中心議題：

• 電容式接近開關及其應用

解決方案：

• 利用電容式接近開關的感應靈敏度
• 選用優質器件

1　引　言

隨著我國經濟的快速發展，現代城市人口的增加
、城(cheng)市(shi)範(fan)圍(wei)的(de)擴(kuo)大(da)
，能(neng)源(yuan)緊(jin)張(zhang)問(wen)題(ti)越(yue)來(lai)越(yue)突(tu)出(chu)了(le)。特(te)別(bie)是(shi)水(shui)資(zi)源(yuan)，它(ta)與(yu)工(gong)農(nong)業(ye)生(sheng)產(chan)以(yi)及(ji)人(ren)民(min)的(de)生(sheng)活(huo)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)
，由(you)於(yu)一(yi)些(xie)地(di)區(qu)以(yi)前(qian)無(wu)計(ji)劃(hua)性(xing)地(di)亂(luan)的(de)開(kai)采(cai)，出(chu)現(xian)了(le)缺(que)水(shui)的(de)現(xian)象(xiang)。如(ru)何(he)有(you)效(xiao)地(di)管(guan)理(li)和(he)節(jie)約(yue)用(yong)水(shui)是(shi)當(dang)務(wu)之(zhi)急(ji)。本(ben)文(wen)利(li)用(yong)電(dian)容(rong)式(shi)接(jie)近(jin)開(kai)關(guan)和(he)其(qi)它(ta)器(qi)件(jian)設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)控(kong)製(zhi)水(shui)龍(long)頭(tou)開(kai)與(yu)關(guan)的(de)係(xi)統(tong)。本(ben)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)控(kong)製(zhi)靈(ling)敏(min)、使用方便
、工作壽命長的特點。

2　電容式接近開關介紹

dianrongshijiejinkaiguanshuyuyizhongjuyoukaiguanliangshuchudeweizhichuanganqi，tadeceliangtoutongchanggouchengdianrongqideyigejiban
，erlingyigejibanshiwutidebenshen
，dangwutiyixiangjiejinkaiguanshi，wutihejiejinkaiguandejiedianchangshuε發fa生sheng變bian化hua，使shi得de和he測ce量liang頭tou相xiang連lian的de電dian路lu狀zhuang態tai也ye隨sui之zhi發fa生sheng變bian化hua
，由you此ci便bian可ke控kong製zhi開kai關guan的de接jie通tong和he關guan斷duan。被bei這zhe種zhong接jie近jin開kai關guan的de檢jian測ce物wu體ti，並bing不bu限xian於yu金jin屬shu導dao體ti，也ye可ke以yi是shi絕jue緣yuan的de液ye體ti或huo粉fen狀zhuang物wu體ti,在檢測較低介電常數ε的物體時，可以順時針調節多圈電位器（位於開關後部）來增加感應靈敏度

，一般調節電位器使電容式的接近開關在0.7-0.8Sn（Sn為電容式接近開關的標準檢測距離）的位置動作。這裏選用的是浙江省洞頭縣光電開關廠生產的CLG型M18×70標準結構的開關。它的外型圖與尺寸標示圖分別如圖1與圖2所示。
操作參數如表1所示。 [page]
部分常用材料介電常數如表2所示。 3　係統組成及設計過程

係統組成框圖如圖3所示，從框圖可以看出控製信號的流程：當人或其它物體接近電容式接近開關時
，等效電容的容量值會發生變化
，從而改變LC振蕩器的振蕩頻率，F/V電路將LC振蕩器輸出的頻率量轉化成電壓量後，交給信號處理電路

，該部分將電壓信號進行一係列的處理（包括：放大、整形等）後傳給開關量變換電路
，開關量轉換電路實際上是A/D轉zhuan換huan器qi
，它ta將jiang模mo擬ni電dian壓ya轉zhuan換huan為wei數shu字zi量liang
，水shui龍long頭tou控kong製zhi電dian路lu由you開kai關guan量liang轉zhuan換huan電dian路lu的de輸shu出chu量liang控kong製zhi，它ta產chan生sheng控kong製zhi信xin號hao控kong製zhi水shui龍long頭tou的de開kai與yu關guan。本ben係xi統tong設she計ji成cheng當dang人ren接jie近jin水shui龍long頭tou一yi定ding距ju離li時shi，水shui龍long頭tou自zi動dong開kai啟qi

，離li開kai一yi定ding距ju離li後hou水shui龍long頭tou自zi動dong關guan閉bi。
3．1部分關鍵電路介紹振蕩電路與F/V變換電路及信號處理部分

連線圖如圖4所示
，由555定時器組成的振蕩器
，它的振蕩頻率為：f=1/0．69*（R1+2*R2）*（C//CT）
，C就是電容式接近開關的等效電容值，CT為頻率調節電容，通過C的變化從而使振蕩頻率變化，將此種變化傳給F/V電路，引起F/V電路的輸出電壓變化。由鎖相環CD4046組成的F/V變換電路將頻率值變成電壓值後
，經精密運放OP-07線性放大後輸入到開關量轉換器（A/D轉換器）的輸入端。
A/D轉zhuan換huan器qi將jiang模mo擬ni信xin號hao轉zhuan換huan成cheng數shu字zi信xin號hao後hou
，輸shu入ru到dao水shui龍long頭tou控kong製zhi電dian路lu的de輸shu入ru端duan，由you水shui龍long水shui控kong製zhi電dian路lu控kong製zhi水shui龍long頭tou的de開kai與yu關guan，這zhe些xie電dian路lu簡jian單dan，這zhe裏li限xian於yu篇pian幅fu，不bu作zuo介jie紹shao。

3．2　 係統安裝要求

安裝要求示意圖如圖5所示，圖中S1表示檢測麵與支架的間距
，要求≥1Sn，S2表示檢測麵與背景的間距，要求≥3Sn，S3表示並列安裝間距

，要求≥5Sn，S4表示檢測麵與側壁的間距，要求≥3Sn。（Sn為電容式接近開關的標準檢測距離）
4　結 束 語

由於本係統可利用電容式接近開關的感應靈敏度可以調節的特點，所以可以方便地選人控製水龍頭開與關的距離。它的實用性

、可操作性很強。由於選用的都是優質器件
，它的性能價格比高，並且具有通用性（隻要改變被控製對象，再作必要的設置
，就能變為其它的功能電路）。它(ta)己(ji)被(bei)做(zuo)成(cheng)了(le)產(chan)品(pin)，正(zheng)在(zai)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。從(cong)目(mu)前(qian)使(shi)用(yong)的(de)情(qing)況(kuang)看(kan)


，效(xiao)果(guo)良(liang)好(hao)，性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)。當(dang)然(ran)
，由(you)於(yu)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)倉(cang)促(cu)，係(xi)統(tong)設(she)計(ji)還(hai)有(you)不(bu)少(shao)需(xu)要(yao)完(wan)善(shan)的(de)地(di)方(fang)。不(bu)管(guan)怎(zen)樣(yang)，它(ta)被(bei)推(tui)廣(guang)使(shi)用(yong)的(de)價(jia)值(zhi)很(hen)高(gao)。