近接開關(guān)簡介與應(yīng)用

　　近接開關(guān)(Proximity Switch)又稱近接傳感器，在許多自動化機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、半導(dǎo)體設(shè)備、工具機(jī)等，是不可缺少的角色之一，它負(fù)責(zé)偵測物體的存在與否，以便讓控制器了解目前機(jī)構(gòu)的有無、位置或者是它也可以被設(shè)計成計數(shù)感測，在輸送帶上計算物品通過的數(shù)量，它的用途非常廣泛，特性也非常優(yōu)異，如：動作周期快速、非接觸感測、小型化設(shè)計、耐環(huán)境、低價格等，許多制造商便積極投入研發(fā)生產(chǎn)，種類及外型琳瑯滿目，有長方型、四方型、圓柱型、圓孔型、溝型、多點型等，動作形態(tài)又分常開(NO)及常閉(NC)，一般近接開關(guān)都是非接觸型，依原理可分成以下4種類型:
　　1. 感應(yīng)型近接開關(guān)(Inductive sensor) ：
它的使用原理主要是利用內(nèi)部的LC及晶體管電路產(chǎn)生振蕩，當(dāng)有導(dǎo)磁(如鐵或鎳等)或抗磁(如銅)的金屬接近線圈平面時，將改變電感之導(dǎo)磁系數(shù)，吸收振蕩電路產(chǎn)生之能量，使得振蕩衰減，若物體持續(xù)接近，則振蕩將停止，這樣便偵測出物體是否存在。因為是透過電磁效應(yīng)來進(jìn)行感測，故此類型的感測物必須為具有傳導(dǎo)性的金屬物體，而且因為震蕩線圈放射出的磁力線很廣，所以傳感器附近有其它磁性物體或其它的近接開關(guān)，可能容易產(chǎn)生誤動作，在配置及設(shè)計時需遵行制造商規(guī)格手冊之規(guī)范。
　　2. 電容式近接開關(guān)(Capacitive sensor) ：
它的原理是將數(shù)百kHz~數(shù)MHz的高頻振蕩電路一部份引出到檢出電極板，由電極板產(chǎn)生高頻磁場，若有物體接近時，則物體表面和檢出電極板表面起分極現(xiàn)象，而使得整體電容量增加或減少，因此由電容量變化可間接推算出移動物或被感測物之運動量或位置變化，此類型感測物可以是金屬、塑料、液體、木材等。
　　3. 光電式近接開關(guān)(Photoelectric sensor) ：
廣泛定義也稱光電傳感器，它的種類相當(dāng)多，其中擴(kuò)散反射型光電近接與一般近接架構(gòu)較相同，傳感器內(nèi)建光源電路，利用光發(fā)射器藉由物體表面反射回來的光量強(qiáng)度，來判斷物體有無，此類型傳感器不需反射板，雖然檢出距離設(shè)定容易，不過缺點很多如：感測距離短、檢出精度不一、感測物體背景需考量、檢測感度調(diào)整、兩個光電近接裝置過近容易產(chǎn)生干涉誤動作等。
　　4. 磁氣型近接開關(guān)(Magnetic sensor) ：
它的原理和磁簧開關(guān)原理相同，傳感器內(nèi)磁簧管是由二片鐵性簧片，平行放置重迭形成一間隙，這兩片細(xì)長扁平簧片會鍍上貴金屬以確保其最佳功能，貴金屬一般是使用銠或金，這兩片簧片是被完全密封在一支充入惰性氣體之玻璃管上，當(dāng)有磁場接近時(一般是用永久磁鐵)，磁性足夠大時就會相吸，接點將從OFF至ON，此磁簧管構(gòu)造上沒有機(jī)械式零件或電子零件，因此不會有卡住或電路損壞等不良發(fā)生，接點壽命可每次精確且高速作動達(dá)數(shù)百萬次，此類型傳感器通常為一組(傳感器與磁鐵)，最常用在門窗開關(guān)檢測。
　　在工具機(jī)中最常用到的是圓柱感應(yīng)型近接開關(guān)，為求高質(zhì)量與動作精確性，輸出型式有PNP輸出、NPN輸出、直流2線式、交流2線式、類比輸出等，以下我們解說3線式與2線式差異處：
在早期，因為控制系統(tǒng)、半導(dǎo)體技術(shù)等因素，多半使用直流3線式近接，其接線圖如下：
后期，因為科技進(jìn)步逐漸以直流2線式近接取代3線式，其優(yōu)點如下：
　　1. 安全性：
即使萬一電路短路時，二線式開關(guān)是安全的，內(nèi)部電氣部件故障、電線斷線、外傷、電源浪涌等可能會造成內(nèi)部電路短路，通過負(fù)載與電源連接的直流二線式開關(guān)因為不會有負(fù)載電流以上的電流通過，和直流三線式開關(guān)不同，不會造成燃燒或起火等危險情況。
　　2. 低消耗電流：
直流二線式接近開關(guān)在輸出OFF時的電流低于0.55mA!實現(xiàn)了超低消耗電流，與需要10mA直流三線式開關(guān)相比，節(jié)約1/ 18的電流。
例：流入各開關(guān)的負(fù)載電流被設(shè)定為10mA時，因為直流三線式另外需要消耗電流(約10mA)，所以一個開關(guān)所需的電流為20mA。而直流二線式只需10mA的負(fù)載電流，在這種情況下，用于開關(guān)的電源容量可以減半。
　　3. 配線節(jié)省及減低錯誤：
與三線式相比，配線工序和端子數(shù)量節(jié)省2/3，直流二線式在配線時導(dǎo)致極性錯誤的機(jī)率減少。如果使用無極性型，就能完全防止極性錯誤的配線發(fā)生。
　　4. 動作指示燈設(shè)計：
近接開關(guān)依據(jù)體積大小，其動作距離有所不同 ，往往在固定近接開關(guān)時都使用目測來松放固定螺絲，這樣一來一旦機(jī)械送電測試，人員往往無法從機(jī)械端看出近接開關(guān)是否有感應(yīng)到，于是便設(shè)計一個LED燈在近接上面，在規(guī)定距離內(nèi)感應(yīng)LED顯示綠色，若在不安定感測距離下感應(yīng)LED顯示紅色，當(dāng)然，若都沒亮就是超出感應(yīng)距離。