晶體管接近開關(guān)是一種以晶體管振蕩為核心組成的無觸點(diǎn)開關(guān)， 主要用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)檢測、控制并與輸出環(huán)節(jié)全盤無觸點(diǎn)化的開關(guān)元件。當(dāng)開關(guān)接近某一物體時(shí)，即發(fā)出控制信號。
晶體管接近開關(guān)作用以及應(yīng)用范圍編輯
晶體管接近開關(guān)的作用是在接近金屬體時(shí)就動作、它在機(jī)床及其它設(shè)備中作無接觸、無壓力的行程監(jiān)測的控制之用。在行程控制、定位控制以及各種保護(hù)控制等方面有的應(yīng)用。[1]
晶體管接近開關(guān)原理電路圖分析編輯
現(xiàn)在應(yīng)用較多的接近開關(guān)，是以晶體管振蕩為核心組成的無觸點(diǎn)開關(guān)，這種開關(guān)是當(dāng)鐵磁靠近（無須接觸）它的晶體管振蕩器的空間磁場時(shí)，在鐵磁體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，消耗振蕩能量，使振蕩減弱，直至zui后停止振蕩；而當(dāng)鐵磁體離開后，晶體管振蕩器重新恢復(fù)振蕩，即由振蕩器是否振蕩反鐵磁擋塊是否接近開關(guān)。接近開關(guān)有反應(yīng)迅速、定位、壽命長以及沒有機(jī)械碰撞等點(diǎn)。目前已被應(yīng)用于行程控制、定位控制以及各種保護(hù)控制等方面。 下圖是某種接近開關(guān)的電路，它是由lc振蕩電路、開關(guān)電路及射極輸出器三部分組成。由v1組成振蕩器，其中l(wèi)2、c2組成選頻電路，l1是反饋線圈，l3是輸出線圈，這三線圈繞在同一磁芯上，如圖a所示。 當(dāng)鐵磁體沒有靠近開關(guān)的感應(yīng)頭時(shí)，振蕩電路維持振蕩，l3上有交流輸出，經(jīng)二極管v1整流后使v2獲得足夠偏流而工作于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)uce2≈0,v3截止，射極輸出器無輸出，接在輸出端的繼電器ka不通電。 當(dāng)鐵磁體接近感應(yīng)頭時(shí)，鐵磁體感應(yīng)產(chǎn)渦流，由于渦流的去磁作用，削弱l1與l2之間的耦合，使得反饋量不足以維持振蕩，因而振蕩器被迫停振，l3上無交流輸出，v2截止，若r7>>r5，此時(shí)uce2≈ucc，射極輸出器輸出也接近ucc，使繼電器ka通電動作。圖c是接近開關(guān)動合觸點(diǎn)的符號。 v3采用射極輸出，是為了提帶負(fù)載能力。rf為正反饋電阻，當(dāng)電路停振時(shí)，通過它把v2的集電極電壓反饋一部分到v1的發(fā)射極，使發(fā)射極電位提，以振蕩電路迅速而的停振，而當(dāng)電路起振時(shí)，uce2≈0,無反饋電壓，使振蕩電路迅速恢復(fù)振蕩，使開關(guān)的動作更為迅速和準(zhǔn)確。
相關(guān)典型晶體管開關(guān)維修實(shí)例編輯
1)振蕩線圈不能與線路板斷路，否則使用中會出現(xiàn)恒工作現(xiàn)象（主要是振蕩電路停振）； 2)故障點(diǎn)往往在后級電路或執(zhí)行電氣（小繼電器）上，而前級電路較少出故障。 下面介紹幾個(gè)維修實(shí)例。 a.有觸點(diǎn)式晶體管接近開關(guān) 故障現(xiàn)象 有合壓，但計(jì)數(shù)器有時(shí)漏計(jì)數(shù)。 分析與檢修 有兩種可能，即線路中有虛焊的地方或小繼電器有問題。將其拆下后檢查發(fā)現(xiàn)，線路板上各引線及各元器件的焊點(diǎn)均良好。通電試機(jī)，短時(shí)間內(nèi)用鐵片反復(fù)遮擋接近開關(guān)，其通、斷都正常；但一定時(shí)間后即出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，拿掉鐵片，仍有輸出。而用萬用表直流電壓檔測得小繼電器線圈的兩端無電壓，證明是其內(nèi)部的觸點(diǎn)發(fā)生粘連所致（晃動一下接近開關(guān)，即可聽到內(nèi)部觸點(diǎn)斷開的聲音，同時(shí)用電筆測其輸出端已沒有電壓）。因小繼電器是黏結(jié)在機(jī)盒里的，可用尖嘴鉗夾住其引腳拔出并更新；有的黏結(jié)過牢，可充分利用其內(nèi)部空間，將新舊2只小繼電器用膠黏結(jié)在一起，并將引線轉(zhuǎn)接到新的小繼電器上。換用新的繼電器后試機(jī)，故障排除。 b.無觸點(diǎn)式晶體管接近開關(guān) 故障1 晶體管接近開關(guān)工作（用電筆測輸出端總有電），雖能&lquo;合壓&rquo;，但計(jì)數(shù)器無法計(jì)數(shù)（因計(jì)數(shù)器需要開關(guān)信號才能計(jì)數(shù)）。 分析與檢修 根據(jù)以上總結(jié)的兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)打開接近開關(guān)后檢查發(fā)現(xiàn)，振蕩線圈中有2根引線已折斷，根據(jù)繪出的原理圖及元件位置圖將其重新焊接復(fù)位，通電試機(jī)：未用鐵片遮擋，輸出端仍然有220v輸出。說明問題可能出在可控硅電路上。用萬用表直流電壓檔測可得控硅陽、陰兩極間無電壓（屬*導(dǎo)通后無電壓），測控制極和陰極間也無電壓，說明可控硅是在控制極上無觸發(fā)電壓的情況下導(dǎo)通的，極有可能內(nèi)部已被擊穿。斷電后，用電烙鐵焊下，以萬用表測量電阻，確實(shí)是陽、陰兩極已擊穿。換用新的可控硅后試機(jī)，未用鐵片遮擋，無輸出；用鐵片遮擋，有輸出。晶體管接近開關(guān)恢復(fù)正常。 故障2 有合壓，但計(jì)數(shù)器工作一段時(shí)間后不計(jì)數(shù)；關(guān)掉后，過一陣兒再開又恢復(fù)計(jì)數(shù)。 分析與檢修 開機(jī)后能合壓，且開一段時(shí)間后計(jì)數(shù)器才失靈（不計(jì)數(shù)），多為接近開關(guān)中有元件熱穩(wěn)定性不良（也可能是線路中有接觸不良現(xiàn)象）所致。斷電，拆下接近開關(guān)檢查，里面振蕩線圈的引線全都焊接良好。那么問題就應(yīng)出在可控硅或其前級控制電路上。通電試機(jī)，待其工作一段時(shí)間并出現(xiàn)故障后，用萬用表直流電壓檔測得可控硅控制極與陰極間有觸發(fā)電壓（可控硅因此而導(dǎo)通），再測其前級bg3管的基極和發(fā)射極間電壓，僅為0.06v（導(dǎo)通應(yīng)為0.7v），不足以使該管導(dǎo)通并給可控硅控制極送去觸發(fā)電壓，說明該管的集射極間已經(jīng)擊穿，屬熱穩(wěn)定性不良所致（通電加熱后內(nèi)部漏電流逐步加大至*導(dǎo)通而失去開關(guān)作用）。該管為s9001型小功率管，為減少故障，可改用c2824型率管。將新管焊上后試機(jī)，故障排除，且以后開很長時(shí)間也再未出現(xiàn)過故障。 有觸點(diǎn)式晶體管接近開關(guān)也曾出現(xiàn)恒工作現(xiàn)象，經(jīng)查也常是給小繼電器提供輸出功率的小功率管擊穿所致。改用率管后，問題解決了。 故障3 在正常印刷中，計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)。 分析與檢修 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，判斷是晶體管接近開關(guān)不能給出正常的開、關(guān)信號所致（因計(jì)數(shù)器本身很少出故障）。斷電，將該接近開關(guān)拆下來通電檢測。不用鐵片遮擋，用萬用表交流電壓檔測其有180v電壓輸出，正常應(yīng)為0v；用鐵片遮擋，則有正常220v電壓輸出。這說明兩個(gè)問題：①該開關(guān)控制電路是好的，否則用不用鐵片遮擋其輸出值會一樣；②可判斷問題在于主電路有漏電現(xiàn)象。斷電，打開該接近開關(guān)檢查，其內(nèi)部所有連線點(diǎn)及各元件管腳的焊點(diǎn)均良好。焊下認(rèn)為容易損壞的可控硅，用萬用表電阻檔測其3個(gè)引腳相互間的阻值均正常，將其重新焊好；再焊下與可控硅并聯(lián)的整流電路的4個(gè)二極管，用萬用表電阻檔分別測它們的正、反向電阻均正常，且用 rx10k檔（內(nèi)存9v電池）測它們的反向電阻也均無窮大，并沒有發(fā)現(xiàn)問題。為了減少焊上去試機(jī)不行又拆下來檢修的麻煩，決定再分別對這4支二極管通以工作電壓（220v）進(jìn)行檢測，方法是：先找1支好的二極管，再將待測的4支二極管分別與之反向串接,在其一端通入220v電壓的火線，然后用萬用表交流電壓檔測其另一端與零電位之間有無電壓輸出，也即有無漏電，來證明其是否合格。經(jīng)逐個(gè)檢測后，查出確有2個(gè)二極管有程度不同的漏電反應(yīng)（用萬用表測，有電壓輸出）。經(jīng)換用新的并經(jīng)上述方法檢測的二極管后試機(jī)，故障排除。此方法還可用于對一般整流二極管、可控硅和橋堆等的耐壓試驗(yàn)，可有效防止將次品焊接到電路中去而造成檢修麻煩。
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