Näherungsschalter öffnen oder schließen einen Stromkreis, wenn sie ein Objekt berühren oder sich einem bestimmten Abstand nähern. Sie werden am häufigsten in Fertigungsanlagen, Robotik und Sicherheitssystemen verwendet. Es gibt vier Grundtypen: Infrarot, Akustik, Kapazitiv und Induktiv.
Infrarot-Näherungsschalter arbeiten, indem sie unsichtbare Infrarotlichtstrahlen aussenden. Ein Fotodetektor am Schalter erkennt jegliche Reflexionen dieses Lichts, wodurch das Gerät feststellen kann, ob sich ein Objekt in der Nähe befindet. Da ein Schalter mit nur einer Lichtquelle und einer Fotodiode aufgrund von Hintergrundlicht anfällig für falsche Messwerte ist, modulieren komplexere Modelle das übertragene Licht mit einer bestimmten Frequenz und haben Empfänger, die nur auf diese Frequenz reagieren. Auch komplexere Sensoren sind in der Lage, aus dem von einem Objekt reflektierten Licht dessen Abstand zum Sensor zu berechnen.
Akustische Näherungssensoren ähneln im Prinzip Infrarot-Modellen, verwenden aber Ton statt Licht. Sie verwenden einen Wandler, um unhörbare Schallwellen mit verschiedenen Frequenzen in einer voreingestellten Sequenz zu übertragen, dann messen sie die Zeit, die der Schall braucht, um ein nahegelegenes Objekt zu treffen, und kehrt zu einem zweiten Wandler am Schalter zurück. Im Wesentlichen messen akustische Näherungsschalter die Zeit, die es braucht, bis Schallimpulse „echo“ sind, und verwenden diese Messung, um die Entfernung zu berechnen, genau wie Sonar.
Kapazitive Schalter erkennen die Entfernung zu Objekten, indem sie Änderungen der Kapazität um sie herum erkennen. Ein Hochfrequenzoszillator ist mit einer Metallplatte verbunden. Wenn sich die Platte einem Objekt nähert, ändert sich die Funkfrequenz und der Frequenzdetektor sendet ein Signal, das den Schalter zum Öffnen oder Schließen anweist. Diese Schalter haben den Nachteil, dass sie gegenüber elektrisch leitenden Gegenständen empfindlicher sind als gegenüber Gegenständen, die dies nicht tun.
Induktive Näherungsschalter erfassen die Entfernung zu Objekten durch die Erzeugung von Magnetfeldern. Sie ähneln im Prinzip Metalldetektoren. Eine Drahtspule wird mit elektrischem Strom geladen und eine elektronische Schaltung misst diesen Strom. Kommt ein metallisches Teil nahe genug an die Spule, erhöht sich der Strom und der Schalter öffnet oder schließt sich entsprechend. Der Hauptnachteil dieser Art ist, dass sie nur metallische Gegenstände erkennen können.
Näherungsschalter werden in Fertigungsprozessen eingesetzt, um beispielsweise die Position von Maschinenkomponenten zu messen. Sie werden auch in Sicherheitssystemen, in Anwendungen wie der Erkennung des Öffnens einer Tür und in der Robotik eingesetzt, wo sie die Nähe eines Roboters oder seiner Komponenten zu Objekten überwachen und entsprechend steuern können.