Un sensor de inductancia sin contacto se coloca como un sensor capaz de responder a objetos metálicos atrapados en su campo electromagnético. Debido a esta propiedad de los sensores de proximidad inductivos, es posible rastrear el movimiento de las partes móviles del equipo y, si es necesario, apagar el motor del mecanismo de accionamiento. Para el reconocimiento y análisis de los cambios en el campo magnético, se introduce en su composición una unidad electrónica especial llamada controlador (comparador).
El dispositivo y el principio de funcionamiento.
Los sensores de posición de inducción, además del comparador electrónico, contienen los siguientes componentes requeridos:
- caja de acero con conector para un cable de conexión;
- el elemento sensible incorporado que detecta cambios en el campo magnético se realiza en forma de núcleo de acero con una bobina;
- módulo de relé ejecutivo;
- Indicador de activación en el LED.
Los diseños de varios modelos de sensores de metal pueden tener algunas diferencias. No afectan al sensor de inducción en sí, el principio de su funcionamiento no cambia a partir de esto.
De acuerdo con el dispositivo dispositivo, la esencia de su funcionamiento se describe a continuación:
- el movimiento de la parte metálica del objeto controlado conduce a un cambio en la inductancia del elemento sensor;
- la desviación se explica por la distorsión de su campo magnético, cuya consecuencia es un cambio en los parámetros del circuito eléctrico y su activación (el LED se ilumina);
- después de eso, el módulo electrónico se activa y envía una señal al actuador;
- Al recibir un impulso sobre el movimiento que excede el límite permitido, el nodo de salida (relé) desconecta el equipo controlado de la red.
Cada modelo tiene su propio indicador de sensibilidad al desplazamiento: la brecha de desplazamiento. Para varias muestras, este parámetro varía de 1 micrón a 20 milímetros.
Parámetros de sensor inductivo
Además del rango de respuesta o sensibilidad, el sensor inductivo se caracteriza por los siguientes indicadores de rendimiento:
- El tamaño (diámetro) de la rosca de montaje, para varias muestras, toma valores de 8 a 30 mm.
- Tensión de alimentación nominal a una temperatura de más de 20 grados, hasta 90 voltios CC y hasta 230 voltios - corrientes alternas.
- La longitud total de la carcasa: su valor depende de la tensión de funcionamiento.
El último indicador para varias muestras puede variar significativamente.
Para la zona sensible o activa del dispositivo, se introduce otro parámetro, llamado límite de respuesta garantizado. Su límite inferior es cero, y el superior es el 80 por ciento del valor nominal. Este indicador a veces se denomina factor de corrección de la brecha de trabajo.
Un indicador igualmente importante de la funcionalidad de un dispositivo sensible es el número de cables de conexión en el conector. Por lo general, hay dos o tres: dos fuentes de alimentación y una para activar el circuito. Sin embargo, las opciones de conexión son posibles, en cuya disposición se utilizan cuatro o cinco puntos de contacto. Tales muestras, excepto dos conductores de suministro, contienen dos salidas a la carga. En este caso, el quinto conductor se utiliza para seleccionar el modo de funcionamiento del propio dispositivo.
Tipos de salidas y métodos de conexión.
Para evaluar la acción de un dispositivo sensible, se introduce una característica especial, estimada por el estado de polaridad de sus parámetros de salida. De acuerdo con la designación generalmente aceptada de elementos semiconductores (transistores) que forman parte de los circuitos electrónicos del sensor, estas salidas se denominan "PNP" y "NPN".
La diferencia entre estos elementos es que denotan diferentes polaridades (polos) de la fuente de alimentación de dispositivos sensibles. Los transistores PNP cambian su salida positiva y NPN - negativa. La carga de los circuitos de salida suele ser el microprocesador de control.
Dependiendo del circuito de control del controlador, los sensores inductivos se designan como HO (normalmente abierto) o HZ, con una entrada normalmente cerrada.
La opción con un transistor NPN es la forma más común de encender el sensor, porque de acuerdo con las soluciones de circuito estándar, el cable negativo se hace común a todos los componentes. En este caso, las entradas de microprocesadores y otros dispositivos de control se activan por voltaje positivo.
Marca de conexión
En principio, los sensores inductivos generalmente se denotan como rombos o cuadrados con dos líneas verticales en el interior. A menudo, también indican el tipo de salida (normalmente abierta o cerrada) correspondiente a una de las variedades de transistores semiconductores. La mayoría de los diseños de circuitos indican un grupo normalmente cerrado, o ambos, en el mismo recinto.
Color pin
En la práctica, se utiliza un sistema estándar para marcar los terminales de los sensores de inductancia, al que se adhieren todos los fabricantes de dispositivos sensibles sin excepción. Sin embargo, antes de instalarlos, se recomienda controlar cuidadosamente la polaridad de la conexión y asegurarse de consultar las instrucciones suministradas con los productos.
En los casos de todos los sensores hay un dibujo con marcas de color de los cables, si sus dimensiones lo permiten.
Designación estándar:
- Azul siempre significa el riel de potencia negativo;
- marrón (marrón) denota un conductor positivo;
- negro (negro) corresponde a la salida del sensor;
- El blanco es una salida o entrada adicional.
Para aclarar la última marca, debe verificarse con los datos de las instrucciones adjuntas al dispositivo específico.
Errores del sensor
El error al tomar lecturas por el sistema de control afecta significativamente el funcionamiento del sensor de proximidad. Su valor total se recopila a partir de errores de medición individuales para varios indicadores: electromagnéticos, temperatura, hardware, elasticidad magnética y muchos otros.
El error electromagnético se define como una cantidad aleatoria. Aparece debido a EMF espurio inducido en la bobina por campos magnéticos externos. En condiciones de producción, este componente es creado por equipos de potencia con una frecuencia de operación de 50 Hz. El error de temperatura es uno de los indicadores más importantes, ya que la mayoría de los sensores solo pueden funcionar en un cierto rango de temperatura. Debe tenerse en cuenta al diseñar dispositivos de esta clase.
El error de elasticidad magnética se introduce como un indicador de la inestabilidad de las deformaciones del núcleo que se produce durante el ensamblaje del dispositivo, así como del mismo factor, pero que se manifiesta durante su funcionamiento. La inestabilidad de las tensiones internas en el circuito magnético conduce a errores en el procesamiento de la señal de salida. El error que surge en el dispositivo más sensible se manifiesta debido a la influencia de la estructura del campo en el coeficiente de deformación de los elementos metálicos del sensor. Además, su valor total se ve significativamente afectado por la reacción y las brechas en las partes móviles de la estructura.
El error del cable de conexión se compila a partir de las desviaciones del valor de resistencia de sus conductores de cable en función del factor de temperatura, así como de la interferencia de campos electromagnéticos extraños y EMF. El error de la galga extensométrica como variable aleatoria depende de la calidad de fabricación de los elementos de bobinado del sensor (su bobina, en particular). En diversas condiciones de funcionamiento, es posible cambiar la resistencia del devanado por corriente continua, lo que lleva a la "natación" de la señal de salida. El error de envejecimiento se manifiesta debido al desgaste de los elementos móviles del sensor, así como a cambios en las propiedades electromagnéticas del circuito magnético.
Es posible verificar el valor real de este parámetro solo con la ayuda de instrumentos de medición ultra precisos. En este caso, deben tenerse en cuenta las características cinemáticas del propio sensor. Al diseñar y fabricar elementos sensibles, esta posibilidad se tiene en cuenta en su diseño de antemano.
Los sensores inductivos y capacitivos se caracterizan por modos de operación con muchos factores de influencia determinados por condiciones de operación específicas. Es por eso que la elección de la sensibilidad y el conjunto de parámetros de salida adecuados para una determinada marca del dispositivo es crucial cuando se utiliza como interruptor de límite.
