Безконтактен сензор за индуктивност е позициониран като сензор, способен да реагира на метални предмети, попаднали в неговото електромагнитно поле. Поради това свойство на индуктивни сензори за близост е възможно да се проследи движението на подвижни части на оборудването и, ако е необходимо, да изключите двигателя на задвижващия механизъм. За разпознаване и анализ на промените в магнитното поле, в техния състав се въвежда специален електронен блок, наречен контролер (компаратор).
Устройството и принципът на работа
Индукционните датчици за положение, в допълнение към електронния компаратор, съдържат следните необходими компоненти:
- стоманен калъф с конектор за свързващ кабел;
- вграденият чувствителен елемент, откриващ промени в магнитното поле, е направен под формата на стоманена сърцевина с намотка;
- изпълнителен релеен модул;
- индикатор за активиране на светодиода.
Конструкциите на различни модели метални сензори може да имат някои разлики. Те не влияят върху самия индукционен сензор, принципът на неговата работа не се променя от това.
В съответствие с устройството, същността на неговата работа е описана, както следва:
- движението на металната част на контролирания обект води до промяна в индуктивността на сензорния елемент;
- отклонението се обяснява с изкривяването на магнитното му поле, последствието от което е промяна в параметрите на електрическата верига и нейното активиране (светодиодът свети);
- след това електронният модул се активира и изпраща сигнал до задвижването;
- при получаване на импулс за движението над допустимата граница, изходният (релейният) възел изключва контролираното оборудване от мрежата.
Всеки модел има свой индикатор за чувствителност към изместване - пропастта на изместване. За различни проби този параметър варира от 1 микрон до 20 милиметра.
Индуктивни параметри на сензора
В допълнение към обхвата на чувствителността или чувствителността, индуктивният сензор се характеризира със следните показатели за ефективност:
- Размерът (диаметърът) на монтажната резба за различни проби приема стойности от 8 до 30 мм.
- Номинално захранващо напрежение при температура плюс 20 градуса, до 90 волта постоянен ток и до 230 волта - променливи токове.
- Общата дължина на корпуса - неговата стойност зависи от работното напрежение.
Последният индикатор за различни проби може да варира значително.
За чувствителната или активната зона на устройството се въвежда друг параметър, наречен граница на гарантиран отговор. Долната му граница е нула, а горната е 80 процента от номиналната стойност. Този индикатор понякога се нарича коригиращ коефициент на работната празнина.
Също толкова важен показател за функционалността на чувствителното устройство е броят на свързващите проводници в конектора. Обикновено има две или три: две захранвания и едно за активиране на веригата. Възможни са обаче възможности за свързване, в подредбата на които се използват четири или пет точки за контакт. Такива проби, с изключение на два захранващи проводника, съдържат два изхода към товара. В този случай петият проводник се използва за избор на режим на работа на самото устройство.
Видове изходи и методи за свързване
За да се оцени действието на чувствително устройство, се въвежда специална характеристика, оценена от състоянието на полярност на неговите изходни параметри. В съответствие с общоприетото наименование на полупроводникови елементи (транзистори), включени в електронната верига на сензора, тези изходи се наричат "PNP" и "NPN".
Разликата между тези елементи е, че те обозначават различни полярности (полюси) на захранването на чувствителни устройства. PNP транзисторите превключват положителния му изход, а NPN - отрицателният. Натоварването на изходните вериги най-често е управляващият микропроцесор.
В зависимост от управляващата верига на контролера, индуктивните сензори са обозначени като HO (нормално отворени) или HZ - с нормално затворен вход.
Опцията с NPN транзистор е най-разпространеният начин за включване на сензора, тъй като според стандартните решения на веригата отрицателната жица е обща за всички компоненти. В този случай входовете на микропроцесорите и други устройства за управление се активират от положително напрежение.
Маркиране на връзката
По принцип индуктивните сензори обикновено се означават като ромб или квадрат с две вертикални линии вътре. Често те също посочват вида на изхода (обикновено отворен или затворен), съответстващ на една от разновидностите на полупроводникови транзистори. Повечето схеми показват нормално затворена група или и двете в едно и също заграждение.
Цвят на щифта
На практика се използва стандартна система за маркиране на клемите на сензорите за индуктивност, която всички производители на чувствителни устройства се придържат без изключение. Въпреки това, преди да ги инсталирате, се препоръчва внимателно да следите полярността на връзката и не забравяйте да се обърнете към инструкциите, приложени към продуктите.
В случаите на всички сензори има чертеж с цветна маркировка на проводници, ако размерите му позволяват.
Стандартно обозначение:
- Синьото винаги означава релса с отрицателна мощност;
- кафяв (кафяв) означава положителен проводник;
- черен (Черен) съответства на изхода на сензора;
- Бялото е допълнителен изход или вход.
За да се изясни последната маркировка, тя трябва да бъде проверена с данните от инструкциите, приложени към конкретното устройство.
Грешки на сензора
Грешката в приемането на показанията от системата за управление значително влияе върху работата на сензора за близост. Общата му стойност се събира от индивидуални грешки в измерванията за различни показатели: електромагнитни, температури, хардуер, магнитна еластичност и много други.
Електромагнитната грешка се определя като случайно възникващо количество. Появява се поради фалшив ЕМП, индуциран в намотката от външни магнитни полета. В производствени условия този компонент се създава от силово оборудване с работна честота 50 Hz. Температурната грешка е един от най-важните показатели, тъй като повечето сензори могат да работят само в определен температурен диапазон. Трябва да се вземе предвид при проектирането на устройства от този клас.
Грешката на магнитната еластичност се въвежда като индикатор за нестабилността на деформациите на сърцевината, възникващи по време на сглобяването на устройството, както и същия фактор, но проявен по време на неговата работа. Нестабилността на вътрешните напрежения в магнитната верига води до грешки при обработката на изходния сигнал. Грешката, възникваща в най-чувствителното устройство, се проявява поради влиянието на структурата на полето върху коефициента на деформация на металните елементи на сензора. В допълнение, общата му стойност е значително повлияна от люфт и пропуски в подвижните части на конструкцията.
Грешката на свързващия кабел се съставя от отклоненията на стойността на съпротивлението на неговите проводници в зависимост от температурния фактор, както и от намесата на външни електромагнитни полета и EMF. Грешката на деформацията като случайна променлива зависи от качеството на производство на намотките на сензора (по-специално неговата намотка). При различни работни условия е възможно да се промени съпротивлението на намотката чрез постоянен ток, което води до "плуване" на изходния сигнал. Грешката при стареене се проявява поради износване на подвижните елементи на сензора, както и промени в електромагнитните свойства на магнитната верига.
Възможно е да се провери реалната стойност на този параметър само с помощта на ултра прецизни измервателни уреди. В този случай трябва да се вземат предвид кинематичните характеристики на самия сензор. При проектирането и производството на чувствителни елементи тази възможност се взема предвид при неговия дизайн предварително.
Индуктивните и капацитивни сензори се характеризират с режими на работа с много фактори на влияние, определени от специфични работни условия. Ето защо изборът на чувствителността и набора от изходни параметри, подходящи за дадена марка на устройството, е определящ, когато се използва като краен превключвател.
