Un senzor de inductanță fără contact este poziționat ca un senzor capabil să răspundă obiectelor metalice prinse în câmpul său electromagnetic. Datorită acestei proprietăți a senzorilor de proximitate inductivi, este posibilă urmărirea mișcării părților mobile ale echipamentului și, dacă este necesar, opriți motorul mecanismului de acționare. Pentru recunoașterea și analiza modificărilor din câmpul magnetic, în compoziția lor este introdusă o unitate electronică specială numită controler (comparator).
Dispozitivul și principiul funcționării
Senzorii de poziție de inducție, pe lângă comparatorul electronic, conțin următoarele componente necesare:
- carcasă din oțel cu conector pentru un cablu de conectare;
- elementul sensibil încorporat care detectează modificările câmpului magnetic se realizează sub forma unui miez de oțel cu o bobină;
- modulul releului executiv;
- indicator de activare pe LED.
Modelele diferitelor modele de senzori metalici pot avea unele diferențe. Acestea nu afectează senzorul de inducție în sine, principiul funcționării sale nu se schimbă în acest sens.
În conformitate cu dispozitivul dispozitivului, esența funcționării sale este descrisă astfel:
- mișcarea părții metalice a obiectului controlat duce la o schimbare a inductanței elementului senzor;
- abaterea se explică prin denaturarea câmpului său magnetic, a cărei consecință este o modificare a parametrilor circuitului electric și activarea acestuia (LED-ul se aprinde);
- după aceea, modulul electronic este activat și trimite un semnal către actuator;
- La primirea unui impuls cu privire la mișcarea care depășește limita admisă, nodul de ieșire (releu) deconectează echipamentul controlat de la rețea.
Fiecare model are propriul său indicator de sensibilitate la deplasare - decalajul. Pentru diferite probe, acest parametru variază de la 1 micron la 20 de milimetri.
Parametri senzori inductivi
Pe lângă raza de răspuns sau sensibilitatea, senzorul inductiv este caracterizat de următorii indicatori de performanță:
- Dimensiunea (diametrul) firului de montare, pentru diferite probe, ia valori între 8 și 30 mm.
- Tensiune nominală de alimentare la o temperatură de plus 20 de grade, până la 90 volți CC și până la 230 volți - curenți alternanți.
- Lungimea totală a carcasei - valoarea acesteia depinde de tensiunea de funcționare.
Acest din urmă indicator pentru diferite eșantioane poate varia semnificativ.
Pentru zona sensibilă sau activă a dispozitivului, este introdus 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 numit uneori factorul de corecție a decalajului 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: două surse de alimentare și una pentru a activa circuitul. Cu toate acestea, sunt posibile opțiuni de conectare, în a căror aranjare sunt utilizate patru sau cinci puncte de contact. Astfel de probe, cu excepția a doi conductori de alimentare, conțin două ieșiri la sarcină. În acest caz, al cincilea conductor este utilizat pentru a selecta modul de operare în sine al dispozitivului.
Tipuri de ieșiri și metode de conectare
Pentru a evalua acțiunea unui dispozitiv sensibil, este introdusă o caracteristică specială, estimată de starea de polaritate a parametrilor de ieșire. În conformitate cu denumirea general acceptată a elementelor semiconductoare (tranzistoare) incluse în circuitul electronic al senzorului, aceste ieșiri se numesc „PNP” și „NPN”.
Diferența dintre aceste articole constă în faptul că ele denotă polarități diferite (poli) ale sursei de alimentare a dispozitivelor sensibile. Tranzistorii PNP își schimbă puterea pozitivă, iar NPN - negativ. Sarcina circuitelor de ieșire este cel mai adesea microprocesorul de control.
În funcție de circuitul de comandă al controlerului, senzorii inductivi sunt desemnați ca HO (normal deschis) sau HZ - cu o intrare normală închisă.
Opțiunea cu un tranzistor NPN este cea mai obișnuită modalitate de a porni senzorul, deoarece în conformitate cu soluțiile standard de circuit, firul negativ este făcut comun tuturor componentelor. În acest caz, intrările microprocesoarelor și ale altor dispozitive de control sunt activate prin tensiune pozitivă.
Marcarea conexiunii
În principiu, senzorii inductivi sunt de obicei denumiți ca romboi sau pătrat cu două linii verticale în interior. Adesea, acestea indică și tipul de ieșire (normal deschis sau închis) corespunzător uneia dintre varietățile de tranzistoare cu semiconductor. Majoritatea proiectelor de circuite indică un grup normal închis, sau ambele, în aceeași incintă.
Culoare pin
În practică, este utilizat un sistem standard pentru marcarea bornelor senzorilor de inductanță, pe care toți producătorii de dispozitive sensibile le respectă fără excepție. Cu toate acestea, înainte de instalarea acestora, se recomandă să monitorizați cu atenție polaritatea conexiunii și să vă asigurați că vă referiți la instrucțiunile furnizate cu produsele.
În cazul tuturor senzorilor există un desen cu marcarea culorilor a firelor, dacă dimensiunile acestuia permit.
Desemnare standard:
- Albastru înseamnă întotdeauna calea ferată negativă;
- maro (maron) indică un conductor pozitiv;
- negru (negru) corespunde la ieșirea senzorului;
- Alb este o ieșire sau o intrare suplimentară.
Pentru a clarifica ultimul marcaj, trebuie verificat cu datele instrucțiunilor atașate dispozitivului specific.
Erori ale senzorului
Eroarea la preluarea citirilor de către sistemul de control afectează în mod semnificativ funcționarea senzorului de proximitate. Valoarea sa totală este colectată din erorile de măsurare individuale pentru diverși indicatori: electromagnetici, de temperatură, hardware, elasticitate magnetică și mulți alții.
Eroarea electromagnetică este definită ca o cantitate care apare la întâmplare. Apare datorită EMF spurios indus în bobină de câmpuri magnetice externe. În condiții de producție, această componentă este creată de echipamente electrice cu o frecvență de funcționare de 50 Hz. Eroarea de temperatură este unul dintre cei mai importanți indicatori, deoarece majoritatea senzorilor pot funcționa doar într-un anumit interval de temperatură. Trebuie să se țină seama de proiectarea dispozitivelor din această clasă.
Eroarea elasticității magnetice este introdusă ca indicator al instabilității deformărilor de miez care apar în timpul asamblării dispozitivului, precum și a aceluiași factor, dar manifestat în timpul funcționării acestuia. Instabilitatea tensiunilor interne în circuitul magnetic duce la erori la prelucrarea semnalului de ieșire. Eroarea apărută în dispozitivul cel mai sensibil se manifestă datorită influenței structurii câmpului asupra coeficientului de efort al elementelor metalice ale senzorului. În plus, valoarea sa totală este afectată în mod semnificativ de efectul de întârziere și de golurile din părțile mobile ale structurii.
Eroarea cablului de conectare este recrutată de la abaterile valorii de rezistență a conductoarelor sale de fir în funcție de factorul de temperatură, precum și de interferența indusă de câmpurile electromagnetice și EMF. Eroarea gabaritului ca variabilă aleatorie depinde de calitatea fabricației elementelor de înfășurare a senzorului (în special bobina acestuia). În diferite condiții de funcționare, este posibilă schimbarea rezistenței înfășurării prin curent continuu, ceea ce duce la „înotul” semnalului de ieșire. Eroarea de îmbătrânire se manifestă datorită uzurii elementelor în mișcare ale senzorului, precum și modificărilor proprietăților electromagnetice ale circuitului magnetic.
Este posibil să verificați valoarea reală a acestui parametru numai cu ajutorul unor instrumente de măsurare ultra-precise. În acest caz, trebuie luate în considerare caracteristicile cinematice ale senzorului. Atunci când proiectăm și fabricăm elemente sensibile, această posibilitate este luată în considerare în avans în proiectarea sa.
Senzorii inductivi și capacitivi sunt caracterizați de moduri de operare cu mulți factori de influență determinați de condiții specifice de funcționare. Acesta este motivul pentru care alegerea sensibilității și a setului de parametri de ieșire adecvați pentru o anumită marcă a dispozitivului este decisivă atunci când este utilizat ca limitator.
