电容式接近开关的使用(物位检测)复习课程
检测技术复习题库
检测技术复习题库⼀、填空题1.检测：在各类⽣产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象的有关信息⽽实时或⾮实时地对⼀些参量进⾏定性检查和定量测量。
2.测量结果＝测量数值.测量单位3.请将下⾯的测量的基本要素图填写相应的基本要素4.⾃感式电感传感器常见的形式有、、。
5.电容器的容量受三个因素影响，即、和。
6.热电偶测温条件：只有当热电偶的，且的温度也时，才会产⽣电势，热电偶才能进⾏温度测量。
7.热电偶回路的热电动势只与组成热电偶的及有关；与热电偶的、、⽆关。
8.电容传感器采⽤差动形式时，可以使 __ ___提⾼近⼀倍，也可使也得到改善。
使得外界的影响诸如、、等基本能相互抵消。
9.正常⼈的体温为37°C，则此时的华⽒温度约为，热⼒学温度约为____。
10.对⾦属物体⽽⾔，⼤可不必使⽤易受⼲扰的接近开关，⽽选择___ __ 接近开关。
因此只有在测量含⽔绝缘介质时才选择接近开关。
11.应变⽚可分为及两⼤类。
12.灵敏度的定义：。
13.分辨率的定义：。
14.线性度的定义：。
15.误差的定义：。
16.绝对误差的定义：。
17.相对误差的定义：。
18.重复性的定义：。
19.回程误差的定义：。
20.精度等级⾼低仅说明该检测仪表的引⽤误差最⼤值的⼤⼩，它决不意味着该仪表某次实际测量中出现的具体误差值是多少。
21.检测仪表产⽣的测量误差不仅与所选仪表精度等级G有关，⽽且与所选仪表的量程有关。
通常量程L和测量值X相差愈⼩，测量准确度较⾼。
实际⼯作中⼀般把被测量指⽰范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上，以确保测量误差较⼩22.容许误差是指检测仪器在规定使⽤条件下可能产⽣的最⼤误差范围。
检测仪器的准确度、稳定度等指标都可⽤容许误差来表征。
23.测量误差按表⽰⽅法分类分为____________和____ ____ _。
24.⾓编码器的基本类型和。
25.误差主要来源有____________________26.直流电桥只能测量__________，交流电桥能测量________27.变⾯积型可以分为哪两种类型28.⾓编码器的基本类型29.⾓编码的能在那些应⽤地⽅30.绝对式编码器的分类31.电感式接近开关只能检测（）材料，因⽽不能应⽤于（）材料的检测。
电容式近接开关使用说明书
当绿灯由缓慢闪烁变为常亮，表示 系统的空状态设定成功，此时系统 可以从空状态下进入工作模式。
43
*满状态设置
在解锁状态下，让辅助感应片紧贴 接触面（或用白線远程学习）可以 观察到绿灯先是缓慢闪烁，接着会 快速闪烁，这时让辅助片离开感应 面（或停止远程）即进入满状态的 设定。
当绿灯由快速闪烁变为常亮，表示 系统的满状态设定成功，此时系统 可以从满状态下进入工作模式。
1、动作面即感应面 2、接触面 3、电气连接 4、红黄绿LED 5、4个安装孔
功能描述： 开关通过容器壁来侦测介质 （仅适用於非金属的容器， 如塑料、玻璃） 最佳设置是满状态和空状态的调整 动作时常开常闭可选
安装说明
如下图所示，用線穿过开关的安装孔后固定在管道上，或者使用 螺丝锁紧固定。
① 線安装
②螺丝安装 41
44
检测设置
安装完成设定后，接線上电调整状态以检查系统工作是否正常。 可以通过空、满的容器来检测开关状态是否正常，LED显示与 相应的功能指示是否一致。
LEDs显示和功能输出检测
LED 绿灯
系统处于准备状态 空状态 满状态
LED 黄灯 LED 红灯
开关输出无效 开关输出有效
临界点指示，背景 环境自动校正指示
偏移，松动，变形的有无。 配線，连接部位有无松动，接触不良，断線。 使用溫度条件，周围环境条件有无異常。
39
M-CD-CHT-V1.4
特性
CD 系列智慧型电容式近接开关可水平检测、体积大的材料和 液 体 ， 尤 其 是 电 介 质 常 数 小 于2 0的 介 质 （ 如 ： 油 ） ， 並 且 提 供 开关讯号。
M-CX-CHT-V1.4
电容式近接开关使用说明书
电容式接近开关共56页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
电容式接近开关
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
《传感器技术与应用》 教学课件6-3 电感式接近开关用于物位的检测(改)
量转换成阻抗的变化而进行测量的一种传感器。
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
传
电
高频反射式
感
涡
器
流
技
式
术
传
与
感
应
器
低频透射式
用
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
电涡流式传感器的工作原理
传
在金属导体上方放置一个线圈，
感 当线圈中通以电流时，线圈的周围
器 技
空间就产生了交变磁场H1，在金属 导体内就会产生电涡流，由产生反
பைடு நூலகம்
与
应
用
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
传
实施
感
器
1．安装探头时，应调节夹住位置，使
技
位移变化不超出测量范围。
术
与
2．探头线圈要通入合适的高频电流。
应
用
3．系统接线牢固，接触良好。
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
传 感 器 技 术 与 应 用
图6-20 差动变压器的实用电路
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
技
时，线圈产生的高频磁场作用于被测金属
术
导体表面，形成电涡流，电涡流产生的磁
与
场又反作用于线圈，从而改变了线圈的电
应
感。电感量由线圈与金属导体的距离决定。
用
通过测量电感量的变化就可确定电涡流传
感器探头与金属板之间的距离。被测物的
电导率越高，传感器灵敏度越高。
任务1 电感式接近开关用于物位的检测
低频透射式电涡流传感器
传
感
低频透射式电涡流传感
器 器采用低频激励，贯穿深度
技 较大，适合测量金属材料的
电容式接近开关原理
电容式接近开关原理电容式接近开关是一种常用的非接触式探测器件，可以用于检测金属和非金属物体的接近和远离，并将其转换成电信号输出，具有灵敏、可靠、精确等特点。
本文将详细介绍电容式接近开关的原理、构造、应用、特点等相关知识。
电容式接近开关的原理是利用物体与传感器之间的电容变化来检测接近与远离。
传感器由两个金属电极组成，当感应物体接近时，物体和电极之间就会形成一个电容，并在传感器内部形成一个电容回路。
当物体远离时，电容回路就会断开。
由于电容值与物体与电极之间的距离成反比关系，因此通过测量电容值的变化，就可以确定物体与电极之间的距离，从而实现接近开关的控制。
电容式接近开关的探测范围是非常有限的，通常不超过10mm，这就要求被探测物体必须非常接近传感器才能被检测到。
感应物体的电性能对电容式接近开关的探测距离也有影响。
具有高电导率的物体和导电性的表面会增强电容，从而增加感应距离。
电容式接近开关主要由传感器、振荡器和输出电路三部分组成。
1.传感器传感器是电容式接近开关的核心部件，由两片平行放置的金属电极组成，通常为铜片或铝片，电极之间留有微小的间隙，形成电容回路。
当感应物体接近电极时，物体和电极之间的距离减小，从而使电容值增加，进而使接近开关的输出信号发生变化。
2.振荡器振荡器是电容式接近开关的另一个重要组成部分。
振荡器中包含了一些元件，如晶体管、电容器和电阻器等，用来产生一定频率的交流信号。
振荡电路对感应物体的距离变化非常敏感，只要感应物体的距离发生微小变化，振荡频率就会发生变化，从而输出信号的状态也会发生变化。
3.输出电路输出电路是电容式接近开关的第三部分，用于将传感器接收到的信号转换成可靠的数字信号输出。
通常采用开关管或三极管等电子元件实现信号的放大和处理。
电容式接近开关广泛应用于各种自动控制系统中，例如工业生产自动化、流水线生产、机床加工、电器自动化等领域。
其主要应用包括：1.位置检测：电容式接近开关可以用于检测物体的位置，例如在流水线上用来检测物体是否到达指定位置。
电容式接近开关
山西冶金高级技工学校教案（首页）课题电容式接近开光授课班级授课时间2015-6-5学习目标1．电容式接近开光的结构及其原理。
2．电容式接近开光主要技术指标。
3．电容式接近开光的等效电路。
学习重难点电容式接近开光主要技术指标教学准备教学课件教学内容纲要教学方法一、电容式接近开光的原理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。
被检测物体可以是导电体、介质损耗较大的绝缘体、含水的物体（例如饲料、人体等）；可以是接地的，也可以是不接地的。
调节接近开关尾部的灵敏度调节电位器，可以根据被测物不同来改变动作距离。
，教案（续页）教学内容纲要教学方法电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成，很像“打开的”电容电极，该两个电极构成一个电容，串接在RC振荡回路内。
当一个目标朝着电容器的电极靠近时，电容器的容量增加。
通过后极电路的处理，将停振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。
该传感器能检测到金属物体，也能检测到非金属物体，对金属物体可获得最大的动力作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电S教案（续页）教学内容纲要教学方法基本工作原理平行板电容器δεεδεSS C r 0==0ε--真空的介电常数；()()cm PF cm F /6.31/10941110ππε=⨯⨯=； ε--电容极板间介质的介电常数；r ε-- 介质的相对介电常数，对于空气，1=r ε单位：1法拉（F ）=106微法（µF ）=1012皮法（PF ）或微微法（µµF）2. 变面积型电容式传感器δεδεabS C ==0 ()x b C b x a S C ∆⋅-=∆-==δεδεδε0 x bC C C ∆⋅=-=∆δε0灵敏度：↓↑=∆∆↑=δεb x C K （与a 的大小无关） 问题：极板间距δ能否很小？不能 3. 变介质介电常数型电容式传感器 （1）电容式液面计（液位传感器）h 1— 待测液面高度教案（续页）教学内容纲要教学方法⎪⎭⎫ ⎝⎛=r R h C ln 2111επ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=r R h h r R h C ln )(2ln 221222επεπ ())(ln 2ln 2ln )(2ln 2111212211121h f Kh A h r R r R h r R h h r R h C C C =+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=εεπεπεπεπ结论：传感器的电容量C 与液位高度h 成正比。
接近开关基础知识课件
4.回差值: 动作距离与复位距离之间的绝对值。回差 值越大，对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就 越强。
2023/4/21
11
接近开关的检 测距离与回差
2023/4/21
12
接近开关的术语解释（2）
标准检测体：可与现场被检金属作比 较的标准金属检测体。标准检测体通常为 正方形的A3钢，厚度为1mm，所采用的边 长是接近开关检测面直径的2.5倍。
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13
不同材料的金属检测物对电涡流接近开 关动作距离的影响（以Fe为参考金属）
电涡流线圈的阻抗变化与金属导体的电导率、磁
导率等有关。对于非磁性材料，被测体的电导率越高， 则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导率将影 响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影响电涡流线 圈的Q值。磁滞损耗大时，其灵敏度通常较高。
2.为了保证不损坏接近开关，请用户在接通电源前检查接 线是否正确，核定电压是否为额定值。
3.为了使接近开关长期稳定工作，请务必进行定期的维护， 包括被检测物体和接近开关的安装位置是否有移动或松动，接 线和连接部位是否接触不良，是否有金属粉尘粘附等。
4.DC二线制接近开关具有0.5~1mA的静态泄漏电流，在一 些对泄漏电流要求较高的场合下，可改用DC三线制接近开关。
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三.接近开关的主要性能指标：
额定动作距离、工作距离、 动作滞差、重复定位精度（重复 性）、动作频率等。
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四、电涡流接近开关（电感接近开关）的
工作原理
电涡流式接近开关俗称电感接近开关，属于一种
开关量输出的位置传感器。它由LC高频振荡器和放大
电容式接近开关的使用教学课件
灵敏度调整
通过调整灵敏度，可以优 化接近开关的检测范围和 精度，提高设备的响应速 度。
延时设置
合理设置延时时间，避免 因环境干扰或目标物体的 速度变化导致误检测。
常见问题与解决方法
检测不到目标物体
检查接近开关的安装位置和方向是否 正确，以及目标物体的材质和尺寸是 否符合要求。
稳定性差
定期进行设备校准和维护，确保接近 开关的性能稳定可靠。
THANKS
感谢观看
电容式接近开关的使用教 学课件
• 引言 • 电容式接近开关基础知识 • 电容式接近开关的安装与调试 • 电容式接近开关的使用技巧 • 案例分析与实践操作 • 总结与展望
01
引言
课程介绍
课程名称
电容式接近开关的使用教学
适用对象
电气工程、自动化、机电一体化等专业的学生及 工程师
课程性质
专业必修课或选修课
01
02
准备工具和材料
准备必要的工具和材料，如螺丝刀、 电钻、固定架等，以及接近开关本身。
03
固定传感器
使用适当的螺丝或固定架将电容式接 近开关固定在预定的位置上，确保传 感器稳定可靠。
05
04
连接线路
根据接近开关的接口类型，将对应的 线路连接到传感器上，确保连接牢固 可靠。
调试方法
测试传感器
通过实际测试来检查传感器是 否正常工作，可以通过物体接 近传感器来观察输出信号是否
如遇接近开关的元件损坏 或老化，应及时更换，以 保证设备的正常运行和使 用寿命。
05
案例分析与实践操作
案例一：在工业自动化中的应用
总结词
工业自动化是电容式接近开关的重要应用领域，通过非接触检测，实现对物体 位置和运动的精确控制。
电容式接近开关ppt课件
谐振式电路的原理方框图，电容传感器的电容Cx作为谐振回路（L2，C2 ，Cx）调谐电容的一部分。谐振回路通过电感耦合，从稳定的高频振荡器 取得振荡电压。
工作原理: 当电容传感器的电容Cx发生变化时，谐振回路的谐振频率发生变化，相
对于高频振荡器的频率来说是失谐的，这样使得谐振回路两端的电压振幅也 就发生了变化，也就是说，该电路具有将电容Cx的变化转换为谐振回路两 端电压振幅变化的作用，即谐振回路两端将获得一个受电容Cx变化量调制 的调幅波。该调幅波经检波器检波后，再经过放大器放大即可指示出输入量 的大小。
调频接收系统可以分为直放式调频和外差式调频两种类 型。外差式调频线路比较复杂，但选择性高，特性稳定，抗 干扰性能优于直放式调频。
3. 调频电路
1 f
2p L0Cx
用调频系统作为电容传感器的测量电路主要具有以下特点： •（1）抗外来干扰能力强； •（2）特性稳定； •（3）能取得高电平的直流信号（伏特数量级）； •（4）因为是频率输出，易于同数字仪器和计算机接口。
•
•
U
o
U
d
2 d0
（其 C x1d 中 0 A d， C x2d0 A d）
优点：把变间隙式电容传感器的位移与电容的非线 性关系 转化为位移与输出电压的线性关系。
缺点：由于电路输出为交流电，应进行相敏检波 后，才能辨别位移方向。
3.调频电路
电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分，当输入量 使电容量发生变化后，就使振荡器的振荡频率发生变化，频 率的变化在鉴频器中变换为振幅的变化，经过放大后就可以 用仪表指示或用记录仪器记录下来。
为了获得较好的线性关系，一般谐振电路的工作点选在谐振曲线的一
边，即最大振幅Um 的70%附近地方，如图所示，且工作范围尽量选 在接近线性的BC段内。 这种电路的特点是比较灵敏，但缺点是：
电容式接近开关的使用(物位检测)-精品文档
装支架，易损坏。
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远距离式（大量程）
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全密封防水式
8
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2 工作原理
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分析原理：
电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成， 很像“打开的”电容电极，该两个电极构成一个电容， 串接在RC振荡回路内。 当一个目标朝着电容器的电极靠近时，电容器的 容量增加。通过后极电路的处理，将停振和振荡两种 信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在 的目的。该传感器能检测到金属物体，也能检测到非 金属物体，对金属物体可获得最大的动力作距离，对 非金属物体动作距离决定于材料的介电常数ε 。
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被检测物体可以是导电体、介质损耗
较大的绝缘体、含水的物体（例如饲料、人
体等） ；可以是接地的，也可以是不接地
的。 调节接近开关尾部的灵敏度调节电位
器，可以根据被测物不同来改变动作距离。
2019/3/8
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电容式接近开关外形
齐平式
2019/3/8
非齐平式
6
非齐平式接近开关的安装
非齐平式安装时，传感器高于安
电容式接近开关的使用 一、任务描述与分析 本次任务就是学习如何利用电容式接近开关和 其它器件设计了一种控制水龙头开与关的系统。
2019/3/8
1
最聪明的水龙 头：电容式感 应式
2019/3/8
2
二、相关知识
1.什么是电容式接近开关
被测物体 感应电极
振荡电路
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3
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。
电容式接近开关
C A 0r A
dd
d ——极板间距离； A ——极板面积； ε——电容极板间介质的介电常数。
改变d、A、 三个参量中的任意一个量，均可使
平板电容的电容量C 改变。 固定三个参量中的两个，可以做成三种类型的电
容传感器。
声传感器应用模型
几种不同电容式传感器的原理结构图
Uo
U AB
T1 T1
T2 T2
U1
T1 ─ C1的充电时间； T2 ─ C2的充电时间； U1 ─ 触发器输出的高电位
由于U1的值是已知的，因此，输出直流电压UAB随T1和 T2而变，亦即随UA和UB的脉冲宽度而变，从而实现了输出 脉冲电压的调宽。当然，必须使参考电位Uf小于U1。由电路 可得出，电容C1和C2的充电时间为:
U AB
S1 S1
S2 S2
U1
式中S1，S2─—分别为C1，C2电极极板面积。
Uo
S S U1
由此可见，对于差动脉冲调宽电路，不论是改变平板电 容器的极板面积或是极板距离，其变化量与输出量都成线性 关系。
公式与变压器电桥形式相同，但变压器电桥输 出的是交流电，而脉冲调宽电路输出的是直流电。 脉冲调宽电路具有以下五方面的特点： ①消除了非线性； ②不需要相敏检波即能获得较大的直流输出； ③电路只采用直流电源，不需要频率发生器； ④频率对输出无影响； ⑤对输出矩形波纯度要求不高。
为了获得较好的线性关系，一般谐振电路的工作点选在谐振曲线的一
边，即最大振幅Um 的70%附近地方，如图所示，且工作范围尽量选 在接近线性的BC段内。 这种电路的特点是比较灵敏，但缺点是：
•（1）工作点不容易选好，变化范围也较窄；
电容式接近开关的使用(物位检测)
故障现象：传感器检测距离过近或过远
在此添加您的文本16字
排除方法：调整传感器与被测物体之间的距离，使其处于 最佳工作范围内。
维护与保养
01
02
03
04
定期清理传感器表面， 保持清洁，避免污染和 堵塞。
定期检查传感器连接线 路，确保线路完好无损， 无松动或接触不良现象。
定期对传感器进行校准， 以确保其检测精度和稳 定性。
如发现传感器有损坏或 性能下降现象，应及时 进行维修或更换。
05
电容式接近开关的应用 实例
在液体物料中的应用
液位检测
电容式接近开关可用来检测液体 物料的液位，如水、油或其他化 学液体。通过测量容器内液体的 电容量变化，可以判断液位的高
低。
流量控制
在液体输送过程中，电容式接近 开关可以检测管道中液体的流动 状态，实现流量的自动控制和调
环保与可持续发展
在生产过程中注重环保 和可持续发展，使用环 保材料和工艺，降低能 耗和减少废弃物排放。
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调试与测试
1 2
初始调试
在安装完成后，需要对电容式接近开关进行初步 的调试，调整其灵敏度和工作参数，以确保其能 够正常工作。
功能测试
进行功能测试，检查电容式接近开关是否能够准 确检测到目标物体的存在，并输出相应的信号。
3
性能测试
对电容式接近开关进行性能测试，包括响应时间、 稳定性、耐久性等方面的测试，以确保其性能符 合要求。
它广泛应用于自动化生产线、智能制 造、物流输送等领域，用于实现物位 检测、物体识别和位置控制等功能。
物位检测的重要性
物位检测是工业生产中不可或缺的环节，它能够实时监测物料的位置和高度，确 保生产过程的稳定性和连续性。
(整理)电容式接近开关及其应用
电容式接近开关及其应用作者：邓重一1 引言随着我国经济的快速发展，现代城市人口的增加、城市范围的扩大，能源紧张问题越来越突出了。
特别是水资源，它与工农业生产以及人民的生活息息相关，由于一些地区以前无计划性地乱的开采，出现了缺水的现象。
如何有效地管理和节约用水是当务之急。
本文利用电容式接近开关和其它器件设计了一种控制水龙头开与关的系统。
本系统具有控制灵敏、使用方便、工作寿命长的特点。
2 电容式接近开关介绍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。
这里选用的是浙江省洞头县光电开关厂生产的CLG型M18×70标准结构的开关。
它的外型图与尺寸标示图分别如图1与图2所示。
图1 CLG型M18×70电容式接近开关外型图图2CLG型M18×70标准结构开关外部尺寸图操作参数如表1所示。
部分常用材料介电常数如表2所示。
3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。
2.1-接近开关物体位置检测
⑤放平铁块，在铁块表面放置纸板。将传感器放置在纸板上检测
铁板。记录铁板最大可以放置多少块纸板后才不能测出信号。
以同种方式记录检测不锈钢块和铝块所使用的纸板数量，将结果
填入表2-1-2。
表2-1-2 测试记录表
检测材料 铁
不锈钢
铝
纸张的数量
检测距离
注：单张纸片的厚度为1.7mm
【任务实施】
二、欧姆龙电容接近传感器E2K-C25ME1基本操 作。 1. 任务目的 （1）通过实验了解电容式接近传感器的动作原理； （2）掌握电容式接近传感器的接线； （3）通过实验了解电容式接近传感器如何检测杯 中是否有液体。
振荡器振荡及停振的变化被后级 放大电路处理并转换成开关信号 ON/OFF，触发驱动控制器件， 从而达到非接触式之检测目的。
任务一 接近开关物体位置检测
• 电感式接近传感器的工作过程
传知万物 感创未来
任务一 接近开关物体位置检测
2. 电容式接近开关构造与工作原理 （1）电容式接近传感器结构
电容式接近传感器常用于检测金属、非金属、液 位高度、粉状物高度、塑料、烟草等，主要以检测 绝缘介质为主。
任务一 接近开关物体位置检测
【知识准备】
❖接近开关在接触被检测物的情况下，利 用磁场或者电场的变化可检测磁性和非 磁性金属物体以及非金属物体存在。
❖一般分为： 电感式接近开关和电容式接近开关。
任务一 接近开关物体位置检测
1. 电感式接近开关构造与工作原理 （1）电感式接近传感器结构
传知万物 感创未来
图2-1-25 接线示意图
（2）任务实施 检测铁质物与其他材料的检验距离。 接线后，再次检查接线，确认无误后，方可通电； 传感器前端不放置任何物体，观察PLC输入点X000是 否点亮； 将水杯放置在传感器近端，观察PLC输入点X000是否 点亮； 调整灵敏度旋钮，观察PLC输入点X000的状态变化；
江苏省南华职业高级中学自动检测技术教案：电容式物位计
根据圆筒电容器原理进行工作，若中间所充介质是介电常数为 的气体时，则两圆筒间
的电容量是，若圆筒形电极间的一部分被介电常数为 的液体所浸
润时，则，若被测介质为导电性液体时，则
R：绝缘覆盖层外半径；r：闪电极的外半径。
5.3.2电容式物位传感器
一．测量导电液体的电容式物位传感器
二．测量非导电液体的电容式物位传感器
5.3.3电容式物位传感器应用举例
1．电容式物位传感器是利用被测物的介电常数与空气不同的特点进行检测的。
2.晶体管电容料位指示仪为例
用来监视密封料仓内导电性不良的松散物质的料位，并能对加料系统进行自动控制。在仪表的面板上装有指示灯:红灯指示“料位上限”，绿灯指示“料位下限”。当红灯亮时表示料面已经达到上限，此时应停止加料；当红灯熄灭，绿灯仍然亮时，表示料面在上下限之间；当绿灯熄灭时，表示料面低于下限，这时应加料。
5.3电容式物位计
5.3.1电容式物位计原理
1.原理：通过电容传感器把物位转换成电容量的变化，然后再用测量电容量的方法求得物位的数值。
2.组成：电容式物位传感器和检测电容的测量电路。
3.作用：适用于各种导电、非导电液体的液位或粉状料位的远距离连续测量和指示；和电动单元组合仪表配套使用，以实现液位或料位的自动记录、控制和调节。
课题序号
授课班级
周期
授课课时
2
授课形式
讲授
授课章节名称
5.3电容式物位计
使用教具
无
教
学
目
的
教学目标：
1.理解电容式物位计原理。
2.掌握电容式物位传感器的应用。
能力目标：
提高学生分析问题、解决问题的能力。
情感目标：
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电容式接近开关外形
齐平式
非齐平式
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非齐平式接近开关的安装
非齐平式安装时，传感器高于安
装支架，易损坏。
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远距离式（大量程）
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全密封防水式
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2 工作原理
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分析原理：
电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成， 很像“打开的”电容电极，该两个电极构成一个电容， 串接在RC振荡回路内。
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2、电容电场的边缘效应
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理想条件下，平行板电容 器的电场均匀分布于两极板相 互覆盖的空间，但实际上，在 极板的边缘附近，电场分布是 不均匀的，从而使电容的实际 计算公式变得相当复杂。这种 电场的边缘效应相当于传感器 并联了一个附加电容，其结果 使传感器的灵敏度下降和非线 性增加。
三、相关技能 （一）如何提高电容式传感器的精度
实际中存在的问题及解决方法
1、温度对结构尺寸的影响及解决方法
2、电容电场的边缘效应
3、寄生电容的影响
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1、温度对结构尺寸的影响及解决方法
定极板
动极板 绝缘材料
环境温度的改变将引 起电容式传感器各部分零 件几何尺寸和相互间几何 位置的变化，从产生附加 电容变化。而产生附加电 容变化。尤其对于变间隙 型电容传感其极板间距仅 为几十微米至几百微米， 温度引起的尺寸相对变化 就可能相当大，从而造成 很大的特性温误差
电容式接近开关的使用
一、任务描述与分析 本次任务就是学习如何利用电容式接近开关和 其它器件设计了一种控制水龙头开与关的系统。
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最聪明的水龙 头：电容式感 应式
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二、相关知识 1.什么是电容式接近开关
被测物体 感应电极
振荡电路
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被检测物体可以是导电体、介质损耗 较大的绝缘体、含水的物体（例如饲料、人 体等） ；可以是接地的，也可以是不接地 的。 调节接近开关尾部的灵敏度调节电位 器，可以根据被测物不同来改变动作距离。
解决方法：
1、静电屏蔽。（即将电容器极板放置在金属壳体内，并将壳体 良好接地。）
2、引出线也必须用屏蔽线，且屏蔽线外
3、采用驱动电缆技术，也称双层屏蔽等电位传输技术。将电极
引出线进行内外双层屏蔽
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（二）典型工业用接近开关
图4-16 CLG型M18×70电容式接近开关外型图
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当一个目标朝着电容器的电极靠近时，电容器的 容量增加。通过后极电路的处理，将停振和振荡两种 信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在 的目的。该传感器能检测到金属物体，也能检测到非 金属物体，对金属物体可获得最大的动力作距离，对 非金属物体动作距离决定于材料的介电常数ε。
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2、电容电场的边缘效应
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解决方法：
1首先应增大电容器的初始电容量， 即增大极板面积和减小极板间距。
2加装等位环。
如图所示，在极板A的同一平面内加 一个同心环面G。A和G在电气上相互 绝缘，二者之间的间隙越小越好。这 就可使A、B间的电场接近理想的均 匀分布了。加装等位环的电容器有三 个端子A、B、G。
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3、寄生电容的影响
我们知道，任何两个导体之间均可构成电容联系。电容式传感 器除了极板间的电容外，极板还可能与周围物体(包括仪器中的 各种元件甚至人体)之间产生电容联系，这种电容称为寄生电容。
由于传感器本身电容很小，所以寄生电容可能使传感器电容量 发生明显改变；而且寄生电容极不稳定，从而导致传感器特性 的不稳定，对传感器产生严重干扰。
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2、温度对结构尺寸的影响及解决方法
h1 hL11h2 h h2L1d00
由上式可见，在设计电容传感器时，应首先根据合理的初始电容 量决定间隙d0，然后根据材料的线膨胀系数适当地选择h1和h2， 以尽量满足上式的温度补偿条件。1、选用温度膨胀系数小、几 何尺寸稳定的材料。（陶瓷、铁镍合金）2、采用差动对称结构。 3、在测量电路中加以补偿。
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电容式接近开关在液位测量控制中的使用
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电容式接近开关在 液位物位测量控制中的使用
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电容式接近开关在物位测量控制 中的使用演示
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不同材料的非金属检测物对电容式接 近开关动作距离的影响
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