근접스위치에 대하여

개요

PROXIMITY SWITCH 스위치는 기본적으로 근접 거리에서 동작하는 스위치입니다. 근접스위치의 작동 방식에는 크게 고주파 발진형과 정전용량 타입의 근접스위치가 있습니다. 고주파 발진형의 경우에는 고주파 발진 회로에서 검출 코일에 발생하는 고주파의 자계 내에 범위 내에서 자성체를 가진 검출 물체가 근접하게 되면 고주파 발진회로의 전자 유도현상에 의해 자성체의 검출 물체에는 유도 전류 즉 와전류가 흐르게 되어서 검출 물체 내에 에너지 손실이 발생하게 됩니다. 에너지 감소로 인하여 검출 코일에서 발생하는 발진 변화량을 사용하여 검출 물체의 유, 무를 판단하는 방식이 고주파 형 근접스위치입니다 인덕티브 타입이라 할 수 있습니다. 정전 용량형의 경우에는 자성체의 검출 물체 외에 물이나 인체. 종이 목재 등등 모든 정전용량 값을 가지 물체를 감지할 수 있는 근접스위치입니다. 정전 용량형 근접스위치의 구조는 극판과 대지 사이에 전계가 발생하고 검출 물체가 극판 쪽으로 접근하면 정전 유도가 발생 물체 내부에 있는 전하들이 극판 쪽으로는 - 전하를 그리고 반대쪽으로는 + 전하가 이동하게 됩니다. 이러한 정전 용량값의 변화량을 검출하여 동작하는 근접스위치는 캐페시터 타입의 정전 용량형 근접스위치입니다.

내용

근접스위치 사용 시 확인 사항에 대한 내용입니다. 근접센서에서의 공급 전원은 제조사에서 정해 놓은 정격을 넘지 않도록 합니다. 입력 전압은 정격 전압의 전원의 전압변동을 확인하고 사용합니다.DC 전압의 경우 아답타와 같은 전압은 불안정하며 SMPS의 전원이나 기타 제조사의 제어기에서 출력하는 전압을 사용 합니다.AC 근접스위치의 경우 전원 공급시 단권 트랜스를 사용하지 말고 반드시 복권 절연된 트랜스를 사용하여야 합니다.

정전 용량식 근접센서

단권 트랜스의 1차, 2차간이 전기적으로 절연이 되지 못한 상태이기 때문에 누설전류가 근접스위치를 통하여 흐를 때 회로의 파손 및 감전의 우려가 발생할 수 있습니다.근접스위치 배선에 대한 내용 입니다. 근접스위치의 배선에서 노이즈를 방지하기 위해 가능한 짧게 배선하는 것이 좋습니다.근접스위치 배선을 길게 연장하여 사용할 때는 동력선과 분리된 금속배관을 사용하여 노이즈등의 영향을 최소화 하는 것이 좋습니다.근접스위치의 배선이 길어지면 주위의 노이즈가 혼입되어 오동작의 원인이 될수 있습니다.동력선과 나란히 평행 배치할 경우 이 영향은 더욱 심하게 됩니다.근접스위치의 주위에 용접기계나대형 동력 모타와 아크발생기를 아크발생기를 사용할 경우는 필히 분리된 금속재질의 후랙시블이나 배관을 사용하는 것이 좋습니다.또한 메이커제품에 부착된 규격의 케이블을 사용하는 것이 좋습니다.또한 굽거나 휘어지거나 손상된 케이블을 사용하시면 방수가 안되고 고장의 원인이 될수 있습니다.근접스위치센서의 케이블 연장은 최대 200m까지 가능하며 제조사의 카탈로그 성능을 참조 합니다.또한 근접스위치 케이블 연장시 연장길이 100m부터 병렬로 Varistor와 Z-Diode를 연결하고 Condenser 1uF를 다음과 같이 연결하여 사용 합니다.

근접스위치

기타

근접스위치의 출력에는 DC 3 선식 타입의 경우 NPN과 PNP 출력형이 있습니다. NPN형 근접스위치의 경우에는 Minus(-)와 출력사이 PNP출력형 근접센서의 경우에는 Plus(+)와 출력사이입니다. NPN.PNP.TR 출력형 근접스위치 출력사항 출력단을 쇼트시키지 말아야 합니다. 보호회로가 내장되어 있는 제품도 있지만 출력부는 트랜지스터 및 SSR 등 반도체를 내장시키고 있으므로 쇼트된 상태로 두면 출력회로의 파손을 유발할 수 있습니다. 근접스위치 주변 환경에 대하여 검출면에 금속 분진 등이 붙어 있으면 오동작의 원인이 될 수 있습니다.따라서 설치하고 나서 환경에 따라서 근접스위치 표면을 청소등을 통하여 유지 보수를 하여야 합니다. 근접센서를 사용하는 근처에 큰 서지를 발생하는 장치(모터, 용접기 등)가 있을 경우, 근접센서에도 서지 흡수회로가 내장되어 있지만  별도로 서지 회로를 위하여 바리스터 등의 업소바(흡수 소자)를 서지 발생원에 설치하는 것이 좋습니다.

 

근접스위치에서의 돌입전류에 대한 대비 돌입 전류가 큰 부하(DC용 전구 등)를 연결하여 사용할 경우 부하의 초기저항이 낮으므로 큰 돌입 전류가 흐릅니다. 전류가 흐르면 부하의 저항이 높아져서 일정 시간 후 정상치 전류로 복귀합니다. 이런 경우 전원 투입 시의 돌입 전류로 인해 근접센서가 파손될 수 있으므로 돌입 전류에 대하여 일정 값 이상이면 보호 회로를 추가 합니다. 부하측에서 부득이 DC용 전구를 사용할 경우에는 별도의 릴레이를 사용하거나, 직렬로 전류 제한 저항을 사용해서 근접 센서를 보호하여 주어야 합니다. 트랜시버를 근접센서 및 그 배선 부근에 가깝게 붙일 경우, 오동작의 우려가 있습니다. 근접스위치의 표면 재질 도금이 되어 있는 검출물체일 경우는 도금 성질에 따라 검출체의 검출 거리는 차이가 있습니다.PNP (current sourcing : -COMMON) 타입의 출력 회로에서. 부하가 센서의 출력단자와 그라운드(-) 사이를 연결합니다. 센서가 OFF 되면 소량의 누설전류를 제외하고 전류가 흐르지 않습니다. 센서가 on이 되면 전류는 출력 트랜지스터를 통하여 부하를 거쳐 그랑운드 쪽으로 흐르게 됩니다. 전류가 부하를 거치면 상승하고 센서가 on이 되면 전류는 부하를 통하여 출력트랜지스터를 거쳐 그라운드 (-) 쪽으로 흐르게 됩니다. 0V까지 떨어지는 것입니다. T1: 출력 트랜지스터 Ra은 출력저항이고 D의 경우에는 제너다이오드 D1 단선다이오드이고 D2의 경우에는 역상보호다이오드(SCP 내장형)이며 D3는 역상보호다이오드 LED 발광다이오드입니다. AC용 센서 출력회로도의 경우에는 아래 그림을 참조합니다.

AC 근접 출력회로

Th1의 경우에는 싸이리스터이고 G1 브리지회로입니다. RC의 경우에는 RC 소자 (전압상 승 제한 및 휠터링용)이고 D는 파워용 제어 다이오드 VDR이고 VDR저항 (피크제어) LED 발광다이오드입니다.