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【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析

2014-10-13 10:45:14| 分类：电气暖通 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析 - Kevin - 我是一片叶筋脉是森林我是一滴水魂魄是海洋

二线式和三线式接近开关的接线接法

很多初学者由于不会接近开关的接线而造成烧毁接近开关，这是很正常的，以下介绍接近开关的接线方法。

在直流电路中使用的接近开关有二线式（2根导线）、三线式（3根导线）和四线式（4根导线）等多种，二线、三线、四线式接近开关都有NPN型和PNP型两种，通常日本和美国多使用NPN型接近开关，欧洲多使用PNP型接近开关，而我国则二者都有应用。NPN型和PNP型接近开关的接线方法不同，正确使用接近开关的关键就是正确接线，这一点至关重要。

接近开关的导线有多种颜色，一般地，BN表示棕色的导线，BU表示蓝色的导线，BK表示黑色的导线，WH表示白色的导线，GR表示灰色的导线，根据国家标准，各颜色导线的作用按照表2-21定义。

表2-21 接近开关的导线颜色定义

种类	功能	接线颜色	端子号
交流二线式和直流二线式（不分极性）	NO（接通）	不分正负极，颜色任选，但不能为黄色、绿色或者黄绿双色	3、4
交流二线式和直流二线式（不分极性）	NC（分断）	不分正负极，颜色任选，但不能为黄色、绿色或者黄绿双色	1、2
直流二线式（分极性）	NO（接通）	正极棕色，负极蓝色	1、4
直流二线式（分极性）	NC（分断）	正极棕色，负极蓝色	1、2
直流三线式（分极性）	NO（接通）	正极棕色，负极蓝色，输出黑色	1、3、4
直流三线式（分极性）	NC（分断）	正极棕色，负极蓝色，输出黑色	1、3、2
直流四线式（分极性）	正极	棕色	1
	负极	蓝色	3
	NO输出	黑色	4
	NC输出	白色	2

表2-21中的“NO”表示常开、输出，而“NC”表示常闭、输出。

1、二线式接近开关的接线方法

光电传感器有NPN型输出型(电流流入)和PNP输出型(电流流出)两种，当电流流出的传感器(PNP输出型)在接通时，电流是从电源经传感器的输出端（output）流到负载（load）上，进入负载, 然后流到接地端。而电流流入(NPN输出型)的传感器接通时，电流是从电源经负载流到传感器的输出端(output)，然后流到接地端(GND)，最后进入系统的地（GND）。

对于二线式NPN型接近开关，棕色线与负载相连，蓝色线与零电位点相连；对于二线式PNP型接近开关，棕色线与高电位相连，负载的一端与接近开关的蓝色线相连，而负载的另一端与零电位点相连。图2-61和图2-62所示分别为二线式NPN型接近开关接线图和二线式PNP型接近开关接线图。

图2-61 二线式NPN型接近开关接线图

图2-62 二线式PNP型接近开关接线图

2、三线式接近开关的接线方法

【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析 - Kevin - 我是一片叶筋脉是森林我是一滴水魂魄是海洋

对于三线式NPN型接近开关，棕色的导线与一端负载，同时与电源正极相连；黑色的导线是信号线，与负载的另一端相连；蓝色的导线与电源负极相连。对于三线式PNP型接近开关，棕色的导线与电源正极相连；黑色的导线是信号线，与负载的一端相连；蓝色的导线与负载的另一端及电源负极相连，如图2-63和图2-64所示。

图2-63 三线式NPN型接近开关接线图

图2-64 三线式PNP型接近开关接线图

初学者经常不能正确区分NPN型和PNP型的接近开关，其实只要记住一点：PNP型接近开关是正极开关，也就是信号从接近开关流向负载；而NPN型接近开关是负极开关，也就是信号从负载流向接近开关。

【例2-21】某设备用于检测PVC物块，当检测物块时，设备上的24V DC功率为12W的报警灯亮，请选用合适的接近开关，并画出原理图。

【解】因为检测物体的材料是PVC，所以不能选用感应接近开关，但可选用电容式接近开关。报警灯的额定电流为：，查表2-20可知，直流接近开关承受的最大电流为0.2A，所以采用图2-64的方案不可行，信号必须进行转换，原理图如图2-71所示，当物块靠近接近开关时，黑色的信号线上产生高电平，其负载继电器KA的线圈得电，继电器KA的常开触头闭合，所以报警灯EL亮。

由于没有特殊规定，所以PNP或NPN型接近开关以及二线或三线式接近开关都可以选用。本例选用三线式PNP型接近开关。

图2-71 原理图

一、工作原理不同

与最常用于气缸活塞位置检测的有接点磁性开关不同，无接点磁性开关使用了磁敏电阻(传感器)和电子回路，因此也被称作电子式磁感应开关。

现在市场最常用、性比价最高的磁性开关是二线式，有接点常开型的磁性开关。我们的产品型号是：YIDA-03系列、YIDA-07系列（可替代SMC多种型号）、YIDA-20系列，YIDA-21系列……与SMC 费斯托（FESTO）等知名气缸配套使用。

电子式磁感应开关，我们称为三线式无接点磁性开关，又为分：电流流入（NPN）型及电流流出型（PNP）。

二线与三线式的磁性开关接线方式，参照“二线式与三线式磁感应开关的接线方式” 说明，相关技术图可参照“注意事项”。

二、根据内部结构的不同，两种磁性开关分别具有下述的各种不同特征。

1、电气寿命：

a）有接点磁性开关：有接点磁性开关的寿命标称值为500万回。但是根据所带负载情况的不同，其寿命值也会有比较大的区别，一般分布在几百万回～1500万回之间。

b）无接点磁性开关：无接点磁性开关的内部由于没有机械式的接点，因此寿命是半永久的。注意：半永久并不是指没有寿命的限制。

2、振荡现象：

a）有接点磁性开关：舌簧接点在开闭时产生的弹动，会造成输出信号有振荡的现象。

b）无接点磁性开关：由于使用三极管进行ON/OFF动作，因此不会使输出信号产生振荡。

3、开关电流：

a）有接点磁性开关：由于对能流过舌簧接点的电流有限制，不能进行大容量的开闭。

b）无接点磁性开关：虽然基于三极管的热损失也有一定的限制，但是比有接点磁性开关的上限容量大。另外，对于瞬时间的变动(如突入电流等)有一定的余量保证空间。

4、内部电压降：

有接点磁性开关、无接点磁性开关都要满足下述条件：

电源(负载)电压－内部电压降＞负载工作电压 (使用PLC时：ON电压)，注意：如果不能够满足上述条件时，负载不能正常ON(或一直保持OFF的状态)。

a）有接点磁性开关：因为显示灯(LED)串联在回路中，内部电压降也包括其顺方向的电压降。实力值：2～3V

b）无接点磁性开关：

二线式：为使电子回路工作，不能将电压设置过低。实力值：4.0～4.5V

三线式：可以忽略不计。

5、漏电流：

有接点磁性开关：不存在漏电流。

无接点磁性开关

二线式无接点磁性开关：即使开关关闭(OFF)的时候，也有驱动回路工作的电流(漏电流)流向负载。实力值：1mA以下。

三线式无接点磁性开关与二线式一样，需要有能驱动回路工作的电流。但是由于电源线(棕)和信号输出线(黑)分别独立，从信号输出线流出的电流非常小，可以忽略不计。

6、磁滞区间：

a）有接点磁性开关：由于舌簧接点材料的磁滞特性，ON/OFF磁场的数值不同，从而产生了磁滞区间(ON/OFF的位置差)。实力值：0.55mm～1.0mm

b）无接点磁性开关：磁滞区间比有接点磁性开关开关小。实力值：0.3mm～0.6mm

7、外乱磁场的影响

当外乱磁场(如溶接电流产生的磁场)超出气缸的检出磁场强度时，有接点磁性开关、无接点磁性开关都会产生误动作。

a）有接点磁性开关：在交流溶接磁场下产生误动作时，舌簧接点开闭次数急速增加，会减低开关的使用寿命。

b）无接点磁性开关：即使发生了误动作，也不会对磁性开关使用寿命造成影响。

8、内部构造：

a）有接点磁性开关：由舌簧接点和玻璃环氧树脂电路板为基础简单构成。对于机械式的振动、冲击的耐性相对较弱。

b）无接点磁性开关：由磁敏电阻和其他电子部品构成，部品都被安装在陶瓷或玻璃环氧树脂电路板上面。虽然结构比有接点磁性开关开关复杂，但是机械强度比较强。

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