变频器控制电路中的电容式接近开关简介

    电容式接近开关结构如图7-5所示。接近开关的核心是以单个极板作为检测端的电容器。由图中可见，检测极板设置在接近开关的最前端，测量转换电路安装在接近开关壳体内，并用介质损耗很小的环氧树脂充填、灌封。其工作原理为：

    图7-5    电容式接近开关结构图

   1-检测极板2-充填树脂3-测量转换电路4-外壳5-灵敏度调节电位器6-工作指示灯7-信号电缆

    检测极板与大地构成电容器，其电容量C非常小，它与电感L构成高品质因数的LC振荡电路。当没有物体靠近检测极时，电路处于振荡状态，开关没有输出。

    当被检测物体为地电位的导电体（例如与大地有很大分布电容的人体、液体等）时，检测极板对地电容C增大，LC振荡电路的Q值下降，导致振荡器停振，开关输出开关信号。

    当不接地的、绝缘的被测物接近检测极板时，由于检测极板上施加有高频电压，在它附近产生交变电场，被检测物体就会受到静电感应，而产生极化现象，正负电荷分离，使检测极板的对地等效电容量增大。使LC振荡电路的Q值降低。对介质损耗较大的介质（例如各种含水有机物）而言，它在高频交变极化过程中是需要消耗一定能量的（转为热量），该能量由LC振荡电路提供，必然使LC振荡电路的Q值进一步降低，振荡减弱，振荡幅度减小。当被测物体靠近到一定距离时，振荡器的Q值低到无法维持振荡而停振。

    电容式接近开关的检测距离与被测物体的材料性质有很大关系，当被测物是接地导电物体或者虽然未接地，但与大地之间有较大分布电容时，LC振荡电路很容易停振，所以灵敏度最高。

    当被测物为介质损耗较大的绝缘体（例如含水的有机物等）时，必须依靠极化原理来使LC振荡电路的Q值降低，所以灵敏度较差。

    电容式接近开关使用时必须远离金属物体，即使是绝缘体对它仍有一定的影响。它对高频电场也十分敏感，因此两只电容式接近开关也不能靠得太近，以免相互影响。

    对金属物体而言，不必使用易受干扰的电容式接近开关，而应选择电感式接近开关。