电感、电容、霍尔式接近开关的工作原理分析

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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）

审核编辑 黄昊宇