Nekontaktni senzor induktivnosti postavljen je kao senzor koji može reagirati na metalne predmete uhvaćene u njegovom elektromagnetskom polju. Zbog ovog svojstva induktivnih senzora blizine moguće je pratiti kretanje pokretnih dijelova opreme i, ako je potrebno, isključiti motor pogonskog mehanizma. Za prepoznavanje i analizu promjena u magnetskom polju, u njihov se sastav uvodi posebna elektronička jedinica koja se naziva regulator (komparator).
Uređaj i princip rada
Indukcijski senzori položaja, pored elektronskog komparatora, sadrže i sljedeće potrebne komponente:
- čelična futrola s priključkom za spojni kabel;
- ugrađeni osjetljivi element koji otkriva promjene u magnetskom polju izrađen je u obliku čelične jezgre sa zavojnicom;
- modul izvršnog releja;
- indikator aktiviranja na LED.
Dizajni različitih modela metalnih senzora mogu imati neke razlike. Oni ne utječu na sam indukcijski senzor, princip njegovog rada ne mijenja se od ovoga.
U skladu s uređajem uređaja, suština njegovog rada opisana je kako slijedi:
- pomicanje metalnog dijela upravljanog predmeta dovodi do promjene induktivnosti osjetničkog elementa;
- odstupanje nastaje zbog izobličenja njegovog magnetskog polja, čija posljedica je promjena parametara električnog kruga i njegovo aktiviranje (LED svijetli);
- nakon toga se elektronički modul aktivira i šalje signal aktuatoru;
- nakon primitka impulsa o kretanju koji prelazi dopuštenu granicu, izlazni (relejni) čvor isključuje upravljanu opremu iz mreže.
Svaki model ima svoj indikator osjetljivosti na premještanje - jaz između pomaka. Za različite uzorke ovaj parametar varira od 1 mikrona do 20 milimetara.
Induktivni parametri senzora
Osim raspona reakcije ili osjetljivosti, induktivni senzor odlikuju se sljedećim pokazateljima učinkovitosti:
- Za različite uzorke veličina (promjer) pričvrsne niti je od 8 do 30 mm.
- Nazivni napon napajanja na temperaturi od plus 20 stupnjeva, do 90 V istosmjernog napona i do 230 V - izmjenične struje.
- Ukupna duljina kućišta - njegova vrijednost ovisi o radnom naponu.
Potonji pokazatelj za različite uzorke može se značajno razlikovati.
Za osjetljivu ili aktivnu zonu uređaja uvodi se još jedan parametar, nazvan zajamčena granica odziva. Njegova donja granica je nula, a gornja je 80 posto nominalne vrijednosti. Ovaj se pokazatelj ponekad naziva korekcijski faktor radnog jaza.
Jednako važan pokazatelj funkcionalnosti osjetljivog uređaja je broj priključnih žica u konektoru. Obično postoje dva ili tri: dva napajanja i jedan za aktiviranje kruga. Moguće su, međutim, opcije povezivanja, u čijem se rasporedu koriste četiri ili pet kontaktnih točaka. Takvi uzorci osim dva opskrbna vodiča sadrže dva izlaza na opterećenje. U ovom se slučaju peti vodič koristi za odabir načina rada samog uređaja.
Vrste izlaza i metode povezivanja
Za procjenu djelovanja osjetljivog uređaja uvodi se posebna karakteristika koja se procjenjuje polarnošću njegovih izlaznih parametara. U skladu s općenito prihvaćenom oznakom poluvodičkih elemenata (tranzistora) uključenih u elektronički krug senzora, ti se izlazi nazivaju "PNP" i "NPN".
Razlika između ovih stavki je u tome što označavaju različite polaritete (stupove) napajanja osjetljivih uređaja. PNP tranzistori prebacuju svoj pozitivni izlaz, a NPN - negativni. Opterećenje izlaznih krugova najčešće je upravljački mikroprocesor.
Ovisno o upravljačkom krugu regulatora, induktivni senzori su označeni kao HO (normalno otvoreni) ili HZ - s normalno zatvorenim ulazom.
Opcija s NPN tranzistorom najčešći je način uključivanja senzora, jer je prema standardnim rješenjima kruga negativna žica zajednička svim komponentama. U ovom slučaju se ulazi mikroprocesora i drugih upravljačkih uređaja aktiviraju pozitivnim naponom.
Oznaka veze
U principu, induktivni senzori obično se označavaju kao romb ili kvadrat s dvije okomite crte iznutra. Često također naznačuju vrstu izlaza (normalno otvoren ili zatvoren) koji odgovara jednoj od sorti poluvodičkih tranzistora. Većina dizajna sklopova označava normalno zatvorenu skupinu ili oboje u istom kućištu.
Boja igle
U praksi se koristi standardni sustav za označavanje terminala osjetnika induktivnosti, koji slijede svi proizvođači osjetljivih uređaja, bez iznimke. Ipak, prije nego što ih instalirate, preporučuje se pažljivo nadzirati polaritet veze i obratite pažnju na upute isporučene uz proizvode.
Na slučajevima svih senzora nalazi se crtež s oznakom u boji žicama, ako njegove dimenzije to dopuštaju.
Oznaka standarda:
- Plavo uvijek znači šina s negativnom snagom;
- smeđa (smeđa) označava pozitivan provodnik;
- crna (crna) odgovara izlazu senzora;
- Bijela boja je dodatni izlaz ili ulaz.
Da biste razjasnili zadnju oznaku, trebalo bi je provjeriti podacima upute priloženim za određeni uređaj.
Pogreške senzora
Pogreška u uzimanju očitanja od strane upravljačkog sustava značajno utječe na rad senzora blizine. Njegova ukupna vrijednost prikuplja se od pojedinačnih pogrešaka mjerenja za različite pokazatelje: elektromagnetske, temperaturne, hardverske, magnetske elastičnosti i mnoge druge.
Elektromagnetska pogreška definirana je kao slučajno nastala količina. Pojavljuje se zbog lažnog EMF-a kojeg induciraju u zavojnici vanjska magnetska polja. U proizvodnim uvjetima, ovu komponentu stvara energetska oprema s radnom frekvencijom 50 Hz. Temperaturna pogreška jedan je od najvažnijih pokazatelja, jer većina senzora može raditi samo u određenom temperaturnom rasponu. To se mora uzeti u obzir pri dizajniranju uređaja ove klase.
Pogreška magnetske elastičnosti uvodi se kao pokazatelj nestabilnosti deformacija jezgre koje nastaju tijekom sastavljanja uređaja, kao i istog faktora, ali očituje se tijekom njegovog rada. Nestabilnost unutarnjih napona u magnetskom krugu dovodi do pogreške u obradi izlaznog signala. Pogreška koja nastaje kod najosjetljivijih uređaja očituje se zbog utjecaja strukture polja na koeficijent naprezanja metalnih elemenata osjetnika. Pored toga, na njegovu ukupnu vrijednost značajno utječu povratni udar i praznine u pokretnim dijelovima konstrukcije.
Pogreška priključnog kabela se izračunava iz odstupanja vrijednosti otpora njegovih žičnih vodiča, ovisno o temperaturnom faktoru, kao i o interferencijama koje induciraju elektromagnetska polja i EMF. Tenzometrijska pogreška kao slučajna varijabla ovisi o kvaliteti izrade elemenata namotaja senzora (posebno njegova zavojnica). U različitim uvjetima rada moguće je promijeniti otpor namota izravnom strujom, što dovodi do "plivanja" izlaznog signala. Pogreška starenja očituje se zbog istrošenosti pokretnih elemenata senzora, kao i zbog promjena u elektromagnetskim svojstvima magnetskog kruga.
Realnu vrijednost ovog parametra moguće je provjeriti samo pomoću ultra preciznih mjernih instrumenata. U ovom slučaju moraju se uzeti u obzir kinematske značajke samog senzora. Pri dizajniranju i proizvodnji osjetljivih elemenata ta se mogućnost unaprijed uzima u obzir pri njegovom dizajnu.
Induktivni i kapacitivni senzori karakteriziraju način rada s mnogim faktorima utjecaja određenim specifičnim radnim uvjetima. Zato je izbor osjetljivosti i skupa izlaznih parametara prikladnih za određenu marku uređaja presudan kada se koristi kao granični prekidač.
