1引言
在各類開關中，能夠對接近它的物件有“感知”能力的元件稱為位移傳感器。而利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通斷目的開關為接近開關。接近開關是一種新型集成化的開關，是理想的電子開關量傳感器。它除了具有體積小、頻率響應快、電壓范圍寬、抗干擾能力強、復定位精度高、操作頻率高、工作可靠、壽命長、功耗低、耐腐蝕、耐振動以及能適應惡劣的工作環境等特點外，還有使用過程中無磨擦、不會增加各被感應元件的力矩等優點。
2接近開關種類
因為位移傳感器可以根據不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關有以下幾種：
(1)無源接近開關
這種開關不需要電源，通過磁力感應控制開關的閉合狀態。當磁質或者鐵質觸發器靠近開關磁場時，由開關內部磁力作用控制閉合。特點：不需要電源，非接觸式、免維護、環保。
(2)渦流式接近開關
這種開關也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產生電磁場的接近開關時，使物體內部產生渦流。這個渦流反作用到接近開關，使開關內部電路參數發生變化，由此識別出有無導電物體移近，進而控制開關的通斷。
(3)電容式接近開關
這種開關的測量頭構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數發生變化，從而使電容量發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物等。
(4)霍爾接近開關
利用磁敏元件—霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態發生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。
(5)光電式接近開關
利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有被檢測物體的反光面接近時，光電器件接收到反射光后便在信號端輸出，由此便可“感知”有物體接近。
(6)熱釋電式接近開關
用能感知溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上，當有與環境溫度不同的物體接近時，熱釋電器件的輸出便變化，由此即可檢測出有物體接近。
(7)其它型式的接近開關
當觀察者或系統對波源的距離發生改變時，接近到的波的頻率會發生偏移，這種現象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時，接近開關接收到的反射信號會產生多普勒頻移，由此可以識別出有無物體接近。
3接近開關的安裝、選型、檢測、接線
3.1動作距離
接近開關的動作距離與被檢測體的材質有關系，在相同厚度與感應面積的情況下，其
動作距離之間的關系為S鐵>S不銹鋼>S黃銅>S鋁 >S銅。在被檢測體材質相同時，接近開
關的動作距離與被檢測體的厚薄和面積大小有關系。
3.2選型
對于不同的材質的檢測體和不同的檢測距離，應選用不同類型的接近開關，以使其在系統中具有高的性能價格比，為此在選型中應遵循以下原則：
（1）當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近開關，該類型接近開關對鐵鎳、鋼類檢測體最靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。
（2）當檢測體為非金屬材料時，如：木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近開關。
（3）金屬和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近開關或超聲波型接近開關。
（4）對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關或霍爾式接近開關。
（5）在一般工業生產場所，通常都選用渦流式接近開關和電容式接近開關。因為這兩種接近開關對環境條件要求較低。當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關，因為它的響應頻率高、抗干擾性能好、應用范圍廣、價格較低；若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩定性好；若被測物為導磁材料或者為了區別和它一起運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內時，應選用霍爾接近開關，它的價格最低；在環境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關，光電接近開關工作時對被測對象幾乎無任何影響。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關往往被復合使用。
無論選用哪種接近開關，都應注意對工作電壓、負載電流、響應頻率、檢測距離等各項指標的要求。
無論是二根線、三根線的還是其它種類的，按接近開關上面簡圖正確接線即可，檢測到物體時，接近開關指示燈就會亮，其信號線輸出狀態就會有變化，有的是高有效輸出，有的是低有效輸出，有信號和無信號輸出時用萬用表測量輸出端電壓有無差別。另外有的接近開關是集電極開路輸出形式，此種情況在輸出端的電源正極之間接個10K電阻才可以測量輸出線的電壓。
3.3安裝
（1）在金屬上安裝接近開關時應預留一定空間，以避免該開關受到被檢測物體之外的其他金屬干擾而產生誤動作。與感應面平行的金屬應在距離感應面三倍的檢測距離之外;在接近開關軸線方向四周的金屬應在以接近開關軸線為圓心，以三倍的接近開關直徑為高的圓柱體以外。
（2）在同時安裝兩個或兩個以上接近開關時為防止任意二者間相互干擾，開關對置安裝時應使兩感應面在軸線方向的距離大于五倍的檢測距離；并列安裝時外圓柱面之間距離應大于三倍接近開關直徑的長度，若開關直徑大小不等，應按較大接近開關的直徑計算。
3.4常規接線
以常用的的兩線制和三線制接近開為例，三線制接近開關又分為NPN型和PNP型，它們的接線是不同的。請見附圖。
附圖 接近開關接線圖
（1）兩線制接近開關的接線較簡單，接近開關與負載串聯后接到電源即可。
（2）三線制接近開關的接線：紅（棕）線接電源正端；藍線接電源0V端；黃（黑）線為信號，應接負載。
（3）接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或PLC的數字量輸入模塊。
（4）如果“負載”是PLC的輸入，則具體接線依照PLC的邏輯不同而不同。根據負載是何種邏輯決定如何并接電阻，并接電阻的原則就是讓所并接的電阻“分流”掉一部分電流，因此實際接線時要查看PLC的輸入部分的內部電路再決定如何接線。
3.5PLC接線
（1）接近開關要區分NPN與PNP型號，接線方式也不一樣，另外要看PLC的輸入是否對NPN或PNP輸入均支持，如果不支持，必須選相對應的接近開關，如支持NPN輸入就要選NPN型的接近開關，支持PNP輸入就要選PNP型的接近開關。PLC數字量輸入模塊一般可分為兩類：一類為SOURCE源型其公共輸入端為電源負極，電流從輸入模塊流入（歐洲模式），此時，一定要選用PNP型接近開關；另一類為SINK漏型其公共輸入端為電源正端，電流流出輸入模塊，即阱式輸入（日本模式），此時，一定要選用NPN型接近開關，選錯了是無法工作的。
（2）兩線制接近開關受工作條件的限制，導通時開關本身產生一定壓降，截止時又有一定的剩余電流流過，選用時應予考慮。三線制接近開關雖多了一根線，但不受剩余電流之類不利因素的困擾，工作更為可靠。
（3）有的廠商將接近開關的“常開”和“常閉”信號同時引出，或增加其它功能，此種情況，請按產品說明書接線。
（4）二線制接近開關有兩根線，一根為電源24V+，另一根為開關信號輸出，與PLC接線時要保證電源24V+的參考點位DC0V接至PLC的M端子，然后將接近開關的信號線接至PLC的DI接口即可。但要注意極性，不要接反了！接反了即使無檢測物接近開關指示燈也會亮，有信號輸出。
（5）雖然兩線制比三線制接近開關接線簡單，在外部連接上又少了一根線，但是現在還大量采用三線制接近開關的原因為兩線制接近開關的“剩余電流”比較大，有些可達1mA甚至更大，與PLC“輸入OFF電流”的值比較接近，如三菱FX1N的“輸入OFF電流”的臨界值為1.5mA，在兩者相差不多的情況下，PLC可能誤認為接近開關已導通，而發出錯誤信息。但對三線制接近開關來說，輸出截止時，漏電流極小，幾乎可以忽略不計。從這一點來說，三線制比兩線制接近開關工作更可靠。
（6）對于接近開關進PLC分為NPN和PNP,但如果不進入PLC時，必須用繼電器進行控制,接近開關是不在控制回路中直接用的！
（7）無論NPN型、PNP型接近開關可以和任何PLC連接,只是針對NPN和PNP，PLC的接法不同。歸根結底就是低電平有效和高電平有效的道理。如果是初步設計時，一定切記采用PNP接近開關，這種類型接近開關適合PLC的輸入高電平有效的接線方式，因為我們設計PLC的輸入端都是采用高電平有效的接線方式；與PLC接線時，PNP接近開關的輸出端接入PLC輸入點，電源負極端接入輸入共地極COM端。也就是高電平有效的方式；如果采用了NPN接近開關，0V是不能接入COM端的，接入的是電源端VCC端，這就要求其他所有輸入點的接線方式調整過來，也就是低電平有效的方式，非常繁瑣。
4接近開關應用約規
被檢測體不應接觸接近開關，以免因摩擦及碰撞而損傷接近開關。用手拉拽接近開關引線會損壞接近開關，安裝時最好在引線距開關10厘米處用線卡固定牢固。開關使用距離應設定在額定距離的2/3以內，以免受溫度和電壓影響，溫度和電壓的高低都將影響接近開關的靈敏度。電力線、動力線應盡量遠離接近開關引線，無法避免時應將金屬管套在外部并接地，以防開關損壞或誤動作。嚴禁通電接線，并應按接線輸出回路原理圖接線。最好不要用兩個接近開關的輸出線控制同一個繼電器的同一個線圈，否則將無法辨認動作的來源，有時甚至產生誤動作。
