限位开关符号、结构、原理、电路及种类介绍

使用一个简单的开关，就可以使用接触式或非接触式的方法检测装置检测物体的存在与否，一旦检测到物体，这些设备就会产生一个电信号，用于控制不同类型的设备以及不同行业的流程，其代表之一是限位开关。

限位开关已成为建筑、工业、商业、农业和交通等不同部门控制和传感的重要组成部分。因此，成千上万的限位开关被用于世界各地不同类型的建筑或农业机械、工业设备和控制系统。

限位开关的概念

限位开关就是通过任何物理力或机器运动操作的机电开关，这些开关在检测物体的有无、计数、检测速度、检测运动范围、行程限位、定位等方面非常有帮助。限位开关包括三个端子NO（常开）、NC（常闭）和COM（公共端）。

限位开关的控制可以通过不同的因素来完成，比如温度、位置和压力。该开关主要设计为仅在达到固定限制后才操作，并且通常通过使用诸如凸轮之类的物体通过接触来激活，其符号如下所示：

限位开关结构

限位开关的构造可以通过使用不同的组件来完成，例如执行器、盖子、内置开关和开关盒等。

1、执行器

执行器是限位开关的重要组成部分，它与物体物理接触。限位开关内的致动器的连接可以通过连接到操作头来完成，该操作头平移线性、旋转或垂直运动以控制开关的电触点。

2、盖子

将外部连接电缆连接到内置开关端子后，连接盖子。为了密封开关盒和盖子之间的连接，使用了橡胶包装。

3、内置开关

内置开关可利用其速动机构直接切换ON/OFF。外力使可变弹簧反转并将动触点从上部常开触点和下部常闭触点移动。

4、开关盒

限位开关的开关盒封闭，以确保安全。这些外壳采用树脂或金属设计，以增强机械强度。在这个开关的底部，一个特殊的连接器可以连接到导管的开口，以保护外部电缆连接到位，并为内部组件形成保护密封。

限位开关可以由许多不同的材料制成，具体取决于其应用。例如，电梯中使用的限位开关通常由不锈钢制成，因此当它们在电梯井或楼层之间的井道等封闭空间中暴露在潮湿的水中时不会生锈。在可能存在危险化学品的工业应用中使用的限位开关也可以由带有铜触点（而不是银）的不锈钢制成，因为铜在暴露时不会像银那样腐蚀。

限位开关工作原理

限位开关的工作原理类似于传感器，用于识别物体的存在与否，这个开关可以通过与其他物质的交流来机械地触发。当物体接触到开关的执行器时，它最终会移动到执行器的边界，只要接触的位置发生变化。这些开关中的大多数在操作时都是机械式的，并且包括能够切换大电流的重型触点。

例如，限位开可以安装在带有炉子的供应室中，所以这个开关读取增压室的温度并等待它正常变热。一旦增压室达到特定温度，此开关就会向空气处理器发送信号以开始运行并将暖空气传输到家中。限位开关通常在160°F的上限和130°F的下限下运行。

另外，压力开关主要依靠水的压力来完成所有的工作，压力的变化将触发开关。水压将通过隔膜向上移动，隔膜推动弹簧和活塞，进而打开或关闭触点；而限位开关利用执行器柱塞的机械运动来改变或控制电气开关的状态。

限位开关电路图

限位开关的电路图如下所示，该电路可由12V电池、3.5V、10mA绿色LED、3.5V、10mA红色LED和850欧姆电阻构成。该电路的连接可以如下进行。

电池的正极通过一个电阻连接到开关的公共端，这里电阻与公共端和电池正极串联。LED的两个负极端子都直接连接到电池负极端子，将绿色LED的正极端子连接到开关的NO端子，将红色LED的负极端子连接到开关的NC端子。

一旦开关断开，开关的NC端连接到公共端，而开关的NO端与公共端分离。结果，红色LED获得电源并打开，而绿色LED将关闭。

一旦开关打开，开关的NO端连接到公共端，而开关的NC端与公共端分离。结果，绿色LED获得电源并打开，而红色LED将关闭。

限位开关的种类

目前市场上有不同类型的限位开关可供选择，，主要包括机械和电子限位开关两大类。

机械限位开关 - 这些开关由物理运动控制（通常使用杠杆），通常使它们适用于精密设备，因为它们不需要任何电源即可操作。但是，它们比电子版本更容易磨损。

电子限位开关 - 电子限位开关由电池或市电供电，并使用传感器检测物体何时越过某个点。

限位开关可以通过多种机制激活：包括磁性、机械和光学。磁性限位开关由靠近它们的磁铁激活；机械限位开关通过与杠杆或其他在致动器靠近时移动的物体的物理接触来激活；而光学限位开关使用发光二极管(LED) 和光电管来检测物体何时进入它们的一定距离内进行激活。

1、滚轮杆

这些开关包括杠杆尖端的滚轮，一旦有物体，滚轮将径向激活。其中，滚轮的主要用途是消除高水平的摩擦并降低控制限位开关所需的功率。同样，当没有物体时，由于固定在开关主体内的弹簧机构，杠杆将回到其原始位置。这些开关最常用于工业领域。

2、可调滚轮杆

这些开关类似于典型的标准滚轮液位开关，除了一个功能是能够改变滚轮的高度。因此，一旦限位开关固定在该位置内，就可以进行调整。在这里，2毫米到6厘米的距离可以通过限位开关改变调节范围。通常，这些开关适用于它们所感应的物体可能会轻微移动的地方。

3、滚柱柱塞

滚柱柱塞限位开关有不同的尺寸和形状，最常用的类型是滚轮式。该开关主要用于压力不是直接施加在柱塞头部90度角的情况下，滚柱塞将一些压力从非垂直变为垂直，之后它可用于触发或禁用柱塞。一旦有东西在柱塞端向下推动，这些开关就会触发。

4、圆形柱塞

该开关包括一个圆形尖端，一旦它获得提供给柱塞端部的垂直能量，就会触发该尖端。在这种开关中，圆形尖端的主要作用是在开关头部提供更大的检测区域。这里的头部类型可以有不同的尺寸和形状。

5、拉杆操纵杆

这些开关包括一个细而长的杆，一旦注意到存在就会触发。这些开关内部有一个弹簧机构，因此当物体分离时，杠杆将回到其原始位置。在这里，杆的长度范围从1厘米到10厘米以上，通常适用于非重型应用。

6、柔性抽油杆

柔性抽油杆开关与典型的杆式限位开关大致相同，但它们可以在360º区域内触发，在外观上似乎与拉杆操纵杆几乎相同。

7、旋转轴

旋转轴限位开关适用于具有轴或铰链的应用。一旦轴或铰链转动，开关就会激活。这些类型的开关用于门铰链以及包括转动轴的任何应用。

8、拉线

拉线限位开关可在开关主体的尖端配备挂绳或挂钩，拉线或电缆连接到挂钩并在拉动电缆后触发开关。该开关包括一个弹簧杆，拉动时会激活。

限位开关与接近开关的区别

限位开关和接近开关的区别包括以下几点内容：

限位开关优点和缺点

限位开关的优点包括以下几点内容：

• 安装简单
• 尺寸很紧凑
• 控制多个负载
• 消耗更少的电能
• 适用于许多行业。
• 具有准确性、可重复性和高精度
• 可以在最恶劣的环境条件下工作
• 可以切换的最大电流高达10A

• 要激活此开关，需要与物体进行物理接触
• 机械寿命有限制
• 通常，仅限于以较低速度运行的设备

限位开关应用

限位开关的应用包括以下内容。

• 用于检测生产线的位置
• 用于检测驱动单元以及工业设备和设备的位置
• 关用于检测半导体制造设备和机床上的门和盖
• 用于金属制造设备、传输线、压力机等机床
• 用于物料搬运设备，如电梯、传送带、起重机和起重机
• 用于纺织机械、加工设备和包装机械
• 用于叉车、车辆、设备、工程机械等
• 用于控制柜和车库门

小常识：限位开关的故障表现

使用限位开关，经常也会出现故障，主要表现在以下几个方面：

1. 由于阳光直射而产生裂缝。
2. 运行速度太慢。
3. 腐蚀。
4. 执行器的操作方向不正确。
5. 由于接触迁移而导致接触焊接或短路。
6. 电源接错导致接触焊缝。
7. 密封元件未正确拧紧。