Un capteur d'inductance sans contact est positionné comme un capteur capable de répondre aux objets métalliques pris dans son champ électromagnétique. En raison de cette propriété des capteurs de proximité inductifs, il est possible de suivre le mouvement des pièces mobiles de l'équipement et, si nécessaire, d'arrêter le moteur du mécanisme d'entraînement. Pour la reconnaissance et l'analyse des changements du champ magnétique, une unité électronique spéciale appelée contrôleur (comparateur) est introduite dans leur composition.
L'appareil et le principe de fonctionnement
Les capteurs de position à induction, en plus du comparateur électronique, contiennent les composants requis suivants:
- boîtier en acier avec connecteur pour un cordon de connexion;
- l'élément sensible intégré détectant les changements du champ magnétique est réalisé sous la forme d'un noyau en acier avec une bobine;
- module relais exécutif;
- indicateur d'activation sur la LED.
Les conceptions de divers modèles de capteurs métalliques peuvent présenter certaines différences. Ils n'affectent pas le capteur d'induction lui-même, le principe de son fonctionnement n'en change pas.
Conformément à l'appareil de l'appareil, l'essence de son fonctionnement est décrite comme suit:
- le mouvement de la partie métallique de l'objet commandé entraîne une modification de l'inductance de l'élément capteur;
- l'écart s'explique par la distorsion de son champ magnétique, qui a pour conséquence une modification des paramètres du circuit électrique et son activation (la LED s'allume);
- après cela, le module électronique est activé et envoie un signal à l'actionneur;
- à la réception d'une impulsion concernant le mouvement dépassant la limite autorisée, le nœud de sortie (relais) déconnecte l'équipement contrôlé du réseau.
Chaque modèle a son propre indicateur de sensibilité au déplacement - l'écart de déplacement. Pour divers échantillons, ce paramètre varie de 1 micron à 20 millimètres.
Paramètres du capteur inductif
En plus de la plage de réponse ou de la sensibilité, le capteur inductif se caractérise par les indicateurs de performance suivants:
- La taille (diamètre) du filetage de montage, pour différents échantillons, prend des valeurs de 8 à 30 mm.
- Tension d'alimentation nominale à une température de plus 20 degrés, jusqu'à 90 volts CC et jusqu'à 230 volts - courants alternatifs.
- La longueur totale du boîtier - sa valeur dépend de la tension de fonctionnement.
Ce dernier indicateur pour divers échantillons peut varier considérablement.
Pour la zone sensible ou active de l'appareil, un autre paramètre est introduit, appelé la limite de réponse garantie. Sa limite inférieure est zéro et la limite supérieure représente 80% de la valeur nominale. Cet indicateur est parfois appelé facteur de correction de l'écart de travail.
Un indicateur tout aussi important de la fonctionnalité d'un appareil sensible est le nombre de fils de connexion dans le connecteur. Il y en a généralement deux ou trois: deux alimentations et une pour activer le circuit. Cependant, des options de connexion sont possibles, dans la disposition desquelles quatre ou cinq points de contact sont utilisés. Ces échantillons, à l'exception de deux conducteurs d'alimentation, contiennent deux sorties vers la charge. Dans ce cas, le cinquième conducteur est utilisé pour sélectionner le mode de fonctionnement de l'appareil lui-même.
Types de sorties et méthodes de connexion
Pour évaluer l'action d'un appareil sensible, une caractéristique spéciale est introduite, estimée par l'état de polarité de ses paramètres de sortie. Conformément à la désignation généralement acceptée des éléments semi-conducteurs (transistors) inclus dans le circuit électronique du capteur, ces sorties sont appelées "PNP" et "NPN".
La différence entre ces éléments est qu'ils dénotent différentes polarités (pôles) de l'alimentation des appareils sensibles. Les transistors PNP commutent sa sortie positive et NPN - négatif. La charge des circuits de sortie est le plus souvent le microprocesseur de commande.
Selon le circuit de commande du contrôleur, les capteurs inductifs sont désignés comme HO (normalement ouvert) ou HZ - avec une entrée normalement fermée.
L'option avec un transistor NPN est le moyen le plus courant d'allumer le capteur, car selon les solutions de circuits standard, le fil négatif est rendu commun à tous les composants. Dans ce cas, les entrées des microprocesseurs et autres dispositifs de commande sont activées par une tension positive.
Marquage de connexion
En principe, les capteurs inductifs sont généralement désignés comme un losange ou un carré avec deux lignes verticales à l'intérieur. Souvent, ils indiquent également le type de sortie (normalement ouvert ou fermé) correspondant à l'une des variétés de transistors semi-conducteurs. La plupart des conceptions de circuits indiquent un groupe normalement fermé, ou les deux, dans le même boîtier.
Couleur des broches
Dans la pratique, un système standard de marquage des bornes des capteurs d'inductance est utilisé, auquel tous les fabricants d'appareils sensibles adhèrent sans exception. Néanmoins, avant de les installer, il est recommandé de surveiller attentivement la polarité de la connexion et de se référer aux instructions fournies avec les produits.
Sur les cas de tous les capteurs, il y a un dessin avec marquage en couleur des fils, si ses dimensions le permettent.
Désignation standard:
- Le bleu signifie toujours le rail d'alimentation négatif;
- marron (Brown) désigne un conducteur positif;
- le noir (noir) correspond à la sortie du capteur;
- Le blanc est une sortie ou une entrée supplémentaire.
Pour clarifier le dernier marquage, il doit être vérifié avec les données des instructions jointes à l'appareil spécifique.
Erreurs de capteur
L'erreur de lecture du système de commande affecte de manière significative le fonctionnement du capteur de proximité. Sa valeur totale est collectée à partir d'erreurs de mesure individuelles pour divers indicateurs: électromagnétique, température, matériel, élasticité magnétique et bien d'autres.
L'erreur électromagnétique est définie comme une quantité aléatoire. Il apparaît en raison des CEM parasites induits dans la bobine par des champs magnétiques externes. Dans les conditions de production, ce composant est créé par des équipements électriques avec une fréquence de fonctionnement de 50 Hz. L'erreur de température est l'un des indicateurs les plus importants, car la plupart des capteurs ne peuvent fonctionner que dans une certaine plage de températures. Il doit être pris en compte lors de la conception des appareils de cette classe.
L'erreur d'élasticité magnétique est introduite comme indicateur de l'instabilité des déformations du noyau qui se produit lors de l'assemblage du dispositif, ainsi que du même facteur, mais qui se manifeste lors de son fonctionnement. L'instabilité des contraintes internes dans le circuit magnétique entraîne des erreurs dans le traitement du signal de sortie. L'erreur survenant dans le dispositif le plus sensible se manifeste en raison de l'influence de la structure du champ sur le coefficient de déformation des éléments métalliques du capteur. De plus, sa valeur totale est considérablement affectée par le jeu et les écarts dans les parties mobiles de la structure.
L'erreur du câble de connexion est sélectionnée parmi les écarts de la valeur de résistance de ses conducteurs de fil, en fonction du facteur de température, ainsi que l'interférence des champs électromagnétiques étrangers et des CEM. L'erreur tensométrique en tant que variable aléatoire dépend de la qualité de fabrication des éléments d'enroulement du capteur (sa bobine notamment). Dans différentes conditions de fonctionnement, il est possible de modifier la résistance de l'enroulement par courant continu, conduisant à la "nage" du signal de sortie. L'erreur de vieillissement se manifeste en raison de l'usure des éléments mobiles du capteur, ainsi que des modifications des propriétés électromagnétiques du circuit magnétique.
Il est possible de vérifier la valeur réelle de ce paramètre uniquement à l'aide d'instruments de mesure ultra-précis. Dans ce cas, les caractéristiques cinématiques du capteur lui-même doivent être prises en compte. Lors de la conception et de la fabrication d'éléments sensibles, cette possibilité est préalablement prise en compte dans sa conception.
Les capteurs inductifs et capacitifs sont caractérisés par des modes de fonctionnement avec de nombreux facteurs d'influence déterminés par des conditions de fonctionnement spécifiques. C'est pourquoi le choix de la sensibilité et de l'ensemble des paramètres de sortie adaptés à une marque donnée de l'appareil est déterminant lorsqu'il est utilisé comme interrupteur de fin de course.
