Bezkontaktní indukční senzor je umístěn jako senzor schopný reagovat na kovové předměty zachycené v jeho elektromagnetickém poli. Díky této vlastnosti indukčních přibližovacích senzorů je možné sledovat pohyb pohyblivých částí zařízení a v případě potřeby vypnout motor hnacího mechanismu. Pro rozpoznávání a analýzu změn v magnetickém poli je do jejich složení zavedena speciální elektronická jednotka zvaná řadič (komparátor).
Zařízení a princip činnosti
Indukční snímače polohy kromě elektronického komparátoru obsahují následující požadované komponenty:
- ocelové pouzdro s konektorem pro připojovací kabel;
- vestavěný citlivý prvek detekující změny v magnetickém poli je vytvořen ve formě ocelového jádra s cívkou;
- výkonný reléový modul;
- indikátor aktivace na LED.
Konstrukce různých modelů kovových senzorů se mohou lišit. Nemají vliv na samotný indukční senzor, princip jeho činnosti se od toho nezmění.
V souladu se zařízením zařízení je podstata jeho činnosti popsána následovně:
- pohyb kovové části kontrolovaného objektu vede ke změně indukčnosti senzorového prvku;
- odchylka je vysvětlena zkreslením jejího magnetického pole, jehož důsledkem je změna parametrů elektrického obvodu a jeho aktivace (LED se rozsvítí);
- poté je elektronický modul aktivován a vyšle signál do ovladače;
- po přijetí impulsu o pohybu přesahujícím přípustný limit odpojí výstupní (reléový) uzel řízené zařízení od sítě.
Každý model má svůj vlastní indikátor citlivosti na posun - mezeru posunutí. U různých vzorků se tento parametr liší od 1 mikronu do 20 milimetrů.
Indukční parametry senzoru
Kromě rozsahu odezvy nebo citlivosti je induktivní senzor charakterizován následujícími ukazateli výkonu:
- Velikost (průměr) montážního závitu pro různé vzorky bere hodnoty od 8 do 30 mm.
- Jmenovité napájecí napětí při teplotě plus 20 stupňů, až 90 voltů stejnosměrného proudu a až 230 voltů - střídavé proudy.
- Celková délka pouzdra - jeho hodnota závisí na provozním napětí.
Posledně uvedený indikátor pro různé vzorky se může výrazně lišit.
Pro citlivou nebo aktivní zónu zařízení je zaveden další parametr, nazývaný zaručený limit odezvy. Jeho dolní mez je nula a horní je 80 procent jmenovité hodnoty. Tento ukazatel se někdy nazývá korekční faktor pracovní mezery.
Neméně důležitým ukazatelem funkčnosti citlivého zařízení je počet propojovacích vodičů v konektoru. Obvykle existují dva nebo tři: dva zdroje napájení a jeden pro aktivaci obvodu. Jsou však možné možnosti připojení, v uspořádání, ve kterém se používají čtyři nebo pět kontaktních bodů. Tyto vzorky kromě dvou napájecích vodičů obsahují dva výstupy do zátěže. V tomto případě se pátý vodič použije k volbě provozního režimu samotného zařízení.
Typy výstupů a způsoby připojení
Pro vyhodnocení činnosti citlivého zařízení je zavedena speciální charakteristika odhadnutá podle stavu polarity jeho výstupních parametrů. V souladu s obecně přijímaným označením polovodičových prvků (tranzistorů) obsažených v elektronických obvodech snímače se tyto výstupy nazývají „PNP“ a „NPN“.
Rozdíl mezi těmito položkami je v tom, že označují různé polarity (póly) napájení citlivých zařízení. Tranzistory PNP přepínají svůj kladný výstup a NPN - záporný. Zatížení výstupních obvodů je nejčastěji řídící mikroprocesor.
V závislosti na regulačním obvodu regulátoru jsou indukční senzory označeny jako HO (normálně otevřeno) nebo HZ - s normálně uzavřeným vstupem.
Volba s tranzistorem NPN je nejběžnějším způsobem zapnutí senzoru, protože podle standardních obvodových řešení je záporný vodič společný pro všechny komponenty. V tomto případě jsou vstupy mikroprocesorů a dalších ovládacích zařízení aktivovány kladným napětím.
Označení připojení
V zásadě jsou indukční senzory obvykle označeny jako kosočtverec nebo čtverec se dvěma svislými čarami uvnitř. Často také označují typ výstupu (normálně otevřený nebo uzavřený) odpovídající jedné z odrůd polovodičových tranzistorů. Většina návrhů obvodů označuje normálně uzavřenou skupinu nebo obojí ve stejné skříni.
Barva čepu
V praxi se používá standardní systém pro označování terminálů indukčních senzorů, který všichni výrobci citlivých zařízení bez výjimky dodržují. Před jejich instalací se však doporučuje pečlivě sledovat polaritu připojení a dodržovat pokyny dodané s produkty.
Na případech všech senzorů je kresba s barevným značením vodičů, pokud to její rozměry umožňují.
Standardní označení:
- Modrá vždy znamená zápornou mocninu;
- hnědá (hnědá) označuje pozitivní dirigent;
- černá (černá) odpovídá výstupu ze senzoru;
- Bílá je další výstup nebo vstup.
Pro objasnění posledního označení by mělo být zkontrolováno pomocí údajů z pokynů přiložených ke konkrétnímu zařízení.
Chyby senzoru
Chyba při odečítání kontrolním systémem významně ovlivňuje činnost snímače přiblížení. Jeho celková hodnota se shromažďuje z jednotlivých chyb měření pro různé ukazatele: elektromagnetické, teploty, hardware, magnetická elasticita a mnoho dalších.
Elektromagnetická chyba je definována jako náhodně se vyskytující veličina. Objevuje se kvůli rušivé EMF indukované v cívce vnějšími magnetickými poli. Ve výrobních podmínkách je tato součást tvořena energetickým zařízením s pracovní frekvencí 50 Hz. Chyba teploty je jedním z nejdůležitějších ukazatelů, protože většina senzorů může pracovat pouze v určitém teplotním rozsahu. Při navrhování zařízení této třídy je třeba to vzít v úvahu.
Chyba magnetické elasticity je zavedena jako indikátor nestability deformací jádra, ke kterým dochází při montáži zařízení, a jako stejný faktor, ale projevuje se během jeho činnosti. Nestabilita vnitřních napětí v magnetickém obvodu vede k chybám ve zpracování výstupního signálu. Chyba vznikající v nejcitlivějším zařízení se projevuje vlivem struktury pole na součinitel deformace kovových prvků snímače. Kromě toho je jeho celková hodnota významně ovlivněna vůlí a mezerami v pohyblivých částech struktury.
Chyba spojovacího kabelu je sestavena z odchylek hodnoty odporu jeho vodičů v závislosti na teplotním faktoru, jakož i na rušení vnějších elektromagnetických polí a EMF. Chyba tenzometru jako náhodná proměnná závisí na kvalitě výroby vinutých prvků snímače (zejména jeho cívky). Za různých provozních podmínek je možné změnit odpor vinutí stejnosměrným proudem, což vede k „plavání“ výstupního signálu. Chyba stárnutí se projevuje opotřebením pohyblivých prvků snímače a změnami elektromagnetických vlastností magnetického obvodu.
Skutečnou hodnotu tohoto parametru je možné ověřit pouze pomocí velmi přesných měřicích přístrojů. V tomto případě je třeba vzít v úvahu kinematické vlastnosti samotného senzoru. Při navrhování a výrobě citlivých prvků je tato možnost zohledněna při jeho návrhu předem.
Indukční a kapacitní senzory se vyznačují provozními režimy s mnoha ovlivňujícími faktory určenými specifickými provozními podmínkami. To je důvod, proč volba citlivosti a sady výstupních parametrů vhodných pro danou značku zařízení je rozhodující, když se používá jako koncový spínač.
