Ο αισθητήρας επαγωγής επαφής τοποθετείται ως αισθητήρας ικανός να αντιδρά σε μεταλλικά αντικείμενα που έχουν παγιδευτεί στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του. Χάρη σε αυτήν την ιδιότητα των επαγωγικών αισθητήρων εγγύτητας, μπορείτε να παρακολουθείτε την κίνηση των κινούμενων μερών του εξοπλισμού και, εάν είναι απαραίτητο, να απενεργοποιήσετε τον κινητήρα του μηχανισμού κίνησης. Για την αναγνώριση και ανάλυση των αλλαγών στο μαγνητικό πεδίο, εισάγεται στη σύνθεσή τους μια ειδική ηλεκτρονική μονάδα που ονομάζεται ελεγκτής (συγκριτής).
Συσκευή και αρχή λειτουργίας
Οι αισθητήρες επαγωγικής θέσης, εκτός από έναν ηλεκτρονικό συγκριτή, περιέχουν τα ακόλουθα υποχρεωτικά στοιχεία:
- ατσάλινη θήκη με σύνδεσμο για το καλώδιο σύνδεσης.
- ένα ενσωματωμένο ευαίσθητο στοιχείο που καταγράφει αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο γίνεται με τη μορφή χαλύβδινου πυρήνα με πηνίο.
- λειτουργική μονάδα ρελέ
- ένδειξη ενεργοποίησης στο LED.
Ο σχεδιασμός διαφορετικών μοντέλων μεταλλικών αισθητήρων μπορεί να έχει κάποιες διαφορές. Δεν επηρεάζουν τον ίδιο τον αισθητήρα επαγωγής, η αρχή της λειτουργίας του δεν αλλάζει από αυτό.
Σύμφωνα με τη συσκευή της συσκευής, η ουσία της λειτουργίας της περιγράφεται ως εξής:
- μετακίνηση του μεταλλικού τμήματος του ελεγχόμενου αντικειμένου οδηγεί σε αλλαγή στην επαγωγή του ευαίσθητου στοιχείου του αισθητήρα.
- η απόκλιση εξηγείται από την παραμόρφωση του μαγνητικού πεδίου, η οποία έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στις παραμέτρους του ηλεκτρικού κυκλώματος και την ενεργοποίησή του (το LED ανάβει).
- Μετά από αυτό, η ηλεκτρονική μονάδα ενεργοποιείται και στέλνει ένα σήμα στην εκτελεστική συσκευή.
- Όταν λαμβάνεται μια ώθηση σχετικά με την υπέρβαση του επιτρεπόμενου ορίου με κίνηση, ο κόμβος εξόδου (ρελέ) αποσυνδέει τον παρακολουθούμενο εξοπλισμό από το δίκτυο.
Κάθε μοντέλο έχει τη δική του ευαισθησία κίνησης - κενό μετατόπισης. Για διαφορετικά δείγματα, αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από 1 micron έως 20 mm.
Επαγωγικές παράμετροι αισθητήρα
Εκτός από το εύρος απόκρισης ή την ευαισθησία, ένας επαγωγικός αισθητήρας χαρακτηρίζεται από τους ακόλουθους δείκτες απόδοσης:
- Το μέγεθος (διάμετρος) του νήματος προσγείωσης, για διάφορα δείγματα, με τιμές από 8 έως 30 mm.
- Ονομαστική τάση τροφοδοσίας σε θερμοκρασία συν 20 μοίρες, έως 90 Volts DC και έως 230 Volts - ρεύματα AC.
- Συνολικό μήκος σώματος - η τιμή του εξαρτάται από την τάση λειτουργίας.
Ο τελευταίος δείκτης για διαφορετικά δείγματα μπορεί να διαφέρει σημαντικά.
Για την ευαίσθητη ή ενεργή ζώνη της συσκευής, εισάγεται μια άλλη παράμετρος, που ονομάζεται εγγυημένο όριο απόκρισης. Το κατώτερο όριό του είναι μηδέν και το ανώτερο είναι 80 τοις εκατό της ονομαστικής τιμής. Αυτός ο δείκτης καλείται μερικές φορές ο συντελεστής διόρθωσης της κάθαρσης εργασίας.
Εξίσου σημαντική ένδειξη της λειτουργικότητας μιας ευαίσθητης συσκευής είναι ο αριθμός των καλωδίων σύνδεσης στο βύσμα. Συνήθως υπάρχουν δύο ή τρία από αυτά: δύο τροφοδοσία και μία για την ενεργοποίηση του κυκλώματος. Ωστόσο, είναι δυνατές επιλογές σύνδεσης, για τη διευθέτηση των οποίων χρησιμοποιούνται τέσσερα ή πέντε σημεία επαφής. Παρόμοια δείγματα, εκτός από δύο αγωγούς τροφοδοσίας, περιέχουν δύο εξόδους στο φορτίο. Σε αυτήν την περίπτωση, ο πέμπτος αγωγός χρησιμοποιείται για την επιλογή του τρόπου λειτουργίας της ίδιας της συσκευής.
Τύποι εξόδων και μέθοδοι σύνδεσης
Για να εκτιμηθεί η δράση μιας ευαίσθητης συσκευής, εισάγεται ένα ειδικό χαρακτηριστικό, το οποίο αξιολογείται από την κατάσταση της πολικότητας των παραμέτρων εξόδου της. Σύμφωνα με τη γενικά αποδεκτή ονομασία στοιχείων ημιαγωγών (τρανζίστορ) που περιλαμβάνονται στο ηλεκτρονικό κύκλωμα του αισθητήρα, αυτές οι έξοδοι ονομάζονται "PNP" και "NPN".
Η διαφορά μεταξύ αυτών των ονομάτων είναι ότι υποδηλώνουν διαφορετικές πολικότητες (πόλους) της τροφοδοσίας ευαίσθητων συσκευών. Τα τρανζίστορ PNP αλλάζουν τη θετική του έξοδο και το NPN - αρνητικό. Το φορτίο των κυκλωμάτων εξόδου είναι συνήθως ο μικροεπεξεργαστής ελέγχου.
Ανάλογα με το σχήμα ελέγχου του ελεγκτή, οι επαγωγικοί αισθητήρες χαρακτηρίζονται ως HO (κανονικά ανοιχτοί) ή HZ - με μια κανονικά κλειστή είσοδο.
Η επιλογή τρανζίστορ NPN είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος ενεργοποίησης του αισθητήρα, καθώς το τυπικό κύκλωμα καθιστά το αρνητικό καλώδιο κοινό σε όλα τα εξαρτήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, οι είσοδοι μικροεπεξεργαστών και άλλων συσκευών παρακολούθησης ενεργοποιούνται με θετική τάση.
Σήμανση σύνδεσης
Στα σχηματικά διαγράμματα, οι επαγωγικοί αισθητήρες συνήθως χαρακτηρίζονται ως ρόμβος ή τετράγωνο με δύο κάθετες γραμμές στο εσωτερικό. Συχνά υποδεικνύουν επίσης τον τύπο εξόδου (συνήθως ανοιχτό ή κλειστό), που αντιστοιχεί σε μία από τις ποικιλίες των τρανζίστορ ημιαγωγών. Οι περισσότερες επιλογές κυκλώματος δείχνουν μια κανονικά κλειστή ομάδα ή και τους δύο τύπους στο ίδιο περίβλημα.
Κωδικοποίηση χρώματος μολύβδου
Στην πράξη, χρησιμοποιείται ένα τυπικό σύστημα σήμανσης των καλωδίων των αισθητήρων επαγωγής, το οποίο τηρείται από όλους τους κατασκευαστές ευαίσθητων συσκευών χωρίς εξαίρεση. Ωστόσο, πριν από την εγκατάσταση, συνιστάται να παρατηρήσετε προσεκτικά την πολικότητα της σύνδεσης και να βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει τις οδηγίες που παρέχονται με τα προϊόντα.
Όλοι οι αισθητήρες έχουν χρωματικό κωδικοποιημένο σύρμα στα περίβλημά τους, εάν το επιτρέπει το μέγεθος.
Τυπική σειρά χαρακτηρισμού:
- το μπλε (μπλε) σημαίνει πάντα αρνητική ράγα ισχύος.
- καφέ χρώμα (καφέ) σημαίνει θετικό αγωγό.
- το μαύρο (μαύρο) αντιστοιχεί στην έξοδο του αισθητήρα.
- Το λευκό είναι μια βοηθητική έξοδος ή είσοδος.
Για να διευκρινιστεί ο τελευταίος χαρακτηρισμός σήμανσης, θα πρέπει να ελεγχθεί με βάση τα δεδομένα των οδηγιών που επισυνάπτονται στη συγκεκριμένη συσκευή.
Σφάλματα αισθητήρα
Το σφάλμα κατά τη λήψη μετρήσεων από το σύστημα ελέγχου επηρεάζει σημαντικά τη λειτουργία του επαγωγικού αισθητήρα χωρίς επαφή. Η συνολική του αξία συλλέγεται από μεμονωμένα σφάλματα μέτρησης για διάφορους δείκτες: ηλεκτρομαγνητική, θερμοκρασία, υλικό, μαγνητική ελαστικότητα και πολλά άλλα.
Το ηλεκτρομαγνητικό σφάλμα ορίζεται ως μια τυχαία ποσότητα. Εμφανίζεται λόγω ενός παρασιτικού EMF που προκαλείται στο πηνίο από εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Σε ένα περιβάλλον παραγωγής, αυτό το στοιχείο δημιουργείται από εξοπλισμό ισχύος με συχνότητα λειτουργίας 50 Hertz. Το σφάλμα θερμοκρασίας είναι ένας από τους πιο σημαντικούς δείκτες, καθώς οι περισσότεροι αισθητήρες μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας. Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό συσκευών αυτής της κατηγορίας.
Το σφάλμα μαγνητικής ελαστικότητας εισάγεται ως ένδειξη της αστάθειας των παραμορφώσεων του πυρήνα που συμβαίνουν κατά τη συναρμολόγηση της συσκευής, καθώς και του ίδιου παράγοντα, αλλά εκδηλώνεται κατά τη λειτουργία της. Η αστάθεια των εσωτερικών τάσεων στο μαγνητικό κύκλωμα οδηγεί σε σφάλματα στην επεξεργασία του σήματος εξόδου. Το σφάλμα που παρουσιάζεται στην πιο ευαίσθητη συσκευή εμφανίζεται λόγω της επίδρασης της δομής πεδίου στον συντελεστή παραμόρφωσης των μεταλλικών στοιχείων του αισθητήρα. Επιπλέον, η συνολική του αξία επηρεάζεται σημαντικά από την αντίδραση και τις αποστάσεις στα κινούμενα μέρη της δομής.
Το σφάλμα του καλωδίου σύνδεσης προκύπτει από τις αποκλίσεις της τιμής αντίστασης των πυρήνων του σύρματος ανάλογα με τον συντελεστή θερμοκρασίας, καθώς και την επαγωγή εξωγενών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και EMF. Το σφάλμα καταπόνησης ως τυχαία μεταβλητή εξαρτάται από την ποιότητα κατασκευής των περιελίξεων των στοιχείων του αισθητήρα (ειδικότερα τα πηνία του). Υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας, είναι δυνατή μια αλλαγή στην αντίσταση DC της περιέλιξης, οδηγώντας στην «κυμαινόμενη» του σήματος εξόδου. Το σφάλμα γήρανσης εκδηλώνεται λόγω της φθοράς των κινούμενων στοιχείων του αισθητήρα, καθώς και των αλλαγών στις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες του μαγνητικού κυκλώματος.
Είναι δυνατό να ελέγξετε την πραγματική τιμή αυτής της παραμέτρου μόνο με τη βοήθεια εξαιρετικά ακριβών οργάνων μέτρησης. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα κινηματικά χαρακτηριστικά του ίδιου του αισθητήρα. Κατά το σχεδιασμό και την κατασκευή ευαίσθητων στοιχείων, αυτή η δυνατότητα λαμβάνεται υπόψη εκ των προτέρων στο σχεδιασμό της.
Οι επαγωγικοί και χωρητικοί αισθητήρες χαρακτηρίζονται από τρόπους λειτουργίας με πολλούς παράγοντες επιρροής που καθορίζονται από συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιλογή ευαισθησίας και ενός συνόλου παραμέτρων εξόδου κατάλληλων για μια δεδομένη μάρκα συσκευής είναι αποφασιστική όταν τη χρησιμοποιείτε ως διακόπτης ορίου.
