因為位移傳感器可以根據不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移傳感器對物體的“感知"方法也不同,所以常見的接近開關有以下幾種:
1、無源接近開關
這種開關不需要電源,通過磁力感應控制開關的閉合狀態。當磁或者鐵質觸發器靠近開關磁場時,和開關內部磁力作用控制閉合。特點:不需要電源,非接觸式,免維護,環保。
干簧管就是典型的無源交直流通用開關。里面的觸點是鐵金屬做成的,當磁鐵靠近的時候,磁性可以使內部的鐵觸點改變狀態,變成吸合或者斷開,以控制其它的電路通斷。
2、渦流式接近開關
這種開關有時也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產生電磁場接近開關時,使物體內部產生渦流。這個渦流反作用到接近開關,使開關內部電路參數發生變化,由此識別出有無導電物體移近,進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導電體。
3、電容式接近開關
這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板,而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時,不論它是否為導體,由于它的接近,總要使電容的介電常數發生變化,從而使電容量發生變化,使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化,由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象,不限于導體,可以絕緣的液體或粉狀物等。
4、霍爾接近開關
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關,叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時,開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態發生變化,由此識別附近有磁性物體存在,進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。
5、光電式接近開關
利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有反光面(被檢測物體)接近時,光電器件接收到反射光后便在信號輸出,由此便可“感知"有物體接近。
6、其它型式
當觀察者或系統對波源的距離發生改變時,接近到的波的頻率會發生偏移,這種現象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時,接近開關接收到的反射信號會產生多普勒頻移,由此可以識別出有無物體接近。
晶體管接近開關
晶體管接近開關的作用是在接近金屬體時就動作、它在機床及其它設備中作無接觸、無壓力的行程監測的控制之用。在行程控制、定位控制以及各種安全保護控制等方面有廣泛的應用。
晶體管接近開關原理電路圖分析
現在應用較多的接近開關,是以晶體管振蕩為核心組成的無觸點開關,這種開關是當鐵磁靠近(無須接觸)它的晶體管振蕩器的空間磁場時,在鐵磁體內部產生渦流,消耗振蕩能量,使振蕩減弱,直至后停止振蕩;而當鐵磁體離開后,晶體管振蕩器重新恢復振蕩,即由振蕩器是否振蕩反鐵磁擋塊是否接近開關。接近開關具有反應迅速、定位精確、壽命長以及沒有機械碰撞等優點。目前已被應用于行程控制、定位控制以及各種安全保護控制等方面。下圖是某種接近開關的電路,它是由lc振蕩電路、開關電路及射極輸出器三部分組成。由v1組成振蕩器,其中l2、c2組成選頻電路,l1是反饋線圈,l3是輸出線圈,這三線圈繞在同一磁芯上,如圖a所示。當鐵磁體沒有靠近開關的感應頭時,振蕩電路維持振蕩,l3上有交流輸出,經二極管vd1整流后使v2獲得足夠偏流而工作于飽和導通狀態,此時uce2≈0,v3截止,射極輸出器無輸出,接在輸出端的繼電器ka不通電。當鐵磁體接近感應頭時,鐵磁體感應產渦流,由于渦流的去磁作用,削弱l1與l2之間的耦合,使得反饋量不足以維持振蕩,因而振蕩器被迫停振,l3上無交流輸出,v2截止,若r7>>r5,此時uce2≈ucc,射極輸出器輸出也接近ucc,使繼電器ka通電動作。圖c是接近開關動合觸點的符號。v3采用射極輸出,是為了提高帶負載能力。rf為正反饋電阻,當電路停振時,通過它把v2的集電極電壓反饋一部分到v1的發射極,使發射極電位提高,以保證振蕩電路迅速而可靠的停振,而當電路起振時,uce2≈0,無反饋電壓,使振蕩電路迅速恢復振蕩,使開關的動作更為迅速和準確。