。因此,在该期间发生破损时,其原因则可判断为干扰波。电感负载开闭时发生的检测开关的瞬间错误动作是由干扰波造成的。
 
检测开关的用途及使用方法
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