BALLUFF接近開關(guān)BES 5166-300S
接近開關(guān)是傳感器家族中眾多種類中的一個(gè)，它是利用電磁工作原理，用良好的工藝制成的，是一種位置傳感器。它能通過傳感器與物體之間的位置關(guān)系變化，將非電量或電磁量轉(zhuǎn)化為所希望的電信號(hào)，從而達(dá)到控制或測(cè)量的目的。接近傳感器目前所采用的原理有電感式、磁式、光學(xué)式、超聲式和電容式等。本文介紹了幾種常用的接近開關(guān)，并對(duì)它們的原理與應(yīng)用進(jìn)行了說明
1．電容式接近開關(guān)
電容式接近開關(guān)的敏感元件由導(dǎo)電極板系統(tǒng)組成，可被視為一個(gè)或一組電容，附近出現(xiàn)或經(jīng)過的導(dǎo)電體和介電體改變極板系統(tǒng)中的靜電場(chǎng)分布，從而改變敏感元件的電容。信號(hào)處理電路檢測(cè)出這種變化，就可以檢測(cè)出目標(biāo)物體的接近。相比之下，電容式傳感器的結(jié)構(gòu)較為簡單、工作阻抗高，因而功耗較低，此外通過鎖頻或頻譜擴(kuò)展載波調(diào)制技術(shù)，可以使之不受寄生或有意的干擾影響。其他方案則很難達(dá)到設(shè)計(jì)者的要求。例如
機(jī)械開關(guān)的穩(wěn)定性和可靠性較差磁敏感方式功耗過大，也容易受外磁場(chǎng)的影響；光學(xué)式和超聲式傳感器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，容易受外界干擾。
2．電感式接近開關(guān)
原理：電感式接近開關(guān)（GDKG）屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由
LC 高頻振蕩器、信號(hào)觸發(fā)器和開關(guān)放大器組成。振蕩電路的線圈產(chǎn)生高頻交流磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)經(jīng)由傳感器的感應(yīng)面釋放出來。當(dāng)有金屬物體接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，就會(huì)使該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)信號(hào)觸發(fā)器探測(cè)到這一衰減現(xiàn)象時(shí)，便把它轉(zhuǎn)換成開關(guān)電信號(hào)。由此識(shí)別出有無金屬物體接近開關(guān)，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。
這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。
霍爾式接近開關(guān)
3.1 原理當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U，其表達(dá)式為：   U=K·I·B/d，其中 K 為霍爾系數(shù)，I 為薄片中通過的電流，B 為外加磁場(chǎng)（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d 是薄片的厚度。由此可見，霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。霍爾接近開關(guān)就屬于這種有源磁/電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用良好的集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便地把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。    霍爾接近開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 來表征的，當(dāng) B 值達(dá)到一定的程度（如 B1）時(shí)，開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾接近開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和電感式接近開關(guān)類似的有：NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號(hào)輸出幾種類型。
霍爾接近開關(guān)是磁性接近開關(guān)中的一種，具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌制作成一體化結(jié)構(gòu)，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠地工作。它可應(yīng)用于接近開關(guān)、壓力開關(guān)、里程表等，它是一種新型的電器配件。圖 1是它的內(nèi)部原理及轉(zhuǎn)移特性圖。霍爾式開關(guān)比電感式開關(guān)響應(yīng)頻率高，它用磁鋼觸發(fā)，電感式用導(dǎo)磁金屬觸發(fā)，霍爾式開關(guān)感應(yīng)距離除了與傳感器本身性能有關(guān)外，還與所選磁鋼磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)3.2 霍爾接近開關(guān)術(shù)語解釋
① 磁感應(yīng)強(qiáng)度：霍爾接近開關(guān)在工作時(shí)，它所要求磁鋼具有的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小。一般磁感應(yīng)強(qiáng)度值B 為 0.02~0.05 特斯拉。
② 響應(yīng)頻率：按規(guī)定在 1 秒的時(shí)間間隔內(nèi)，允許霍爾開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。
③ 輸出狀態(tài)：分為常開、常閉、鎖存等幾種類型。例如，當(dāng)無被檢測(cè)物體時(shí)，常開型的霍爾開關(guān)所接通的負(fù)載，由于霍爾接近開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作；當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。
④ 輸出形式：分為 NPN、PNP、常開、常閉、多功能等幾種常用的形式輸出。
⑤ 動(dòng)作距離：動(dòng)作距離是指被檢測(cè)物體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（霍爾開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離指霍爾開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。
⑥ 回差距離：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的值。
3.3 應(yīng)用實(shí)例
BALLUFF接近開關(guān)BES 5166-300S是由霍爾接近開關(guān)與其它芯片組成的智能型磁敏轉(zhuǎn)速測(cè)試儀的工作原理圖。由于轉(zhuǎn)速信號(hào)是以脈沖形式出現(xiàn)的，當(dāng)被測(cè)磁性物體磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到 25 毫特斯拉以上時(shí)，其輸出是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。利用計(jì)算機(jī)的智能型控制、運(yùn)算功能，組成的轉(zhuǎn)速表既簡單又精確。如用 3020 型霍爾式接近開關(guān)，單片機(jī)用 8031（它的晶振為 6MHz，經(jīng) 12 分頻后為 0.5MHz），則其測(cè)量的zui大轉(zhuǎn)速為 0.5MHz，而zui小測(cè)量轉(zhuǎn)速可無限低。 3.4 注意事項(xiàng)
①  直流型霍爾接近開關(guān)產(chǎn)品所使用的直流電壓為 3~28V，其典型的應(yīng)用范圍一般采用 5~24V，過高的電壓會(huì)引起其內(nèi)部霍爾元器件參數(shù)隨電壓升高而變化的不穩(wěn)定性，而過低的電壓容易讓外界的溫度變化影響磁場(chǎng)強(qiáng)度特性，從而引起電路誤動(dòng)作。
② 當(dāng)使用霍爾接近開關(guān)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，請(qǐng)?jiān)谪?fù)載兩端并接入續(xù)流型二極管，否則會(huì)因感性負(fù)載長期動(dòng)作時(shí)的瞬態(tài)高壓脈沖影響霍爾開關(guān)的使用壽命。
③ 一般霍爾接近開關(guān)產(chǎn)品用 SMD 工藝生產(chǎn)制造而成，并經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試合格后才出廠。在一般情況下使用是不會(huì)出現(xiàn)損壞現(xiàn)象的，但為了防止意外性事件發(fā)生，用戶在接通電源前應(yīng)檢查接線是否正確，并核定其電壓是否為額定值。
BALLUFF接近開關(guān)BES 5166-300S部分產(chǎn)品：
BNS 819-B03-K12-61-12-10 BNS 819-D04-R12-100-10-FD-S90
BNS 813-B02-D16-61-D-12-02 BNS 819-B03-L12-61-12-10
BGL 80A-001-S 49 BNS 813-B02-E12-61-A-10-01
BNS 819-B03-L12-61-12-10-S80 BNS 813-B02-E12-61-A-20-01
BNS 819-B03-L12-61-12-3B BNS 813-B02-E12-61-A-22-02
BNS 819-B03-L16-61-16-10 BNS 813-B02-K12-61-A-10-01
BNS 819-B03-R08-40-10 BNS 819-D04-R12-62-10-FE
BNS 813-B02-K12-61-A-12-02 BNS 813-X524-D06-K12-100-22-06
BNS 819-B03-R08-40-11 BNS 819-D04-R16-100-10
BNS 813-B02-K12-61-A-22-02 BNS 819-B03-R08-40-12
BNS 813-B02-K16-61-D-22-02 BNS 819-B03-R08-40-13
BNS 819-D05-D12-100-10 BIS L-6027-039-050-06-ST19
BNS 813-B02-L12-61-A-10-01 BNS 819-B03-R08-40-13-S 80
BNS 819-D05-D12-100-10-FD BNS 813-B02-L12-61-A-12-02
BNS 816-B02-KHG-12-610-11 BNS 819-B03-R08-46-11
BNS 819-D05-D12-100-10-FE BNS 813-B02-L12-61-A-20-01
BNS 819-B03-R08-46-13 BNS 813-B02-L12-61-A-22-02
BNS 819-B03-R10-46-10 BNS 813-B02-L12-61-A-22-02-FC
BNS 816-B02-PA-12-602-11 BNS 819-B03-R10-46-11
BNS 819-D05-D16-100-10 BNS 813-B02-L16-61-B-10-01
BNS 816-B02-PA-12-610-11 BNS 819-B03-R10-46-13
BNS 819-D05-D16-100-10-FD BNS 813-B02-L16-61-B-22-02
BNS 816-B02-PA-16-602-11 BNS 819-B03-R12-61-12-10
BNS 813-B02-R12-61-A-10-01 BNS 816-B02-PA-16-611-11
BNS 819-B03-R12-61-12-10-FD BNS 819-D05-E12-100-10-FD
BNS 813-B02-R12-61-A-12-02 BNS 816-B02-THA-16-602-11
BNS 819-B03-R12-61-12-10-S80 BNS 813-B02-R12-61-A-20-01
BNS 816-B02-THA-16-611-11 BNS 819-D05-K16-100-10-FE
BNS 813-B02-R12-61-A-20-01-FC BNS 816-B02-TNB-08-650-11
BNS 819-B03-R12-61-24-10 BNS 819-D05-L12-100-10
BNS 813-B02-R12-61-A-22-02 BNS 816-B02-TOB-08-603-11
BNS 819-B03-R12-72-10 BNS 819-D05-L12-100-10-FD
BNS 813-B02-R12-61-D-10-01-FC BNS 816-B02-TOB-08-650-11
BNS 819-B03-R16-61-16-10 BNS 813-B02-R12-61-D-22-02
BNS 816-B02-TOB-10-603-11 BNS 819-B04-D08-40-10
BNS 819-D05-R12-100-10 BNS 816-B02-WS-12-610-11
BNS 819-B04-D08-40-11 BNS 819-D05-R12-100-10-FD
BNS 813-B02-R16-61-B-12-02 BNS 813-B02-R16-61-B-22-02
BNS 816-B03-KHG-12-610-11 BNS 819-B04-D08-40-12
BNS 819-D05-R16-100-10 BNS 813-B03-D08-40-49-03
BNS 816-B03-NA-12-602-11 BNS 819-B04-D08-40-13
BNS 819-D05-R16-100-10-FE BNS 813-B03-D12-61-A-10-0091
BNS 819-B04-D08-40-13-S 80 BNS 813-B03-D12-61-A-10-01
BNS 816-B03-PA-12-602-11 BNS 819-B04-D08-46-10
BNS 813-B03-D12-61-A-10-02 BNS 816-B03-PA-12-602-11-S90L
BNS 819-B04-D08-46-11 BNS 819-D06-D12-100-10
BNS 813-B03-D12-61-A-10-0517 BNS 819-B04-D08-46-13
BNS 819-D06-D12-100-10-FD BNS 813-B03-D12-61-A-12-03
BNS 819-D06-D12-100-10-FD-S90L BNS 813-B03-D12-61-A-20-02
BNS 816-B03-PA-12-610-11 BNS 819-B04-D08-46-3B
BNS 819-D06-D12-100-10-FD-S90R BNS 813-B03-D12-61-A-22-03
BNS 819-B04-D10-46-10 BNS 819-D06-D12-100-10-FE
BNS 813-B03-D12-61-A-55-0510 BNS 816-B03-PA-16-602-11
BNS 819-B04-D10-46-11 BNS 813-B03-E12-61-A-10-0686
BNS 816-B03-THA-16-602-11 BNS 819-B04-D12-61-12-10
BNS 813-B03-E12-61-A-22-03 BNS 816-B03-THA-16-611-11
BNS 819-B04-D12-61-12-10-FD BNS 819-D06-D16-100-10
BNS 816-B03-TOB-08-603-11 BNS 819-D06-D16-100-10-FD
BNS 816-B03-TOB-08-650-11 BNS 819-B04-D12-61-12-3B
BNS 813-B03-K12-61-A-10-02 BNS 816-B03-TOB-10-603-11
BNS 819-B04-D12-72-10 BNS 819-D06-E12-100-10
BNS 813-B03-K16-61-B-22-03 BNS 819-B04-D12-72-10-FD
BNS 819-D06-E12-100-10-FD BNS 813-B03-L12-61-A-10-01
BNS 816-B03-WS-12-610-11 BNS 819-B04-D16-61-16-10
BNS 819-D06-K16-100-10 BNS 813-B03-L12-61-A-10-02
BNS 819-B04-E08-40-10 BNS 819-D06-L12-100-10
BNS 813-B03-L12-61-A-10-1020 BNS 816-B04-KHG-12-602-11
BNS 819-B04-E08-40-11 BNS 819-D06-L12-100-10-FD
BNS 813-B03-L12-61-A-10-1038 BNS 816-B04-KHG-12-610-11

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