接近开关原理及选型

接近开关的功能

接近开关又称接近传感器，接近式位置开关是运动部件无机械接触而可以操作的位置开关。当运动物体靠近开关到一定位置时，开关发出信号，达到行程控制及计数自动控制的一种非接触式无触点的位置开关。它有感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。接近开关实物图和图形文字符号如下：

接近开关实物图

接近开关实物图

接近开关图形符号（SQ）

接近开关文字符号（SQ）

接近开关原理及接线图

电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理 

1、电感式接近开关工作原理 

电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图及接线图如下所示：

2、电容式接近开关工作原理 

电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，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和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体，在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。工作流程方框图及接线图如下所示：

3、霍尔式接近开关工作原理 

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。我门销售的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，和接近开关类似有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，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。 

霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关，但是比它寿命长，响应快无磨损，而且安装时要注意磁铁的极性，磁铁极性装反无法工作。 

内部原理图及输入/输出的转移特性和接线图如下所示：

接近开关的选型

1、接近开关类型的选择

检测金属的首先选用电感式，检测非金属时优先选用电容式，检测磁信号的选用磁感式接近开关。

2、接近开关外观的选择

一般常选用圆柱螺纹形状，可根据实际需要来选择。

圆柱螺纹形状的接近开关

3、检测距离的选择

根据需要选用，一般厂家说明书上都会注明检测距离。

4、信号的输出选择

交流接近开关输出交流信号，而直流接近开关输出直流信号。特别注意：负载的电流一定要小于接近开关的输出电流，否则应添加转换电路。

5、开关频率的选择

开关频率指接近开关每秒从“开”到“关”转换的次数。直流接近开关可达到200Hz，交流接近开关只能达到25Hz。

6、额定电压的选择

交流接近开关优选AC 220V和AC 36V；直流接近开关优选DC 12V和DC 24V。一般情况下，接近开关的电压选择范围很广。如下图所示：

额定电压为：DC 10V～30V