接近開關工作原理

   霍爾接近開關工作原理
     原理簡介：
當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產生電位差，這種現象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為
U=K·I·B/d
其中K為霍爾系數，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應強度，d是薄片的厚度。
由此可見，霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比的關系。
霍爾開關就屬于這種有源磁電轉換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上，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轉換成實際應用中的電信號，同時又具備工業場合實際應用易操作和可靠性的要求。
霍爾開關的輸入端是以磁感應強度B來表征的，當B值達到一定的程度(如B1)時，霍爾開關內部的觸發器翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出，和其他傳感器類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號輸出之分。
霍爾開關具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。霍爾開關可應用于接近傳感器、壓力傳感器、里程表等，作為一種新型的電器配件。
線性接近傳感器的原理
工作原理：
線性接近傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件，接通電源后，在傳感器的感應面將產生一個交變磁場，當金屬物體接近此感應面時，金屬中則產生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。
該接近傳感器具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。線性傳感器主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控制。 
電感式接近開關
工作原理
電感式接近開關由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。

附錄1：部分常用材料的值
 
材料
衰減系數
鋼
1
不銹鋼
 
黃銅
 
銅
 
 
接近開關工作原理
1、概述
接近傳感器可以在不與目標物實際接觸的情況下檢測靠近傳感器的金屬目標物。根據操作原理，接近傳感器大致可以分為以下三類：利用電磁感應的高頻振蕩型，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。
特性：
● 非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標物的損壞。
● 無觸點輸出，操作壽命長。
● 即使在有水或油噴濺的苛刻環境中也能穩定檢測。
● 反應速度快。
● 小型感測頭，安裝靈活。
2、類型
（1）按配置來分
（2）、按檢測方法分
●通用型：主要檢測黑色金屬（鐵）。
●所有金屬型：在相同的檢測距離內檢測任何金屬。
●有色金屬型：主要檢測鋁一類的有色金屬。
3、高頻振蕩型接近傳感器的工作原理
電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產生一個交變電磁場，當金屬物體接近傳感器檢測面時，金屬中產生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態，轉換為電信號通過整形放大轉換成二進制的開關信號，經功率放大后輸出。下面為詳細介紹：
（1）通用型接近傳感器的工作原理
振蕩電路中的線圈L產生一個高頻磁場。當目標物接近磁場時，由于電磁感應在目標物中產生一個感應電流（渦電流）。隨著目標物接近傳感器，感應電流增強，引起振蕩電路中的負載加大。然后，振蕩減弱直至停止。傳感器利用振幅檢測電路檢測到振蕩狀態的變化，并輸出檢測信號。振幅變化的程度隨目標物金屬種類的不同而不同，因此檢測距離也隨目標物金屬的種類不同而不同。
（2）所有金屬型傳感器的工作原理
所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣，它也有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內流動引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標物接近傳感器時，不論目標物金屬種類如何，振蕩頻率都會提高。傳感器檢測到這個變化并輸出檢測信號。
（3）有色金屬型傳感器工作原理
有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當鋁或銅之類的有色金屬目標物接近傳感器時，振蕩頻率增高；當鐵一類的黑色金屬目標物接近傳感器時，振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號。
4、電容式接近傳感器的原理

電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測面與大地間構成一個電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態。當物體接近傳感器檢測面對，回路的電容量發生變化，使高頻振蕩器振蕩。振蕩與停振這二種狀態轉換為電信號經放大器轉化成二進制的開關信號。
5、常用術語
接近開關兩種安裝方式的區別　 
一般接近開關有兩種安裝方式：齊平安裝和非齊平安裝。
齊平安裝：接近開關頭部可以和金屬安裝支架相平安裝。
非齊平安裝：接近開關頭部不能和金屬安裝支架相平安裝。
一般，可以齊平安裝的接近開關也可以非齊平安裝，但非齊平安裝的接近開關不能齊平安裝。這是因為，可以齊平安裝的接近開關頭部帶有屏蔽，齊平安裝時，其檢測不到金屬安裝支架，而非齊平安裝的接近開關不帶屏蔽，當齊平安裝時，其可以檢測到金屬安裝。