电容式接近开关

发布时间:2012-09-22 阅读量:2231 来源: 我爱方案网 作者:

开关,我们日常能够接触到很多了。那大家是否接触过电容式接近开关呢?什么是电容式接近开关呢? 电容式接近开关的组成和设计过程又是怎样的呢?
 电容式接近开关
电容式接近开关
电容式接近开关的概况
电容式接近开关属于一种具有开关量输出的位置传感器,它的测量头通常构成电容器的一个极板,而另一个极板是物体的本身,当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数ε发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通和关断。被这种接近开关的检测物体,并不限于金属导体,也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时,可以顺时针调节多圈电位器(位于开关后部)来增加感应灵敏度,一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn(Sn为电容式接近开关的标准检测距离)的位置动作。
 
系统组成及设计过程
系统组成框图如图3所示,从框图可以看出控制信号的流程:当人或其它物体接近电容式接近开关时,等效电容的容量值会发生变化,从而改变LC振荡器的振荡频率,F/V电路将LC振荡器输出的频率量转化成电压量后,交给信号处理电路,该部分将电压信号进行一系列的处理(包括:放大、整形等)后传给开关量变换电路,开关量转换电路实际上是A/D转换器,它将模拟电压转换为数字量,水龙头控制电路由开关量转换电路的输出量控制,它产生控制信号控制水龙头的开与关。本系统设计成当人接近水龙头一定距离时,水龙头自动开启,离开一定距离后水龙头自动关闭。
图3 控制系统组成框图
图3 控制系统组成框图 
部分关键电路介绍振荡电路与F/V变换电路及信号处理部分
连线图如图4所示,由555定时器组成的振荡器,它的振荡频率为:f=1/0.69*(R1+2*R2)*(C//CT),C就是电容式接近开关的等效电容值,CT为频率调节电容,通过C的变化从而使振荡频率变化,将此种变化传给F/V电路,引起F/V电路的输出电压变化。由锁相环CD4046组成的F/V变换电路将频率值变成电压值后,经精密运放OP-07线性放大后输入到开关量转换器(A/D转换器)的输入端。
  图4 振荡电路与FV部分及信号处理电路连线图
 图4 振荡电路与FV部分及信号处理电路连线图
A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后,输入到水龙头控制电路的输入端,由水龙水控制电路控制水龙头的开与关,这些电路简单,这里限于篇幅,不作介绍。
电容式接近开关
电容式接近开关 
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