因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移传感器对物体的“感知"方法也不同,所以常见的接近开关有以下几种:
1、无源接近开关
这种开关不需要电源,通过磁力感应控制开关的闭合状态。当磁或者铁质触发器靠近开关磁场时,和开关内部磁力作用控制闭合。特点:不需要电源,非接触式,免维护,环保。
干簧管就是典型的无源交直流通用开关。里面的触点是铁金属做成的,当磁铁靠近的时候,磁性可以使内部的铁触点改变状态,变成吸合或者断开,以控制其它的电路通断。
2、涡流式接近开关
这种开关有时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,使物体内部产生涡流。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,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。
3、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,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,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,可以绝缘的液体或粉状物等。
4、霍尔接近开关
霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。
5、光电式接近开关
利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面(被检测物体)接近时,光电器件接收到反射光后便在信号输出,由此便可“感知"有物体接近。
6、其它型式
当观察者或系统对波源的距离发生改变时,接近到的波的频率会发生偏移,这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时,接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移,由此可以识别出有无物体接近。
晶体管接近开关
晶体管接近开关的作用是在接近金属体时就动作、它在机床及其它设备中作无接触、无压力的行程监测的控制之用。在行程控制、定位控制以及各种安全保护控制等方面有广泛的应用。
晶体管接近开关原理电路图分析
现在应用较多的接近开关,是以晶体管振荡为核心组成的无触点开关,这种开关是当铁磁靠近(无须接触)它的晶体管振荡器的空间磁场时,在铁磁体内部产生涡流,消耗振荡能量,使振荡减弱,直至后停止振荡;而当铁磁体离开后,晶体管振荡器重新恢复振荡,即由振荡器是否振荡反铁磁挡块是否接近开关。接近开关具有反应迅速、定位精确、寿命长以及没有机械碰撞等优点。目前已被应用于行程控制、定位控制以及各种安全保护控制等方面。下图是某种接近开关的电路,它是由lc振荡电路、开关电路及射极输出器三部分组成。由v1组成振荡器,其中l2、c2组成选频电路,l1是反馈线圈,l3是输出线圈,这三线圈绕在同一磁芯上,如图a所示。当铁磁体没有靠近开关的感应头时,振荡电路维持振荡,l3上有交流输出,经二极管vd1整流后使v2获得足够偏流而工作于饱和导通状态,此时uce2≈0,v3截止,射极输出器无输出,接在输出端的继电器ka不通电。当铁磁体接近感应头时,铁磁体感应产涡流,由于涡流的去磁作用,削弱l1与l2之间的耦合,使得反馈量不足以维持振荡,因而振荡器被迫停振,l3上无交流输出,v2截止,若r7>>r5,此时uce2≈ucc,射极输出器输出也接近ucc,使继电器ka通电动作。图c是接近开关动合触点的符号。v3采用射极输出,是为了提高带负载能力。rf为正反馈电阻,当电路停振时,通过它把v2的集电极电压反馈一部分到v1的发射极,使发射极电位提高,以保证振荡电路迅速而可靠的停振,而当电路起振时,uce2≈0,无反馈电压,使振荡电路迅速恢复振荡,使开关的动作更为迅速和准确。