接近开关原理

1、概述　　接近开关可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近开关大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。　　特性：　　● 非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏。　　● 无触点输出，操作寿命长。　　● 即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测。　　● 反应速度快。　　● 小型感测头，安装灵活。2、类型　　（1）按配置来分　　（2）按检测方法分　　●通用型：主要检测黑色金属（铁）。　　●所有金属型：在相同的检测距离内检测任何金属。　　●有色金属型：主要检测铝一类的有色金属。3、高频振荡型接近开关的工作原理电感式接近开关由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近开关检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过整形放大转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211081641_402495_2627921_3.jpg　　下面为详细介绍：　　（1）通用型接近开关的工作原理　　振荡电路中的线圈L产生一个高频磁场。当目标物接近磁场时，由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流（涡电流）。随着目标物接近开关，感应电流增强，引起振荡电路中的负载加大。然后，振荡减弱直至停止。传感器利用振幅检测电路检测到振荡状态的变化，并输出检测信号。振幅变化的程度随目标物金属种类的不同而不同，因此检测距离也随目标物金属的种类不同而不同。　　（2）所有金属型传感器的工作原理　　所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。和普通型一样，它也有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。目标物接近开关时，不论目标物金属种类如何，振荡频率都会提高。传感器检测到这个变化并输出检测信号。　　（3）有色金属型传感器工作原理　　有色金属传感器基本上属于高频振荡型。它有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率的变化。当铝或铜之类的有色金属目标物接近开关时，振荡频率增高；当铁一类的黑色金属目标物接近开关时，振荡频率降低。如果振荡频率高于参考频率，传感器输出信号。4、电容式接近开关的原理　　电容式接近开关由高频振荡器和放大器等组成，由传感器的检测面与大地间构成一个电容器，参与振荡回路工作，起始处于振荡状态。当物体接近开关检测面对，回路的电容量发生变化，使高频振荡器振荡。振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转化成二进制的开关信号。5、霍尔接近开关工作原理　　原理简介：　　当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U,其表达式为 U=K•I•B/d 其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。　　霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和其他传感器类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关、压力传感器、里程表等，作为一种新型的电器配件。6、线性接近开关的原理　　工作原理：　　线性接近开关是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在传感器的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。该接近开关具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。线性传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。7、电感式接近开关的工作原理　　工作原理：　　电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。

接近开关在航空、航天技术以及工业生产中都有广泛的应用。在日常生活中，如宾馆、饭店等都有应用。在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置。在测量技术中，如长度、位置的测量，要用到接近开关；在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都大量使用接近开关。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211141619_404138_2627921_3.jpg　　性能特点及种类　　在各类开关中，有一种对接近它的物件有"感知"能力的元件--位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有"感知",开关才会动作。该距离叫"检出距离",不同的接近开关检出距离不同。有时被检测物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为"响应频率".位移传感器可根据不同的原理和方法做成，不同的位移传感器对物体的"感知"方法不同，常见的接近开关有以下几种：　　1.涡流式接近开关　　这种开关也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，在物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的接通或断开。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。　　2.电容式接近开关　　这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，还可以是绝缘的液体或粉状物等。