Nekontaktinis induktyvumo jutiklis yra kaip jutiklis, galintis reaguoti į metalinius daiktus, patekusius į jo elektromagnetinį lauką. Dėl šios indukcinių artumo jutiklių savybės galima stebėti judančių įrangos dalių judėjimą ir, jei reikia, išjungti pavaros mechanizmo variklį. Norėdami atpažinti ir išanalizuoti magnetinio lauko pokyčius, į jų sudėtį įvedamas specialus elektroninis blokas, vadinamas valdikliu (palyginamuoju).
Prietaisas ir veikimo principas
Indukcinės padėties jutikliuose, be elektroninio palyginimo, yra šie privalomi komponentai:
- plieninis dėklas su jungtimi laidui prijungti;
- įmontuotas jautrus elementas, fiksuojantis magnetinio lauko pokyčius, yra pagamintas iš plieninės šerdies su ritė;
- vykdomosios relės modulis;
- įjungimo indikatorius šviesos diode.
Skirtingų metalinių jutiklių modelių dizainas gali turėti tam tikrų skirtumų. Jie neturi įtakos pačiam indukcijos jutikliui, jo veikimo principas nuo to nesikeičia.
Atsižvelgiant į prietaiso įtaisą, jo veikimo esmė apibūdinama taip:
- judinant metalinę valdomo objekto dalį, pasikeičia jautraus jutiklio elemento induktyvumas;
- nuokrypis paaiškinamas jo magnetinio lauko iškraipymu, dėl kurio pasikeičia elektros grandinės parametrai ir įsijungia (šviesos diodas užsidega);
- po to suveikia elektroninis modulis ir siunčia signalą į vykdomąjį įrenginį;
- kai gaunamas impulsas apie leistinos ribos viršijimą judant, išėjimo (relės) mazgas atjungia stebimą įrangą nuo tinklo.
Kiekvienas modelis turi savo judesio jautrumą - kompensuoja tarpą. Skirtingiems mėginiams šis parametras svyruoja nuo 1 mikrono iki 20 milimetrų.
Indukcinių jutiklių parametrai
Be reakcijos diapazono ar jautrumo, indukciniam jutikliui būdingi šie veikimo rodikliai:
- Įvairių mėginių tūpimo sriegio dydis (skersmuo), atsižvelgiant į vertes nuo 8 iki 30 mm.
- Nominali maitinimo įtampa esant plius 20 laipsnių temperatūrai, iki 90 voltų nuolatinės srovės ir iki 230 voltų - kintamosios srovės.
- Bendras kūno ilgis - jo vertė priklauso nuo darbinės įtampos.
Pastarasis skirtingų mėginių rodiklis gali labai skirtis.
Jautriai arba aktyviai prietaiso zonai įvedamas kitas parametras, vadinamas garantuoto atsako riba. Jo apatinė riba lygi nuliui, o viršutinė - 80 procentų nominalios vertės. Šis rodiklis kartais vadinamas darbinio atstumo korekcijos koeficientu.
Ne mažiau svarbus jautraus įrenginio funkcionalumo rodiklis yra jungčių laidų skaičius jungtyje. Paprastai jų yra du ar trys: du maitinimo šaltiniai ir vienas grandinės įjungimui. Tačiau galimos prisijungimo galimybės, kurių išdėstymui naudojami keturi ar penki kontaktiniai taškai. Panašiuose mėginiuose, be dviejų maitinimo laidininkų, yra du apkrovos išėjimai. Šiuo atveju penktasis laidininkas naudojamas paties prietaiso darbo režimui pasirinkti.
Išėjimų tipai ir prijungimo būdai
Norint įvertinti jautraus įrenginio veikimą, įvedama speciali charakteristika, įvertinta pagal jo išvesties parametrų poliškumo būseną. Pagal visuotinai priimtą puslaidininkinių elementų (tranzistorių), įtrauktų į jutiklio elektroninę grandinę, žymėjimą, šie išėjimai vadinami „PNP“ ir „NPN“.
Šių pavadinimų skirtumas yra tas, kad jie žymi skirtingus jautrių prietaisų maitinimo šaltinių poliškumus (polius). PNP tranzistoriai perjungia savo teigiamą išėjimą, o NPN - neigiamą. Išvesties grandinių apkrova dažniausiai yra valdymo mikroprocesorius.
Priklausomai nuo valdiklio valdymo schemos, indukciniai jutikliai žymimi kaip HO (paprastai atidaryti) arba HZ - su paprastai uždara įvestimi.
„NPN“ tranzistoriaus parinktis yra labiausiai paplitęs jutiklio įjungimo būdas, nes standartinė schema daro neigiamą laidą bendrą visiems komponentams. Šiuo atveju mikroprocesorių ir kitų stebėjimo prietaisų įėjimai įjungiami esant teigiamai įtampai.
Ryšio žymėjimas
Scheminėse diagramose indukciniai jutikliai paprastai žymimi kaip rombas arba kvadratas, kurio viduje yra dvi vertikalios linijos. Dažnai jie taip pat nurodo išvesties tipą (paprastai atvirą arba uždarą), atitinkantį vieną iš puslaidininkinių tranzistorių atmainų. Dauguma grandinės variantų nurodo paprastai uždarą grupę arba abu tipus tame pačiame korpuse.
Švino spalvų kodavimas
Praktiškai naudojama standartinė induktyvumo jutiklių laidų žymėjimo sistema, kurios laikosi visi be išimties jautrių prietaisų gamintojai. Nepaisant to, prieš juos montuojant, rekomenduojama atidžiai stebėti jungties poliškumą ir būtinai patikrinti su gaminiais pateiktas instrukcijas.
Visų jutiklių korpusuose yra spalvos užkoduotas laidas, jei tai leidžia dydis.
Standartinė žymėjimo tvarka:
- mėlyna (mėlyna) visada reiškia neigiamą galios bėgį;
- ruda spalva (ruda) žymi teigiamą laidininką;
- juoda (juoda) atitinka jutiklio išvestį;
- Balta spalva yra pagalbinė išvestis arba įvestis.
Norint patikslinti paskutinį žymėjimo pavadinimą, jį reikia patikrinti pagal prie konkretaus įrenginio pridėtų instrukcijų duomenis.
Jutiklio klaidos
Valdymo sistemos rodmenų paėmimo klaida reikšmingai veikia bekontakčio indukcinio jutiklio veikimą. Jo bendra vertė surenkama iš atskirų matavimo paklaidų įvairiems rodikliams: elektromagnetiniams, temperatūros, aparatūros, magnetinio elastingumo ir daugeliui kitų.
Elektromagnetinė paklaida apibrėžiama kaip atsitiktinai atsirandantis dydis. Jis pasirodo dėl parazitinio EML, kurį ritėje sukėlė išoriniai magnetiniai laukai. Gamybos aplinkoje šį komponentą sukuria elektros įranga, kurios veikimo dažnis yra 50 hercų. Temperatūros paklaida yra vienas iš svarbiausių rodiklių, nes dauguma jutiklių gali veikti tik tam tikrame temperatūros diapazone. Kuriant šios klasės prietaisus, į tai reikia atsižvelgti.
Magnetinio elastingumo paklaida įvesta kaip šerdies deformacijų, atsirandančių įrenginio surinkimo metu, nestabilumo rodiklis, taip pat tas pats faktorius, bet pasireiškiantis jo veikimo metu. Magnetinės grandinės vidinių įtampų nestabilumas lemia išvesties signalo apdorojimo klaidas. Klaida, atsirandanti jautriausiame įrenginyje, atsiranda dėl lauko struktūros įtakos jutiklio metalinių elementų deformacijos koeficientui. Be to, jo bendrą vertę žymiai įtakoja judančių konstrukcijos dalių atotrūkis ir tarpai.
Jungiamojo kabelio paklaida imama iš jo vielos šerdžių varžos vertės nuokrypių, priklausomai nuo temperatūros faktoriaus, taip pat pašalinių elektromagnetinių laukų ir EMF indukcijos. Įtempimo matuoklio paklaida kaip atsitiktinis kintamasis priklauso nuo jutiklio apvijų elementų (ypač jo ritinių) gamybos kokybės. Esant įvairioms eksploatavimo sąlygoms, galima pakeisti apvijos nuolatinę varžą, dėl kurios „išplaukia“ išėjimo signalas. Senėjimo klaida pasireiškia dėl judančių jutiklio elementų nusidėvėjimo, taip pat dėl magnetinės grandinės elektromagnetinių savybių pokyčių.
Tikrąją šio parametro vertę įmanoma patikrinti tik naudojant itin tikslius matavimo prietaisus. Tokiu atveju reikia atsižvelgti į paties jutiklio kinematines ypatybes. Kuriant ir gaminant jautrius elementus, projektuojant iš anksto atsižvelgiama į šią galimybę.
Indukciniams ir talpiniams jutikliams būdingi darbo režimai su daugeliu įtakojančių veiksnių, kuriuos lemia specifinės veikimo sąlygos. Štai kodėl jautrumas ir išvesties parametrų rinkinys, tinkami tam tikros prekės ženklo įrenginiui, yra lemiami, kai naudojamas kaip ribinis jungiklis.
