Een contactloze inductantiesensor is gepositioneerd als een sensor die kan reageren op metalen voorwerpen die in het elektromagnetische veld zijn gevangen. Vanwege deze eigenschap van inductieve naderingssensoren is het mogelijk om de beweging van bewegende delen van de apparatuur te volgen en, indien nodig, de motor van het aandrijfmechanisme uit te schakelen. Voor het herkennen en analyseren van veranderingen in het magnetische veld, wordt een speciale elektronische eenheid genaamd een controller (comparator) in hun samenstelling geïntroduceerd.
Het apparaat en het werkingsprincipe
Inductiepositiesensoren bevatten naast de elektronische comparator de volgende vereiste componenten:
- stalen kast met connector voor een verbindingssnoer;
- het ingebouwde gevoelige element dat veranderingen in het magnetische veld detecteert, is gemaakt in de vorm van een stalen kern met een spoel;
- uitvoerende relaismodule;
- activeringsindicator op de LED.
De ontwerpen van verschillende modellen metalen sensoren kunnen enkele verschillen hebben. Ze hebben geen invloed op de inductiesensor zelf, het principe van de werking verandert hier niet van.
In overeenstemming met het apparaatapparaat wordt de essentie van de werking als volgt beschreven:
- de beweging van het metalen deel van het bestuurde object leidt tot een verandering in de inductie van het sensorelement;
- de afwijking wordt verklaard door de vervorming van het magnetische veld, met als gevolg een verandering in de parameters van het elektrische circuit en de activering ervan (de LED gaat branden);
- daarna wordt de elektronische module geactiveerd en stuurt een signaal naar de actuator;
- bij ontvangst van een impuls over de beweging die de toegestane limiet overschrijdt, verbreekt het output (relais) knooppunt de bestuurde apparatuur van het netwerk.
Elk model heeft zijn eigen indicator voor verplaatsingsgevoeligheid - de verplaatsingsopening. Voor verschillende monsters varieert deze parameter van 1 micron tot 20 millimeter.
Inductieve sensorparameters
Naast het responsbereik of de gevoeligheid wordt de inductieve sensor gekenmerkt door de volgende prestatie-indicatoren:
- De maat (diameter) van de bevestigingsdraad, voor verschillende monsters, neemt waarden van 8 tot 30 mm.
- Nominale voedingsspanning bij een temperatuur van plus 20 graden, tot 90 volt DC en tot 230 volt - wisselstromen.
- De totale lengte van de behuizing - de waarde is afhankelijk van de bedrijfsspanning.
De laatste indicator voor verschillende monsters kan aanzienlijk variëren.
Voor de gevoelige of actieve zone van het apparaat wordt een andere parameter geïntroduceerd, de gegarandeerde responslimiet. De ondergrens is nul en de bovengrens is 80 procent van de nominale waarde. Deze indicator wordt ook wel de correctiefactor van de werkkloof genoemd.
Een even belangrijke indicator van de functionaliteit van een gevoelig apparaat is het aantal aansluitdraden in de connector. Meestal zijn er twee of drie: twee voedingen en één om het circuit te activeren. Aansluitmogelijkheden zijn echter mogelijk, waarbij er vier of vijf contactpunten worden gebruikt. Dergelijke monsters behalve twee voedingsgeleiders bevatten twee uitgangen naar de belasting. In dit geval wordt de vijfde geleider gebruikt om de bedieningsmodus van het apparaat zelf te selecteren.
Soorten uitgangen en verbindingsmethoden
Om de werking van een gevoelig apparaat te evalueren, wordt een speciaal kenmerk geïntroduceerd, geschat door de status van de polariteit van de uitvoerparameters. Overeenkomstig de algemeen aanvaarde aanduiding van halfgeleiderelementen (transistoren) die deel uitmaken van de elektronische schakeling van de sensor, worden deze uitgangen "PNP" en "NPN" genoemd.
Het verschil tussen deze items is dat ze verschillende polariteiten (polen) van de voeding van gevoelige apparaten aangeven. PNP-transistors schakelen zijn positieve output en NPN - negatief. De belasting van de uitgangscircuits is meestal de besturingsmicroprocessor.
Afhankelijk van het regelcircuit van de controller, worden inductieve sensoren aangeduid als HO (normaal open) of HZ - met een normaal gesloten ingang.
De optie met een NPN-transistor is de meest gebruikelijke manier om de sensor in te schakelen, omdat volgens standaard circuitoplossingen de negatieve draad gemeenschappelijk wordt gemaakt voor alle componenten. In dit geval worden de ingangen van microprocessors en andere regelapparatuur geactiveerd door positieve spanning.
Verbindingsmarkering
Inductieve sensoren worden in principe meestal aangeduid als ruit of vierkant met twee verticale lijnen erin. Vaak geven ze ook het type output aan (normaal open of gesloten) dat overeenkomt met een van de variëteiten van halfgeleidertransistors. De meeste circuitontwerpen geven een normaal gesloten groep of beide in dezelfde behuizing aan.
Pin kleur
In de praktijk wordt een standaardsysteem gebruikt voor het markeren van de terminals van inductantiesensoren, waar alle fabrikanten van gevoelige apparaten zich zonder uitzondering aan houden. Desalniettemin wordt aanbevolen om, voordat u ze installeert, zorgvuldig de polariteit van de verbinding te controleren en de instructies die bij de producten zijn geleverd te raadplegen.
Op de behuizingen van alle sensoren staat een tekening met kleurmarkering van draden, als de afmetingen dit toelaten.
Standaard aanduiding:
- Blauw betekent altijd de negatieve stroomrail;
- bruin (bruin) geeft een positieve geleider aan;
- zwart (zwart) komt overeen met de uitgang van de sensor;
- Wit is een extra uitgang of ingang.
Om de laatste markering te verduidelijken, moet deze worden gecontroleerd met de gegevens van de instructies die aan het specifieke apparaat zijn bevestigd.
Sensorfouten
De fout bij het uitvoeren van metingen door het regelsysteem heeft een aanzienlijke invloed op de werking van de naderingssensor. De totale waarde wordt verzameld uit individuele meetfouten voor verschillende indicatoren: elektromagnetisch, temperatuur, hardware, magnetische elasticiteit en vele andere.
Elektromagnetische fout wordt gedefinieerd als een willekeurig optredende grootheid. Het lijkt te wijten aan valse EMF die in de spoel wordt veroorzaakt door externe magnetische velden. In productieomstandigheden wordt dit onderdeel gemaakt door stroomapparatuur met een bedrijfsfrequentie van 50 Hz. Temperatuurfout is een van de belangrijkste indicatoren, aangezien de meeste sensoren alleen binnen een bepaald temperatuurbereik kunnen werken. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het ontwerpen van apparaten van deze klasse.
De fout van magnetische elasticiteit wordt geïntroduceerd als een indicator van de instabiliteit van kernvervormingen die optreedt tijdens de montage van het apparaat, evenals dezelfde factor, maar manifesteert zich tijdens de werking. De instabiliteit van interne spanningen in het magnetische circuit leidt tot fouten bij de verwerking van het uitgangssignaal. De fout die optreedt in het meest gevoelige apparaat komt tot uiting door de invloed van de veldstructuur op de rekcoëfficiënt van de metalen elementen van de sensor. Bovendien wordt de totale waarde aanzienlijk beïnvloed door speling en gaten in de bewegende delen van de constructie.
De fout van de verbindingskabel is samengesteld uit de afwijkingen van de weerstandswaarde van de draadgeleiders afhankelijk van de temperatuurfactor, evenals de interferentie van externe elektromagnetische velden en EMF. De spanningsmeterfout als een willekeurige variabele hangt af van de fabricagekwaliteit van de wikkelelementen van de sensor (met name de spoel). Onder verschillende bedrijfsomstandigheden is het mogelijk om de weerstand van de wikkeling door gelijkstroom te veranderen, wat leidt tot "zwemmen" van het uitgangssignaal. De verouderingsfout komt tot uiting door slijtage van de bewegende elementen van de sensor, evenals veranderingen in de elektromagnetische eigenschappen van het magnetische circuit.
De werkelijke waarde van deze parameter kan alleen worden geverifieerd met behulp van ultraprecieze meetinstrumenten. In dit geval moet rekening worden gehouden met de kinematische kenmerken van de sensor zelf. Bij het ontwerpen en vervaardigen van gevoelige elementen wordt vooraf rekening gehouden met deze mogelijkheid in het ontwerp.
Inductieve en capacitieve sensoren worden gekenmerkt door bedrijfsmodi met veel invloedsfactoren bepaald door specifieke bedrijfsomstandigheden. Daarom is de keuze van gevoeligheid en set outputparameters die geschikt zijn voor een bepaald merk van het apparaat doorslaggevend wanneer het wordt gebruikt als eindschakelaar.
