Nekontaktinis induktyvumo jutiklis yra kaip jutiklis, galintis reaguoti į metalinius daiktus, pagautus jo elektromagnetiniame lauke. Dėl šios savybės, susijusios su induktyvumo artumo jutikliais, galima sekti judančių įrangos dalių judėjimą ir prireikus išjungti pavaros mechanizmo variklį. Magnetinio lauko pokyčių atpažinimui ir analizei į jų sudėtį įvedamas specialus elektroninis įtaisas, vadinamas valdikliu (komparatoriumi).
Prietaisas ir veikimo principas
Indukcijos padėties jutikliuose, be elektroninio lygintuvo, yra šie reikalingi komponentai:
- plieninis dėklas su jungiamuoju laidu;
- įmontuotas jautrus elementas, nustatantis magnetinio lauko pokyčius, yra pagamintas iš plieninės šerdies su ritė;
- vykdomosios relės modulis;
- įjungimo indikatorius LED lemputėje.
Įvairių metalinių jutiklių modelių dizainai gali turėti tam tikrų skirtumų. Jie neturi įtakos pačiam indukcijos jutikliui, jo veikimo principas nuo to nesikeičia.
Remiantis prietaiso įtaisu, jo veikimo esmė apibūdinama taip:
- kontroliuojamos daikto metalinės dalies judėjimas lemia jutiklio elemento induktyvumo pasikeitimą;
- nukrypimas atsiranda dėl jo magnetinio lauko iškraipymo, kurio pasekmė yra elektros grandinės parametrų pasikeitimas ir jo įjungimas (šviesos diodas užsidega);
- po to suaktyvinamas elektroninis modulis ir siunčia signalą į pavarą;
- gavęs impulsą apie judesį, viršijantį leistiną ribą, išėjimo (relės) mazgas atjungia kontroliuojamą įrangą nuo tinklo.
Kiekvienas modelis turi savo poslinkio jautrumo rodiklį - poslinkio tarpą. Įvairiems bandiniams šis parametras svyruoja nuo 1 mikrono iki 20 milimetrų.
Indukciniai jutiklio parametrai
Be reagavimo diapazono ar jautrumo, induktyviajam jutikliui būdingi šie efektyvumo rodikliai:
- Įvairių pavyzdžių montavimo sriegio dydis (skersmuo) yra nuo 8 iki 30 mm.
- Nominali maitinimo įtampa esant aukštesnei kaip 20 laipsnių temperatūrai, iki 90 voltų nuolatinės srovės ir iki 230 voltų - kintamos srovės.
- Bendras korpuso ilgis - jo vertė priklauso nuo darbinės įtampos.
Pastarasis įvairių mėginių rodiklis gali labai skirtis.
Jautriai ar aktyviai prietaiso zonai įvedamas kitas parametras, vadinamas garantuota atsako riba. Jo apatinė riba yra lygi nuliui, o viršutinė - 80 procentų nominalios vertės. Šis rodiklis kartais vadinamas darbinio atotrūkio pataisos koeficientu.
Ne mažiau svarbus jautraus įrenginio funkcionalumo rodiklis yra jungiamųjų laidų skaičius jungtyje. Paprastai yra du arba trys: du maitinimo šaltiniai ir vienas - grandinei įjungti. Tačiau galimi jungimo variantai, pagal kuriuos naudojami keturi ar penki kontaktiniai taškai. Tokiuose pavyzdžiuose, išskyrus du tiekimo laidus, yra dvi apkrovos išvestys. Tokiu atveju penktasis laidininkas naudojamas paties prietaiso darbo režimui pasirinkti.
Išėjimų tipai ir prijungimo būdai
Norint įvertinti jautraus įrenginio veikimą, įvedama speciali charakteristika, įvertinta pagal jo išėjimo parametrų poliškumo būseną. Pagal visuotinai priimtą puslaidininkių elementų (tranzistorių), įtrauktų į jutiklio elektroninę grandinę, žymėjimą, šie išėjimai vadinami „PNP“ ir „NPN“.
Skirtumas tarp šių elementų yra tas, kad jie žymi skirtingus jautrių prietaisų maitinimo poliškumus (polius). PNP tranzistoriai perjungia teigiamą išėjimą, o NPN - neigiamą. Išėjimo grandinių apkrova dažniausiai yra valdymo mikroprocesorius.
Priklausomai nuo valdiklio valdymo grandinės, induktyvūs jutikliai žymimi kaip HO (paprastai atidaryti) arba HZ - su paprastai uždara įvestimi.
Funkcija su NPN tranzistoriumi yra labiausiai paplitęs būdas įjungti jutiklį, nes pagal standartinius grandinės sprendimus neigiama viela yra bendra visiems komponentams. Tokiu atveju mikroprocesorių ir kitų valdymo įtaisų įėjimai įjungiami teigiama įtampa.
Ryšio žymėjimas
Paprastai induktyvūs jutikliai žymimi kaip rombas ar kvadratas, kurio viduje yra dvi vertikalios linijos. Dažnai jie taip pat nurodo išėjimo tipą (paprastai atvirą arba uždarą), atitinkantį vieną iš puslaidininkinių tranzistorių atmainų. Dauguma grandinių konstrukcijų nurodo paprastai uždarą grupę arba abi, tame pačiame korpuse.
Smeigtuko spalva
Praktiškai naudojama standartinė induktyvumo jutiklių gnybtų žymėjimo sistema, kurios be išimties laikosi visi jautrių prietaisų gamintojai. Nepaisant to, prieš juos montuojant, rekomenduojama atidžiai stebėti jungties poliškumą ir būtinai perskaityti su gaminiu pateiktas instrukcijas.
Visų jutiklių atvejais yra brėžinys su spalvotu laidų žymėjimu, jei jo matmenys leidžia.
Standartinis žymėjimas:
- Mėlyna visada reiškia neigiamą galios bėgelį;
- rudas (rudas) žymi teigiamą laidininką;
- juoda (juoda) atitinka jutiklio išvestį;
- Balta yra papildoma išvestis arba įvestis.
Norėdami paaiškinti paskutinį žymėjimą, jį reikia patikrinti atsižvelgiant į instrukcijas, pridėtas prie konkretaus prietaiso.
Jutiklio klaidos
Klaida, paimant valdymo sistemos rodmenis, daro didelę įtaką artumo jutiklio veikimui. Jo bendra vertė renkama iš atskirų matavimo paklaidų įvairiems rodikliams: elektromagnetiniams, temperatūros, aparatūros, magnetiniam elastingumui ir daugeliui kitų.
Elektromagnetinė paklaida apibrėžiama kaip atsitiktinai atsirandantis dydis. Atsiranda dėl apgaulingo EML, kurį ritėje sukelia išoriniai magnetiniai laukai. Gamybos sąlygomis šį komponentą sukuria maitinimo įranga, kurios darbinis dažnis yra 50 Hz. Temperatūros paklaida yra vienas iš svarbiausių rodiklių, nes dauguma jutiklių gali veikti tik tam tikrame temperatūros diapazone. Į tai reikia atsižvelgti projektuojant šios klasės įtaisus.
Magnetinio elastingumo paklaida įvedama kaip šerdies deformacijų nestabilumo rodiklis, atsirandantis prietaiso surinkimo metu, taip pat tas pats faktorius, bet pasireiškiantis jo veikimo metu. Vidinių įtempių nestabilumas magnetinėje grandinėje lemia išėjimo signalo apdorojimo klaidas. Pažeidimas, atsirandantis jautriausiame įrenginyje, išryškėja dėl lauko struktūros įtakos jutiklio metalinių elementų deformacijos koeficientui. Be to, bendrą jo vertę smarkiai įtakoja judantys konstrukcijos dalių atsilikimai ir spragos.
Jungiamojo laido paklaida yra atrenkama nuo jo laidininkų laidininkų varžos vertės nuokrypių, priklausomai nuo temperatūros faktoriaus, taip pat nuo elektromagnetinių laukų ir EML sukeliamų trukdžių. Deformacijos matuoklio paklaida, kaip atsitiktinis kintamasis, priklauso nuo jutiklio apvijų elementų (ypač jo ritės) gamybos kokybės. Įvairiomis eksploatavimo sąlygomis galima pakeisti apvijos pasipriešinimą nuolatinę srovę, kuri lemia išėjimo signalo „plaukimą“. Senėjimo paklaida pasireiškia dėl judančių jutiklio elementų susidėvėjimo, taip pat dėl magnetinės grandinės elektromagnetinių savybių pokyčių.
Tikrojo šio parametro vertę įmanoma patikrinti tik naudojant ypač tikslius matavimo prietaisus. Tokiu atveju reikia atsižvelgti į paties jutiklio kinematines savybes. Projektuojant ir gaminant jautrius elementus, į šią galimybę iš anksto atsižvelgiama projektuojant.
Induktyviniams ir talpiesiems jutikliams būdingi veikimo režimai, turintys daugybę įtakos veiksnių, kuriuos lemia konkrečios darbo sąlygos. Štai kodėl jautrumas ir išėjimo parametrų rinkinys, tinkami tam tikram prietaiso prekės ženklui, yra lemiami, kai jis naudojamas kaip ribinis jungiklis.
