各種不同類型接近開關(guān)的工作原理解析

電感式接近開關(guān)工作原理：

電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。

工作流程方框圖

產(chǎn)品1：電感式接近開關(guān)（NPN三極管驅(qū)動(dòng)輸出）

檢測(cè)距離：1～5毫米被檢測(cè)物：18X18X1毫米 鐵響應(yīng)頻率：150HZ工作電壓：5～50V直流工作電流：小于10毫安輸出驅(qū)動(dòng)電流：200毫安溫度范圍：－25～70度這是一種用途非常廣泛的電感接近開關(guān)，只能用于檢測(cè)金屬物，特別是對(duì)鐵金屬能很好的檢測(cè)出來(lái)，并且性能穩(wěn)定可靠，是最常用的檢測(cè)方法，被廣泛應(yīng)用到限位開關(guān)、狀態(tài)檢測(cè)等用途，它的體積18X18X35毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長(zhǎng)度為100毫米。

這種光電開關(guān)的輸出采用NPN型三極管集電極開漏輸出模式，也就是說(shuō)模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測(cè)到信號(hào)，三極管就會(huì)導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會(huì)出現(xiàn)電源電壓，如果電源是12V的那么這個(gè)電壓就是12V，如果電源是24V這個(gè)電壓就是24V，一般三極管的驅(qū)動(dòng)能力約100毫安左右，所以可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個(gè)電壓信號(hào)，可以在黑線和棕線之間接一個(gè)1K的電阻，這時(shí)模塊沒(méi)有信號(hào)時(shí)，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測(cè)到信號(hào)時(shí)黑線跳變成電源地（實(shí)際是0.2V，三極管的導(dǎo)通壓降）。

電容式接近開關(guān)工作原理：

電容式接近開關(guān)亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是物體的本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體，在檢測(cè)較低介電常數(shù)ε的物體時(shí)，可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后部）來(lái)增加感應(yīng)靈敏度，一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作。工作流程方框圖

工作流程方框圖

產(chǎn)品2：M18電容式接近開關(guān)（NPN三極管驅(qū)動(dòng)輸出）

檢測(cè)距離：1～10毫米被檢測(cè)物：25X25X1毫米響應(yīng)頻率：50HZ工作電壓：10～36V直流工作電流：小于10毫安輸出驅(qū)動(dòng)電流：300毫安溫度范圍：－25～70度這是一種電容接近開關(guān)，主要用于檢測(cè)非金屬物，被廣泛應(yīng)用到顆粒料位儀、人體接近開關(guān)等用途，它的直徑為18毫米，固定時(shí)只要在設(shè)備外殼上打一個(gè)18毫米的園孔就能輕松固定，長(zhǎng)度約70毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長(zhǎng)度為100毫米。

這種光電開關(guān)的輸出采用NPN型三極管集電極開漏輸出模式，也就是說(shuō)模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測(cè)到信號(hào)，三極管就會(huì)導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會(huì)出現(xiàn)電源電壓，如果電源是12V的那么這個(gè)電壓就是12V，如果電源是24V這個(gè)電壓就是24V，一般三極管的驅(qū)動(dòng)能力約100毫安左右，所以可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個(gè)電壓信號(hào)，可以在黑線和棕線之間接一個(gè)1K的電阻，這時(shí)模塊沒(méi)有信號(hào)時(shí)，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測(cè)到信號(hào)時(shí)黑線跳變成電源地（實(shí)際是0.2V，三極管的導(dǎo)通壓降）。

霍爾式接近開關(guān)工作原理：

當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U，其表達(dá)式為 U=K?I?B/d其中K為霍爾系數(shù)，I為薄片中通過(guò)的電流，B為外加磁場(chǎng)（洛倫慈力Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d是薄片的厚度。由此可見(jiàn)，霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。

霍爾開關(guān)就屬于這種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時(shí)，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關(guān)類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號(hào)輸出之分?；魻栭_關(guān)具有無(wú)觸電、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。霍爾開關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān)，壓力開關(guān)，里程表等，作為一種新型的電器配件。

霍爾開關(guān)的功能類似干簧管磁控開關(guān)，但是比它壽命長(zhǎng)，響應(yīng)快無(wú)磨損，而且安裝時(shí)要注意磁鐵的極性，磁鐵極性裝反無(wú)法工作。

內(nèi)部原理圖及輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性

產(chǎn)品3：M12霍爾式接近開關(guān)（NPN三極管驅(qū)動(dòng)輸出）

檢測(cè)距離：1～10毫米工作電壓：3～28V直流工作電流：小于5毫安響應(yīng)頻率：5000HZ輸出驅(qū)動(dòng)電流：100毫安，感性負(fù)載50毫安溫度范圍：－25～70度安裝方式：埋入式。這是最常用的霍爾開關(guān)，它的直徑為12毫米，固定時(shí)只要在設(shè)備外殼上打一個(gè)12毫米的園孔就能輕松固定，長(zhǎng)度約30毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長(zhǎng)度為100毫米。

這種光電開關(guān)的輸出采用NPN型三極管集電極開漏輸出模式，也就是說(shuō)模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測(cè)到信號(hào)，三極管就會(huì)導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會(huì)出現(xiàn)電源電壓，如果電源是12V的那么這個(gè)電壓就是12V，如果電源是24V這個(gè)電壓就是24V，一般三極管的驅(qū)動(dòng)能力約100毫安左右，所以可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個(gè)電壓信號(hào)，可以在黑線和棕線之間接一個(gè)1K的電阻，這時(shí)模塊沒(méi)有信號(hào)時(shí)，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測(cè)到信號(hào)時(shí)黑線跳變成電源地（實(shí)際是0.2V，三極管的導(dǎo)通壓降）
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