接近开关示意图
传感器与接近开关
传感器一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
一、工作原理传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。
1.敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；2.转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；3.变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；4.转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。
二、人类五官与传感器三、传感器分类1.敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
化学类，基于化学反应的原理。
生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
2.按用途：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
3.按输出信号模拟传感器：将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器：将被测量的非电学量转换成数字输出信号（包括直接和间接转换）。
开关传感器：当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
4.按其构成基本型传感器：是一种最基本的单个变换装置。
组合型传感器：是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器：是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
四、接近传感器又称接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机（plc)装置提供控制指令。
接近开关是种开关型传感器（即无触点开关），它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。
接近开关原理及接线图.docx
电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理1、电感式接近开关工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，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金属物体。
工作流程方框图及接线图如下所示：2、电容式接近开关工作原理电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，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和关断。
这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。
工作流程方框图及接线图如下所示：3、霍尔式接近开关工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。
光电接近开关
自动检测技术与应用项目报告学校：广东水利电力职业技术学院系别：自动化工程系班别： 13嵌入式系统班姓名：陈秋娥学号： 131202105指导老师：何玲日期： 2014-12-6一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
接近开关的分类与学习
一、电感式接近开关：只能检测金属物体1.工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由L C高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，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金属物体。
2.工作流程方框图术语解释1.检测距离:动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。
额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
2.设定距离：接近开关在实际工作中整定的距离，一般为额定动作距离的0.8倍。
3.回差值:动作距离及复位距离之间的绝对值。
4.标准检测体：可使接近开关作比较的金属检测体。
本厂所采用的检测体为正方形的A3钢，厚度为1m m，所采用的边长是接近开关检测面的 2.5倍。
5.输出状态：分常开和常闭。
当无检测物体时，常开型的接近开关所接通的负载，由于接近开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
6.检测方式：分埋入式和非埋入式。
埋入式的接近开关在安装上为齐平安装型，可及安装的金属物件形成同一表面，非埋入式的接近开关则需把感应头露出，以达到其长检测距离的目的。
7.响应频率f：按规定的1秒的时间间隔内，接近开关动作循环的次数。
响应时间t：接近开关检测到物体时间到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。
可用公式换算t=1/f以NPN型输出的接近开关为例8.导通压降：既接近开关在导通状态时，开关内输出晶体管上的电压降。
9.输出形式：分n p n二线，n p n三线，n p n四线，p n p二线，p n p 三线，p n p四线，D C二线，A C二线，A C五线（自带继电器）等几种常用的形式输出。
注意事项1：当检测物体为非金属时，检测距离要减小，另外很薄的镀膜层也是检测不到的。
接近开关简介解读
电涡流线圈的阻抗变化与金属导体的电导率、磁 导率等有关。对于非磁性材料，被测体的电导率越高， 则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导率将影 响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影响电涡流线 圈的Q值。磁滞损耗大时，其灵敏度通常较高。
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接近开关的术语解释（3）
接近开关的安装方式：分齐平式和非齐 平式。齐平式（又称埋入型）的接近开关表 面可与被安装的金属物件形成同一表面，不 易被碰坏，但灵敏度较低；非齐平式（非埋 入安装型）的接近开关则需要把感应头露出 一定高度，否则将降低灵敏度。
内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体
接近，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性能良好的金属物体。
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五、电涡流接近开关原理框图
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六、常见接近开关的型号说明
（摘自浙江· 洞头开关厂资料）
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七、接近开关的术语解释（1）
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接近开关的安装方式
齐平式安装 非齐平式安装
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接近开关的术语解释（4）
响应频率f ：按规定，在1秒的时间间隔 内， 接近开关动作循环的最大次数，重复 频率大于该值时，接近开关无反应。
响应时间t ：接近开关检测到物体时刻
到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。 可用公式换算： t=1/ f
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接近开关的检
测距离与回差
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接近开关的术语解释（2）
标准检测体：可与现场被检金属作比较
位置传感器课件
电容式接近开关
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。 特性：开关的响应频率低，但稳定 性好。安装时应考虑环境因素的影 响。
电容式接近开关的应用
它是一种新型的无触点传感元件，可 供进行饮料、食品、医药、轻工、家电、 化工、机械运行中的行程控制和限位保护， 自动生产上的物位检查，食品和饮料的包 装、分检，液面控制，物料的计数、侧长、 测数等等。此外，它还可以衍生开发多种 多样的二次仪器仪表和防盗报警器、水塔 水位控制等日用电器。
二维矩阵式
安装在机械手掌内侧，在手掌内侧常安装有许多个二值触觉 传感器，用于检测自身与某个物体的接触位置。
接近式位置传感器
• 接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可 以发出“动作”信号的开关，它无需和物体直接 接触。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达 到控制开关通或断的目的。
• 它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传 感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快， 应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防 震、耐腐蚀等特点。
接近开关的选型
对于不同的材质的检测和不同的检测距离。应选择不同的接 近开关，选型应遵守以下原则： ●当检测金属材料时，应选用高频振荡型接近开关，该类型 接近开关对铁镍，A3钢类检测体检测最灵敏。 ●当检测为非金属材料时，如：木材，纸张，塑料，玻璃和 水等，因采用电容式接近开关。 ●金属体和非金属体要进行远距离检测和控制时，因选用光 电型接近开关或超声波型接近开关。 ●对于检测体为金属时，若检测灵敏度不高，可选用价格低 廉的磁性接近开关或霍尔式接近开关。
涡流式接近开关的应用
被广泛应用于各种自动化生产线，机电一体化 设备及石油化工、军工、科研等多种领域，在物理 实验中也有应用。 1.利用电感式接近开关制作光电门
接近开关的术语解释
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响， 例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、 磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感 器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不 确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性 测量。 在用作 定 量 测量时，必须采用逐点标 定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
齐平式传感器安装时可以不高出安装 面，不易被损害。
V系列电涡流位移传感器外形
（参考浙江洞头开关厂资料）
齐平式
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V系列电涡流位移传感器性能一览表
（摘自洞头开关厂资料）
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四线制电涡流位移传感器的接线说明
有的位移传感器同时具备两种动作输出状 态，可选择从高电压向低电压转变、和从低电 压向高电压转变两种方式，分别称为NPN和PNP 输出模式，俗称为常开输出或常闭输出模式。
三.接近开关的主要性能指标：
额定动作距离、工作距离、 动作滞差、重复定位精度（重复 性）、动作频率等。
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四、电涡流接近开关 （即：电感接近开关）的工作原理
电感接近开关由LC高频振荡器和放大处理 电路组成，金属物体在接近辨头时，表面产生 涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开 关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化， 由此识别出有无金属物体接近，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 是导电性能良好的金属物体。
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接近开关外形
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接近开关外形
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接近开关外形（续）
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电容式接近开关ppt课件
谐振式电路的原理方框图，电容传感器的电容Cx作为谐振回路（L2，C2 ，Cx）调谐电容的一部分。谐振回路通过电感耦合，从稳定的高频振荡器 取得振荡电压。
工作原理: 当电容传感器的电容Cx发生变化时，谐振回路的谐振频率发生变化，相
对于高频振荡器的频率来说是失谐的，这样使得谐振回路两端的电压振幅也 就发生了变化，也就是说，该电路具有将电容Cx的变化转换为谐振回路两 端电压振幅变化的作用，即谐振回路两端将获得一个受电容Cx变化量调制 的调幅波。该调幅波经检波器检波后，再经过放大器放大即可指示出输入量 的大小。
调频接收系统可以分为直放式调频和外差式调频两种类 型。外差式调频线路比较复杂，但选择性高，特性稳定，抗 干扰性能优于直放式调频。
3. 调频电路
1 f
2p L0Cx
用调频系统作为电容传感器的测量电路主要具有以下特点： •（1）抗外来干扰能力强； •（2）特性稳定； •（3）能取得高电平的直流信号（伏特数量级）； •（4）因为是频率输出，易于同数字仪器和计算机接口。
•
•
U
o
U
d
2 d0
（其 C x1d 中 0 A d， C x2d0 A d）
优点：把变间隙式电容传感器的位移与电容的非线 性关系 转化为位移与输出电压的线性关系。
缺点：由于电路输出为交流电，应进行相敏检波 后，才能辨别位移方向。
3.调频电路
电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分，当输入量 使电容量发生变化后，就使振荡器的振荡频率发生变化，频 率的变化在鉴频器中变换为振幅的变化，经过放大后就可以 用仪表指示或用记录仪器记录下来。
为了获得较好的线性关系，一般谐振电路的工作点选在谐振曲线的一
边，即最大振幅Um 的70%附近地方，如图所示，且工作范围尽量选 在接近线性的BC段内。 这种电路的特点是比较灵敏，但缺点是：
接近开关怎么接线？接近开关接线方法图解
接近开关怎么接线？接近开关接线方法图
解
首先接近开关是一种开关，只不过开关的通断是特定物质接近和远离的动作而打算的。
如一般数控机床上作为限位的接近开关是其金属档块在感应面的接近和远离而掌握其通断。
依据用途不同，感应物可以是金属、非金属或人。
感应开关按引线可分二线和三线式，按极性又可分为PNP和NPN式，按触点通断状态分常开和常闭式。
接近开关引线有棕色线蓝线和黑色线。
DC型棕色接正极，蓝色接负级，黑色是输出。
三线PNP常开型工作时，无感应时（万用表DC档，红笔接棕色线，黑笔接黑色线）黑线电压为电源电压。
有感应时黑线（万用表红笔接正极）电压为0v左右。
（此时对应的plc或其它设备输入端指示灯应有反应）。
当然棕线蓝线间电压为电源电压。
常闭型黑线棕线间电压与常开时相反。
直流NPN常开型（万用表Dc档黑笔接蓝线红笔接黑线），无感应黑线（与蓝线）电压为电源电压，有感应为0v左右。
NPN常闭型黑线电压与常闭型相反。
直流二线接近开关，常开型串连负载后，无感应时二线间电压接近电源电压，有感应时接近0v。
常闭相反。
特殊留意其负载电流的匹配，由于晶体管输出电流有限。
接线图也很简洁的，不同的开关会配不同的说明书。
不同需求和环境
还可以和厂家定制！
如上图举例，第一个，npn型，电源正极接棕色线红线，负极接蓝线。
被掌握设备（一般掌握继电器）一端接正极，一端接黄线黑线即可。
其余类推，很简洁的接法，看图就会了！。
电感式接近开关PPT精品文档
常较高。
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（2）
标准检测体：可与现场被检金属 作比较的标准金属检测体。标准检测 体通常为正方形的A3钢，厚度为1mm， 所采用的边长是接近开关检测面直径 的2.5倍。
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（3）
接近开关的安装方式：分齐平式和非 齐平式。齐平式（又称埋入型）的接近开 关表面可与被安装的金属物件形成同一表 面，不易被碰坏，但灵敏度较低；非齐平 式（非埋入安装型）的接近开关则需要把 感应头露出一定高度，否则将降低灵敏度。
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接 近 开 关 的 检 测 距 离 与 回 差
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不同材料的金属检测物对电涡流接近开关动作 距离的影响（以Fe为参考金属）
电涡流线圈的阻抗变化与金属导体的电导率、 磁导率等有关。对于非磁性材料，被测体的电导率 越高，则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁 导率将影响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影
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• (4)霍尔接近开关
• 利用磁敏元件—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
（6） 导通压降：接近开关在导通状态时，
开关内部的输出三极管集电极与发射 极之间的电压降。一般情况下，导通 压降约为0.3V。
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导通压降
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（7）
常用的输出形式有： NPN二线， NPN三线， NPN四线， PNP二线， PNP三线， PNP四线， DC二线，AC二线， AC五线（带继
接近开关原理及接线图
电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理1、电感式接近开关工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，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金属物体。
工作流程方框图及接线图如下所示：2、电容式接近开关工作原理电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，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和关断。
这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。
工作流程方框图及接线图如下所示：3、霍尔式接近开关工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。