霍尔接近开关：优点、应用及工作原理

接近开关是代替行程开关等接触式检测方式，以无接触方式检测物体的接近和被检测对象有传感器的总称，它不但可完成行程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、液位控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等。由于它具有非接触式检测触发、响应速度快、可在不同的检测距离内动作、输出信号稳定、工作可靠、寿命长、重复定位精度高以及能适应恶劣的工作环境等特点，所以在机床、纺织、印刷、塑料等工业生产中应用广泛。

接近开关根据其输出配线方式有两线和三线之分；根据其输出驱动电源的类型可分为交流开关型、直流开关型、交直流两用型输出；根据其输出驱动方式可分为PNP输出、NPN输出、继电器输出；根据其输出开关方式可分为动合输出、动断输出、动合+动断输出。根据其是否需要电源可分为有源型和无源型两种。

1.常用接近开关

常用接近开关的外形如图9-32a所示，图形符号和文字符号如图9-32b所示。接近开关按检测对象不同分为通用型（主要检测黑色金属，如铁等）、所有金属型（在相同的检测距离内检测任何金属）、有色金属型（主要检测铝一类的有色金属）。按工作原理不同分为电感式接近开关、电容式接近开关、霍尔接近开关、光电式接近开关、热释电式接近开关、超声波式接近开关、其他型式的接近开关等。

图9-32 常用接近开关的外形和图形与文字符号

（1）电感式接近开关

电感式接近开关由振荡器、开关电路及放大输出电路三大部分组成。振荡器产生一个交变磁场，当导电物体接近这一磁场并达到感应距离时，在导电物体内产生涡流，从而导致振荡衰减以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发输出驱动控制器件，从而达到非接触式检测目的。

电感式接近开关可做成螺纹型、圆柱型、方型、扁平型、矮圆柱型、槽型、组合型、特殊型、贯穿型等，用户可根据实际需要选择相应的形状。这种接近开关价格便宜，能检测可导电的各类金属材料，因此在机械行业得到了广泛的应用。

（2）电容式接近开关

电容式接近开关由两同轴金属电极板构成，电极板A和B连接在高频振荡器的反馈回路中，当被测物体接近传感器时，引起电极板A、B之间的耦合电容增加，电路开始振荡，振荡的振幅由数据分析电路测得，并形成开关信号。

这种接近开关不但可以检测金属导体，而且还可以检测不导电的非金属体，也可以检测绝缘的液体或粉状物体等。其产品形状与电感式接近开关相似。

（3）霍尔接近开关

霍尔元件是一种磁敏元件，利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件接近霍尔开关时，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，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。(www.xing528.com)

与电感式接近开关相比，霍尔接近开关具有可穿过金属进行检测，能安装在金属中，可并排紧密安装等优点。缺点是检测距离受磁场强度及接近方向影响。霍尔传感器常适用于气动、液动、气缸和活塞泵的位置测定，也可作限位开关用。

（4）光电式接近开关

光电式接近开关是利用光的各种性质，检测物体的有无或位置的变化并转换为开关电信号输出的传感器。光电式接近开关由发光的投光部分（大多使用可见光和红外光）和接受光线的受光部分构成。如果投射的光线因检测物体的接近或位置变化而被遮掩或反射，到达受光部分的量将会发生变化，受光部分将检测出这种变化，并转换为电气信号进行输出。

光电式接近开关按检测方式分为对射型、扩散反射型、回归反射型、距离设定型和限定反射型。

2.接近开关的主要技术参数和型号含义

接近开关的主要技术参数有类型、输出方式、输出状态、电源类型及电压、检测距离、动作频率、响应时间、重复精度等参数。

3.接近开关的选用

（1）根据被测对象、应用场所、环境要求等选择接近开关的类型

在一般的工业生产场所，通常选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求较低，当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗干扰性能好、价格较低。若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等，则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。安装时应考虑环境因素的影响，若被测物为导磁材料或者为了区别与它一起运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时，应选用霍尔接近开关，它的价格最低。

在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电接近开关。因光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响，在要求较高的传真机上和烟草机械上被广泛使用。

在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关。有时为了提高识别的可靠性，往往组合使用上述几种接近开关。

（2）根据现场具体的控制要求确定工作频率、可靠性及精度、检测距离、安装尺寸、触头形式、触头数量及输出形式、电源类型、电压等级等参数。

确定完参数后选择具体的型号。