第五章 机械位移传感器 5.2 磁性开关

5.2 磁性开关 2学时 一、任务内容 1、有触点磁性开关 2、无触点磁性开关 3、磁性开关的选用 4、磁性开关安装（自学） 二、总结 5.2 磁性开关 2学时 一、任务内容 1、有触点磁性开关 2、无触点磁性开关 3、磁性开关的选用 4、磁性开关安装（自学） 二、总结 三、作业

5.2 磁性开关 教学目标 (1)机械手磁性开关的工作原理与特性； (2) 磁性开关的安装调试步骤； (3)了解根据功能调试磁性式接近开关。 5.2 磁性开关 教学目标 (1)机械手磁性开关的工作原理与特性； (2) 磁性开关的安装调试步骤； (3)了解根据功能调试磁性式接近开关。 教学重点难点 重 点 难 点 磁性式接近开关工作原理、安装调试； 磁性开关安装与调试过程中遇到的问题

5.2 磁性开关 磁性开关相关知识， 观看案例、动画、视频，总结气缸工作过程， 针对气缸伸出缩回位置，进行传感器选型。

5.2 磁性开关 一、有触点式磁性开关： 当随气缸移动的磁环靠近感应开关时，感应开关的两根磁簧片被磁化而使触点闭合，产生电信号；当磁环离开磁性开关后，舌簧片失磁，触点断开，电信号消失。这样可以检测到气缸的活塞位置从而控制相应的电磁阀动作。

5.2 磁性开关 一、有触点式磁性开关： 内部结构：两片磁簧管组成的机械触点 外部接线：交直流通用

5.2 磁性开关 有触点式磁性开关： 带有磁性开关的气缸活塞移动到一定位置时，舌簧开关进入磁场，两簧片被磁化而相互吸引，触点闭合，发出一信号；活塞移开，舌簧开关离开磁场，簧片失磁，触点自动脱开，如图a。 如图b，活塞向右运动时，当磁环到A位置时，舌簧开关被接通，磁环移到B位置时，舌簧开关才脱开，A-B区间称为动作范围。活塞向左反向运动时，磁环移到C位置，开关才接通，继续左行至D位置，开关才脱开，C-D区间也是动作范围。有触点的磁性开关的动作范围一般在5～14mm，与开关型号和缸径有关。从磁环运动到使开关OFF（或ON）的位置，再反向运动又使开关ON（或OFF）的区间，称为磁滞区间，如图b中的BC段和DA段，此区间通常小于2mm。扣除磁滞区间的动作范围为最适安装位置。其中间位置称为最高灵敏度位置。 磁环停止在最高灵敏度位置，开关动作稳定，不易受外界干扰。若磁环停止在磁滞位置，则开关动作不稳定，易受外界干扰。

5.2 磁性开关 有触点式磁性开关 检测方法 将检测仪连接好，用一磁铁沿上图方向移动，如果检测仪指示灯变亮并且发出声音，则感应开关可用；如果没有该现象请将检测仪的拨码开关搬到另外一挡，若仍然没有上述现象，则说明开关已损坏。 切勿使用干电池直接测试，会形成短路。

5.2 磁性开关 二、无触点式磁性开关 无接点式感应开关从结构和原理上与有接点式感应开关都有本质的区别，它是通过对内部晶体管的控制，来发出控制信号。当磁环靠近感应开关时，晶体管导通，产生电信号；当磁环离开磁性开关后，晶体管关断，电信号消失。最大感应点如下图。

5.2 磁性开关 无触点式磁性开关 磁性开关内，有一磁敏电阻作为磁电转换元件。磁敏电阻是由对温度变化不敏感的、对磁场变化相当敏感的强磁性合金薄膜制成的。当磁性开关进入永久磁铁的磁场内时，磁敏电阻的输出信号如图所示。此信号经放大器处理，转换成磁性开关的通断信号。

5.2 磁性开关 三、磁性开关选用 有触点式磁性开关特点： 1、触点密闭在惰性气体中，减少开闭时火花引起氧化、碳化、避免灰尘污染，触点镀贵金属、耐磨。 2、用磁性开关来检测活塞位置，从设计、加工、安装、调试等方面，都比使用其他限位开关方式简单、省时。内部阻抗小，无指示灯的情况下，一般为1Ω以下，若内置触点保护回路，在25Ω以下。吸合功率小，过载能力较差。 3、磁性开关的安装位置的改变很方便。有动作指示灯显示，安装、维护、检查都非常方便。寿命10^7～10^8次，价廉，易冷焊接。 4、相应快，动作时间为1.2ms。耐冲击，冲击加速度可达300m/s^2,无漏电流存在。

5.2 磁性开关 磁性开关选用 无触点式磁性开关特点： 无触点磁性开关内无可动部件，故寿命是半永久的。动作时间短，在1ms以下。动作范围一般为3 ～10mm，磁滞区间通常小于1mm。检测可靠性高。耐冲击，可达1000m/s^2。适合需开关高频动作的场合。但应注意这种开关有漏电流，三线式100μA以下，二线式在0.8mA以下。

5.2 磁性开关 磁性开关的选用 选择磁性开关时，要注意以下几点： 1.气缸的型号（如CJ,CA2等） 5.2 磁性开关 磁性开关的选用 序号 项目 说明 漏电流 动作时间ms 寿命 耐冲击性能m/s2 1 有接点 无 1.2 几千万次 300 无接点 3线式：100µA以下 2线式：1mA以下 ≤1 半永久 适合高频工作 500 2 用途 PLC、集成电路、继电器、小型电磁阀 3 使用电压V 有接点：DC24（4～100） AC220（5～110） 无接点：DC24（10～28） 4 内部压降V 最大开关电流mA 配线工作量 有接点：2线式 ＜2.5 100 小 有接点：3线式 ＜0.8 大 无接点：2线式 0.8mA以下 ＜4 无接点：3/4线式 100µA以下 选择磁性开关时，要注意以下几点： 1.气缸的型号（如CJ,CA2等） 2.负载电压（DC24V,AC100V,AC200V,AC24V） 3.线制（2线制，3线制） 4.适合负载（继电器，程序控制器，IC回路） 5.安装形式（直接安装，轨道安装，环带安装，拉杆安装）

5.2 磁性开关 四、磁性开关安装方式 1、气缸磁性开关安装方式·用钢带固定 5.2 磁性开关 四、磁性开关安装方式 1、气缸磁性开关安装方式·用钢带固定 将安装用钢带沟槽的轭架上，旋动安装螺钉，则磁性开关就被紧固在缸筒上。此固定方法安全，但紧固力不能过大，以防止拉长钢带反而不能固定，甚至拉断钢带。钢带安装时不要倾斜，否则受冲击返回至正常位置时便会松动。适用于无拉杆的中小型缸。

5.2 磁性开关 2、气缸磁性开关安装方式·固定在导轨上 5.2 磁性开关 2、气缸磁性开关安装方式·固定在导轨上 开关壳体上有一带孔的夹片，导轨中有一可滑移的安装螺母，将安装螺钉穿过夹片孔，对准螺母拧紧，则开关便紧固在导轨上。这张安装方法通常用于中小型气缸及带安装平面的气缸。

5.2 磁性开关 3、气缸磁性开关安装方式·卡固在拉杆上 5.2 磁性开关 3、气缸磁性开关安装方式·卡固在拉杆上 开关壳体上有带孔夹片或带孔凸缘。图中所示是将安装件用止动螺钉固定在拉杆上，然后再将开关固定在安装件上.

5.2 磁性开关 4、气缸磁性开关安装方式·直接

5.2 磁性开关 五、磁性开关安装 STEP3：继续滑行至磁性开关OFF后，停止向前滑行。 1、端点的检测 5.2 磁性开关 STEP3：继续滑行至磁性开关OFF后，停止向前滑行。 五、磁性开关安装 1、端点的检测 STEP1：将气缸的活塞推到端点的位置 STEP4：倒退滑行待磁性开关再度ON时做一记号。 STEP2：将磁性开关紧贴气压缸壁向前滑行，ON时作一记号 STEP5：选两个记号中间的位置为最佳装置位置。

5.2 磁性开关 五、磁性开关安装 STEP3：继续滑行至磁性开关OFF后，停止向前滑行。 2、中点的检测 5.2 磁性开关 STEP3：继续滑行至磁性开关OFF后，停止向前滑行。 五、磁性开关安装 2、中点的检测 STEP1：将气缸的活塞推到欲检测的位置 STEP4：倒退滑行待磁性开关再度ON时做一记号。 STEP2：将磁性开关紧贴气压缸壁向前滑行，ON时作一记号 STEP5：选两个记号中间的位置为最佳装置位置。

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 1、安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等，会损坏开关； 5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 1、安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等，会损坏开关； 2、不能让磁性开关处于水或冷却液中使用； 3、绝对不要用于有爆炸性、可燃性气体的环境中； 4、周围有强磁场、大电流（如电焊机等）的环境中应选用耐强磁场的磁性开关； 5、不要把连接导线和动力线（如电动机等）、高压线并在一起； 6、两个以上带磁性开关的气缸平行使用时，为防止磁性体移动的相互 干扰，影响检测精度，两缸筒间距离一般应大于40mm；

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 7、磁性开关的配线不能直接接到电源上，必须串接负载； 5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 7、磁性开关的配线不能直接接到电源上，必须串接负载； 8、对于直流电，棕线接＋极，蓝线－极，若带指示灯，当开关吸合时，指示灯亮；若接反，开关动作，但指示灯不亮； 9、在使用三线式的无接点形式磁性开关时，一定要使用直流电源，并请注意NPN或PNP接线方式。棕色要接高电位（+），蓝色要接在低电位（-），黑色接至负载。棕色、蓝色、黑色散仙若接错，会导致磁性开关损坏。

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 10、带指示灯的有接点磁性开关，当电流超过最大电流时，发光二极管会损坏；若电流在规定范围以下，则会变暗或不亮； 11、活塞接近磁性开关时的速度V不得大于磁性开关能检测的最大速度Vmax。该最大速度Vmax与感应开关的最小动作范围Lmin、磁性开关所带负载的动作时间Tc之间的关系式为： Vmax= Lmin/ Tc（开关在行程中间时需要注意）； 12、多个开关串联使用时，每个发光二极管都有内部压降，故负载电压会降低，可能造成不动作，所以开关串联时一般不多于4个；若串联电路中，只使用一个带指示灯的开关，其余的使用不带指示灯的开关，则可提高负载电压。 13、多个开关并联使用时，每个开关两端的压降和通过的电流都减少，故指示灯会变暗或不亮； 串联使用 并联使用

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 14、接入PLC使用时，接线如下： 有接点磁性开关为控制信号，应接至PLC的输入端， 5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 14、接入PLC使用时，接线如下： 有接点磁性开关为控制信号，应接至PLC的输入端， 1、三线式无接点磁性开关，棕色线和蓝色线分别接＋24V和COM，黑色线接入至PLC输入点X…。 2、四/五线式磁性开关一般多一组常开/闭触点，接法同上。

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 14、接入PLC使用时，接线如下： 有接点磁性开关为控制信号，应接至PLC的输入端， 5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 14、接入PLC使用时，接线如下： 有接点磁性开关为控制信号，应接至PLC的输入端， 1、三线式无接点磁性开关，棕色线和蓝色线分别接＋24V和COM，黑色线接入至PLC输入点X…。 2、四/五线式磁性开关一般多一组常开/闭触点，接法同上。

5.2 磁性开关 六、磁性开关安装注意事项 定期维护检查下面几点，以防开关误动作 1、增拧感应开关的安装小螺钉 防止感应开关松动或位置发生偏移；如果已经发生偏移，应重新调整到正确的位置后再紧固小螺钉。 2、检查导线有无损伤 导线损伤会造成绝缘不良或导线断路。如果发现导线破损，应更换开关或修复导线。

5.2 磁性开关 归纳总结 磁性开关的安装需要注意很多事项。 作业