接近开关是一种用于感应测量的非接触性传感器件,通常有两线和三线制之分,目前各行业大都采用两线制接近天关进行转速或计件等工作的计量。图1是德国产VARIKONT接近开关的典型测量电路(国产接近开关测量方法相同)。
+Vs为测试电路的供电电源,+Vr为测试点,电阻R阻值为2K。实际测量数据结果如表一及图2。
表 一
图3是根据上述测量结果设计的一种性能优越的接收器前置电路。D1选择硅二极管时其导通电压为0.7伏,R2即为图1中的R(2K),其工作原理如下:
当接近开关未受感应时D1反向端电压为1伏,此时D1导通,在D1的正向端得到1伏加上0.7伏的电压,即1.7伏电压。
当传感器受到感应后,在D1的反向端得到3伏至5伏的电压,其值小于4.3伏时,D1导通,在D1正向端最小可得到3+0.7=3.7伏的电压,当反向电压足够大时D1截止,D1正向端电流通过R1可得到5伏的电压,上面的分析表明:当供电电压在8伏至60伏之间变化时,Vm是在1.7伏至3.7伏之间变化的,这一变化正好符合施密特触发器的翻转要求,因此,适当变换图3即可得到比较完整的电路。
当+Vm为1.7伏时,不足以使施密特触发器发生翻转,其输出为5伏,当+Vm为3.7伏时,施密特触发器发生翻转,其输出为0伏,这样图4就构成了一个完整的接近开关前置电路,实际应用表明该电路稳定可靠,具备如下优点:
选取反压足够高的二极管D1,可以保护前置电路在外部接收器搭接比较高的电压时不受损害。
适当选取R1(100K),当接收器外部短路时,由于R1的限流作用使+5伏电源得以很好的保护。
接近开关可以在宽的范围内选择供电电压,同时该电路还适用于机械式开关。
当该电路用于机械开关时,CD4093的作用可以极大地降低机械开关触点接触时产生的