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근접스위치
근접스위치(proximity switch , contactless switch)는 검출물체가 접근한 것을 비접촉으로 검출하는 스위치이다. 기계적인 가동 부분이 없고, 또 스위치에 접촉하지 않더라도 물체를 가까이 하기만 하면 그것을 전기적으로 검출하여 동작한다.
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목차
개요
근접스위치는 기계적으로 온-오프를 하던 리밋 스위치나 마이크로 스위치 대신, 비접촉 동작으로 같은 스위칭 작용을 하게 한 센서이다. 센서의 동작원리로부터 고주파 발진식, 정전용량식, 자기식, 광전식(방사선도 포함)으로 분류할 수 있다. 일반적으로 근접스위치라고 할 경우에는 고주파 발진식과 정전용량식인 것을 의미한다. 다른 두 방식은 리드스위치, 광전스위치라 하여 구별하고 있다. 고주파발진식 근접 스위치는 검출코일에 금속물체가 접근하면 전자 유도작용에 의하여 금속물체내에 유도전류가 흐르고, 검출코일의 인덕턴스가 변화한다. 따라서 검출코일에 발진회로를 접속해 놓으면 발진회로의 발진 주파수나 발진진폭이 변화하여 스위칭 동작을 시킬 수 있다. 검지대상은 금속물체에 국한된다. 정전용량식 근접스위치는 도체 전극을 가진 검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 것이다. 정전용량 변화를 이용하고 있기 때문에 피검지대상물은 금속, 비금속 어느 것이든 좋다. 따라서 플라스틱, 종이, 반도체 등 모든 유전체를 검지할 수 있는 이점이 있다.
원리
고주파 발진형 근접스위치
아래와 같이 근접스위치 선단의 검출 코일로부터 고주파 자계가 발생하고 있다. 이 자계에 검출물체를 접근시키면 전자유도 현상에 의해 금속중에 유도 자계가 흘러 손실이 발생하고 발진이 감쇠 또는 정지한다. 이 상태의 변화를 검출 회로로 검출하여 출력회로를 동작시킨다.
정전용량형 근접스위치
검출부에 유도 전극을 가지고 있으며 전극에 물체가 접근하였을 때는 검출부의 유도전극과 대지간의 정전용량이 크게 변화하며 그 변화량을 검출하여 출력신호를 발생시키는 방법이다.
특징
- ① 비접촉으로 검출한다. 종래의 기계적 스위치와는 달리 비접촉으로 검출할 수 있으므로 검출물체나 근접스위치를 손상시킬 우려가 없다.
- ② 내 환경성이 좋다. 절삭유 등이 튀는 악영향에도 확실한 검출이 가능하다.
- ③고정도. 반복정도가 매우 높으므로 위치 결정용으로 가장 적합하다.
- ④ 응답속도가 빠르다. 응답 주파수가 높으므로 고속으로 이동하는 물체에 대하여도 안정된 검출성능을 갖는다.
- ⑤ 수명이 길다. 무접점 출력이므로 수명이 길어 보수가 거의 필요 없다.
＊ 금속이외의 물체 검출 : 검출물체가 자성체(금속)인 경우에는 고주파발진형으로 검출할 수 있으며 비자성체(물, 나무, 프라스틱)인 경우에는 정전용량형으로 검출한다. ＊ 검출거리 : 검출거리를 길게 하기위해 검출코일을 크게 한다던지 코일부분을 비쉴드로 하는 방법이 있다만 포토센서등에 비하여 검출거리는 짧다.
종류
구성에 의한 분류
전자회로의 각 구성요소가 어떠한 구조로 내장되어 있는가, 분리되어 있는가의 차이점에 따라 구분한다. 부착공간, 공급전원 및 내노이즈성의 강약 등에 대한 선택에 유효하다.
검출방식에 의한 분류
근접스위치의 원리란에 기술한 검출방식 및 발진주파수에 따라 구분한다.
검출헤드의 구조에 의한 분류
검출헤드(검출코일) 주변의 구조에 따라 구분한다. 부착방법, 검출거리등에 대한 선택에 유효하다.
출력회로에 의한 분류
근접스위치의 출력을 접속하는 기기나 장치의 입력조건에 대하여 어떠한 기종이 적합한가를 선택하는 경우에 유효하다.
사용분야
{{다단2|
- 콘베어시스템
- 자동차산업
- 포장기계
- 제어 및 자동화기능
- 목공기계
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- 자동창고 및 물류시스템
- 섬유기계
- 프라스틱가공기계
- 공작기계
- 충진용 기계 (비전도성)
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