Ein berührungsloser Induktivitätssensor ist als Sensor positioniert, der auf Metallgegenstände reagieren kann, die in seinem elektromagnetischen Feld gefangen sind. Aufgrund dieser Eigenschaft von induktiven Näherungssensoren ist es möglich, die Bewegung beweglicher Teile des Geräts zu verfolgen und gegebenenfalls den Motor des Antriebsmechanismus auszuschalten. Zur Erkennung und Analyse von Änderungen im Magnetfeld wird eine spezielle elektronische Einheit, die als Steuerung (Komparator) bezeichnet wird, in ihre Zusammensetzung eingeführt.
Das Gerät und Funktionsprinzip
Induktionspositionssensoren enthalten neben dem elektronischen Komparator die folgenden erforderlichen Komponenten:
- Stahlgehäuse mit Anschluss für ein Verbindungskabel;
- Das eingebaute empfindliche Element, das Änderungen im Magnetfeld erfasst, wird in Form eines Stahlkerns mit einer Spule hergestellt.
- Executive Relay Modul;
- Aktivierungsanzeige auf der LED.
Das Design verschiedener Modelle von Metallsensoren kann einige Unterschiede aufweisen. Sie wirken sich nicht auf den Induktionssensor selbst aus, das Funktionsprinzip ändert sich hiervon nicht.
In Übereinstimmung mit dem Gerät Gerät wird das Wesentliche seines Betriebs wie folgt beschrieben:
- Die Bewegung des Metallteils des gesteuerten Objekts führt zu einer Änderung der Induktivität des Sensorelements.
- Die Abweichung erklärt sich aus der Verzerrung seines Magnetfeldes, deren Folge eine Änderung der Parameter des Stromkreises und seiner Aktivierung ist (die LED leuchtet auf).
- Danach wird das Elektronikmodul aktiviert und sendet ein Signal an den Aktuator.
- Bei Empfang eines Impulses über die Bewegung, die den zulässigen Grenzwert überschreitet, trennt der Ausgangsknoten (Relais) die gesteuerten Geräte vom Netzwerk.
Jedes Modell hat seinen eigenen Indikator für die Empfindlichkeit gegenüber Verschiebungen - die Verschiebungslücke. Für verschiedene Proben variiert dieser Parameter von 1 Mikron bis 20 Millimeter.
Induktive Sensorparameter
Neben dem Ansprechbereich oder der Empfindlichkeit zeichnet sich der induktive Sensor durch folgende Leistungsindikatoren aus:
- Die Größe (Durchmesser) des Montagegewindes nimmt für verschiedene Proben Werte von 8 bis 30 mm an.
- Bemessungsversorgungsspannung bei einer Temperatur von plus 20 Grad, bis zu 90 Volt Gleichstrom und bis zu 230 Volt - Wechselströme.
- Die Gesamtlänge des Gehäuses - sein Wert hängt von der Betriebsspannung ab.
Der letztere Indikator für verschiedene Proben kann erheblich variieren.
Für die empfindliche oder aktive Zone des Geräts wird ein weiterer Parameter eingeführt, der als garantierte Antwortgrenze bezeichnet wird. Die Untergrenze liegt bei Null und die Obergrenze bei 80 Prozent des Nennwerts. Dieser Indikator wird manchmal als Korrekturfaktor der Arbeitslücke bezeichnet.
Ein ebenso wichtiger Indikator für die Funktionalität eines empfindlichen Geräts ist die Anzahl der Verbindungsdrähte im Stecker. Normalerweise gibt es zwei oder drei: zwei Netzteile und eines zum Aktivieren der Schaltung. Es sind jedoch Anschlussmöglichkeiten möglich, bei deren Anordnung vier oder fünf Kontaktpunkte verwendet werden. Solche Proben mit Ausnahme von zwei Versorgungsleitern enthalten zwei Ausgänge zur Last. In diesem Fall wird der fünfte Leiter verwendet, um den Betriebsmodus des Geräts selbst auszuwählen.
Arten von Ausgängen und Verbindungsmethoden
Um die Wirkung eines empfindlichen Geräts zu bewerten, wird eine spezielle Eigenschaft eingeführt, die durch den Polaritätszustand seiner Ausgangsparameter geschätzt wird. Entsprechend der allgemein anerkannten Bezeichnung von Halbleiterelementen (Transistoren), die in der elektronischen Schaltung des Sensors enthalten sind, werden diese Ausgänge als "PNP" und "NPN" bezeichnet.
Der Unterschied zwischen diesen Elementen besteht darin, dass sie unterschiedliche Polaritäten (Pole) der Stromversorgung empfindlicher Geräte bezeichnen. PNP-Transistoren schalten ihren positiven Ausgang und NPN - negativ. Die Last der Ausgangsschaltungen ist meistens der Steuermikroprozessor.
Induktive Sensoren werden je nach Steuerkreis der Steuerung als HO (normalerweise offen) oder HZ bezeichnet - mit einem normalerweise geschlossenen Eingang.
Die Option mit einem NPN-Transistor ist die häufigste Methode zum Einschalten des Sensors, da gemäß Standardschaltungslösungen der negative Draht allen Komponenten gemeinsam ist. In diesem Fall werden die Eingänge von Mikroprozessoren und anderen Steuergeräten durch positive Spannung aktiviert.
Verbindungsmarkierung
Im Prinzip werden induktive Sensoren normalerweise als Raute oder Quadrat mit zwei vertikalen Linien im Inneren bezeichnet. Oft geben sie auch die Art des Ausgangs an (normalerweise offen oder geschlossen), der einer der Varianten von Halbleitertransistoren entspricht. Die meisten Schaltungsentwürfe weisen auf eine normalerweise geschlossene Gruppe oder beide im selben Gehäuse hin.
Pin Farbe
In der Praxis wird ein Standardsystem zur Kennzeichnung der Klemmen von Induktivitätssensoren verwendet, an das sich alle Hersteller empfindlicher Geräte ausnahmslos halten. Es wird jedoch empfohlen, vor der Installation die Polarität der Verbindung sorgfältig zu überwachen und die mit den Produkten gelieferten Anweisungen zu beachten.
Auf den Gehäusen aller Sensoren befindet sich eine Zeichnung mit Farbmarkierung der Drähte, sofern die Abmessungen dies zulassen.
Standardbezeichnung:
- Blau bedeutet immer die negative Stromschiene;
- braun (braun) bezeichnet einen positiven Leiter;
- schwarz (schwarz) entspricht dem Ausgang des Sensors;
- Weiß ist eine zusätzliche Ausgabe oder Eingabe.
Um die letzte Markierung zu verdeutlichen, sollte sie mit den Daten der Anweisungen überprüft werden, die dem jeweiligen Gerät beigefügt sind.
Sensorfehler
Der Fehler bei der Messung durch das Steuerungssystem wirkt sich erheblich auf den Betrieb des Näherungssensors aus. Sein Gesamtwert wird aus einzelnen Messfehlern für verschiedene Indikatoren ermittelt: elektromagnetisch, Temperatur, Hardware, magnetische Elastizität und viele andere.
Elektromagnetischer Fehler wird als zufällig auftretende Größe definiert. Es tritt aufgrund von EMF-Störungen auf, die in der Spule durch externe Magnetfelder induziert werden. Unter Produktionsbedingungen wird diese Komponente von Leistungsgeräten mit einer Betriebsfrequenz von 50 Hz erzeugt. Der Temperaturfehler ist einer der wichtigsten Indikatoren, da die meisten Sensoren nur in einem bestimmten Temperaturbereich arbeiten können. Dies muss beim Entwurf von Geräten dieser Klasse berücksichtigt werden.
Der Fehler der magnetischen Elastizität wird als Indikator für die Instabilität von Kernverformungen eingeführt, die während des Zusammenbaus der Vorrichtung auftreten, sowie als der gleiche Faktor, der sich jedoch während seines Betriebs manifestiert. Die Instabilität der inneren Spannungen im Magnetkreis führt zu Fehlern bei der Verarbeitung des Ausgangssignals. Der Fehler, der in der empfindlichsten Vorrichtung auftritt, manifestiert sich aufgrund des Einflusses der Feldstruktur auf den Dehnungskoeffizienten der Metallelemente des Sensors. Darüber hinaus wird sein Gesamtwert erheblich durch Spiel und Lücken in den beweglichen Teilen der Struktur beeinflusst.
Der Fehler des Verbindungskabels ergibt sich aus den Abweichungen des Widerstandswertes seiner Drahtleiter in Abhängigkeit vom Temperaturfaktor sowie aus der Interferenz von elektromagnetischen Fremdfeldern und EMF. Der Dehnungsmessstreifenfehler als Zufallsvariable hängt von der Qualität der Herstellung der Wicklungselemente des Sensors (insbesondere seiner Spule) ab. Unter verschiedenen Betriebsbedingungen ist es möglich, den Widerstand der Wicklung durch Gleichstrom zu ändern, was zum "Schwimmen" des Ausgangssignals führt. Der Alterungsfehler äußert sich in einem Verschleiß der beweglichen Elemente des Sensors sowie in Änderungen der elektromagnetischen Eigenschaften des Magnetkreises.
Der tatsächliche Wert dieses Parameters kann nur mit Hilfe hochpräziser Messgeräte überprüft werden. In diesem Fall müssen die kinematischen Eigenschaften des Sensors selbst berücksichtigt werden. Bei der Konstruktion und Herstellung empfindlicher Elemente wird diese Möglichkeit bei der Konstruktion im Voraus berücksichtigt.
Induktive und kapazitive Sensoren zeichnen sich durch Betriebsarten mit vielen Einflussfaktoren aus, die durch bestimmte Betriebsbedingungen bestimmt werden. Aus diesem Grund ist die Wahl der Empfindlichkeit und des Satzes von Ausgangsparametern, die für eine bestimmte Marke des Geräts geeignet sind, entscheidend, wenn es als Endschalter verwendet wird.
