2 开关型传感器（接近开关电气特性（二线、三线NPN、PNP））

制作人：张伟华 接近开关电气特性（二线、三线NPN、PNP） 名教师黄洪刚工作室 二线接近开关介绍 1 二线接近开关电气特性 2 三线NPN接近开关介绍 3 三线NPN接近开关电气特性 4 目录 三线PNP接近开关介绍 5 三线PNP接近开关电气特性 6 2 普通高校对口招生电子信息类职业技能考试大纲 1.了解二线接近开关电气特性； 2.了解三线NPN、PNP接近开关电气特性。 3 一、二线接近开关介绍 二线接近开关是一种电子传感器，可以检测非金属物体的距离，并将所感测到的距离值转化为电信号输出，通常用于自动化生产线的控制系统中。 二线接近开关的工作原理是基于静电感应原理，即通过感受被探测物体与其附近金属部件（如安装在机械零件上的金属板）之间的电容变化，从而输出探测信号。当被探测物体靠近二线接近开关时，其与附近金属部件之间的电容会发生变化，开关内部的电路就会被激活并输出探测信号。 4 一、二线接近开关介绍 与其他类型的接近开关相比，二线接近开关具有结构简单、使用方便、可靠性高的优点。它广泛应用于物料的跟踪、位置检测、水平或垂直定位、机器人技术等方面。在自动化生产线的控制系统中，二线接近开关是实现物料精确位置控制、自动操作和无人化生产等功能的重要元件。 5 二、二线接近开关电气特性 1.工作电压和电流：二线接近开关需要在特定的电压范围内工作，同时工作电流通常被限制在一定范围内。这些参数确保了稳定性和可靠性。 2.驱动能力：二线接近开关能够驱动小型交流继电器或40A及以下的交流接触器，显示其强大驱动能力。 3.响应频率：接近开关对检测对象响应能力称为响应频率。不同接近开关，对检测对象响应能力不同。 4.抗干扰能力：二线接近开关具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的工作环境中稳定工作。 6 二、二线接近开关电气特性 5.检测距离：二线接近开关检测距离通常在1到15mm间，超出这个范围将难以被检测到。 6.工作环境：二线接近开关的工作环境温度范围通常在-20℃到+50℃，同时防护等级达到IP66，显示出其良好防水、防震、耐腐蚀等特性。 7.接线应用：二线接近开关分交流型和直流型两种，不论是哪种类型，绝大多数情况下在应用时，都是蓝色线接负极，棕色线做为信号线使用，如应用于PLC中时，棕色线接PLC的X输入端，蓝色线接0V端等。 7 三、三线NPN接近开关介绍 三线NPN接近开关是一种常见的电子传感器，用于检测物体的接近或远离，并将所感测到的信号转化为电信号输出。 三线NPN接近开关的工作原理基于磁场感应或电容感应。当物体接近开关时，感应部分会感知到物体的存在并触发开关，从而输出电信号。这种电信号可以是数字信号或模拟信号，具体取决于开关的类型和配置。 8 三、三线NPN接近开关介绍 三线NPN接近开关的特点包括： 1.NPN输出：类型为NPN型，即当物体接近开关，输出线（黑色线）与0V线（蓝色线）连接，相当于输出低电平。 2.三线制：三线接近开关有三条引出线，即电源线（VCC，通常是棕色线）、0V线（通常是蓝色线）和信号输出线（out，通常是黄色或黑色线）。这种接线方式使得开关可以与多种控制系统和设备兼容。 3.高灵敏度：三线NPN接近开关通常具有较高的灵敏度，可以检测到物体的微小移动或位置变化。 4.稳定性好：三线NPN接近开关具有较好的稳定性和可靠性，可以在各种环境下稳定工作。 5.应用宽：三线NPN接近开关广泛应用于工业自动化、机器人技术、物料跟踪、位置检测等领域。 9 四、三线NPN接近开关电气特性 三线NPN接近开关作为特殊的电子传感器，常见电气特性有： 1.输出类型：NPN型。当物体靠近开关时，黑色线（输出线）与蓝色线（0V线）导通，输出低电平，即0V电压信号。这种输出类型使得开关在物体接近时产生低电平信号，便于控制系统进行进一步的处理。 2.工作电压：三线NPN接近开关通常需要接入直流电源，工作电压范围常在12-24V间。具体取决于型号、规格及与电源的匹配。 3.输出电流：接近开关输出电流通常较小，一般在300mA以下。这意味着开关在触发时不会对电路产生较大的负载影响，但也需要确保所连接的负载在允许范围内。 10 四、三线NPN接近开关电气特性 4.负载能力：三线NPN接近开关的输出端可以连接各种负载，如信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块等。在选择负载时，需要考虑开关的输出电流和电压范围，以确保正常工作。 5.响应频率：接近开关的响应频率是指开关对物体接近或远离的响应速度。三线NPN接近开关通常具有较高的响应频率，能够快速准确地检测物体的位置变化。 6.稳定性与可靠性：三线NPN接近开关在工作时表现出良好的稳定性和可靠性，能够在各种环境下稳定工作，并长时间保持准确的检测结果。 7.应用接线：通常情况下蓝色线对应电源负极、棕色线对应电源正极、黑色线接负载端。（注意，不可接错，否则不能实现功能，还可能损坏） 11 五、三线PNP接近开关介绍 三线PNP接近开关是另一种常见的电子传感器，与NPN型相似，但具有不同的输出特性和接线方式。 1.工作原理：三线PNP接近开关同样基于磁场感应或电容感应来检测物体接近或远离。当物体靠近开关时，感知到物体的存在并触发开关，从而输出电信号。 2.PNP输出特性：与NPN型不同，三线PNP接近开关输出类型为PNP型。当物体接近开关，输出线（黑色线）与VCC线（棕色线）连接，相当于输出高电平。这意味着当物体接近时，输出信号为高电平，而当物体远离时，输出信号为低电平。 3.三线制：三线PNP接近开关同样具有三条引出线，即电源线（VCC，通常是棕色线）、0V线（通常是蓝色线）和信号输出线（out，通常是黑色线）。这种接线方式使得开关可以与多种控制系统和设备兼容。 12 五、三线PNP接近开关介绍 4.应用领域：三线PNP接近开关广泛应用于工业自动化、机器人技术、物料跟踪、位置检测等领域。它们通常用于需要检测物体接近或远离的场合，并将这些信号转化为电信号，以便控制系统进行进一步的处理。 5.选择和使用：在选择和使用三线PNP接近开关时，需要考虑其工作电压、电流、检测距离、响应时间等参数。此外，还需要注意与控制系统的兼容性，确保正确接线并正确配置输出信号。例如，在PLC数字量输入模块中，需要根据模块的输入类型选择相应的接近开关类型，以确保正确的信号输入。 特别地，三线PNP接近开关是一种具有PNP输出特性和三线制接线方式的电子传感器，广泛应用于工业自动化和控制系统领域。正确选择和使用它们对于确保系统的稳定性和可靠性具有重要意义。 13 六、三线PNP接近开关电气特性 三线PNP接近开关作为特殊的电子传感器，常见电气特性有： 1.输出类型：PNP型。当物体接近开关时，黑色线（输出线）与棕色线（VCC线）导通，输出高电平，便于控制系统进行进一步的处理。 2.工作电压：三线PNP接近开关同样需要接入直流电源，工作电压通常为24V。 3.输出电流：PNP型接近开关的输出电流相对较小，通常在几十毫安至几百毫安之间。因此，在选择负载时，需要确保所连接的负载在开关的输出电流范围内，以避免对电路产生不良影响。 14 六、三线PNP接近开关电气特性 4.负载能力：三线PNP接近开关的输出端可以连接各种负载，如信号灯、继电器线圈或PLC的数字量输入模块等。在选择负载时，同样需要考虑开关的输出电流和电压范围，以确保正常工作。 5.响应频率：三线PNP接近开关同样具有较高的响应频率，能够快速准确地检测物体的位置变化。这使得它在需要快速响应的应用场景中具有很高的实用价值。 6.稳定性与可靠性：与NPN型接近开关一样，三线PNP接近开关也表现出良好的稳定性和可靠性，可在各种环境下稳定工作，并长时间保持准确的检测结果。 15 需要注意的是： 1.三线NPN接近开关和三线PNP接近开关的电气特性可能会因不同厂商和型号而有所差异。因此，在选择和使用时，需要参考具体的产品说明书和技术参数，以确保正确配置和使用开关。 2.不同类型的三线接近开关（如PNP型）在接线方式和输出特性上可能有所不同，因此在选择和使用时需要仔细区分。此外，在接线时，需要按照开关的接线说明正确连接电源线、0V线和信号输出线，以确保开关的正常工作和输出信号的准确性。 3.三线NPN与PNP的概念说明：NPN表示共正电压，输出负电压；PNP表示共负电压，输出正电压。 16 高考例题讲解 2021年高考真题 填空题： 如右图（1）所示，此为一个三线接近开关应用接线图，从图（1）连接情况可判定此为（ ）型三线接近开关应用接线图。 答案：NPN。 解析：三线PNP与NPN型接近开关应用接线图分别如图（2）与图（3）所示，从图（2）与图（3）图示可以判定本题正确答案。 图1 图2 NPN型三线接近开关 图3 PNP型三线接近开关 17 感谢您的聆听！ 黄洪刚名教师工作室 开发教师：张伟华 联系QQ：274127206 18 $$