《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 电源技术 > 业界动态 > 电感、电容、霍尔式接近开关工作原理分析

电感、电容、霍尔式接近开关工作原理分析

2020-04-02
来源:与非网
关键词: NPN 电容 驱动电流

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。

 

5e85596a0e92d-thumb.png


工作流程方框图

 

产品 1:电感式接近开关(NPN 三极管驱动输出)

检测距离:1~5 毫米被检测物:18X18X1 毫米 铁响应频率:150HZ 工作电压:5~50V 直流工作电流:小于 10 毫安输出驱动电流:200 毫安温度范围:-25~70 度这是一种用途非常广泛的电感接近开关,只能用于检测金属物,特别是对铁金属能很好的检测出来,并且性能稳定可靠,是最常用的检测方法,被广泛应用到限位开关、状态检测等用途,它的体积 18X18X35 毫米,背后有工作指示灯,当检测到物体时红色 LED 点亮,平时处于熄灭状态,非常直观,引线长度为 100 毫米。

 

5e85596a12301-thumb.jpg

5e85596a1f0b7-thumb.jpg

 

 

这种光电开关的输出采用 NPN 型三极管集电极开漏输出模式,也就是说模块的黑线就是三极管的集电极,如果模块检测到信号,三极管就会导通,将黑线下拉到地电平,黑线和棕线之间就会出现电源电压,如果电源是 12V 的那么这个电压就是 12V,如果电源是 24V 这个电压就是 24V,一般三极管的驱动能力约 100 毫安左右,所以可以直接驱动继电器等小功率负载。如果客户希望得到的是一个电压信号,可以在黑线和棕线之间接一个 1K 的电阻,这时模块没有信号时,黑线就是电源+电压,模块检测到信号时黑线跳变成电源地(实际是 0.2V,三极管的导通压降)。

 

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。

 

5e85596a23607-thumb.jpg


工作流程方框图

 

产品 2:M18 电容式接近开关(NPN 三极管驱动输出)

检测距离:1~10 毫米被检测物:25X25X1 毫米响应频率:50HZ 工作电压:10~36V 直流工作电流:小于 10 毫安输出驱动电流:300 毫安温度范围:-25~70 度这是一种电容接近开关,主要用于检测非金属物,被广泛应用到颗粒料位仪、人体接近开关等用途,它的直径为 18 毫米,固定时只要在设备外壳上打一个 18 毫米的园孔就能轻松固定,长度约 70 毫米,背后有工作指示灯,当检测到物体时红色 LED 点亮,平时处于熄灭状态,非常直观,引线长度为 100 毫米。

 

这种光电开关的输出采用 NPN 型三极管集电极开漏输出模式,也就是说模块的黑线就是三极管的集电极,如果模块检测到信号,三极管就会导通,将黑线下拉到地电平,黑线和棕线之间就会出现电源电压,如果电源是 12V 的那么这个电压就是 12V,如果电源是 24V 这个电压就是 24V,一般三极管的驱动能力约 100 毫安左右,所以可以直接驱动继电器等小功率负载。如果客户希望得到的是一个电压信号,可以在黑线和棕线之间接一个 1K 的电阻,这时模块没有信号时,黑线就是电源+电压,模块检测到信号时黑线跳变成电源地(实际是 0.2V,三极管的导通压降)。

 

5e85596a4a1f0-thumb.jpg

5e85596a4800e-thumb.jpg

 

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,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。

 

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。输出端一般采用晶体管输出,和接近开关类似有 NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点,内部采用环氧树脂封灌成一体化,所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关,压力开关,里程表等,作为一种新型的电器配件。

 

霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关,但是比它寿命长,响应快无磨损,而且安装时要注意磁铁的极性,磁铁极性装反无法工作。

 

5e85596a60d4b-thumb.jpg

5e85596a589db-thumb.jpg

 

内部原理图及输入 / 输出的转移特性

 

产品 3:M12 霍尔式接近开关(NPN 三极管驱动输出)

检测距离:1~10 毫米工作电压:3~28V 直流工作电流:小于 5 毫安响应频率:5000HZ 输出驱动电流:100 毫安,感性负载 50 毫安温度范围:-25~70 度安装方式:埋入式。这是最常用的霍尔开关,它的直径为 12 毫米,固定时只要在设备外壳上打一个 12 毫米的园孔就能轻松固定,长度约 30 毫米,背后有工作指示灯,当检测到物体时红色 LED 点亮,平时处于熄灭状态,非常直观,引线长度为 100 毫米。

 

5e85596a6164e-thumb.jpg

5e85596a4800e-thumb.jpg

 

 

这种光电开关的输出采用 NPN 型三极管集电极开漏输出模式,也就是说模块的黑线就是三极管的集电极,如果模块检测到信号,三极管就会导通,将黑线下拉到地电平,黑线和棕线之间就会出现电源电压,如果电源是 12V 的那么这个电压就是 12V,如果电源是 24V 这个电压就是 24V,一般三极管的驱动能力约 100 毫安左右,所以可以直接驱动继电器等小功率负载。如果客户希望得到的是一个电压信号,可以在黑线和棕线之间接一个 1K 的电阻,这时模块没有信号时,黑线就是电源+电压,模块检测到信号时黑线跳变成电源地(实际是 0.2V,三极管的导通压降)


本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306116;邮箱:aet@chinaaet.com。