磁感應(yīng)式接近開關(guān)常見類型

磁感應(yīng)接近開關(guān)常見的有霍爾開關(guān)和磁性干簧開關(guān)。

1．霍爾開關(guān)

霍爾接近開關(guān)具有無觸電、功耗低、使用壽命長、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠工作?；魻柦咏_關(guān)可應(yīng)用于位置開關(guān)、壓力開關(guān)、里程表等，作為一種新型的電器配件使用。

霍爾接近開關(guān)適用于氣動、液動、氣缸和活塞泵的位置測定，亦可做限位開關(guān)用。當(dāng)磁性目標(biāo)接近時，產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，經(jīng)放大輸出開關(guān)信號。與電感傳感器比較，它有以下優(yōu)點(diǎn)：可安裝在金屬中，可并排緊密安裝，可穿過金屬進(jìn)行檢測。缺點(diǎn)是：距離受磁場強(qiáng)度的影響及檢測體接近方向的影響，有可能出現(xiàn)兩個工作點(diǎn)，固定時不允許使用鐵質(zhì)材料。

2．磁性干簧開關(guān)

1)結(jié)構(gòu)

磁性干簧開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于通常所說的干簧繼電器。它是一種觸點(diǎn)傳感器，它由兩片具有高導(dǎo)磁率的合金簧片組成，密封在一個充滿惰性氣體的玻璃管中。兩個簧片之間保持一定的重疊和適當(dāng)?shù)拈g隙，末端鍍金作為觸點(diǎn)，管外焊接引線。當(dāng)干簧管所處位置的磁場強(qiáng)度足夠大，使觸點(diǎn)彈簧片磁化后所產(chǎn)生的磁性吸引力克服彈簧片的彈力時，兩彈簧片互相吸引而使觸點(diǎn)導(dǎo)通。當(dāng)磁場減弱到一定程度，借助彈簧片本身的彈力使它釋放。體積小、慣性小、動作快是磁性干簧開關(guān)突出的特點(diǎn)。

磁感應(yīng)接近開關(guān)是一種觸點(diǎn)傳感器。它由兩片具有高導(dǎo)磁和低矯頑力的合金簧片組成，并密封在一個充滿惰性氣體的玻璃管中。兩個簧片之間保持一定的重疊和適當(dāng)?shù)拈g隙，末端鍍金作為觸點(diǎn)，管外焊接引線。當(dāng)傳感器所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大時，兩簧片相互吸引而使觸點(diǎn)導(dǎo)通；當(dāng)磁場減弱到一定程度時，在簧片本身彈力的作用下而釋放。

磁感應(yīng)接近開關(guān)用永久磁鐵驅(qū)動時，多用于檢測；如作為限位開關(guān)使用，取代靠碰撞接觸的行程開關(guān)，可提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；在PLC控制器中常用作位置控制的發(fā)訊信號。

磁感應(yīng)接近開關(guān)是一種具有將磁學(xué)量信號轉(zhuǎn)換為電信號功能的器件或裝置。利用磁學(xué)量與其他物理量的變換關(guān)系，以磁場作為媒介，也可將其他非電物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴４鸥袘?yīng)接近開關(guān)是磁感應(yīng)傳感器的一種，是一種非接觸式位置檢測開關(guān)。非接觸式位置檢測不會磨損和損傷檢測對象，且響應(yīng)速度快。

磁感應(yīng)接近開關(guān)的輸出狀態(tài)分常開、常閉和鎖存，輸出形式有NPN、PNP。其接線形式有交流和直流、二線、三線、四線及五線接線形式。

通常在使用磁感應(yīng)接近開關(guān)時都串聯(lián)限流電阻和保護(hù)二極管，即使引線極性接反，也不會燒毀，但磁感應(yīng)接近開關(guān)不能正常工作。

(1)直流型磁感應(yīng)傳感器所使用電壓為DC 3～30V，一般應(yīng)用范圍為DC 5～24V。過高的電壓會引起內(nèi)部元器件溫升而變得不穩(wěn)定；但電壓過低，容易受外界溫度變化影響，從而引起誤動作。

(2)使用時，必須在接通電源前檢查接線是否正確，電壓是否為額定值。

在居里溫度以下，鐵磁或亞鐵磁材料內(nèi)部存在很多具有各自的自發(fā)磁矩且磁矩成對的小區(qū)域。這些小區(qū)域排列的方向紊亂，宏觀上這些小區(qū)域的集合體在外界表現(xiàn)出整體磁矩為零，不顯磁性的現(xiàn)象。這些小區(qū)域即稱為磁疇。磁疇之間的界面稱為磁疇壁（magnetic domain wall）。當(dāng)有外磁場作用時，磁疇內(nèi)一些磁矩轉(zhuǎn)向外磁場方向，使得與外磁場方向接近一致的總磁矩得到增加，這類磁疇得到成長，而其他磁疇變小，結(jié)果是磁化強(qiáng)度增高。隨著外磁場強(qiáng)度的進(jìn)一步增高，磁化強(qiáng)度增大，但即使磁疇內(nèi)的磁矩取向一致，成了單一磁疇區(qū)，其磁化方向與外磁場方向也不完全一致。只有當(dāng)外磁場強(qiáng)度增加到一定程度時，所有磁疇中磁矩的磁化方向才能全部與外磁場方向取向完全一致。此時，鐵磁體就達(dá)到磁飽和狀態(tài)，即成飽和磁化。一旦達(dá)到飽和磁化后，即使磁場減小到零，磁矩也不會回到零，殘留下一些磁化效應(yīng)。這種殘留磁化值稱為殘余磁感應(yīng)強(qiáng)度（以符號Br表示）。飽和磁化值稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（Bs）。若加上反向磁場，使剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度回到零，則此時的磁場強(qiáng)度稱為矯頑磁場強(qiáng)度或矯頑力（Hc）。

從物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看，鐵磁質(zhì)內(nèi)電子間因自旋引起的相互作用是非常強(qiáng)烈的，在這種作用下，鐵磁質(zhì)內(nèi)部形成了一些微小的自發(fā)磁化區(qū)域，叫做磁疇。每一個磁疇中，各個電子的自旋磁矩排列的很整齊，因此它具有很強(qiáng)的磁性。磁疇的體積約為10^-12m³～10^-9m³，內(nèi)含約10¹⁷～10²⁰ 個原子。在沒有外磁場時，鐵磁質(zhì)內(nèi)各個磁疇的排列方向是無序的，所以鐵磁質(zhì)對外不顯磁性。當(dāng)鐵磁質(zhì)處于外磁場中時，各個磁疇的磁矩在外磁場的作用下都趨向于沿外磁場中的磁化程度非常大，它所建立的附加磁場強(qiáng)度B'比外磁場的磁場強(qiáng)度B在數(shù)值上一般要大幾十倍到數(shù)千倍，甚至達(dá)數(shù)萬倍。

首先，材料內(nèi)部的自發(fā)磁化使原子磁矩定向排列，這一過程使原子間磁矩的相互作用能降低，但這個過程不能使整塊晶體都變成一個磁疇，甚至不可能是一個很大的疇，因?yàn)榇女犚诳臻g產(chǎn)生磁場，從而引起靜磁能。然而，磁疇的分割不能無限進(jìn)行下去，因?yàn)榇女牻缑娴倪^渡區(qū)域(稱為疇壁)是一個高能量區(qū)。當(dāng)磁疇被分割至很小時，疇壁能會非常大，因?yàn)楫牨诘捏w積分?jǐn)?shù)隨磁疇的變小而增加。這樣就形成了具有一定大小的磁疇結(jié)構(gòu)。有時，會在晶體的上、下表面形成三角棱體磁疇，以便將磁力線全部封閉在晶體內(nèi)部，進(jìn)一步降低靜磁能。 2100433B