Bezkontaktný indukčný snímač je umiestnený ako snímač schopný reagovať na kovové predmety zachytené v jeho elektromagnetickom poli. Vďaka tejto vlastnosti induktívnych senzorov priblíženia je možné sledovať pohyb pohyblivých častí zariadenia av prípade potreby vypnúť motor hnacieho mechanizmu. Na rozpoznanie a analýzu zmien v magnetickom poli sa do ich zloženia zavádza špeciálna elektronická jednotka nazývaná kontrolér (komparátor).
Zariadenie a princíp činnosti
Indukčné snímače polohy okrem elektronického porovnávača obsahujú aj tieto požadované komponenty:
- oceľové puzdro s konektorom pre spojovací kábel;
- vstavaný citlivý prvok detekujúci zmeny v magnetickom poli je vyrobený vo forme oceľového jadra s cievkou;
- výkonný reléový modul;
- indikátor aktivácie na LED.
Dizajn rôznych modelov kovových snímačov môže mať určité rozdiely. Neovplyvňujú samotný indukčný senzor, princíp jeho činnosti sa od toho nezmení.
V súlade so zariadením zariadenia je podstata jeho činnosti opísaná takto:
- pohyb kovovej časti kontrolovaného objektu vedie k zmene indukčnosti senzorového prvku;
- odchýlka sa vysvetľuje skreslením jej magnetického poľa, ktorého dôsledkom je zmena parametrov elektrického obvodu a jeho aktivácia (LED sa rozsvieti);
- potom sa elektronický modul aktivuje a vyšle signál do ovládača;
- po prijatí impulzu o pohybe presahujúcom povolený limit odpojí výstupný (reléový) uzol riadené zariadenie od siete.
Každý model má svoj vlastný indikátor citlivosti na posun - medzera posunu. Pre rôzne vzorky sa tento parameter pohybuje od 1 mikrónu do 20 milimetrov.
Indukčné parametre snímača
Okrem rozsahu odozvy alebo citlivosti sa induktívny senzor vyznačuje týmito ukazovateľmi výkonu:
- Veľkosť (priemer) montážneho závitu pre rôzne vzorky má hodnoty od 8 do 30 mm.
- Menovité napájacie napätie pri teplote plus 20 stupňov, do 90 voltov DC a do 230 voltov - striedavé prúdy.
- Celková dĺžka krytu - jeho hodnota závisí od prevádzkového napätia.
Posledne uvedený ukazovateľ pre rôzne vzorky sa môže výrazne líšiť.
Pre citlivú alebo aktívnu zónu zariadenia sa zavedie ďalší parameter, ktorý sa nazýva zaručený limit odozvy. Jeho dolná hranica je nula a horná hranica je 80 percent nominálnej hodnoty. Tento ukazovateľ sa niekedy nazýva korekčný faktor pracovnej medzery.
Nemenej dôležitým ukazovateľom funkčnosti citlivého zariadenia je počet pripojovacích vodičov v konektore. Zvyčajne existujú dva alebo tri: dva zdroje napájania a jeden na aktiváciu obvodu. Sú však možné možnosti pripojenia, v usporiadaní ktorých sa používajú štyri alebo päť kontaktných miest. Takéto vzorky okrem dvoch napájacích vodičov obsahujú dva výstupy do záťaže. V tomto prípade sa piaty vodič používa na výber prevádzkového režimu samotného zariadenia.
Typy výstupov a spôsoby pripojenia
Na vyhodnotenie činnosti citlivého zariadenia sa zavádza špeciálna charakteristika odhadnutá podľa stavu polarity jeho výstupných parametrov. V súlade so všeobecne prijatým označením polovodičových prvkov (tranzistorov), ktoré sú súčasťou elektronických obvodov snímača, sa tieto výstupy nazývajú „PNP“ a „NPN“.
Rozdiel medzi týmito položkami je v tom, že označujú rôzne polarity (póly) napájania citlivých zariadení. Tranzistory PNP prepínajú svoj kladný výstup a NPN - záporný. Zaťaženie výstupných obvodov je najčastejšie riadiaci mikroprocesor.
V závislosti od riadiaceho obvodu ovládača sú indukčné snímače označené ako HO (normálne otvorené) alebo HZ - s normálne uzavretým vstupom.
Možnosť s tranzistorom NPN je najbežnejším spôsobom zapnutia snímača, pretože podľa štandardných riešení s obvodmi je negatívny vodič spoločný pre všetky komponenty. V tomto prípade sú vstupy mikroprocesorov a iných riadiacich zariadení aktivované kladným napätím.
Označenie pripojenia
Indukčné senzory sa v zásade označujú ako kosoštvorec alebo štvorec s dvoma zvislými čiarami vo vnútri. Často tiež označujú typ výstupu (obvykle otvorený alebo zatvorený) zodpovedajúci jednej z odrôd polovodičových tranzistorov. Väčšina návrhov obvodov označuje normálne uzavretú skupinu alebo oboje v rovnakom kryte.
Farba čapu
V praxi sa používa štandardný systém na označovanie terminálov indukčných snímačov, ktorý všetci výrobcovia citlivých zariadení bez výnimky dodržiavajú. Pred ich inštaláciou sa však odporúča dôkladne sledovať polaritu pripojenia a postupujte podľa pokynov dodaných s výrobkami.
Na všetkých senzoroch je kresba s farebným označením drôtov, ak to umožňujú jej rozmery.
Štandardné označenie:
- Modrá vždy znamená zápornú napájaciu lištu;
- hnedá (hnedá) označuje pozitívny vodič;
- čierna (čierna) zodpovedá výstupu snímača;
- Biela je ďalší výstup alebo vstup.
Aby sa objasnilo posledné označenie, malo by sa skontrolovať údajmi z pokynov priložených k špecifickému zariadeniu.
Chyby snímača
Chyba pri odčítaní údajov riadiacim systémom významne ovplyvňuje činnosť snímača vzdialenosti. Jeho celková hodnota sa zisťuje z jednotlivých chýb merania pre rôzne ukazovatele: elektromagnetickú, teplotu, hardvér, magnetickú elasticitu a mnoho ďalších.
Elektromagnetická chyba je definovaná ako náhodne sa vyskytujúca veličina. Vyskytuje sa v dôsledku rušivého EMF indukovaného v cievke vonkajšími magnetickými poľami. Vo výrobných podmienkach je tento komponent tvorený energetickým zariadením s pracovnou frekvenciou 50 Hz. Chyba teploty je jedným z najdôležitejších ukazovateľov, pretože väčšina senzorov môže pracovať iba v určitom teplotnom rozsahu. Toto sa musí zohľadniť pri navrhovaní pomôcok tejto triedy.
Chyba magnetickej elasticity sa zavádza ako indikátor nestability deformácií jadra, ku ktorej dochádza pri montáži zariadenia, ako aj toho istého faktora, ale prejavuje sa počas jeho činnosti. Nestabilita vnútorných napätí v magnetickom obvode vedie k chybám pri spracovaní výstupného signálu. Chyba vznikajúca v najcitlivejšom zariadení sa prejavuje vplyvom vplyvu štruktúry poľa na koeficient deformácie kovových prvkov snímača. Okrem toho je jeho celková hodnota významne ovplyvnená vôľou a medzerami v pohyblivých častiach štruktúry.
Chyba spojovacieho kábla sa zostavuje z odchýlok hodnoty odporu jeho vodičov v závislosti od teplotného faktora, ako aj od rušenia vonkajších elektromagnetických polí a elektromagnetického poľa. Chyba tenzometra ako náhodná premenná závisí od kvality výroby vinutých prvkov snímača (najmä jeho cievky). V rôznych prevádzkových podmienkach je možné zmeniť odpor vinutia jednosmerným prúdom, čo vedie k "plávaniu" výstupného signálu. Chyba starnutia sa prejavuje opotrebovaním pohyblivých prvkov snímača, ako aj zmenami elektromagnetických vlastností magnetického obvodu.
Skutočnú hodnotu tohto parametra je možné overiť iba pomocou veľmi presných meracích prístrojov. V takom prípade sa musia zohľadniť kinematické vlastnosti samotného senzora. Pri navrhovaní a výrobe citlivých prvkov sa táto možnosť zohľadňuje pri jej návrhu vopred.
Indukčné a kapacitné snímače sa vyznačujú prevádzkovými režimami s mnohými ovplyvňujúcimi faktormi určenými špecifickými pracovnými podmienkami. Preto je výber citlivosti a súboru výstupných parametrov vhodných pre danú značku zariadenia rozhodujúci, ak sa používa ako koncový spínač.
