模拟量输出线性近开关
接近开关的分类与学习
一、电感式接近开关：只能检测金属物体1.工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由L C高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。
这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。
2.工作流程方框图术语解释1.检测距离:动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。
额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
2.设定距离：接近开关在实际工作中整定的距离，一般为额定动作距离的0.8倍。
3.回差值:动作距离及复位距离之间的绝对值。
4.标准检测体：可使接近开关作比较的金属检测体。
本厂所采用的检测体为正方形的A3钢，厚度为1m m，所采用的边长是接近开关检测面的 2.5倍。
5.输出状态：分常开和常闭。
当无检测物体时，常开型的接近开关所接通的负载，由于接近开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
6.检测方式：分埋入式和非埋入式。
埋入式的接近开关在安装上为齐平安装型，可及安装的金属物件形成同一表面，非埋入式的接近开关则需把感应头露出，以达到其长检测距离的目的。
7.响应频率f：按规定的1秒的时间间隔内，接近开关动作循环的次数。
响应时间t：接近开关检测到物体时间到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。
可用公式换算t=1/f以NPN型输出的接近开关为例8.导通压降：既接近开关在导通状态时，开关内输出晶体管上的电压降。
9.输出形式：分n p n二线，n p n三线，n p n四线，p n p二线，p n p 三线，p n p四线，D C二线，A C二线，A C五线（自带继电器）等几种常用的形式输出。
注意事项1：当检测物体为非金属时，检测距离要减小，另外很薄的镀膜层也是检测不到的。
接近开关工作原理
接近开关工作原理概述：接近开关是一种常用的电子元件，用于检测物体的接近或离开，并将这种状态转换为电信号输出。
它在自动化控制系统中广泛应用，可以实现物体的非接触式检测和控制。
本文将详细介绍接近开关的工作原理、分类、应用以及选型注意事项。
一、工作原理：接近开关的工作原理基于不同的物理原理，常见的有磁性、电感、电容、光电和超声波等。
以下将分别介绍这些原理：1. 磁性接近开关：磁性接近开关利用磁场的作用，当检测到磁性物体靠近时，磁场发生变化，从而使开关动作。
例如，磁簧开关就是一种常见的磁性接近开关，它由磁簧和触点组成，当磁簧受到外界磁场的影响时，触点闭合或断开。
2. 电感接近开关：电感接近开关利用线圈的电感变化来检测物体的接近。
当有金属物体靠近时，金属物体对线圈的电感产生影响，从而改变线圈的电感值，使开关发生状态变化。
电感接近开关常用于金属物体的检测。
3. 电容接近开关：电容接近开关利用电容的变化来检测物体的接近。
当有物体靠近电容接近开关时，物体与电容传感器之间形成一个电容耦合，导致电容值的变化，从而触发开关动作。
电容接近开关适用于非金属物体的检测。
4. 光电接近开关：光电接近开关利用光的传播和接收来检测物体的接近。
它由发光器和接收器组成，当物体靠近时，光线被遮挡或反射，从而改变接收器接收到的光强度，触发开关动作。
光电接近开关适用于颜色、透明度不同的物体检测。
5. 超声波接近开关：超声波接近开关利用超声波的传播和接收来检测物体的距离。
超声波发射器发出超声波信号，当信号遇到物体并被反射回来时，接收器接收到反射信号，并通过计算时间差来确定物体与开关的距离。
超声波接近开关适用于大距离、不受物体材料影响的检测。
二、分类：根据工作原理和形状结构，接近开关可以分为多种类型。
以下将介绍几种常见的接近开关类型：1. 传感器式接近开关：传感器式接近开关是一种非触点式的接近开关，它通过感应物体的接近来触发开关动作。
根据工作原理的不同，传感器式接近开关又可细分为磁性、电感、电容、光电和超声波等类型。
第3章 智能仪器输出通道
8
1 255
0.0039 0.39%
1
n
对于n位D/A转换器，分辨率为 2 1 。 分辨率是D/A转换器在理论上能达到的精度。 不考虑转换误差时，转换精度即为分辨率的 大小。
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（2）转换误差
实际D/A转换器由于各元件参数值存在 误差、基准电压不够稳定以及运算放大器的 漂移等，使D/A转换器实际转换精度受转换 误差的影响，低于理论转换精度。
•
I OUT 2
•
•
R fb
VREF
：数据写入DAC寄存器的控制信号，低电 平有效。 ：传送控制信号，低电平有效。 : 模拟电流输出，当输入数字为全为“1” 时，输出电流最大（255V / 256R ），当输 入数字为全为“0”时，输出电流为0。 ：模拟电流输出，模拟量为差动电流输出, 与的关系是：I I ＝常数 ：内部反馈电阻引脚，可外接输出增益调 整电位器。 ：参考电压输入端，可接正负电压，范 围为-10～+10V。
（1）分辨率 指当输入数字发生单位数码变化时所对 应的输出模拟量的变化量。 DAC的位数（输入二进制数码的位数） 越多，输出电压的取值个数越多，越能反映 输出电压的细微变化，分辨率越高，一般可 用DAC的位数衡量分辨率的高低。
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另外，DAC的分辨率也可用DAC能够分辨 出的最小电压（对应输入二进制代码中只有 最低有效位为1，其余为零）与最大输出电 压（对应输入二进制代码中各位全为1）的 比值表征。 例如8位的D/A转换器，分辨率为:
LSB
。
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2、转换速度 一般由建立时间决定。建立时间是指当 输入的数字量变化时，输出电压进入与稳态 值相差 1 LSB 范围以内的时间。
霍尔传感器
霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
霍尔效应在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为H的霍尔电压U霍尔元件根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
(1)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
(2)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。
前者输出模拟量，后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。
前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
用单片机测量电磁场1.硬件设计硬件电路应包括：单片机接口电路、设定值输入（工作点磁感应强度设定值）、检测信号输入、控制输出和显示等部分。
电容、霍尔、模拟量接近开关的原理参数和选型
15mm -4 Bot=620x10 T HJ18M-Z-NK15 HJ18M-Z-NH15 HJ18M-Z-PK15 HJ18M-Z-PH15 ≤100mA ≥500KHz -20℃ ～80℃
20mm -4 Bot=620x10 T HJ30M-Z-NK2 0 HJ30M-Z-NH2 0 HJ30M-Z-PK20 HJ30M-Z-PH2 0 ≤100mA ≥500KHz -20℃～80℃
20 RB40-Z-NK20 RB40-Z-NH20 RB40-Z-PK20 RB40-Z-PH20 RB40-Z-K20L RB40-Z-H20L RB40-J-K20 RB40-J-H20
开 + 闭( K 3 )
开 + 闭( K 6 )
电源电压 [V]
10～36V 90～250VAC 20～250VAC / DC 500mA 直流时100mA 交流时300mA 500Hz 500Hz 500Hz 500Hz 500Hz 500Hz 按照使用电源不同,请参照二线制的反应频率
标 准 检 测 体Q 2 3 5钢( m m ) 设 定 距 离S r : ( m m )
具 备 型 号 ：P N P常 开( K 4 ) 技 术 参 数
额 定 电 压 电 压 输 出 电 流 输 出 允许电压波动 工作环境温度 外 壳 材 料 防 护 等 级
K JT -38 46 0 /□
外
形
尺
寸
＞20MΩ ≤5 %
直 流 三/四 线 ≤0 . 0 5 m A， 直 流 二 线 ≤0 . 4 m A， 交 流 ≤1 . 6 m A， 触 点 输 出 ≤0 . 0 0 2 m A
外 壳 材 料 防 护 等 级 备 注
ABS IP67 外形长度可根据客户要求定制加工
接近开关工作原理
接近开关工作原理概述：接近开关是一种常用的传感器，广泛应用于工业自动化领域。
它能够检测物体的接近或离开，并将信号传递给控制系统。
本文将详细介绍接近开关的工作原理、分类、应用以及选型注意事项。
一、工作原理：接近开关的工作原理基于不同的物理原理，主要包括磁性原理、电感原理、光电原理和超声波原理。
1. 磁性原理：磁性接近开关利用物体对磁场的影响来检测物体的接近或离开。
当物体靠近磁性接近开关时，物体会改变磁场的分布，从而引起接近开关内部的磁场变化，进而触发开关。
2. 电感原理：电感接近开关利用物体对感应电流的影响来检测物体的接近或离开。
当物体靠近电感接近开关时，物体会改变感应电流的分布，从而引起接近开关内部感应电流的变化，进而触发开关。
3. 光电原理：光电接近开关利用物体对光的遮挡来检测物体的接近或离开。
光电接近开关由发光器和接收器组成，当物体靠近开关时，会遮挡光线的传播路径，从而引起接收器接收到的光强度的变化，进而触发开关。
4. 超声波原理：超声波接近开关利用物体对超声波的反射来检测物体的接近或离开。
超声波接近开关由发射器和接收器组成，发射器发射超声波，当物体靠近开关时，超声波会被物体反射回来，接收器接收到反射回来的超声波信号，从而触发开关。
二、分类：根据接近开关的工作原理和结构特点，可以将接近开关分为磁性接近开关、电感接近开关、光电接近开关和超声波接近开关。
1. 磁性接近开关：磁性接近开关主要由磁场感应元件和输出开关组成。
它适用于检测金属物体，具有灵敏度高、可靠性好的特点。
常见的磁性接近开关有磁簧开关、霍尔元件开关等。
2. 电感接近开关：电感接近开关主要由线圈和输出开关组成。
它适用于检测金属物体，具有高频响应和抗干扰能力强的特点。
常见的电感接近开关有铁芯电感开关、无铁芯电感开关等。
3. 光电接近开关：光电接近开关主要由发光器、接收器和输出开关组成。
它适用于检测非金属物体，具有无触点、寿命长的特点。
常见的光电接近开关有光电传感器、光电开关等。
模拟量输入输出通道
效数字量存入RAM中，当CPU要求输入第n路信号时，则由
CPU控制将第n路对应的放大倍数从RAM中取出，经数据总线 送入AM-542相应端接点，这样信号便按预先设定的放大倍数 进行放大。
第四章模拟量输入输出通道
2． 放大器并联反馈电阻方案 如图4-12所示，A1、A2组成同相关联差动放大器，A3为起
减法作用的差动放大器。电压跟随器A4 的输入来自A点即共模
电压Ucm,其输出作为运放A1、A2的电源地端， 以使A1、A2的电 源电压浮动幅度与Ucm 相同，从而大大削弱共模干扰的影响，
这就是共模自举技术。信号从Us1、Us2以差动方式输入，放大器
有结构简单，闭合时接触电阻小，断开时阻抗高，工作寿命较 长，不受环境温度影响等优点，在小信号中速度的切换场合仍
可使用。由单个干簧管继电器组成的多路开关均采用开关矩阵
方式，如图4-4所示的开关矩阵可对64个点进行检测和选通， X轴和Y轴的选通电路受CPU控制，其程序框图如图4-5所示。
第四章模拟量输入输出通道
一种以光控制信号的器件，输入端为发光二极管，输出端为光 敏三极管。当PIO的某一位为高电平时，经反相为低电平，发 光二极管导通并发光，使光敏三极管导通， 经倒相输出高电 平。 光电开关能使输入和输出在电气上完全隔离，主要用于
抗干扰场合。
第四章模拟量输入输出通道
图4-8 光电耦合开关用法之一
第四章模拟量输入输出通道
图4-9(b)是差动多路输入连接方式，模拟量双端输入， 双端输出接到运算放大器上。由于运算放大器的共模抑制比 较高， 故抗共模干扰能力强，一般用于低电平输入，现场干 扰较严重，信号源和多路开关距离较远，或者输入信号有各
U-GAGE 传感器 说明书
T30U 系列选型U -G A G E ®T30U 系列－既能模拟量输出，又能开关量输出的超声波传感器功能多样U-GAGE T30U 系列为超声传感器的多功能性设置了新标准：在同一个传感器中既包括开关量输出，又包括模拟量输出。
• 两种型号：NPN 或PNP 开关量输出，加上一个0 ~ 10V dc 或4 ~20mA 模拟量输出。
专利的超短“T ”型外壳T30U 为精巧、超短型的超声波传感器，检测头直径为30mm ，长度为竞争对手产品的一半。
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U-GAGE ®T30U 系列选型T30U 系列外形尺寸电缆式接插件式注：在电缆式产品型号后加W/30，电缆长度为9m ；接插件式产品需另购接插电缆† 技术参考资料请从 上下载T30U 系列选型U -G A G E ®U-GAGE ®T30U 系列选型–+NPNPNP* 4 - 20mA 或0 - 10V dc **最大100mA注：接线图同样适用于电缆式或QD 接插件式。
建议屏蔽线接地或电源负极T30U 系列接线图T30U系列波形图¶ˇ¶ˇ¶ˇ¶ˇU-GAGE T30U 有效波束，对于平板物体(典型)U-GAGE T30U 有效波束，对于柱形物体(典型)1米型2米型1米型2米型模拟量+开关量双开关量–+NPNPNPT30U 系列附件选型U -G A G E ®电缆：PVC 封套，聚氨酯镀铬黄铜连接螺母导线：20或22高柔性连接线，PVC 绝缘，镀金触点工作温度：-40°C ~ +90°C （-40°~ +194°F ）电压等级：250V ac/300V dcT30U 系列选型U-GAGE®12.7 mm(0.50")Q45U 系列选型U -G A G E ®只需按一按键• 即可在100mm 到3000mm 检测距离间进行窗口设定• 微处理器控制的“示教”模式可以方便地设定检测窗口，只需将被测物置于检测位置第一设定点，点击一下按键，再将被测物置于检测位置第二设定点，点击按键即可。
BERO接近开关概要
BERO接近开关概要BERO Proximity Switches Summary摘要BERO接近开关为无接触式电子开关，根据物理原理的不同可分为超声波传感器、光电接近开关、电感式接近开关和电容式接近开关四种。
本文将对各种开关的工作原理、应用、种类、参数、安装以及订货等做简单的概述。
关键词BERO 接近开关Key WordsBERO Proximity switchesA&D Service & Support Page 2-27目 录BERO接近开关概要 (1)一、3RG7 系列 Opto-BERO 光电开关 (5)1.1、光电开关工作原理 (5)1.2、安装 (6)1.3、传感器系列与订货信息 (8)二、3RG6 系列 BERO 超声波式接近开关 (10)2.1、工作原理 (10)2.2、应用 (11)2.3、SONPROG (11)2.4、同步： (12)2.5、分类： (12)2.6、防爆保护 (14)2.7、安装 (14)2.8、传感器系列与订货信息 (15)三、BERO-3RG4 系列电感式接近开关 (17)3.1、工作原理与应用 (17)3.2、产品特点 (17)3.3、电缆： (18)3.4、最小安装间隙： (18)3.5、种类 (18)四、BERO 3RG16 电容式接近开关 (21)4.1、应用 (21)4.2、工作原理 (21)4.3、3RG16 开关特点: (22)4.4、电气连接 (22)五、IQ Sense (22)5.1、IQ-Sense 的突出特点 (22)5.2、设置与编程 (23)5.3、EMC (23)5.4、IQ-Sense类型 (24)5.5、IQ Sense模板 (26)附录－推荐网址 (27)A&D Service & Support Page 3-27BERO接近开关概要产品样本下载路径：/download/自动化系统\工厂自动化传感器自动化控制系统，产品生产线，需要对位置、距离、高度等进行检测，丰富的 BERO 传感器系列总能够为您提供合适的解决案而不管您的具体应用如何。
第三章开关量输入输出通道
–CMOS：3~18V
–其它：24V，3.3V，3V，……
2 逻辑信号电平的匹配
V1
–三极管
–电平转换芯片 如74LVXC4245
第三章开关量输入输出通 道
二、限电压保护
右图是一种限压保护电 路。该电路可将Vi’ 的信号 电平控制在0-VD ~VCC+VD 之间。 VD是二极管D1D2的管压降 。二极管D1D2应选择导通 速度快的开关二极管。
本节介绍了模拟信号的采集技术。对于一个以单片机为核心的 智能仪器系统来说，解决的是怎样将各类模拟信号变换成微型计算 机能够识别和处理的二进制数字信号的问题。
MCU
DB READY /RD
ADC
信号 放大 S/H 电路
模 拟 多 路
变 输入 换 、 保
开
护
/WR 启动 逻辑
关
电
路
DB 锁存器
AB 译码器
该电路可将输入信号的电流限制一定范围正温热敏电阻ptcr自复保险丝简介以微量稀土元素掺杂而半导化的batio3陶瓷在室温至一定温度范围电阻很小到一定温度相变温度后电阻急剧上升电阻变化可达10以上这一特性称为正温热敏电阻效应简称ptc效应用该陶瓷制成的元件称为ptcr热敏电阻芯片
第三章 智能仪表的I/O接口
第三章开关量输入输出通 道
3.2.5 输入端口的保护
仪表I/O端口直接与外部信号连接，容易受到输 入信号线携带的高电压噪声的损害。所以，输入端 口应采取适当的保护。常用的保护措施有：
•电平匹配 •限幅（电压） •限流 •隔离
第三章开关量输入输出通 道
一、电平匹配
1 常用IC和现场信号逻辑电平
V2
INT1
接近开关工作原理
接近开关工作原理概述：接近开关是一种常用的传感器，广泛应用于自动化控制系统中。
其主要功能是检测物体的接近或离开，并将信号传输给控制系统，以实现相应的操作。
本文将详细介绍接近开关的工作原理、类型、应用领域以及选型注意事项。
一、工作原理：接近开关的工作原理基于不同的物理原理，常见的有磁性、电容、光电、超声波等。
1. 磁性接近开关：磁性接近开关利用物体对磁场的干扰来检测物体的接近。
其结构一般由磁头和磁敏元件组成。
当物体靠近磁头时，磁敏元件感应到磁场的变化，产生相应的信号输出。
2. 电容接近开关：电容接近开关利用物体对电场的干扰来检测物体的接近。
其结构一般由电极和振荡电路组成。
当物体靠近电极时，电容的变化引起振荡电路频率的变化，从而产生相应的信号输出。
3. 光电接近开关：光电接近开关利用物体对光的遮挡或反射来检测物体的接近。
其结构一般由发光器和接收器组成。
发光器发射光束，当物体接近并遮挡光束时，接收器感应到光强度的变化，产生相应的信号输出。
4. 超声波接近开关：超声波接近开关利用物体对超声波的反射来检测物体的接近。
其结构一般由发射器和接收器组成。
发射器发射超声波，当物体接近并反射超声波时，接收器感应到超声波的变化，产生相应的信号输出。
二、类型：根据接近开关的工作原理和结构特点，可以将接近开关分为以下几种类型：1. 开关量接近开关：开关量接近开关输出信号只有两种状态，通常为开和关。
常见的有磁性接近开关、电容接近开关、光电接近开关等。
这种类型的接近开关适用于检测物体的接近或离开，常用于自动化生产线、物流系统等领域。
2. 模拟量接近开关：模拟量接近开关输出信号具有连续变化的特点，可以实时反映物体与接近开关的距离。
常见的有超声波接近开关等。
这种类型的接近开关适用于需要精确测量物体距离的场景，常用于智能仓储系统、机器人导航等领域。
三、应用领域：接近开关广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 自动化生产线：接近开关可以用于检测物体的位置、距离和速度等参数，实现自动化生产线的控制和监测。
智能仪器第5章模拟量信号的讲义输入输出
常用A/D转换器的种类
目前最常用的A／D转换器是双积分式 A/D转换器（略讲）和并行比较式转换器。
双积分式A/D转换器主要优点是转换精度 高，抗干扰性能好，价格便宜。其缺点是转换 速度较慢，因此，这种转换器主要用于速度要 求不高的场合。
❖ 它由积分器(由集成运放A组成)、过零比较器(C)、时钟脉冲 控制门（G）和计数器（FF0～FFn）等几部分组成。
第五章 模拟信号的输入/输 出
低速A/D转换器：
适用场合：Fs〈=10HZ 检测对象：变化缓慢的物理量（温度/湿度/液位） A/D转换器类型：双积分型 优势：很强的抗工频干扰能力，转换精度高，便宜 应用：在数字电压表中应用广泛
第五章 模拟信号的输入/输 出
中速A/D转换器：
适用场合：Fs〉=100HZ 检测对象：变化较快的物理量（运动状态参数） A/D转换器类型：逐次逼近型 优势：转换速度较块，精度较高 应用：绝大多数的应用系统，很常用
第五章 模拟信号的输入/输 出
5.1.2 模拟输入通道设计
模拟量输入通道可完成模拟量信号的采 集并将它转换成数字量送入单片机的任务。 依据被控参量和控制要求的不同，模拟量输 入通道的结构形式不完全相同。但其基本结 构都有信号调理电路、采样保持电路和D/A 转换电路组成。
分辨率＝ 最大输入满量程模拟电压 2n 1
其中，n是可转换成的数字量的位数。所
以位数越高，分辨率也越高。例如，当输入满 量程电压为5V时，对于8位A/D转换器，A/D转 换的分辨率为5V/255＝0.0195 V。
第五章 模拟信号的输入/输 出
精度指标分为绝对精度和相对精度指标. 绝对精度是指A/D输出端产生一给定数字量 时，输入端的实际模拟量输入值与理论值之差, 绝对精度是个范围,而不是一数值。 相对精度是绝对精度的最大值与满量程值之 比，一般用百分数来表示。
接近开关简介
接近开关简介一、性能特点在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。
利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。
当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。
通常把这个距离叫“检出距离”。
不同的接近开关检出距离也不同。
有时被检测验物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。
不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。
这种响应特性被称为“响应频率”。
二、种类因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同，所以常见的接近开关有以下几种：1．涡流式接近开关这种开关有时也叫电感式接近开关。
它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。
这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。
2．电容式接近开关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。
这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。
当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，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或断开。
这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。
3．霍尔接近开关霍尔元件是一种磁敏元件。
利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。
当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。
这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。
4．光电式接近开关利用光电效应做成的开关叫光电开关。
将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。
当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。
模拟量接近开关 原理
模拟量接近开关原理
模拟量接近开关是一种广泛应用于工业自动化领域的控制器件，其作用是通过接收传感器产生的模拟信号，将其转换成数字信号进行处理，以控制执行机构实现对被控制对象的动态控制。
该控制器件会在雷达、温度控制、水位控制等方面得到广泛应用。
其工作原理是将模拟信号转化成数字信号的过程。
模拟量接近开关主要由探头、信号处理单元、比较器、触发器和输出端口组成。
当模拟量信号传入探头时，经过信号处理单元的放大、过滤等处理后，将转化成数字量信号并转入比较器，当指定的阈值被触碰到时，比较器的输出端将发生变化，输出数字信号以控制执行机构的动作。
需要注意的是，模拟量接近开关与数字量接近开关不同，其输出信号是以数字信号的形式进行输出，而不是开关量。
并且，与数字量接近开关相比，模拟量接近开关的精度更高、控制更灵活，经常用于控制要求更高的场合。
总之，模拟量接近开关是工业自动化控制领域中的重要控制器件之一，其通过将模拟量信号转换成数字量信号，实现对执行机构进行控制，实现对被控制对象的动态控制。
频率信号的在DCS系统中的处理
频率信号在生产现场的应用康泰斯（上海）化学工程有限公司王福珍在现代化的大中小型的化工生产装置，DCS系统是必配备的控制系统，它接受来自现场的温度，压力，流量，转速，粘度等模拟信号及各种开关量信号，在内部做各种控制运算和逻辑判断，并按照预先编制的程序进行相应的控制输出。
而这些信号的总体分类主要为4~20mA,AO,DI,DO,FI（频率）,热偶的mV信号和热阻的阻值信号。
不同的信号类型具有不同的接线方式，接入DCS系统的不同类型的卡件。
而其中频率信号也会根据其仪表的测量原理，供电方式不同而导致其信号线缆的数量及接线也不同。
常见的频率信号的仪表有转速仪，流量信号，测速探头，趋近开关等。
在聚酯项目的现场采用频率信号来测量的仪表有三种：分别是几台关键电机的轴测速探头的转速脉冲信号和科氏质量流量计的输出的密度4~20mA和流量频率信号），还有一种就是旋转下料阀的转速NAMUR信号（电感式趋近开关）。
而同一工艺变量采用不同测量原理的仪表来测量时，其信号处理方式，输入的卡件也会不同。
聚酯项目的DCS系统采用的是艾默生的Deltal-V系统，脉冲卡件是4通道的脉冲多功能卡。
下面就从聚酯现场的频率信号的仪表分类来详细描述频率信号的应用及信号处理方式，供好学者参考了解。
一．轴转速的频率信号A.磁电式测速频率信号在聚酯项目中，齐聚物泵1231，终聚釜的搅拌电机1261，熔体出料泵1271，增压泵1272的转速等都是非常重要的观察参数，这几处轴的测速仪表都是采用DYNAPAR的型号为53Z的磁电式测速探头；1）测速原理：首先介绍一下测速探头53Z和测速齿轮配合测速的原理。
测速探头53Z是一种磁电式测速传感器，标称电压12VDC，频率测量上限是20KHz；三线制接入脉冲卡；其原理就是利用齿轮的转动来使磁路中的磁通量的发生周期性的变化，从而在相应的线圈中产生一定幅值的感应电动势的脉冲的电磁原理而工作的。
通过计数脉冲的个数来折算出对应的传动轴的转速并在DCS 画面上显示出来。
图尔克接近开关接线图
图尔克接近开关(电压、电流输出)接线图图尔克TURCK 模拟量传感器 NI8-M18-LIU 外形尺寸图图尔克TURCK 模拟量传感器 NI8-M18-LIU 接线形式图电感式传感器模拟量输出型 NI8-M18-LIU Edition •材料信息描述数据下载数据表(英语）368 KB数据表419 KB设计圆柱螺纹结构尺寸圆柱螺纹, M18 x 1最大测量范围 5 mm电气设计DC , 模拟量输出电气连接电缆外壳材料金属安装方式非齐平一般接近开关接线BK（black）黑色：一般为输出线，输出为常开。
BN（brown）棕色：一般为电源线，接电源正极。
BU（blue）蓝色：一般为电源线，接电源负极。
WH（white）白色：一般为输出线，输出为常闭。
NPN：黑色一端接负载，负载另外一端接电源正极。
PNP：黑色一端接负载，负载另外一端接电源负极。
1）接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。
请见下图所示：2）两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可3）三线制接近开关的接线：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载。
而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。
4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。
5）需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。
PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关。
千万不要选错了。
6）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。
第二章 计算机控制技术
逐位逼近式A/D转换原理
• 一个n位A/D转换器是由n位寄存器、n位
D/A转换器、运算比较器、控制逻辑电路、 输出锁存器等五部分组成。现以4位A/D转 换器把模拟量9转换为二进制数1001为例， 说明逐位逼近式A/D转换器的工作原理。
反馈电压 VO V IN 模拟量 输 入 启动 CLK 控制时序和 逻辑电路 逐位逼近寄 存 器 (SAR) 比较器 VC D / A转 换 器 数字量 输 出 锁存器 D0 D1 D2 D3
采样保持器的工作过程
零阶采样保持器是在两次采样的间
隔时间内，一直保持采样值不变直到 下一个采样时刻。它的组成原理电路
与工作波性如图(a)、(b)所示。
采样保持器由输入输出缓冲放大器
A1、A2和采样开关S、保持电容CH等 组成。采样期间，开关S闭合，输入电
压VIN通过A1对CH快速充电，输出电
压VOUT跟随VIN变化；保持期间，开关
第一节 信号的采样与复现
• 生产过程的状态和参数输入到计算机
是通过采样来完成的，采样保留了连 续信号在采样时刻的信息，而不计采 样间隔之间的信息。 • 采样频率高时，采到的信号密集，采 样信号就可以近似代表原来的连续信 号。
信号的采样与重构
• 控制系统中信号的分类
– 模拟信号：信号是时间的连续函数 – 离散信号：信号是时间上的离散序列 • 采样 计算机每隔一定时间T采入一次模拟信号 的瞬时值的过程，我们称之为采样，时间 间隔 T称为采样周期。采样过程也称为连 续信号的时间离散化过程。
2、转换精度（误差）
实际输出值与理论值之间的最大偏 差，转换精度反映了一个实际A/D转 换器与一个理想A/D转换器的差值。
注：即使分辨率很高，但是可能由于温
模拟量接近开关原理
模拟量接近开关原理
在电子学中，模拟量接近开关是一种常见的器件，它在模拟电路中起到类似开关的作用。
模拟量接近开关通常被用于将模拟电压信号转换为数字信号，或者将模拟电路与数字电路连接起来。
模拟量接近开关的基本原理是利用电场效应或PN结的导通特
性来控制电流的通断。
当输入的模拟电压达到设定阈值时，模拟量接近开关会将电压信号传递至输出端，相当于开关闭合。
当输入的模拟电压低于设定阈值时，模拟量接近开关会将输出端断开，相当于开关断开。
与数字开关不同，模拟量接近开关可以实现连续调节。
通过调节设定阈值，可以实现对输入模拟电压的不同范围的控制。
例如，当设置阈值较低时，只有当输入模拟电压达到较高水平时，开关才会闭合；而当设置阈值较高时，只有当输入模拟电压达到较低水平时，开关才会闭合。
模拟量接近开关通常由电子元件构成，例如场效应晶体管（FET）或双极性PNP（pnp）晶体管。
这些元件具有高灵敏
度和高响应速度，能够快速将输入电压转换为输出信号，并保持较好的稳定性。
在实际应用中，模拟量接近开关被广泛用于自动控制系统、传感器和数字信号处理等领域。
它们可以对输入信号进行条件判断，从而根据不同的情况采取相应的措施。
例如，在温度控制系统中，模拟量接近开关可以根据环境温度的变化来控制冷却
系统的启停，以维持系统的稳定工作温度。
总的来说，模拟量接近开关是一种重要的电子元件，它通过将模拟电压信号转换为数字信号，实现了模拟电路与数字电路的连接和控制。
它在自动控制和信号处理中有着广泛的应用前景。
模拟量接近开关 原理
模拟量接近开关原理
模拟量接近开关是一种常见的电子元器件，它可以将模拟信号转换为数字信号，从而实现开关的控制。
其原理是利用模拟信号的大小来控制开关的状态，当模拟信号达到一定的阈值时，开关就会被触发，从而实现开关的控制。
模拟量接近开关通常由两个主要部分组成：传感器和控制电路。
传感器负责检测模拟信号的大小，将其转换为电信号，并将其传递给控制电路。
控制电路则负责将电信号转换为数字信号，并根据数字信号的大小来控制开关的状态。
传感器通常采用电容、电感、磁敏电阻等元件来检测模拟信号的大小。
当模拟信号的大小超过一定的阈值时，传感器就会产生一个电信号，将其传递给控制电路。
控制电路则根据电信号的大小来控制开关的状态，通常采用比较器、运算放大器等电路来实现。
模拟量接近开关的优点是可以实现高精度的控制，可以适应不同的模拟信号，同时还可以实现远距离的控制。
但是其缺点是需要较为复杂的电路设计和调试，同时还需要较高的成本。
模拟量接近开关是一种常见的电子元器件，其原理是利用模拟信号的大小来控制开关的状态。
它可以实现高精度的控制，适应不同的模拟信号，但需要较为复杂的电路设计和调试，同时还需要较高的成本。
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埋入
非埋入
检测距离
2---10mm
3---15mm
工作电压
15-30VDC
外壳尺寸
30mm
输出方式
0--10V+0--20mA
消耗电流
20mA
负载电阻
≥4.7KΩ（电压输出）
≦470Ω（电流输出）
输出指示
----
保护
浪涌、反接、短路保护
开关点偏移
≦±10%
滞后
3---10% of Sr
工作温度,
0--10V+0--20mA
消耗电流
20mA
负载电阻
≥4.7KΩ（电压输出）
≦470Ω（电流输出）
输出指示
----
保护
浪涌、反接、短路保护
开关点偏移
≦±10%
滞后
3---10% of Sr
工作温度
-25---+75℃
环境湿度
35-95%RH
防护等级
IP67
外壳材料
黄铜镀镍
检测面材料
PBT
外壳长度
60mm
◆ 线性稳定无温度漂移具有防水、浪涌、反接、短路保护
◆ 防护等级IP67
0-10V
0-20mA
0-10V+0-20mA
电气接线图
电气参数
0---10V
0---20mA
0---10V+0---20mA
安装方式
埋入
非埋入
检测距离
1---5mm
1.6---8mm
工作电压
15-30VDC
外壳尺寸
18mm
输出方式
连接方式
2米电缆
M30电感式模拟量传感器
产品图片
尺寸图
特点描述
输出及型号
◆ 输出标准模拟信号
0-10V 0-20mA
◆ 线性稳定无温度漂移具有防水、浪涌、反接、短路保护
◆ 防护等级IP67
0-10V
0-20mA
0-10V+0-20mA
电气接线图
电气参数
0---10V
0---20mA
0---10V+0---20mA
保护
浪涌、反接后
3---10% of Sr
工作温度
-25---+75℃
环境湿度
35-95%RH
防护等级
IP67
外壳材料
黄铜镀镍
检测面材料
PBT
外壳长度
60mm
连接方式
2米电缆
M18电感式模拟量传感器
产品图片
尺寸图
特点描述
输出及型号
◆ 输出标准模拟信号
0-10V 0-20mA
,
-25---+75℃
环境湿度
35-95%RH
防护等级
IP67
外壳材料
黄铜镀镍
检测面材料
PBT
外壳长度
60mm
连接方式
2米电缆
SZ40电感式模拟量传感器
产品图片
尺寸图
特点描述
输出及型号
◆ 输出标准模拟信号
0-10V 0-20mA
◆ 线性稳定无温度漂移具有防水、浪涌、反接、短路保护
◆ 防护等级IP67
≦470Ω（电流输出）
输出指示
----
保护
浪涌、反接、短路保护
开关点偏移
≦±10%
滞后
3---10% of Sr
工作温度
-25---+75℃
环境湿度
35-95%RH
防护等级
IP67
外壳材料
PBT
检测面材料
PBT
外壳长度
120mm
连接方式
端子连接
0-10V
0-20mA
0-10V
+0-20mA
电气接线图
电气参数
0---10V
0---20mA
0---10V+0---20mA
安装方式
埋入
非埋入
检测距离
3---15mm
4---20mm
工作电压
15-30VDC
外壳尺寸
40*40*120mm
输出方式
0--10V+0--20mA
消耗电流
20mA
负载电阻
≥4.7KΩ（电压输出）
电感式模拟量传感器，模拟量线性接近开关输出电压0-10V电流0-20mA
模拟量式电感器电流路径特性曲线拟合
M12电感式模拟量传感器
产品图片
尺寸图
特点描述
输出及型号
◆ 输出标准模拟信号0-10V
0-20mA
◆ 线性稳定无温度漂移具有防水、浪涌、反接、短路保护
◆ 防护等级IP67
0-10V
0-20mA
0-10V+0-20mA
电气接线图
电气参数
0---10V
0---20mA
0---10V+0---20mA
安装方式
埋入
非埋入
检测距离
0.4---2mm
0.8---4mm
工作电压
15-30VDC
外壳尺寸
12mm
输出方式
0--10V+0--20mA
消耗电流
20mA
负载电阻
≥4.7KΩ（电压输出）
≦470Ω（电流输出）
输出指示
----