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Einführung
Photoelektrische und mechanische Schalter — zwei Arten von Sensoren und Steuergeräten, die in verschiedenen automatisierten Prozessen ähnliche Funktionen ausführen, jedoch mit grundlegend verschiedenen Wirkprinzipien, sind einige Beispiele. Die Unterschiede sind wichtig für Ingenieure und Techniker, um den richtigen Schalter für eine bestimmte Anwendung auszuwählen. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Unterschiede zwischen photoelektrischem Schalter und mechanischem Schalter im Hinblick auf ihre Funktionsweise, Komponenten, Umweltbedingungen, Geschwindigkeit und Genauigkeit, Anwendung sowie Kosten erläutern.
Betriebsgrundsätze
Durch das Senden und Empfangen von Licht wird entschieden, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht – der photoelektrische Schalter ist das grundlegende Arbeitsprinzip, das auf dem Photoeffekt basiert. Es handelt sich um einen kontaktlosen Schalter, der ohne physischen Kontakt funktioniert. Ein mechanischer Schalter dagegen tut dies durch physischen Kontakt oder Nähe, um einen elektrischen Kreis zu schließen oder zu unterbrechen. Er besteht aus verschiedenen beweglichen Teilen, die miteinander interagieren, wenn der Schalter betätigt wird.
Komponenten und Bau
Ein photoelektrischer Schalter enthält eine Lichtquelle, typischerweise eine LED oder einen Laser, sowie einen Foto-Detektor wie einen Photo-Diode oder Photo-Transistor und Elektronik zur Signalverarbeitung. Das unterscheidet ihn von einem mechanischen Schalter, der einen Aktuator wie einen Knopf, Hebel oder Näherungssensor hat, Kontaktpunkte, die normalerweise aus Metall bestehen, und eine Gehäuse, um alle diese Komponenten einzuschließen.
Arten und Variationen
Photoelektrische Schalter weisen mehrere Arten von photoelektrischen Schaltern auf: Reflexlichtschalter, die von einer reflektierenden Oberfläche abprallen, Durchlichtsensoren, die Unterbrechungen in einem Lichtstrahl erkennen, und diffuse Reflexlichtsensoren, die das von einem Objekt reflektierte Licht verwenden. Mechanische Schalter hingegen werden je nach ihrer physischen Struktur eingeteilt, welche beispielsweise Drucktaster, Kippschalter und Näherungsschalter umfassen kann; diese Art von Schaltern funktioniert durch ein Magnetfeld.
Ausdauer und Umgebungsbedingungen
Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Arten ist ihre Anpassungsfähigkeit an Umwelteinflüsse. Da sie keine beweglichen Teile haben, sind die Leistungsmerkmale von Fotoelektrikschaltern weniger anfällig für Verschleiß. Sie können jedoch von Bedingungen beeinträchtigt werden, die das Licht blockieren, einschließlich Staub und Nebel. Da mechanische Schalter bewegliche Teile haben, sind sie anfällig für Verschleiß über die Zeit, widerstehen aber sonstigen Umwelteinflüssen, die physische Komponenten beeinträchtigen könnten.
Geschwindigkeit und Genauigkeit
Fotoelektrische Schalter sind viel schneller und ihre Genauigkeit ist höher, da sie Objekte für hochgeschwindigkeitsanwendungen präzise erkennen können. Antwortzeiten variieren ebenfalls je nach Typ des mechanischen Schalters, und die Genauigkeit kann durch Fertigungstoleranzen beeinträchtigt werden, die sich auf die Kontakgröße und Bewegung oder den Kontaktverschleiß auswirken.
Anwendungen und Branchen
Es hängt von der Anwendung ab, wann man sich für einen fotoelektrischen oder einen mechanischen Schalter entscheidet. Diese Komponenten werden in verschiedenen Anwendungen wie Automatisierung, Sicherheitssystemen und Robotik eingesetzt, die berührungslose Sensoren erfordern. Mechanische Schalter sind einfach zu verwenden und robuste Schalter, die einen einfachen elektrischen Kreis beinhalten, wie in allen Geräten und Maschinen, die eine physische Interaktion erfordern.
Kosten und Wartung
Die Kosten und Wartung der verschiedenen Arten von Schaltern können sich stark unterscheiden. Fotoelektrische Schalter könnten etwas teurer sein (auf Anschaffung) – da sie eine neuere Technologie sind –, aber solche Geräte erfordern normalerweise weniger Wartung, da es keine beweglichen Teile gibt. Mechanische Schalter sind materiell billiger, erfordern jedoch oft mehr Wartung, da Kontakte etc. abnutzen.
Fazit
Letztendlich hängt die Wahl zwischen fotoelektrischem und mechanischem Schalter von der Anwendung ab. Foto -steuerungen sind ebenfalls nicht funktionsfähig, schnellere und äußerst genaue Schalter, die in der Automatisierung von Hochtechnologie-Standorten eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Robustheit und des niedrigeren Preispunkts sind mechanische Tasten nur für physische Interaktionslösungen geeignet, insbesondere dort, wo das Verhältnis von Formfaktor und Kosten entscheidend ist. Beide Arten von Schaltern haben sich im Laufe der Jahre zusammen mit der Technik weiterentwickelt und bieten nun verbesserte Leistungen und zusätzliche Funktionen. Diese Unterschiede sind wichtig zu kennen, um den richtigen Schalter für jede Aufgabe auswählen zu können, damit er gut funktioniert und nie versagt.