Senzorul de inductanță fără contact este poziționat ca un senzor capabil să reacționeze la obiectele metalice prinse în câmpul său electromagnetic. Datorită acestei proprietăți a senzorilor de proximitate inductivi, este posibil să urmăriți mișcarea părților în mișcare ale echipamentului și, dacă este necesar, să opriți motorul mecanismului de acționare. Pentru a recunoaște și analiza schimbările din câmpul magnetic, o componentă electronică specială numită controler (comparator) este introdusă în compoziția lor.
Dispozitivul și principiul de funcționare
Senzorii de poziție de inducție, pe lângă un comparator electronic, conțin următoarele componente obligatorii:
- carcasă din oțel cu conector pentru conectarea cablului;
- un element sensibil încorporat care înregistrează modificările câmpului magnetic este realizat sub forma unui miez de oțel cu o bobină;
- modul releu executiv;
- indicator de activare de pe LED.
Proiectarea diferitelor modele de senzori metalici poate avea unele diferențe. Acestea nu afectează senzorul de inducție în sine, principiul funcționării sale nu se schimbă de la acesta.
În conformitate cu dispozitivul dispozitivului, esența funcționării sale este descrisă după cum urmează:
- deplasarea părții metalice a obiectului controlat duce la o schimbare a inductanței elementului sensibil al senzorului;
- abaterea se explică prin distorsiunea câmpului său magnetic, al cărui rezultat este o modificare a parametrilor circuitului electric și activarea acestuia (LED-ul se aprinde);
- după aceea, modulul electronic este declanșat și trimite un semnal către dispozitivul executiv;
- când se recepționează un impuls cu privire la depășirea limitei admisibile prin mișcare, nodul de ieșire (releu) deconectează echipamentul monitorizat de la rețea.
Fiecare model are propria sa sensibilitate la mișcare - decalaj. Pentru diferite probe, acest parametru variază de la 1 micron la 20 milimetri.
Parametrii senzorului inductiv
În plus față de domeniul de răspuns sau sensibilitatea, un senzor inductiv este caracterizat de următorii indicatori de performanță:
- Dimensiunea (diametrul) firului de aterizare, pentru diferite probe, luând valori de la 8 la 30 mm.
- Tensiunea nominală de alimentare la o temperatură de plus 20 de grade, până la 90 volți DC și până la 230 volți - curenți alternativi.
- Lungimea totală a corpului - valoarea sa depinde de tensiunea de funcționare.
Ultimul indicator pentru diferite eșantioane poate varia semnificativ.
Pentru zona sensibilă sau activă a dispozitivului, se introduce un alt parametru, numit limita de răspuns garantată. Limita sa inferioară este zero, iar cea superioară este de 80 la sută din valoarea nominală. Acest indicator este uneori numit factorul de corecție a distanței de lucru.
Un indicator la fel de important al funcționalității unui dispozitiv sensibil este numărul de fire de conectare din conector. De obicei, există două sau trei dintre ele: două alimentare și una pentru activarea circuitului. Cu toate acestea, opțiunile de conectare sunt posibile în cazul în care sunt utilizate patru sau cinci puncte de contact. Probele similare, în plus față de două conductoare de alimentare, conțin două ieșiri la sarcină. În acest caz, al cincilea conductor este utilizat pentru a selecta modul de funcționare al dispozitivului în sine.
Tipuri de ieșiri și metode de conectare
Pentru a evalua acțiunea unui dispozitiv sensibil, se introduce o caracteristică specială, evaluată de starea polarității parametrilor de ieșire. În conformitate cu denumirea general acceptată a elementelor semiconductoare (tranzistoare) incluse în circuitul electronic al senzorului, aceste ieșiri sunt denumite „PNP” și „NPN”.
Diferența dintre aceste nume este că denotă diferite polarități (poli) ale sursei de alimentare a dispozitivelor sensibile. Tranzistoarele PNP își schimbă ieșirea pozitivă, iar NPN - negativ. Sarcina circuitelor de ieșire este cel mai adesea microprocesorul de control.
În funcție de schema de control a controlerului, senzorii inductivi sunt desemnați ca HO (normal deschis) sau HZ - cu o intrare normal închisă.
Opțiunea de tranzistor NPN este cea mai comună modalitate de a porni senzorul, deoarece circuitele standard fac firul negativ comun tuturor componentelor. În acest caz, intrările microprocesoarelor și ale altor dispozitive de monitorizare sunt activate cu o tensiune pozitivă.
Marcaj conexiune
Pe diagrame schematice, senzorii inductivi sunt de obicei desemnați ca un romb sau pătrat cu două linii verticale în interior. Adesea, ele indică și tipul de ieșire (în mod normal deschis sau închis), care corespunde uneia dintre varietățile de tranzistoare semiconductoare. Majoritatea opțiunilor de circuit indică un grup normal închis sau ambele tipuri în aceeași carcasă.
Codificarea culorilor de plumb
În practică, se utilizează un sistem standard de marcare a cablurilor senzorilor de inductanță, care este respectat de toți producătorii de dispozitive sensibile fără excepție. Cu toate acestea, înainte de a le instala, este recomandat să respectați cu atenție polaritatea conexiunii și să verificați instrucțiunile furnizate împreună cu produsele.
Toți senzorii au un desen de sârmă codat pe culori pe carcasă, dacă dimensiunea permite acest lucru.
Ordinea standard de desemnare:
- albastru (Albastru) înseamnă întotdeauna șina de alimentare negativă;
- culoarea maro (maro) denotă un conductor pozitiv;
- negru (negru) corespunde ieșirii senzorului;
- Albul este o ieșire sau o intrare auxiliară.
Pentru a clarifica ultima denumire de marcare, aceasta trebuie verificată în raport cu datele din instrucțiunile atașate dispozitivului specific.
Erori ale senzorului
Eroarea la efectuarea citirilor de către sistemul de control afectează în mod semnificativ funcționarea senzorului inductiv fără contact. Valoarea sa totală este colectată din erorile individuale de măsurare pentru diferiți indicatori: electromagnetic, temperatură, hardware, elasticitate magnetică și mulți alții.
Eroarea electromagnetică este definită ca o cantitate care apare aleatoriu. Apare datorită unei EMF parazitare indusă în bobină de câmpurile magnetice externe. Într-un mediu de producție, această componentă este creată de echipamente electrice cu o frecvență de funcționare de 50 Hz. Eroarea temperaturii este unul dintre cei mai importanți indicatori, deoarece majoritatea senzorilor pot funcționa numai într-un anumit interval de temperatură. Trebuie luat în considerare la proiectarea dispozitivelor din această clasă.
Eroarea elasticității magnetice este introdusă ca un indicator al instabilității deformațiilor miezului care are loc în timpul asamblării dispozitivului, precum și același factor, dar se manifestă în timpul funcționării sale. Instabilitatea tensiunilor interne din circuitul magnetic duce la erori în procesarea semnalului de ieșire. Eroarea care apare la cel mai sensibil dispozitiv apare din cauza influenței structurii câmpului asupra coeficientului de deformare a elementelor metalice ale senzorului. În plus, valoarea sa totală este afectată în mod semnificativ de reacții și jocuri în părțile mobile ale structurii.
Eroarea cablului de conectare este preluată de la abaterile valorii rezistenței miezurilor sârmei sale în funcție de factorul de temperatură, precum și de la inducerea câmpurilor electromagnetice străine și EMF. Eroarea măsurării tensiunii ca variabilă aleatorie depinde de calitatea de fabricație a elementelor de înfășurare ale senzorului (în special bobina acestuia). În diferite condiții de funcționare, este posibilă schimbarea rezistenței DC a înfășurării, ducând la „plutirea” semnalului de ieșire. Eroarea de îmbătrânire se manifestă din cauza uzurii elementelor mobile ale senzorului, precum și a modificărilor proprietăților electromagnetice ale circuitului magnetic.
Este posibil să verificați valoarea reală a acestui parametru numai cu ajutorul instrumentelor de măsurare ultra-precise. În acest caz, trebuie luate în considerare caracteristicile cinematice ale senzorului în sine. La proiectarea și fabricarea elementelor sensibile, această posibilitate este luată în considerare în prealabil în proiectarea sa.
Senzorii inductivi și capacitivi sunt caracterizați prin moduri de funcționare cu mulți factori de influență, determinați de condiții specifice de funcționare. Acesta este motivul pentru care alegerea sensibilității și a unui set de parametri de ieșire corespunzători pentru o anumită marcă de dispozitiv este decisivă atunci când se utilizează ca întrerupător de limită.
