浅谈电磁干扰对电感式接近开关的影响

摘 要：通过对电感式接近开关应用实例进行分析，指出了电磁干扰对电感式接近开关会产生不良影
响，导致其误动作，影响生产的顺利进行，并给出了一些避免电磁干扰的方法，以便更合理地使用电感式
接近开关。
电感式接近开关；误动作；电磁干扰
0 前言
接近开关是启动部件无机械接触而能动作的位置开关，亦称为接触开关或无触点行程开关，按感应种类可分为电感式、电容式、光电式、超声波式、霍尔式等，其中以电感式为最常见 。它可通过运动的金属(或非金属)物体接近开关感应面，无接触压力自动发出检测信号，以驱动继电器或逻辑电路，广泛应用于许多行业。电磁干扰对电感式接近开关的影响是不容忽视的，甚至严重影响着生产的顺利进行。本研究通过实例，给出一些避免电磁干扰的方法。
1 应用实例
1．1 实例介绍
电感式接近开关在一建筑机械中的实际运用电路，如图1所示 。该机器主要在建筑工地等环境较恶劣的场所使用，且机器自身振动大，所检测对象为


Q235A钢，约3～l0 s检测一次信号，所以选用抗环境干扰性能好、响应频率高、应用广泛且价格较低的交流二线220 V电感式(涡流式)接近开关。通过使用接近开关，使机器的机械结构得到简化，加工精度大大提高。
接近开关的使用给生产带来了巨大的好处，也带来了一些问题。在使用过程中发生过如下故障：机器正常工作一段时间后，出现了“在无任何检测物时，有
时操作点动按钮SB3或SB5，电磁换向阀YA动作”的情况。这种误动作是无规律的，并且误动作的频率呈逐步增多的趋势。但是在机器连续运转过程中未发生
过YA误动作。从电路原理图上看，SB3、SB5与YA之间无直接电气连接，进一步核对各接线完全正确，各电器件完好，也没有其他杂物影响。又经仔细查明，点
动时YA动作是通过自动控制回路完成的。这里只有接近开关sQ提供开关信号实现自动控制，于是对sQ进行跟踪检查，发现其在点动时发生误动作，此时检测
物、检测距离、接近开关的安装均正常，判定为接近开关本身故障，经更换接近开关，误动作大大减少，后试将接近开关的电缆线换为屏蔽电缆，机器恢复正常
工作。


从式(3)可知，电磁感应电压的大小与干扰源的电流成比例，即干扰电流越大，干扰电压越大。这里所选用的接近开关为电感式(涡流式)接近开关，其框图，如图2所示。它由LC主频振荡、检波、放大、触发及输出等组成振荡器产生一个交变磁场。当金属物体(检测体)接近这一磁场(开关感应面)并到相应的感应距离时，便会在金属检测体内产生涡流，而这个涡流反作用于接近开关，使开关振荡能力衰减，从而使内部电路参数发生变化，导致振荡衰减直至停振。振荡器振荡及停振的变化后级放在电路处理转换成开关信号，触发驱动控制器件，由此识别出有无金属物件的接近，进而控制开关的通断 。


电感式接近开关中存在振荡回路，电动机回路虽未直接接入振荡回路，但由于开关的开闭而引起的干扰电流会通过电磁耦合产生干扰电压，这种干扰如果
进入接近开关，很容易使其产生相应的固有振荡，从而对接近开关形成干扰。
由此可知，对机器进行反复点动操作时，将导致电动机反复启动和停止，就难免对接近开关产生干扰，若未对接近开关采用任何避免干扰的措施，一旦接近开关性能下降，必然产生误动作。而机器连续运转时，线路只是最初通过一次冲击电流，稳定电流远小于冲击电流，产生的干扰也就少，因而对接近开关的影响大为降低，这时整个电路的工作往往很正常，从而极易忽视接近开关存在的问题。因为误动作是由点动按钮SB3和SB5直接引起的，一般会认为问题在此，而对此进行检查却找不到原因，使故障难以排除，影响生产的正常进行。若能更多地了解接近开关，就能够正确使用它，即使遇此情况也不易被表面现象所迷惑，可先从接近开关人手，从而更快地排除故障。
2 结束语
产生电磁=F扰的情况不仅仅本研究已提到的这一种，由于种种原因，例如现场使用着大量不符合EMC标准的陈旧设备或劣质电子设备，或者有射频干扰的
设备(如电焊机、电火花加工机床、高频加热炉、塑料热压机等)，或是现场其他设备安装施工不规范、连接不正确等，这时电磁干扰将不可避免。
在这些情况下，町以从电源上采取一些措施 ：
①将接近开关的电源线、信号线分开，分别穿人铁管，铁管外皮接地。② 电源输入端加高频滤波器。
③ 电源输入端加瞬态电压抑制二极管(TVS)以抑制浪涌电压电流。交流电源并联双向TVS，直流电源反向并联单向TVS。也可以从安装位置上采取一些措施：因为接近开关内部振荡电路中有磁性元件，可以采用改变安装位置或旋转一个角度的方法，总能找到一个干扰较弱的位置或角度。除此以外，定期维护也是必不可少的：检查电缆线的连接处(特别是屏蔽层的连接)是否良好。因为经过长时间机械的、潮湿的影响，连接处的屏蔽性能会下降。正确合理地使用电感式接近开关，将更有利于充分发挥其优越性。
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