Một cảm biến tự cảm không tiếp xúc được định vị là một cảm biến có khả năng đáp ứng với các vật kim loại bị bắt trong trường điện từ của nó. Do tính chất này của cảm biến tiệm cận điện cảm, có thể theo dõi chuyển động của các bộ phận chuyển động của thiết bị và, nếu cần, tắt động cơ của cơ cấu truyền động. Để nhận biết và phân tích các thay đổi trong từ trường, một đơn vị điện tử đặc biệt gọi là bộ điều khiển (bộ so sánh) được đưa vào thành phần của chúng.
Thiết bị và nguyên tắc hoạt động
Cảm biến vị trí cảm ứng, ngoài bộ so sánh điện tử, còn chứa các thành phần cần thiết sau:
- vỏ thép với đầu nối cho một dây kết nối;
- phần tử nhạy cảm tích hợp phát hiện các thay đổi trong từ trường được chế tạo dưới dạng lõi thép có cuộn dây;
- mô-đun tiếp sức điều hành;
- chỉ báo kích hoạt trên đèn LED.
Các thiết kế của các mô hình cảm biến kim loại khác nhau có thể có một số khác biệt. Chúng không ảnh hưởng đến cảm biến cảm ứng, nguyên tắc hoạt động của nó không thay đổi từ điều này.
Theo thiết bị của thiết bị, bản chất hoạt động của thiết bị được mô tả như sau:
- chuyển động của phần kim loại của đối tượng được điều khiển dẫn đến thay đổi độ tự cảm của phần tử cảm biến;
- độ lệch được giải thích bằng sự biến dạng của từ trường của nó, hậu quả của nó là sự thay đổi các thông số của mạch điện và kích hoạt của nó (đèn LED sáng lên);
- sau đó, mô-đun điện tử được kích hoạt và gửi tín hiệu đến bộ truyền động;
- khi nhận được sự thúc đẩy về chuyển động vượt quá giới hạn cho phép, nút đầu ra (rơle) sẽ ngắt kết nối thiết bị được điều khiển khỏi mạng.
Mỗi mô hình có chỉ số nhạy cảm riêng với độ dịch chuyển - khoảng cách dịch chuyển. Đối với các mẫu khác nhau, thông số này thay đổi từ 1 micron đến 20 mm.
Thông số cảm ứng cảm ứng
Ngoài phạm vi đáp ứng hoặc độ nhạy, cảm biến cảm ứng được đặc trưng bởi các chỉ số hiệu suất sau:
- Kích thước (đường kính) của ren lắp, đối với các mẫu khác nhau, lấy các giá trị từ 8 đến 30 mm.
- Điện áp cung cấp định mức ở nhiệt độ cộng thêm 20 độ, lên đến 90 volt DC và lên đến 230 volt - dòng điện xoay chiều.
- Tổng chiều dài của vỏ - giá trị của nó phụ thuộc vào điện áp hoạt động.
Các chỉ số sau cho các mẫu khác nhau có thể thay đổi đáng kể.
Đối với vùng nhạy cảm hoặc hoạt động của thiết bị, một tham số khác được đưa ra, được gọi là giới hạn phản hồi được đảm bảo. Giới hạn dưới của nó là 0 và giới hạn trên là 80% giá trị danh nghĩa. Chỉ số này đôi khi được gọi là hệ số hiệu chỉnh của khoảng cách làm việc.
Một chỉ số quan trọng không kém về chức năng của một thiết bị nhạy cảm là số lượng dây kết nối trong đầu nối. Thông thường có hai hoặc ba: hai nguồn điện và một để kích hoạt mạch. Tuy nhiên, các tùy chọn kết nối là có thể, theo cách sắp xếp bốn hoặc năm điểm tiếp xúc được sử dụng. Các mẫu như vậy ngoại trừ hai dây dẫn cung cấp chứa hai đầu ra cho tải. Trong trường hợp này, dây dẫn thứ năm được sử dụng để chọn chế độ hoạt động của chính thiết bị.
Các loại đầu ra và phương thức kết nối
Để đánh giá hoạt động của một thiết bị nhạy cảm, một đặc tính đặc biệt được đưa ra, ước tính bằng trạng thái phân cực của các tham số đầu ra của nó. Theo chỉ định chung được chấp nhận của các phần tử bán dẫn (bóng bán dẫn) là một phần của mạch điện tử của cảm biến, các đầu ra này được gọi là "PNP" và "NPN".
Sự khác biệt giữa các mục này là chúng biểu thị các cực khác nhau (cực) của nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhạy cảm. Các bóng bán dẫn PNP chuyển đổi đầu ra tích cực và NPN - âm. Tải của các mạch đầu ra thường là bộ vi xử lý điều khiển.
Tùy thuộc vào mạch điều khiển của bộ điều khiển, cảm biến cảm ứng được chỉ định là HO (thường mở) hoặc HZ - với đầu vào thường đóng.
Tùy chọn với một bóng bán dẫn NPN là cách phổ biến nhất để bật cảm biến, bởi vì theo các giải pháp mạch tiêu chuẩn, dây âm là phổ biến cho tất cả các thành phần. Trong trường hợp này, đầu vào của bộ vi xử lý và các thiết bị điều khiển khác được kích hoạt bằng điện áp dương.
Đánh dấu kết nối
Về nguyên tắc, cảm biến cảm ứng thường được ký hiệu là hình thoi hoặc hình vuông với hai đường thẳng đứng bên trong. Thông thường, họ cũng chỉ ra loại đầu ra (thường mở hoặc đóng) tương ứng với một trong các loại bóng bán dẫn bán dẫn. Hầu hết các thiết kế mạch chỉ ra một nhóm thường đóng, hoặc cả hai, trong cùng một vỏ.
Pin màu
Trong thực tế, một hệ thống tiêu chuẩn để đánh dấu các đầu cực của cảm biến điện cảm được sử dụng, mà tất cả các nhà sản xuất thiết bị nhạy cảm đều tuân thủ mà không có ngoại lệ. Tuy nhiên, trước khi cài đặt chúng, nên theo dõi cẩn thận cực tính của kết nối và đảm bảo tham khảo các hướng dẫn được cung cấp kèm theo sản phẩm.
Trên các trường hợp của tất cả các cảm biến có một bản vẽ với đánh dấu màu của dây, nếu kích thước của nó cho phép.
Chỉ định tiêu chuẩn:
- Màu xanh luôn có nghĩa là đường sắt điện âm;
- nâu (Nâu) biểu thị một dây dẫn tích cực;
- màu đen (Đen) tương ứng với đầu ra của cảm biến;
- Trắng là một đầu ra bổ sung hoặc đầu vào.
Để làm rõ lần đánh dấu cuối cùng, cần kiểm tra dữ liệu của các hướng dẫn được đính kèm với thiết bị cụ thể.
Lỗi cảm biến
Lỗi trong việc đọc các hệ thống điều khiển ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của cảm biến tiệm cận. Tổng giá trị của nó được thu thập từ các lỗi đo riêng cho các chỉ số khác nhau: điện từ, nhiệt độ, phần cứng, độ co giãn từ và nhiều loại khác.
Lỗi điện từ được định nghĩa là một đại lượng xảy ra ngẫu nhiên. Nó xuất hiện do EMF giả gây ra trong cuộn dây bởi từ trường bên ngoài. Trong điều kiện sản xuất, thành phần này được tạo ra bởi các thiết bị điện có tần số hoạt động là 50 Hz. Lỗi nhiệt độ là một trong những chỉ số quan trọng nhất, vì hầu hết các cảm biến chỉ có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Nó phải được tính đến khi thiết kế các thiết bị của lớp này.
Lỗi của độ co giãn từ được giới thiệu như là một chỉ báo về sự mất ổn định của biến dạng lõi xảy ra trong quá trình lắp ráp thiết bị, cũng như cùng một yếu tố, nhưng được biểu hiện trong quá trình hoạt động. Sự không ổn định của ứng suất bên trong mạch từ dẫn đến sai sót trong quá trình xử lý tín hiệu đầu ra. Lỗi phát sinh trong thiết bị nhạy cảm nhất được biểu hiện do ảnh hưởng của cấu trúc trường đến hệ số biến dạng của các yếu tố kim loại của cảm biến. Ngoài ra, tổng giá trị của nó bị ảnh hưởng đáng kể bởi phản ứng dữ dội và khoảng trống trong các bộ phận chuyển động của cấu trúc.
Lỗi của cáp kết nối được tổng hợp từ độ lệch của giá trị điện trở của dây dẫn của nó tùy thuộc vào yếu tố nhiệt độ, cũng như sự can thiệp của trường điện từ bên ngoài và EMF. Lỗi đo biến dạng là một biến ngẫu nhiên phụ thuộc vào chất lượng sản xuất các phần tử cuộn dây của cảm biến (đặc biệt là cuộn dây của nó). Trong các điều kiện hoạt động khác nhau, có thể thay đổi điện trở của cuộn dây bằng dòng điện trực tiếp, dẫn đến việc "bơi" tín hiệu đầu ra. Lỗi lão hóa được biểu hiện do sự hao mòn của các yếu tố chuyển động của cảm biến, cũng như sự thay đổi tính chất điện từ của mạch từ.
Có thể xác minh giá trị thực của tham số này chỉ bằng các dụng cụ đo cực kỳ chính xác. Trong trường hợp này, các tính năng động học của chính cảm biến phải được tính đến. Khi thiết kế và sản xuất các yếu tố nhạy cảm, khả năng này được tính đến trong thiết kế trước.
Cảm biến điện cảm và điện dung được đặc trưng bởi các chế độ hoạt động với nhiều yếu tố ảnh hưởng được xác định bởi các điều kiện hoạt động cụ thể. Đó là lý do tại sao việc lựa chọn độ nhạy và tập hợp các tham số đầu ra phù hợp với một nhãn hiệu cụ thể của thiết bị là rất quan trọng khi nó được sử dụng làm công tắc giới hạn.
