Индуктивные датчики применяются для преобразования в электрический сигнал небольших линейных и угловых перемещений. Простейший индуктивный датчик (называемый однотактным) представляет собой катушку индуктивности 1 с железным сердечником 2 и подвижным якорем З, отделенным от сердечника воздушным зазором (рис. 2-4). Катушка индуктивности с сердечником, называемая статором датчика, закрепляется неподвижно, а якорь соединяется механически с подвижной частью ОУ, перемещение которой нужно преобразовывать в электрический сигнал. При перемещении якоря изменяется сопротивление магнитной цепи датчика вследствие изменения воздушного зазора δ между статором и якорем (при вертикальном движении якоря) или площади воздушного зазора S (при горизонтальном движении якоря).
Сопротивление магнитной цепи датчика складывается из сопротивления участка цепи со сталью Rст и сопротивления участка цепи с воздушным зазором Rв. Магнитное сопротивление участка цепи со сталью:
Rст = Lст/(mст/Sст),
где Lст - суммарная длина средней магнитной силовой линии в стали сердечника и якоря; Sст - площадь поперечного сечения стального сердечника; mст - магнитная проницаемость материала сердечника и якоря.
Магнитное сопротивление участка цепи с воздушным зазором:
Rст = 2δ/(μоSв), где δ - длина воздушного зазора между статором и якорем датчика; μо - проницаемость воздуха; Sв - площадь поперечного сечения воздушного зазора. Так как μо>>μо, то Rст 0 . сопротивление магнитной цепи датчика будет определяться в основном сопротивлением участка цепи с воздушным зазором:
Rм ≈ Rв = 2δ/(;μоSr)
Переменный магнитный поток Ф, возникающий при подключении источника питания к катушке датчика, равен
где I - ТОК в цепи катушки датчика; w - число витков катушки датчика,w - число витков катушки датчика.
Индуктивность катушки датчика (если пренебречь потоком рассеяния):
L = ωФ/I = [ω 2 /2δ]μS
Формула (2-1) устанавливает функциональную связь между перемещением якоря индуктивного датчика (при перемещении изменяется или d, или Sв) и индуктивностью катушки датчика.
У индуктивных датчиков с изменяющимся воздушным зазором статическая характеристика L=f(x) нелинейная (рис. 2-5, 1) и при больших зазорах (δ > 1 мм) чувствительность датчика уменьшается. Такие датчики используют при ограниченном диапазоне перемещения якоря - до 1 мм, а начальная рабочая точка выбирается в области характеристики, где она имеет наибольшую крутизну и приближается к линейной чувствительность датчиков с изменяющимся воздушным зазором высокая – до 0,2 мкм.
У индуктивных датчиков с изменяющейся площадью воздушного зазора статическая характеристика L=f(Sв) линейная, диапазон перемещения якоря шире - до 8 мм, но чувствительность меньше - до 0,3 мкм (рис. 2-5, 2). Изменение индуктивности катушки датчика L приводит к изменению ее индуктивного сопротивления: ХL = ωL, где ω - круговая частота питающего напряжения. Следовательно, происходит и изменение полного сопротивления катушки: Z = √Rа*2+XL*2, где Ra - активное сопротивление катушки датчика.
Ток I, протекающий в катушке датчика под действием приложенного переменного напряжения U, также изменяется при перемещении якоря и может служить выходным сигналом датчика (выходной характеристикой). Условно принцип работы индуктивных датчиков можно представить в виде цепи преобразований происходящих при перемещении якоря датчика (для датчиков с изменяющимся воздушным зазором):
x → δ → Rm → Ф↓ → L↓ → Xl↓ → Z↓ → I
Однотактные индуктивные датчики имеют высокую чувствительность и надежность, практически неограниченный срок службы, большую мощность выходного сигнала (до нескольких ватт), что позволяет в ряде случаев не применять усилитель. К недостаткам индуктивных датчиков следует отнести нереверсивность характеристики, небольшой диапазон перемещений якоря, наличие тока холостого хода и электромагнитной силы притяжения между якорем и статором, влияние колебаний амплитуды и частоты напряжения питания. Эти недостатки полностью или частично отсутствуют у дифференциальных индуктивных датчиков.
Дифференциальный индуктивный датчик
Он содержит два статора с катушками индуктивности L1 и L2 и один общий якорь. При перемещении якоря индуктивность одной катушки увеличивается, другой - уменьшается. Катушки индуктивности включаются или в дифференциальную измерительную схему, или как смежные плечи в мостовую измерительную схему.
Дифференциальные индуктивные датчики по сравнению с однотактными имеют более высокую точность преобразования и чувствительность. Статическая характеристика этих датчиков линейная и реверсивная.
Трансформаторные датчики
Они являются разновидностью индуктивных датчиков. Трансформаторный датчик можно рассматривать как трансформатор, у которого коэффициент трансформации изменяется за счет изменения коэффициента взаимоиндуктивности М между его обмотками. Такие датчики применяются для преобразования в электрический сигнал (напряжение переменного тока) небольших линейных и угловых перемещений.
На рис. 2-6 представлен дифференциальный трансформаторный датчик с угловым перемещением якоря. Первичная обмотка датчика ω1 расположена на центральном стержне сердечника 1 и подключена к источнику переменного тока. Вторичные обмотки ω2а и ω2б расположены на крайних стержнях и соединяются последовательно и встречно. Ток, протекающий по ω1 создает переменный магнитный поток Ф1, разветвляющийся на два потока: Ф1а и Ф1б. При симметричном положении якоря 2 по отношению к статору датчика (сердечник 1 с обмотками ω1, ω2а и ω2б) магнитные потоки равны: Ф1а=Ф1б=Ф1/2, и ЭДС, индуцирующиеся во вторичных обмотках, будут также равны: Е2а=Е2б.
Так как фазы этих ЭДС противоположны (за счет встречного включения обмоток ω2а и ω2б), то напряжение на выходе датчика будет равно нулю: Uвых = Е2а - Е2б=О. При повороте якоря, который механически связан с подвижной частью объекта управления, изменяются площади поперечного сечения воздушных зазоров и между якорем и крайними стержнями сердечника. В результате этого изменятся сопротивления RM1 и RM2 магнитных цепей потоков Ф1а и Ф1б, да и сами потоки: один из них увеличивается на ΔФ, а другой уменьшится на ΔФ. Индуцирующие во вторичных обмотках ЭДС Е2а и Е2б также изменятся пропорционально изменению потоков ФIа и Ф2б. На выходе датчика появится напряжение Uвых, амплитуда которого равна разности амплитуд ЭДС Е2а и Е2б: Uвых = Е2а-Е2б, а фаза выходного напряжения будет определяться фазой большей из ЭДС.
Таким образом, характеристика такого датчика будет реверсивной и линейной (в рабочей зоне). Чувствительность дифференциального трансформаторного датчика в два раза выше, чем у однотактного, рабочая зона в два раза больше, и при симметричном положении якоря выходное напряжение равно нулю. Точность преобразования у дифференциальных трансформаторных датчиков выше, так как ввиду симметричности конструкции и схемы датчика частично взаимно компенсируются погрешности от изменения окружающей температуры и частоты источника питания.
PS. Платиновый провод при эксплуатации неизбежно загрязняется. Чтобы предотвратить такое загрязнение после того, как двигатель будет выключен, провод на одну секунду накаляется до температуры 1000 С. Вся пыль, которая на него налипла, моментально сгорает.
Терморезисторы изготовляют как из чистых металлов (платина, несколько хуже - медь и никель), так и из полупроводников.
По сравнению с металлическими терморезисторами более высокой чувствительностью обладают полупроводниковые терморезисторы (термисторы).
Служат для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.
Принцип действия индуктивных датчиков состоит в преобразовании линейного перемещения в изменение индуктивности катушки датчика.
Устройство и принцип работы индуктивных датчиков
Индуктивный датчик функционирует следующим образом (на примере датчика частоты вращения):
Принцип действия. В основе работы индуктивных датчиков частоты вращения лежит явление электромагнитной индукции. Датчики выполнены в виде катушек с магнитными сердечниками. При прохождении под сердечником зубца ферромагнитного диска (например, зубца венца маховика коленчатого вала двигателя) магнитный проток датчика изменяется, и в катушке датчика индуцируется электродвижущая сила. Амплитуда импульсов зависит от частоты вращения коленчатого вала и зазора между сердечником и зубцом маховика
Индуктивные преобразователи имеют множество различных конструкций:
а) индуктивный преобразователь переменной длиной воздушного зазора δ.
Характеризуется нелинейной зависимостью L = f(δ).
Такие преобразователи обычно применяют при перемещениях якоря на 0,01 - 5 мм.
б) индуктивный преобразователь с переменным сечением воздушного зазора. Имеет значительно меньшую чувствительностью, но линейную зависимость L = f(δ).
Эти преобразователи используют при перемещениях до 10 - 15 мм.
в) индуктивные преобразователи дифференциальные преобразователи, в которых под воздействием измеряемой величины одновременно и притом с разными знаками изменяются два зазора электромагнитов.
Имеют более высокую чувствительность, меньшую нелинейность характеристики преобразования, испытывают меньшее влияние внешних факторов.
Области применения индуктивных датчиков.
1. Широкое применение индуктивные датчики находят в промышленности для измерения перемещений и покрывают диапазон от 1 мкм до 20 мм.
2. Для измерения давлений, сил, уровней расхода газа и жидкости и т. д. В этом случае измеряемый параметр с помощью различных чувствительных элементов преобразуется в изменение перемещения и затем эта величина подводится к индуктивному измерительному преобразователю.
Достоинства индуктивных датчиков:
Простота и прочность конструкции, отсутствие скользящих контактов;
Возможность подключения к источникам промышленной частоты;
Относительно большая выходная мощность (до десятков Ватт);
Значительная чувствительность.
Недостатки индуктивных датчиков:
Точность работы зависит от стабильности питающего напряжения по частоте;
Возможна работа только на переменном токе.
Примеры применения индуктивных датчиков:
1. Датчик положения коленчатого вала:
Датчик положения коленчатого вала установлен на кронштейне около шкива привода генератора (см. Фото-2).
Для генерации импульса синхронизации оборотов коленвала на шкиве отсутствуют два зуба (см.Фото-2 и Рис. 1).
Индуктивный датчик приближения. Внешний вид
В промышленной электронике индуктивные, и другие датчики применяются очень широко.
Статья будет обзорной (если хотите, научно-популярной). Приведены реальные инструкции к датчикам и ссылки на примеры.
Виды датчиков
Итак, что вообще такое датчик. Датчик – это устройство, которое выдаёт определённый сигнал при наступлении какого-либо определённого события. Иначе говоря, датчик при определённом условии активируется, и на его выходе появляется аналоговый (пропорциональный входному воздействию) или дискретный (бинарный, цифровой, т.е. два возможных уровня) сигнал.
Точнее можем посмотреть в Википедии: Датчик (сенсор, от англ. sensor) - понятие в системах управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.
Там же и много другой информации, но у меня своё, инженерно-электронно-прикладное, видение вопроса.
Датчиков бывает великое множество. Перечислю лишь те разновидности датчиков, с которыми приходится сталкиваться электрику и электронщику.
Индуктивные. Активируется наличием металла в зоне срабатывания. Другие названия – датчик приближения, датчик положения, индукционный, датчик присутствия, индуктивный выключатель, бесконтактный датчик или выключатель. Смысл один, и не надо путать. По-английски пишут “proximity sensor”. Фактически это – датчик металла.
Оптические. Другие названия – фотодатчик, фотоэлектрический датчик, оптический выключатель. Такие применяются и в быту, называются “датчик освещённости”
Емкостные. Срабатывает на наличие практически любого предмета или вещества в поле активности.
Давления . Давления воздуха или масла нет – сигнал на контроллер или рвёт . Это если дискретный. Может быть датчик с токовым выходом, ток которого пропорционален абсолютному давлению либо дифференциальному.
Концевые выключатели (электрический датчик). Это обычный пассивный выключатель, который срабатывает, когда на него наезжает или давит объект.
Датчики могут называться также сенсорами или инициаторами .
Пока хватит, перейдём к теме статьи.
Индуктивный датчик является дискретным. Сигнал на его выходе появляется, когда в заданной зоне присутствует металл.
В основе работы датчика приближения лежит генератор с катушкой индуктивности. Отсюда и название. Когда в электромагнитном поле катушки появляется металл, это поле резко меняется, что влияет на работу схемы.
Поле индукционного датчика. Металлическая пластина меняет резонансную частоту колебательного контура
Схема индуктивного npn датчика. Приведена функциональная схема, на которой: генератор с колебательным контуром, пороговое устройство (компаратор), выходной транзистор NPN, защитные стабилитрон и диоды
Большинство картинок в статье – не мои, в конце можно будет скачать источники.
Применение индуктивного датчика
Индуктивные датчики приближения применяются широко в промышленной автоматике, чтобы определить положение той или иной части механизма. Сигнал с выхода датчика может поступать на вход контроллера, преобразователя частоты, реле, пускателя, и так далее. Единственное условие – соответствие по току и напряжению.
А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?
Подписывайся, и читай статью дальше:
Работа индуктивного датчика. Флажок движется вправо, и когда достигает зоны чувствительности датчика, датчик срабатывает.
Кстати, производители датчиков предупреждают, что не рекомендуется подключать непосредственно на выход датчика лампочку накаливания. О причинах я уже писал – .
Характеристики индуктивных датчиков
Чем отличаются датчики.
Почти всё, что сказано ниже, относится не только к индуктивным, но и к оптическим и ёмкостным датчикам .
Конструкция, вид корпуса
Тут два основных варианта – цилиндрический и прямоугольный . Другие корпуса применяются крайне редко. Материал корпуса – металл (различные сплавы) или пластик.
Диаметр цилиндрического датчика
Основные размеры – 12 и 18 мм . Другие диаметры (4, 8, 22, 30 мм) применяются редко.
Чтобы закрепить датчик 18 мм, нужны 2 ключа на 22 или 24 мм.
Расстояние переключения (рабочий зазор)
Это то расстояние до металлической пластины, на котором гарантируется надёжное срабатывание датчика. Для миниатюрных датчиков это расстояние – от 0 до 2 мм, для датчиков диаметром 12 и 18 мм – до 4 и 8 мм, для крупногабаритных датчиков – до 20…30 мм.
Количество проводов для подключения
Подбираемся к схемотехнике.
2-проводные. Датчик включается непосредственно в цепь нагрузки (например, катушка пускателя). Так же, как мы включаем дома свет. Удобны при монтаже, но капризны к нагрузке. Плохо работают и при большом, и при маленьком сопротивлении нагрузки.
2-проводный датчик. Схема включения
Нагрузку можно подключать в любой провод, для постоянного напряжения важно соблюдать полярность. Для датчиков, рассчитанных на работу с переменным напряжением – не играет роли ни подключение нагрузки, ни полярность. Можно вообще не думать, как их подключать. Главное – обеспечить ток.
3-проводные. Наиболее распространены. Есть два провода для питания, и один – для нагрузки. Подробнее расскажу отдельно.
4- и 5-проводные. Такое возможно, если используется два выхода на нагрузку (например, PNP и NPN (транзисторные), или переключающие (реле). Пятый провод – выбор режима работы или состояния выхода.
Виды выходов датчиков по полярности
У всех дискретных датчиков может быть только 3 вида выходов в зависимости от ключевого (выходного) элемента:
Релейный. Тут всё понятно. Реле коммутирует необходимое напряжение либо один из проводов питания. При этом обеспечивается полная гальваническая развязка от схемы питания датчика, что является основным достоинством такой схемы. То есть, независимо от напряжения питания датчика, можно включать/выключать нагрузку с любым напряжением. Используется в основном в крупногабаритных датчиках.
Транзисторный PNP. Это – PNP датчик. На выходе – транзистор PNP, то есть коммутируется “плюсовой” провод. К “минусу” нагрузка подключена постоянно.
Транзисторный NPN. На выходе – транзистор NPN, то есть коммутируется “минусовой”, или нулевой провод. К “плюсу” нагрузка подключена постоянно.
Можно чётко усвоить разницу, понимая принцип действия и схемы включения транзисторов. Поможет такое правило: Куда подключен эмиттер, тот провод и коммутируется. Другой провод подключен к нагрузке постоянно.
Ниже будут даны схемы включения датчиков , на которых будет хорошо видно эти отличия.
Виды датчиков по состоянию выхода (НЗ и НО)
Какой бы ни был датчик, один из основных его параметров – электрическое состояние выхода в тот момент, когда датчик не активирован (на него не производится какое-либо воздействие).
Выход в этот момент может быть включен (на нагрузку подается питание) либо выключен. Соответственно, говорят – нормально закрытый (нормально замкнутый, НЗ) контакт либо нормально открытый (НО) контакт. В иностранной аппаратуре, соответственно – NС и NО.
То есть, главное, что надо знать про транзисторные выходы датчиков – то, что их может быть 4 разновидности, в зависимости от полярности выходного транзистора и от исходного состояния выхода:
- PNP NO
- PNP NC
- NPN NO
- NPN NC
Положительная и отрицательная логика работы
Это понятие относится скорее к исполнительным устройствам, которые подключаются к датчикам (контроллеры, реле).
ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ или ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ логика относится к уровню напряжения, который активизирует вход.
ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ логика: вход контроллера активизируется (логическая “1”) при подключении к ЗЕМЛЕ. Клемму S/S контроллера (общий провод для дискретных входов) при этом необходимо соединить с +24 В=. Отрицательная логика используется для датчиков типа NPN.
ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ логика: вход активизируется при подключении к +24 В=. Клемму контроллера S/S необходимо соединить с ЗЕМЛЕЙ. Используйте положительную логику для датчиков типа PNP. Положительная логика применяется чаще всего.
Существуют варианты различных устройств и подключения к ним датчиков, спрашивайте в комментариях, вместе подумаем.
Продолжение статьи – . Во второй части даны реальные схемы и рассмотрено практическое применение различных типов датчиков с транзисторным выходом.
Индуктивный датчик - это преобразователь параметрического типа, принцип действия которого основан на изменении индуктивности L или взаимоиндуктивности обмотки с сердечником, вследствие изменения магнитного сопротивления R М магнитной цепи датчика, в которую входит сердечник.
Широкое применение индуктивные датчики находят в промышленности для измерения перемещений и покрывают диапазон от 1мкм до 20мм. Также можно использовать индуктивный датчик для измерения давлений, сил, уровней расхода газа и жидкости и т. д. В этом случае измеряемый параметр с помощью различных чувствительных элементов преобразуется в изменение перемещения и затем эта величина подводится к индуктивному измерительному преобразователю. В случае измерения давлений, чувствительные элементы могут выполняться в виде упругих мембран, сильфонов, и т. д. Используются они и в качестве датчиков приближения, которые служат для обнаружения различных металлических и неметаллических объектов бесконтактным способом по принципу “да” или “нет”.
Возможные области применения датчиков чрезвычайно разнообразны, можно выделить лишь отдельные сферы:
промышленная техника измерения и регулирования,
робототехника,
автомобилестроение,
бытовая техника,
медицинская техника.
Достоинства :
Простота и прочность конструкции, отсутствие скользящих контактов;
Возможность подключения к источникам промышленной частоты;
Относительно большая выходная мощность (до десятков Ватт);
Значительная чувствительность.
Недостатки :
- точность работы зависит от стабильности питающего напряжения по частоте;
Возможна работа только на переменном токе.
Типы преобразователей и их конструктивные особенности
По схеме построения датчики можно разделить на одинарные и дифференциальные. Одинарный датчик содержит одну измерительную ветвь, дифференциальный – две.
|
Тип датчика |
Переменный зазор |
Переменная площадь зазора |
Соленоидные |
|
|
Индуктивные |
Одинарные | |||
|
Дифференциальные |
|
|
|
|
|
Взаимоиндуктивные |
Одинарные |
|
|
|
|
Дифференциальные |
|
|
|
|
В дифференциальном датчике при изменении измеряемого параметра одновременно изменяются индуктивности двух одинаковых катушек, причем изменение происходит на одну и ту же величину, но с обратным знаком.
Как известно, индуктивность катушки:
,
где W
–
число витков; Ф
– пронизывающий ее магнитный поток;
–
проходящий по катушке ток. Ток связан
с МДС
соотношением:
.
Откуда получаем:
,
где
–
магнитное сопротивление преобразователя.
Рассмотрим, например, одинарный индуктивный датчик. В основу его работы положено свойство дросселя с воздушным зазором изменять свою индуктивность при изменении величены воздушного зазора.
Состоит из ярма 1, обмотки 2, якоря 3- удерживается пружинами.
На обмотку 2 через сопротивление нагрузки R н подается напряжение питания переменного тока.
Ток в цепи нагрузки определяется как:
где r д - активное сопротивление дросселя;
L - индуктивность датчика.
Т.к. активное сопротивление цепи величина постоянная, то изменение тока I может происходить только за счет изменения индуктивной составляющей
которая зависит от величены воздушного зазора .
Т.о. , каждому значению соответствует определенное значение I , создающего падение напряжения на сопротивлении R н:
U вых =IR н -
представляет собой выходной сигнал датчика.
Можно вывести аналитическую зависимость U вых =f(, при условии что зазор достаточно мал и потоками рассеяния можно пренебречь, и пренебречь магнитным сопротивлением железа R мж по сравнению с магнитным сопротвлением воздушного зазора R мв .
Приведем конечное выражение:
В реальных устройствах активное сопротивление цепи намного меньше индуктивного, тогда выражение сводится к виду:
Т.о. зависимость U вых =f( имеет линейный характер (в первом приближении).
Реальная характеристика имеет вид :
Отклонение от линейности в начале объясняется принятым допущением R мж R мв .
При малых магнитное сопротивление железа соизмеримо с магнитным сопротивлением воздуха.
Отклонение при больших объясняются тем, что при больших R L становится соизмеримой с величиной активного сопротивления - R н +r д .
В целом рассмотренный датчик имеет ряд существенных недостатков:
Не меняется фаза тока при изменении направления перемещения;
При необходимости измерять в обоих направлениях перемещение нужно устанавливать начальный воздушный зазор и, следовательно, ток I 0 ,что неудобно;
Ток в нагрузке зависит от амплитуды и частоты питающего напряжения;
В процессе работы датчика на якорь действует сила притяжения к магнитопроводу, которая ничем не уравновешивается, и значит вносит погрешность в работу датчика.
Дифференциальные (реверсивные) индуктивные датчики (ДИД)
ДИД представляет собой совокупность двух нереверсивных датчиков и выполняются в виде системы, состоящей из двух магнитопроводов с общим якорем и двумя катушками. Для ДИД необходимы два раздельных источника питания, для чего обычно используется разделительный трансформатор 5.
По форме магнитопровода могут быть ДИД с магнитопроводом Ш- образной формы, набранные из мостов электротехнической стали (при частотах выше 1000Гц применяются железо- никелевые сплавы- пермолой), и цилиндрические- со сплошным магнитопроводом круглого сечения. Выбор формы датчика зависит от конструктивного сочетания его с контролируемым устройством. Применение Ш- образного магнитопровода обусловлено удобством сборки катушки и уменьшением габаритов датчика.
Для питания ДИД используют трансформатор 5 с выводом средней точки на вторичной обмотке. Между ним и общим концом обеих катушек включается прибор 4. Воздушный зазор 0,2-0,5 мм.
При среднем положении якоря, когда воздушные зазоры с обеих? одинаковы, индуктивные сопротивления катушек 3 и 3 одинаковы следовательно величины токов в катушках равныI 1 =I 2 и результирующий ток в приборе равен 0.
При небольшом отклонении якоря в ту или иную сторону под действием контролируемой величены Х меняются величины зазоров и индуктивностей, прибор регистрирует разностный токI 1 -I 2 ,он является функцией смещения якоря от среднего положения. Разность токов обычно регистрируется с помощью магнитоэлектрического прибора 4 (микроамперметра) с выпрямительной схемой В на входе.
Характеристика датчика имеет вид:
Полярность выходного тока остается неизменной независимо от знака изменения полного сопротивления катушек(для схемы Рис.1). При изменении направления отклонения якоря от среднего положения меняется на противоположную (на 180°) фаза тока на выходе датчика. При использовании фазочувствительных выпрямительных схем можно получить индикацию направления перемещения якоря от среднего положения.
Характеристика ДИД с ФЧВ имеет вид:
Погрешность преобразования индуктивного датчика
Информативная способность индуктивного датчика в значительной мере определяется его погрешностью преобразования измеряемого параметра. Суммарная погрешность индуктивного датчика складывается из большого числа составляющих погрешностей. Можно выделить следующие погрешности индуктивного датчика:
1) Погрешность от нелинейности характеристики. Мультипликативная составляющая общей погрешности. Из-за принципа индуктивного преобразования измеряемой величины, лежащего в основе работы индуктивных датчиков, является существенной и в большинстве случаев определяет диапазон измерения датчика. Обязательно подлежит оценке при разработке датчика.
2) Температурная погрешность. Случайная составляющая. Ввиду большого числа зависимых от температуры параметров составных частей датчика составляющая погрешность может достичь больших величин и является существенной. Подлежит оценке при разработке датчика.
3) Погрешность от
влияния внешних электромагнитных полей.
Случайная составляющая общей погрешности.
Возникает из-за индуцирования ЭДС в
обмотке датчика внешними полями и из-за
изменения магнитных характеристик
магнитопровода под действием внешних
полей. В производственных помещениях
с силовыми электроустановками
обнаруживаются магнитные поля с
индукцией
Тл и частотой в основном 50 Гц. Поскольку
магнитопроводы индуктивных датчиков
работают при индукциях 0,1 – 1 Тл, то доля
от внешних полей составит 0,05–0,005% даже
в случае отсутствия экранирования.
Введение экрана и применение
дифференциального датчика снижают эту
долю примерно на два порядка. Таким
образом, погрешность от влияния внешних
полей должна приниматься в рассмотрение
только при проектировании датчиков
малой чувствительности и с невозможностью
достаточной экранировки. В большинстве
случаев эта составляющая погрешности
не является существенной.
4) Погрешность от
магнитоупругого эффекта. Возникает
из-за нестабильности деформаций
магнитопровода при сборке датчика
(аддитивная составляющая) и из-за
изменения деформаций в процессе
эксплуатации датчика (случайная
составляющая). Расчеты с учетом наличия
зазоров в магнитопроводе показывают,
что влияние нестабильности механических
напряжений в магнитопроводе вызывает
нестабильность выходного сигнала
датчика порядка
,
и в большинстве случаев эта составляющая
может специально не учитываться.
5) Погрешность от тензометрического эффекта обмотки. Случайная составляющая. При намотке катушки датчика в проводе создаются механические напряжения. Изменение этих механических напряжений в процессе эксплуатации датчика ведет к изменению сопротивления катушки постоянному току и, следовательно, к изменению выходного сигнала датчика. Обычно для правильно спроектированных датчиков , т. е. эту составляющую не следует специально учитывать.
6) Погрешность от
соединительного кабеля. Возникает из-за
нестабильности электрического
сопротивления кабеля под действием
температуры или деформаций и из-за
наводок ЭДС в кабеле под действием
внешних полей. Является случайной
составляющей погрешности. При
нестабильности собственного сопротивления
кабеля погрешность выходного сигнала
датчика
.
Длина соединительных кабелей составляет
1–3 м и редко больше. При выполнении
кабеля из медного провода сечением
сопротивление кабеля менее 0,9 Ом,
нестабильность сопротивления
.
Поскольку полное сопротивление датчика
обычно больше 100 Ом, погрешность выходного
сигнала датчика может составить величину
.
Следовательно, для датчиков, имеющих
малое сопротивление в рабочем режиме,
погрешность следует оценивать. В
остальных случаях она не является
существенной.
7) Конструктивные погрешности. Возникают под действием следующих причин: влияние измерительного усилия на деформации деталей датчика (аддитивная), влияние перепада измерительного усилия на нестабильность деформаций (мультипликативная), влияние направляющих измерительного стержня на передачу измерительного импульса (мультипликативная), нестабильность передачи измерительного импульса вследствие зазоров и люфтов подвижных частей (случайная). Конструктивные погрешности в первую очередь определяются недостатками в конструкции механических элементов датчика и не являются специфическими для индуктивных датчиков. Оценка этих погрешностей производится по известным способам оценки погрешностей кинематических передач измерительных устройств.
8) Технологические погрешности. Возникают вследствие технологических отклонений взаимного положения деталей датчика (аддитивная), разброса параметров деталей и обмоток при изготовлении (аддитивная), влияния технологических зазоров и натягов в соединении деталей и в направляющих (случайная).
Технологические погрешности изготовления механических элементов конструкции датчика также не являются специфическими для индуктивного датчика, их оценка производится обычными для механических измерительных устройств способами. Погрешности изготовления магнитопровода и катушек датчика ведут к разбросу параметров датчиков и к затруднениям, возникающим при обеспечении взаимозаменяемости последних.
9) Погрешность от старения датчика. Эта составляющая погрешности вызывается, во-первых, износом подвижных элементов конструкции датчика и, во-вторых, изменением во времени электромагнитных характеристик магнитопровода датчика. Погрешность следует рассматривать как случайную. При оценке погрешности от износа во внимание принимается кинематический расчет механизма датчика в каждом конкретном случае. На стадии конструирования датчика в этом случае целесообразно задавать срок службы датчика в нормальных для него условиях эксплуатации, за время которого дополнительная погрешность от износа не превысит заданной величины.
Электромагнитные свойства материалов изменяются во времени.
В большинстве случаев выраженные процессы изменения электромагнитных характеристик заканчиваются в течение первых 200 часов после термообработки и размагничивания магнитопровода. В дальнейшем они остаются практически постоянными и не играют существенной роли в общей погрешности датчика.
Проведенное выше рассмотрение составляющих погрешности индуктивного датчика дает возможность оценить их роль в формировании общей погрешности датчика. В большинстве случаев определяющими являются погрешность от нелинейности характеристики и температурная погрешность преобразователя.
Расчет индуктивных датчиков перемещений
Целью расчета индуктивного измерительного преобразователя является определение его конструктивных параметров по заданным метрологическим характеристикам или расчет метрологических характеристик данной конструкции индуктивного измерительного преобразователя.
Эти расчеты связаны с теорией электромагнитных цепей. Основными метрологическими характеристиками индуктивного измерительного преобразователя являются:
1) диапазон измерения
с допустимой погрешностью
;
2) чувствительность
преобразования (относительная)
;
3) погрешность
преобразования (относительная)
.
В качестве конструктивных параметров индуктивного преобразователя, определяющих его метрологические характеристики, необходимо учитывать геометрические размеры магнитопровода и его материал, геометрические размеры и число витков катушки преобразователя.
С точки зрения расчета индуктивные измерительные преобразователи можно разделить на три вида: преобразователи с переменной длиной немагнитных зазоров в магнитопроводе, преобразователи с переменной площадью немагнитных зазоров в магнитопроводе и соленоидные преобразователи.
Выходной величиной
индуктивного измерительного преобразователя
является его полное сопротивление,
модуль которого определяется зависимостью
,
где
– добротность преобразователя.
Индуктивность
преобразователя
в первую очередь зависит от конструктивных
параметров преобразователя и
электромагнитных характеристик его
элементов (в рабочем диапазоне частот).
Величины
и
существенно зависят ещё и от режима
работы преобразователя и, в частности,
от частоты
.
В связи с этим модуль полного сопротивления
преобразователя
будет определенной величиной только
для фиксированного режима работы
преобразователя.
С другой стороны,
характерной особенностью добротности
является слабая зависимость этой
величины (в рабочем диапазоне режимов
преобразователя) от режима работы
преобразователя и входной величины.
Приведенные
рассуждения показывают целесообразность
применения для характеристики индуктивного
измерительного преобразователя двух
достаточно стабильных величин
и
.
При этом с небольшой
погрешностью результата в практических
случаях можно принять
и вместо зависимости
рассматривать зависимость
,
приняв последнюю в качестве функции
преобразования индуктивного измерительного
преобразователя.
Применяемые методы
расчета индуктивных преобразователей
базируются на теории магнитных цепей
с зазорами. Исходными являются следующие
расчетные соотношения: магнитный поток
в магнитопроводе
,
где
–
намагничивающая сила обмотки
преобразователя,
–
магнитное комплексное сопротивление
магнитопроводов и зазоров;
индуктивность
преобразователя
,
где
–
число витков обмотки преобразователя.
Решение задачи
сводится к определению магнитного
сопротивления магнитной цепи. Последнее
складывается из магнитного сопротивления
ферромагнитных и немагнитных участков
цепи
,
где
,
–
полное активное магнитное сопротивление
и полное реактивное магнитное
сопротивление.
Для нахождения
и
предлагаются следующие соотношения:
; 
,
где
,
– удельное активное и реактивное
магнитные сопротивления,
,
–
длина и площадь сечения однородных
участков магнитопровода.
Удельное активное
сопротивление
учитывает магнитные свойства вещества
магнитопровода и определяется из
соотношения
.
Удельное реактивное
магнитное сопротивление
учитывает потери в магнитопроводе, в
первую очередь от вихревых токов, в
значительной мере определяется не
только материалом магнитопровода, но
и его конструкцией. При слабо выраженном
поверхностном эффекте в магнитопроводе
преобразователя допустимо при расчете
принимать
.
С учетом сказанного при практических
расчетах часто принимают
,
где
,
–
длина и площадь сечения немагнитных
зазоров.
Схемы включения индуктивных датчиков
Схема включения индуктивного датчика перемещений осуществляет его согласование с электрическим вторичным измерительным преобразователем и преобразует изменение полного сопротивления датчика в изменение электрического тока или напряжения. Электрические вторичные измерительные преобразователи индуктивных измерительных устройств являются общими для самых разнообразных электрических устройств, предназначенных для измерения различных неэлектрических величин.
В любую схему включения индуктивный датчик размера может входить либо непосредственно, либо в составе резонансного контура параллельного или последовательного. Применение включения датчика в резонансный контур позволяет в ряде случаев повысить чувствительность измерения и улучшить линейность характеристики датчика. С этой точки зрения все схемы включения - индуктивных датчиков можно разделить на безрезонансные, в которых индуктивный датчик включен в схему непосредственно, и резонансные, в которых индуктивный датчик входит в схему в составе колебательного контура.
Независимо от предыдущего деления применяют следующие типы схем включения индуктивных датчиков:
последовательную (схема генератора тока);
схему делителя напряжения;
мостовую;
частотную;
трансформаторную.
Применяемый тип схемы зависит от того, какой датчик применяется - индуктивный или взаимоиндуктивный. Кроме того, вид схемы одного и того же типа изменяется при включении простого и дифференциального датчика.
Последовательные схемы включения
В
Рисунок
4.8.1.1
арианты
последовательных схем показаны на
рисунке 4.8.1.1. Индуктивный датчик
питается переменным напряжением
.
Величина тока
в датчике при постоянной величине
питающего напряжения будет зависеть
от его сопротивления:
,
где
– круговая частота питания схемы,
– добротность датчика,
– сопротивление потерь датчика,
– частота питающего датчик тока.
Чувствительность преобразования последовательной схемы
.
Изменение тока (выходной сигнал) при изменении полного сопротивления датчика
,
где
– коэффициент преобразования схемы
включения.
Схема чувствительна
к изменению напряжения питания
и частоты питающего тока Используя
простую последовательную схему включения
индуктивного датчика, нельзя получить
высокую чувствительность и точность
измерений.
Последовательная
схема может быть безрезонансной
и резонансной
(см. 4.8.1.1 в). В
резонансной
схеме ток в цепи будет определяться
сопротивлением резонансного контура,
состоящего из индуктивности датчика
и конденсатора
.
При изменении
это сопротивление меняется, вызывая
изменение тока.
Если частота питающего
напряжения
совпадает с
собственной частотой колебательного
контура
,
то сопротивление последовательного
колебательного контура
минимально,
а параллельного – максимально. При
изменении индуктивности датчика
равенство частот
будет нарушено, и сопротивление
последовательного контура будет увеличиваться, а параллельного – уменьшаться. Соответствующим образом будет изменяться и ток в цепи. Чувствительность резонансной последовательной схемы в несколько раз выше чувствительности безрезонансной последовательной схемы.
В
ариант
последовательной схемы для включения
дифференциального датчика показан
на рисунке 4.8.1.2. Каждая половина датчика
и
питается переменным током с напряжением
.
При изменении
измеряемого размера одна индуктивность
уменьшается, а другая увеличивается на
одну и ту же величину. Соответствующим
образом изменяются токи в цепях обмоток
датчиков. Эти токи
и
выпрямляются диодами
и
и во встречной полярности протекают
через измеритель токаА.
Измеритель тока
будет показывать разницу токов в цепях
обмоток
и
.
При равенстве полных сопротивлений
токи в их цепях будут равны, и амперметрА покажет
нуль. При изменении измеряемого
размера равенство сопротивлений
нарушится, и показания амперметра будут
отличаться от нуля.
Направление тока
через амперметр будет зависеть от того,
в цепи какой катушки
или
ток в данный момент больше.
Такие схемы включения дифференциальных индуктивных датчиков, которые реагируют не только на величину смещения измерительного стержня из нулевого положения, но и на направление смещения, называют фазочувствительными.
Схемы делителей напряжения
При включении по
схеме делителя напряжения датчик
включается в цепь последовательно
с некоторым постоянным сопротивлением
,
которое в общем виде может быть
комплексным. Добавочным сопротивлением
может служить, например, резистор,
индуктивность или емкость (см. рис.
4.8.2.1). При питании цепи переменным
напряжением, напряжение на датчике,
измеряемое вольтметромV
того или иного
типа, будет зависеть от полного
сопротивления датчика. Если соблюдается
условие
,
то
,
откуда следует, что напряжение на датчике прямо пропорционально величине его индуктивности.
Чувствительность по напряжению схемы
.
Выходной сигнал схемы включения при изменении полного сопротивления датчика
С другой стороны,
выходное напряжение схемы делителя
напряжения зависит также от величины
напряжения питания
и частоты питающего тока
.
Нетрудно убедиться, что
и
;
следовательно, стабильность источника
питания по частоте и напряжению
определяет погрешность преобразования
измерительного сигнала схемой
делителя напряжения.
Включение
дифференциального датчика в схему
делителя напряжения показано на
рисунке 4.8.2.2. Обмотки датчика
и
образуют делитель напряжения, питаемый
переменным током.
При изменении
индуктивностей обмоток будет изменяться
их полное сопротивление и падение
напряжения на обмотках. Это падение
напряжения выпрямляется диодами
и
.
Конденсаторы
и
служат для
сглаживания пульсаций выпрямленного
напряжения, а резисторы
,
,
являются сопротивлениями нагрузки
для выпрямителей.
Показывающий
вольтметр V
подключен к
одноименным полюсам выпрямителей. В
этом случае он будет показывать
разницу напряжений на обмотках датчика
и
.
Когда индуктивности обмоток равны,
равны и их полные сопротивления и падения
напряжения на них. Вольтметр при этом
покажет нуль. Регулировка нулевых
показаний вольтметра при настройке
может осуществляться переменным
резистором
.
Мостовые схемы
Весьма широкое распространение для включения индуктивных датчиков нашла мостовая схема включения в различных вариантах (см. рис. 4.8.3.1). Общий вид мостовых схем включения недифференциального индуктивного датчика показан на рисунке. Если соблюдается условие
г
де
– фазовый угол соответствующего
комплексного сопротивления, то
выходное напряжение
равно нулю, и мост в этом случае
сбалансирован или уравновешен. Условие
равновесия мостовой схемы формулируется
следующим образом: «для равновесия
мостовой схемы необходимо, чтобы
произведения модулей комплексных
сопротивлений накрест лежащих плеч
моста, а также суммы их углов фазовых
сдвигов были равны между собой». При
изменении индуктивности датчика условие
равновесия моста нарушается, и
выходное напряжение моста пропорционально
изменению индуктивности.
Плечи мостовой схемы
в общем случае являются комплексными
сопротивлениями и в конкретных схемах
включения могут быть реализованы
включением резисторов, индуктивностей
или емкостей. Пример реализации мостовой
схемы приведен на рисунке 4.8.3.1 б).
Одним плечом
моста является индуктивность датчика
,
второе плечо – компенсационная
индуктивность
,
третье и четвертое
– образованы резисторами
,
и
.
Для резисторов
фазовый угол
.
Для индуктивностей
.
В связи с этим удается обеспечить
условие равновесия мостовой схемы.
Балансировка мостовой схемы для
определенного значения
при настройке осуществляется резистором
или изменением
компенсационной индуктивности
.
М
остовые
схемы с компенсационной индуктивностью
не всегда удобны при практическом
исполнении. В этом отношении проще схемы
на резистивно-емкостных элементах (см.
рис. 4.8.3.1 в). Конденсатор
введен в схему
для того, чтобы можно было обеспечить
равенство сумм фазовых углов накрест
лежащих плеч моста. Регулировкой
резистора
устанавливается
требуемый угол фазового сдвига плеча,
составленного резисторами
,
,
частично
и конденсатором
и накрест лежащего
по отношению к плечу с
.
Регулировкой резистора
добиваются
выполнения условия равенства
произведений модулей сопротивлений
накрест лежащих плеч. Таким образом оба
регулировочных элемента
и
одновременно
используются для балансировки мостовой
схемы.
Мостовая схема
используется и для включения
дифференциальных датчиков. В схеме
на рисунке 4.8.3.2 а) два плеча моста
образованы индуктивностями обмоток
дифференциального датчика, а два других
резисторами
,
и
.
Поскольку катушки
датчика имеют одинаковую конструкцию
и одинаковые параметры, то для них углы
фазовых сдвигов близки, и второе условие
равновесия мостовой схемы обеспечивается
автоматически.
Для балансировки
мостовой схемы при неравных значениях
индуктивностей
и
в процессе настройки служит резистор
,
которым добиваются
выполнения первого условия равновесия
мостовой схемы.
Вмостовой схеме, приведенной на рисунке
4.8.3.2 б), плечами
моста являются индуктивности датчика
и
,
а также обмотки
трансформатора
и резистор
.
В этой схеме
указатель подключен к измерительной
диагонали моста через трансформатор
.
Такое включение
позволяет наилучшим образом согласовать
между собой выходное сопротивление
мостовой схемы и сопротивление измерителя
для получения наибольшей чувствительности.
Резистор
служит для балансировки мостовой схемы
при настройке.
На рисунке 4.8.3.2 в), в приведена схема, аналогичная показанной на рисунке 4.8.3.2 а), а, но в данном случае изменено назначение диагоналей моста.
Все рассмотренные мостовые схемы работают в режиме неуравновешенного моста, при котором изменение индуктивности датчика размера ведет к пропорциональному изменению выходного напряжения на измерительной диагонали моста.
Выходное напряжение мостовой неуравновешенной схемы
,
где
– относительное изменение полного
сопротивления одного плеча (обмотки
датчика) мостовой схемы;
– коэффициент преобразования мостовой
схемы (плечевой коэффициент).
Величина
определяется соотношением углов фазовых
сдвигов комплексных сопротивлений
смежных плеч.
Фазовые соотношения смежных плеч моста:
а – синфазные, б – квадратурные, в – противофазные.
С этой точки зрения мостовые схемы разделяются на
Для включения
индуктивных датчиков размера на практике
применяются только синфазные и
квадратурные мостовые схемы, и,
следовательно,
.
Выражение записано
для модуля выходного напряжения без
учета фазового сдвига. Из этого выражения
нетрудно видеть, что стабильность
выходного напряжения
зависит от стабильности напряжения
питания
и частоты питания
(в последнем случае при изменении частоты
изменяется
).
При этом
,
.
Поскольку в общем виде первое условие равновесия мостовой схемы переменного тока можно записать
,
то функция
преобразования уравновешенной мостовой
схемы (при одном уравновешивающем плече
)
будет иметь вид
и
.
При включении в
мостовую схему дифференциального
индуктивного датчика в выражения и
следует подставлять величину
,
где
– относительное изменение полного
сопротивления обмотки половины
дифференциального датчика при входном
измеряемом перемещении
.
Частотная схема включения
Д
ля
преобразования индуктивности датчика
в частоту переменного тока применяют
генераторные схемы (см. рис. 4.8.4). Основой
генераторной схемы является колебательный
контур, составленный индуктивностью
датчика
и постоянной емкостью
.
Контур включен в схему электронного генератора Г, который генерирует переменное напряжение с частотой, равной собственной частоте колебательного контура.
При изменении индуктивности датчика изменяется частота на выходе генератора, измеряемая частотомером. Частота генератора зависит в основном от индуктивности датчика и не зависит от его сопротивления потерь (это верно только в первом приближении). Поскольку сопротивление потерь датчика обычно в большой степени зависит от различных внешних факторов, то избавление от его влияния на результаты измерения повышает точность измерений.
Генераторная схема
может применяться для включения, как
недифференциальных датчиков, так и
дифференциальных.
В последнем
случае имеется два колебательных
контура, составленных каждой обмоткой
датчика и конденсаторами
и
,
и два генератора
Г1 и
Г2. Частоты
с обоих генераторов
и
поступают на смеситель, который выделяет
разностную частоту. Эта разностная
частота, в свою очередь, измеряется
частотомером. Подбором емкостей
и
генераторы
настраиваются так, чтобы в одном из
крайних положений измерительного
стержня датчика выполнялось условие
и
.
Тогда показания частотомера будут
пропорциональны величине смещения
измерительного стержня из крайнего
положения.
Чувствительность преобразования частотной схемы включения
и относительная чувствительность
.
Сравнение чувствительности преобразования частотной схемы с чувствительностью других описанных схем показывает, что ее относительная чувствительность в 2 раза ниже, как это следует из формулы.
Трансформаторная схема включения
В
заимоиндуктивные
датчики включаются по трансформаторной
схеме. Трансформаторная схема
включения недифференциального
взаимоиндуктивного датчика показана
па рисунке 4.8.5.
Одна обмотка
датчика питается переменным напряжением
постоянной величины
.
За счет магнитной
связи между обмотками во второй обмотке
наводится ЭДС, которая измеряется
соответствующим вольтметром.
Изменение измеряемого размера приводит к изменению связи между обмотками и к изменению ЭДС на вторичной обмотке. Таким образом, ЭДС на выходе вторичной обмотки будет зависеть от измеряемого размера.
Напряжение на
вторичной обмотке
,
где
– взаимная
индуктивность первичной и вторичной
обмоток;
– индуктивность
первичной обмотки.
Если принять, что взаимная индуктивность М остается постоянной, то выходной сигнал схемы включения
,
где
;
.
Последнее выражение справедливо при отсутствии нагрузки в цепи вторичной обмотки. Для цепи питания в этом случае нагрузкой является в основном полное сопротивление первичной обмотки.
Дифференциальная трансформаторная схема отличается наличием двух вторичных обмоток у датчика. Измерительный вольтметр в этом случае измеряет разность напряжений на обмотках.
Трансформаторная схема включения индуктивных датчиков весьма проста и практически не требует каких-либо дополнительных элементов. Однако конструкция датчика при этом усложняется, появляется потребность в нескольких обмотках и соответствующем количестве соединительных проводов.
Индуктивный датчик является очень распространенным устройством, входящим в состав низового оборудования в автоматизированных системах управления производством. Устройства широко применяются в машиностроении, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности.
Наиболее эффективно приборы используются в станках в качестве конечных выключателей, а также в автоматических линиях.
При этом индуктивные датчики реагируют только на металлы, оставаясь нечувствительными к другим материалам. Данное свойство позволяет увеличить защищенность устройств от помех, вводя в их зону чувствительности различные смазки, эмульсии и другие вещества, что не вызовет ложного срабатывания.
Объектами, на которые воздействует индуктивный являются различные металлические детали: кулачки, ползуны, зубья шестеренок. Во многих случаях может применяться прикрепленная к деталям оборудования пластина.
По статистике, из всех используемых датчиков положения более 90 процентов приходится на индуктивные устройства.
Это можно объяснить их отличными эксплуатационными характеристиками, низкой стоимостью и одновременно высокой надежностью, чего нельзя сказать о других приборах.
Бесконтактный выключатель (индуктивный датчик) работает по следующим принципам. Входящий в состав производит электромагнитное поле, которое взаимодействует с объектом. Необходимую длительность сигнала управления и гистерезис при переключении обеспечивает триггер. Усилитель позволяет увеличить до необходимого значения амплитуду сигнала.
Расположенный в датчике световой индикатор обеспечивает оперативность настройки, контроль работоспособности и показывает состояние выключателя. Для защиты от проникновения в устройство воды и твердых частиц используется компаунд. Корпус изделия позволяет монтировать индуктивный и защищает приспособление от механических воздействий. Его изготавливают из полиамида или латуни, комплектуя метизными компонентами.
В процессе работы устройства при подаче напряжения генератора создается переменное магнитное поле, которое располагается перед активной поверхностью выключателя. При попадании в зону чувствительности объекта воздействия происходит снижение качества контура и амплитуды колебаний. В результате происходит срабатывание триггера и изменяется состояние выхода выключателя.
Индуктивный датчик имеет некоторые особенности применения. Он может распознавать различные группы металлов, благодаря отсутствию износа и механического воздействия является долговечным приспособлением. Устройства комплектуют с помощью механизмов защиты от короткого замыкания и перегрузок.
Они имеют стойкость к высокому давлению, впускаются в различных вариантах для применения при высоких (до 150 С o) и низких (от - 60 С о) температурах. Индуктивный датчик обладает устойчивостью к активным химическим средам, может иметь аналоговый или дискретный выход для определения положения относительно устройства объекта воздействия.