什么是接近開關(guān)

　　接近開關(guān)是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，從而驅(qū)動直流電器或給計算機（plc）裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無觸點開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性，同時具有傳感性能，且動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。

　　接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運動機構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù)、定位控制和自動保護環(huán)節(jié)等。

　　接近開關(guān)的性能特點

　　在各類開關(guān)中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。

　　當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。但不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。

　　有時被檢測驗物體是按一定的時間間隔，一個接一個地移向接近開關(guān)，又一個一個地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對檢測對象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。

　　接近開關(guān)原理圖

　　1.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能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個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，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。工作流程方框圖及接線圖如下所示：

　　3.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，它的測量頭通常是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測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，在檢測較低介電常數(shù)ε的物體時，可以順時針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后部）來增加感應(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的位置動作。工作流程方框圖及接線圖如下所示：

　　3.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中時，薄片的兩端就會產(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為薄片中通過的電流，B為外加磁場（洛倫慈力Lorrentz）的磁感應(yīng)強度，d是薄片的厚度。 由此可見，霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場的磁感應(yīng)強度成正比的關(guān)系。我門銷售的霍爾開關(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轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實際應(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)強度B來表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時，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）、雙信號輸出之分。 霍爾開關(guān)具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點，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?；魻栭_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，響應(yīng)快無磨損，而且安裝時要注意磁鐵的極性，磁鐵極性裝反無法工作。內(nèi)部原理圖及輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性和接線圖如下所示：

　　接近開關(guān)主要功能

　　1.檢驗距離

　　檢測電梯、升降設(shè)備的停止、起動、通過位置；檢測車輛的位置，防止兩物體相撞檢測；檢測工作機械的設(shè)定位置，移動機器或部件的極限位置；檢測回轉(zhuǎn)體的停止位置，閥門的開或關(guān)位置。

　　2.尺寸控制

　　金屬板沖剪的尺寸控制裝置；自動選擇、鑒別金屬件長度；檢測自動裝卸時堆物高度；檢測物品的長、寬、高和體積。

　　檢測物體存在有否 檢測生產(chǎn)包裝線上有無產(chǎn)品包裝箱；檢測有無產(chǎn)品零件。

　　3.轉(zhuǎn)速與速度控制

　　控制傳送帶的速度；控制旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)速；與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。

　　4.計數(shù)及控制

　　檢測生產(chǎn)線上流過的產(chǎn)品數(shù)；高速旋轉(zhuǎn)軸或盤的轉(zhuǎn)數(shù)計量；零部件計數(shù)。

　　5.檢測異常

　　檢測瓶蓋有無；產(chǎn)品合格與不合格判斷；檢測包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否；區(qū)分金屬與非金屬零件；產(chǎn)品有無標(biāo)牌檢測；起重機危險區(qū)報警；安全扶梯自動啟停。

　　6.計量控制

　　產(chǎn)品或零件的自動計量；檢測計量器、儀表的指針范圍而控制數(shù)或流量；檢測浮標(biāo)控制測面高度，流量；檢測不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo)；儀表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。

　　7.識別對象

　　根據(jù)載體上的碼識別是與非。

　　8.信息傳送

　　ASI（總線）連接設(shè)備上各個位置上的傳感器在生產(chǎn)線（50-100米）中的數(shù)據(jù)往返傳送等。

　　接近開關(guān)最大感應(yīng)距離

　　接近開關(guān)型號不同，感應(yīng)距離不同，如一般軸徑8mm的接近開關(guān)，感應(yīng)距離在0.15-1.5mm，12mm的感應(yīng)距離在0.3-3mm，18mm的感應(yīng)距離在0.6-6mm，30mm的感應(yīng)距離在1-10mm。根據(jù)需要選擇你需要的型號即可。接近開關(guān)的動作距離與被測物體的材質(zhì)有關(guān)，而開關(guān)動作距離與開關(guān)的動作距離之間的關(guān)系。接近開關(guān)的作用距離和檢測到的車身的厚度和尺寸都有一定的關(guān)系，檢測到的材料是相同的。

　　我們具體看是什么類型的有接觸式的有感應(yīng)式的接觸式的只有接觸力達(dá)到一定程度（即接近開關(guān)的動觸點閉合）才有作用。感應(yīng)式是在一定的范圍內(nèi)可以檢測到的。范圍在一定程度上是可以調(diào)節(jié)的。參照說明書調(diào)節(jié)。接近開關(guān)的檢測距離與具體型號有關(guān)，一般的檢測距離在10毫米左右，如：NI25型的檢測距離最大有15毫米，而NI35型的檢測距離最大有25毫米。

　　一般有幾種可能會使接近開關(guān)感應(yīng)距離變短：

　　第一種：傳感器使用時間長了感應(yīng)線圈老化，造成感應(yīng)距離不夠

　　第二種：傳感器電源電壓偏低

　　第三種：傳感器周圍有物體或電磁干擾

　　在接近開關(guān)傳感器的選擇中應(yīng)遵循以下原則：

　　1.當(dāng)金屬材料檢測，高頻振蕩型接近傳感器應(yīng)選擇的，這是最敏感的檢測和A3。鋁、黃銅和不銹鋼的檢測靈敏度較低。

　　2.當(dāng)檢測體非金屬材料，如木材、紙張、塑料、玻璃、水等，采用電容式接近傳感器。

　　3.金屬體和非金屬進行遠(yuǎn)程檢測和控制，應(yīng)選擇光電接近傳感器或超聲波接近傳感器。

　　4.用于檢測金屬，如果檢測靈敏度不高，可以使用低價格的磁力接近傳感器或霍爾式接近傳感器。

　　接近開關(guān)的接線方法

　　1、二線式接近開關(guān)的接線方法

　　對于二線式NPN型接近開關(guān)，棕色線與負(fù)載相連，藍(lán)色線與零電位點相連；對于二線式PNP型接近開關(guān)，棕色線與高電位相連，負(fù)載的一端與接近開關(guān)的藍(lán)色線相連，而負(fù)載的另一端與零電位點相連。圖2-61和圖2-62所示分別為二線式NPN型接近開關(guān)接線圖和二線式PNP型接近開關(guān)接線圖。

　　2、三線式接近開關(guān)的接線方法

　　對于三線式NPN型接近開關(guān)，棕色的導(dǎo)線與一端負(fù)載，同時與電源正極相連；黑色的導(dǎo)線是信號線，與負(fù)載的另一端相連；藍(lán)色的導(dǎo)線與電源負(fù)極相連。對于三線式PNP型接近開關(guān)，棕色的導(dǎo)線與電源正極相連；黑色的導(dǎo)線是信號線，與負(fù)載的一端相連；藍(lán)色的導(dǎo)線與負(fù)載的另一端及電源負(fù)極相連，如圖2-63和圖2-64所示。

　　初學(xué)者經(jīng)常不能正確區(qū)分NPN型和PNP型的接近開關(guān)，其實只要記住一點：PNP型接近開關(guān)是正極開關(guān)，也就是信號從接近開關(guān)流向負(fù)載；而NPN型接近開關(guān)是負(fù)極開關(guān)，也就是信號從負(fù)載流向接近開關(guān)。

　　24v接近開關(guān)實物接線圖

　　例：某設(shè)備用于檢測PVC物塊，當(dāng)檢測物塊時，設(shè)備上的24V DC功率為12W的報警燈亮，請選用合適的接近開關(guān)，并畫出原理圖。

　　因為檢測物體的材料是PVC，所以不能選用感應(yīng)接近開關(guān)，但可選用電容式接近開關(guān)。報警燈的額定電流為：，查表2-20可知，直流接近開關(guān)承受的最大電流為0.2A，所以采用圖2-64的方案不可行，信號必須進行轉(zhuǎn)換，原理圖如圖2-71所示，當(dāng)物塊靠近接近開關(guān)時，黑色的信號線上產(chǎn)生高電平，其負(fù)載繼電器KA的線圈得電，繼電器KA的常開觸頭閉合，所以報警燈EL亮。

　　由于沒有特殊規(guī)定，所以PNP或NPN型接近開關(guān)以及二線或三線式接近開關(guān)都可以選用。本例選用三線式PNP型接近開關(guān)。