電感、電容、霍爾式接近開關(guān)的工作原理分析

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(jìn)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。

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

檢測距離：1～5 毫米被檢測物：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)，只能用于檢測金屬物，特別是對鐵金屬能很好的檢測出來，并且性能穩(wěn)定可靠，是最常用的檢測方法，被廣泛應(yīng)用到限位開關(guān)、狀態(tài)檢測等用途，它的體積 18X18X35 毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測到物體時紅色 LED 點(diǎn)亮，平時處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長度為 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，也就是說模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測到信號，三極管就會導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會出現(xiàn)電源電壓，如果電源是 12V 的那么這個電壓就是 12V，如果電源是 24V 這個電壓就是 24V，一般三極管的驅(qū)動能力約 100 毫安左右，所以可以直接驅(qū)動繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個電壓信號，可以在黑線和棕線之間接一個 1K 的電阻，這時模塊沒有信號時，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測到信號時黑線跳變成電源地（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。

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

檢測距離：1～10 毫米被檢測物：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，固定時只要在設(shè)備外殼上打一個 18 毫米的園孔就能輕松固定，長度約 70 毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測到物體時紅色 LED 點(diǎn)亮，平時處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長度為 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，也就是說模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測到信號，三極管就會導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會出現(xiàn)電源電壓，如果電源是 12V 的那么這個電壓就是 12V，如果電源是 24V 這個電壓就是 24V，一般三極管的驅(qū)動能力約 100 毫安左右，所以可以直接驅(qū)動繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個電壓信號，可以在黑線和棕線之間接一個 1K 的電阻，這時模塊沒有信號時，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測到信號時黑線跳變成電源地（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)，霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場的磁感應(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轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求?；魻栭_關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)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(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?；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。

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

檢測距離：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，固定時只要在設(shè)備外殼上打一個 12 毫米的園孔就能輕松固定，長度約 30 毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測到物體時紅色 LED 點(diǎn)亮，平時處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長度為 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，也就是說模塊的黑線就是三極管的集電極，如果模塊檢測到信號，三極管就會導(dǎo)通，將黑線下拉到地電平，黑線和棕線之間就會出現(xiàn)電源電壓，如果電源是 12V 的那么這個電壓就是 12V，如果電源是 24V 這個電壓就是 24V，一般三極管的驅(qū)動能力約 100 毫安左右，所以可以直接驅(qū)動繼電器等小功率負(fù)載。如果客戶希望得到的是一個電壓信號，可以在黑線和棕線之間接一個 1K 的電阻，這時模塊沒有信號時，黑線就是電源＋電壓，模塊檢測到信號時黑線跳變成電源地（實(shí)際是 0.2V，三極管的導(dǎo)通壓降）

審核編輯 黃昊宇