Cảm biến điện cảm không tiếp xúc được định vị là cảm biến có khả năng phản ứng với các vật thể kim loại nằm trong trường điện từ của nó. Nhờ đặc tính này của cảm biến tiệm cận cảm ứng, có thể theo dõi chuyển động của các bộ phận chuyển động của thiết bị và nếu cần, tắt động cơ của cơ cấu truyền động. Để nhận biết và phân tích những thay đổi trong từ trường, một bộ phận điện tử đặc biệt được gọi là bộ điều khiển (bộ so sánh) được đưa vào thành phần của chúng.
Thiết bị và nguyên lý hoạt động
Ngoài bộ so sánh điện tử, cảm biến vị trí cảm ứng còn có các thành phần bắt buộc sau:
- vỏ thép có đầu nối để nối dây;
- một phần tử nhạy được tích hợp sẵn để ghi lại những thay đổi trong từ trường được chế tạo dưới dạng một lõi thép với một cuộn dây;
- phân hệ tiếp sức điều hành;
- chỉ báo kích hoạt trên đèn LED.
Thiết kế của các mẫu cảm biến kim loại khác nhau có thể có một số khác biệt. Bản thân chúng không ảnh hưởng đến bộ phận cảm ứng, nguyên lý hoạt động của nó không thay đổi so với điều này.
Phù hợp với thiết bị của thiết bị, bản chất của hoạt động của nó được mô tả như sau:
- di chuyển phần kim loại của đối tượng được điều khiển dẫn đến sự thay đổi độ tự cảm của phần tử nhạy cảm của cảm biến;
- sự sai lệch được giải thích là do từ trường của nó bị biến dạng, dẫn đến sự thay đổi các thông số của mạch điện và sự kích hoạt của nó (đèn LED sáng lên);
- sau đó, mô-đun điện tử được kích hoạt và gửi tín hiệu đến thiết bị điều hành;
- khi nhận được xung vượt quá giới hạn cho phép do chuyển động, nút đầu ra (rơle) ngắt kết nối thiết bị được giám sát khỏi mạng.
Mỗi mô hình có độ nhạy chuyển động riêng - khoảng cách bù. Đối với các mẫu khác nhau, thông số này thay đổi từ 1 micron đến 20 mm.
Các thông số cảm biến cảm ứng
Ngoài phạm vi phản hồi hoặc độ nhạy, cảm biến cảm ứng được đặc trưng bởi các chỉ số hiệu suất sau:
- Kích thước (đường kính) của ren chiếu nghỉ, đối với các mẫu khác nhau, lấy các giá trị từ 8 đến 30 mm.
- Điện áp cung cấp định mức ở nhiệt độ cộng thêm 20 độ, lên đến 90 Volts DC và lên đến 230 Volts - dòng AC.
- Chiều dài cơ thể tổng thể - giá trị của nó phụ thuộc vào điện áp hoạt động.
Chỉ số sau cho các mẫu khác nhau có thể khác nhau đáng kể.
Đối với vùng nhạy cảm hoặc vùng hoạt động của thiết bị, một tham số khác được đưa vào, được gọi là giới hạn phản hồi đảm bảo. Giới hạn dưới của nó là 0 và giới hạn trên là 80% giá trị danh nghĩa. Chỉ số này đôi khi được gọi là hệ số hiệu chỉnh khe hở làm việc.
Một chỉ số quan trọng không kém về chức năng của một thiết bị nhạy cảm là số lượng dây kết nối trong đầu nối. Thông thường có hai hoặc ba trong số chúng: hai nguồn cung cấp và một để kích hoạt mạch. Tuy nhiên, có thể có các tùy chọn kết nối, đối với việc bố trí bốn hoặc năm điểm tiếp xúc được sử dụng. Các mẫu tương tự, ngoài hai dây dẫn nguồn, còn chứa hai đầu ra cho tải. Trong trường hợp này, dây dẫn thứ năm được sử dụng để chọn chế độ hoạt động của chính thiết bị.
Các loại đầu ra và phương thức kết nối
Để đánh giá hoạt động của một thiết bị nhạy cảm, một đặc tính đặc biệt được đưa vào, được đánh giá bằng trạng thái cực của các thông số đầu ra của nó. Theo chỉ định được chấp nhận chung của các phần tử bán dẫn (bóng bán dẫn) có trong mạch điện tử của cảm biến, các đầu ra này được gọi là "PNP" và "NPN".
Sự khác biệt giữa các tên này là chúng biểu thị các cực (cực) khác nhau của nguồn điện của các thiết bị nhạy cảm. Các bóng bán dẫn PNP chuyển đầu ra tích cực của nó và NPN - âm. Tải của các mạch đầu ra thường là bộ vi xử lý điều khiển.
Tùy thuộc vào sơ đồ điều khiển của bộ điều khiển, các cảm biến cảm ứng được chỉ định là HO (thường mở) hoặc HZ - với đầu vào thường đóng.
Tùy chọn bóng bán dẫn NPN là cách phổ biến nhất để bật cảm biến, vì mạch tiêu chuẩn làm cho dây âm chung cho tất cả các thành phần. Trong trường hợp này, đầu vào của bộ vi xử lý và các thiết bị giám sát khác được kích hoạt với điện áp dương.
Đánh dấu kết nối
Trên giản đồ, các cảm biến cảm ứng thường được ký hiệu là một hình thoi hoặc hình vuông với hai đường thẳng đứng bên trong. Thường thì chúng cũng chỉ ra loại đầu ra (thường mở hoặc đóng), tương ứng với một trong các loại bóng bán dẫn bán dẫn. Hầu hết các tùy chọn mạch chỉ ra một nhóm thường đóng hoặc cả hai loại trong cùng một vỏ.
Mã hóa màu chì
Trong thực tế, một hệ thống tiêu chuẩn đánh dấu dây dẫn của cảm biến điện cảm được sử dụng, được tuân thủ bởi tất cả các nhà sản xuất thiết bị nhạy cảm mà không có ngoại lệ. Tuy nhiên, trước khi lắp đặt chúng, bạn nên quan sát kỹ cực của kết nối và đảm bảo kiểm tra hướng dẫn đi kèm với sản phẩm.
Tất cả các cảm biến đều có bản vẽ dây mã màu trên vỏ, nếu kích thước cho phép.
Thứ tự tiêu chuẩn của chỉ định:
- màu xanh lam (Blue) luôn có nghĩa là đường ray điện âm;
- màu nâu (Brown) biểu thị một vật dẫn dương;
- màu đen (Black) tương ứng với đầu ra cảm biến;
- Màu trắng là đầu ra hoặc đầu vào phụ trợ.
Để làm rõ chỉ định đánh dấu cuối cùng, nó nên được kiểm tra dựa trên dữ liệu của các hướng dẫn kèm theo thiết bị cụ thể.
Lỗi cảm biến
Lỗi trong việc lấy số đọc của hệ thống điều khiển ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của cảm biến cảm ứng không tiếp xúc. Tổng giá trị của nó được thu thập từ các lỗi đo lường riêng lẻ cho các chỉ số khác nhau: điện từ, nhiệt độ, phần cứng, độ đàn hồi từ tính và nhiều chỉ số khác.
Sai số điện từ được định nghĩa là một đại lượng xuất hiện ngẫu nhiên. Nó xuất hiện do EMF ký sinh gây ra trong cuộn dây bởi từ trường bên ngoài. Trong môi trường sản xuất, thành phần này được tạo ra bởi thiết bị điện có tần số hoạt động là 50 Hertz. Sai số nhiệt độ là một trong những chỉ số quan trọng nhất, vì hầu hết các cảm biến chỉ có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Nó phải được tính đến khi thiết kế các thiết bị thuộc lớp này.
Sai số đàn hồi từ được giới thiệu như là một chỉ báo về sự không ổn định của các biến dạng lõi xảy ra trong quá trình lắp ráp thiết bị, cũng như một yếu tố tương tự, nhưng biểu hiện trong quá trình hoạt động của thiết bị. Sự không ổn định của điện áp bên trong mạch từ dẫn đến sai số trong quá trình xử lý tín hiệu đầu ra. Lỗi xảy ra trong thiết bị nhạy cảm nhất xuất hiện do ảnh hưởng của cấu trúc trường đến hệ số biến dạng của các phần tử kim loại của cảm biến. Ngoài ra, tổng giá trị của nó bị ảnh hưởng đáng kể bởi phản ứng dữ dội và khe hở trong các bộ phận chuyển động của cấu trúc.
Sai số của cáp kết nối được lấy từ độ lệch của giá trị điện trở của các lõi dây của nó tùy thuộc vào yếu tố nhiệt độ, cũng như cảm ứng của trường điện từ bên ngoài và EMF. Sai số đo biến dạng như một biến ngẫu nhiên phụ thuộc vào chất lượng sản xuất của các phần tử cuộn dây của cảm biến (đặc biệt là các cuộn dây của nó). Trong các điều kiện hoạt động khác nhau, có thể thay đổi điện trở DC của cuộn dây, dẫn đến tín hiệu đầu ra "nổi". Lỗi lão hóa được biểu hiện do sự mài mòn của các phần tử chuyển động của cảm biến, cũng như các đặc tính điện từ của mạch từ bị thay đổi.
Chỉ có thể kiểm tra giá trị thực của thông số này với sự trợ giúp của các thiết bị đo siêu chính xác. Trong trường hợp này, các tính năng động học của chính cảm biến phải được tính đến. Khi thiết kế và sản xuất các yếu tố nhạy cảm, khả năng này được tính đến trước trong thiết kế của nó.
Cảm biến điện dung và cảm ứng được đặc trưng bởi các phương thức hoạt động với nhiều yếu tố ảnh hưởng được xác định bởi các điều kiện hoạt động cụ thể. Đó là lý do tại sao việc lựa chọn độ nhạy và một bộ thông số đầu ra phù hợp với một thương hiệu thiết bị nhất định là yếu tố quyết định khi sử dụng nó làm công tắc hành trình.
