کاربرد سنسور القایی شرح و اصل عملکرد سنسورهای مجاورت القایی. انواع سنسورهای جابجایی القایی

سنسورهای القاییبرای تبدیل حرکات خطی و زاویه ای کوچک به سیگنال الکتریکی استفاده می شود. ساده ترین حسگر القایی (که تک سر نامیده می شود) یک سلف 1 با یک هسته آهنی 2 و یک آرمیچر متحرک 3 است که توسط یک شکاف هوا از هسته جدا شده است (شکل 2-4). یک سلف با یک هسته به نام استاتور حسگر بدون حرکت ثابت است و آرمیچر به صورت مکانیکی به قسمت متحرک آپ امپ متصل می شود که حرکت آن باید به سیگنال الکتریکی تبدیل شود. هنگامی که آرمیچر حرکت می کند، مقاومت مدار مغناطیسی سنسور به دلیل تغییر در شکاف هوا δ بین استاتور و آرمیچر (با حرکت عمودی آرمیچر) یا ناحیه شکاف هوا S (با حرکت افقی آرمیچر).

مقاومت مدار مغناطیسی سنسور از مقاومت مقطع مدار با فولاد Rst و مقاومت مقطع مدار با شکاف هوا Rb تشکیل شده است. مقاومت مغناطیسی بخش زنجیره با فولاد:

Rst = Lst/(mst/Sst)،

که در آن Lst کل طول خط میدان مغناطیسی متوسط ​​در فولاد هسته و آرمیچر است. Sst - سطح مقطع هسته فولادی؛ mst - نفوذپذیری مغناطیسی هسته و مواد آرمیچر.

مقاومت مغناطیسی بخش مدار با شکاف هوا:

Rst = 2δ/(μоSв)، که δ طول شکاف هوا بین استاتور و آرمیچر سنسور است. مو - نفوذپذیری هوا؛ Sв - سطح مقطع شکاف هوا. از آنجایی که مو>>مو، سپس Rst 0 است. مقاومت مدار مغناطیسی سنسور عمدتاً با مقاومت بخش مدار با شکاف هوا تعیین می شود:

Rм ≈ Rв = 2δ/(;μoSr)

شار مغناطیسی متناوب F که هنگام اتصال منبع تغذیه به سیم پیچ سنسور اتفاق می افتد برابر است با

جایی که من جریان در مدار سیم پیچ سنسور است. w تعداد دور سیم پیچ سنسور و w تعداد دور سیم پیچ سنسور است.

اندوکتانس سیم پیچ حسگر (اگر شار نشتی نادیده گرفته شود):

L = ωΦ/I = [ω 2 /2δ]μS

فرمول (2-1) یک ارتباط عملکردی بین حرکت آرمیچر سنسور القایی (در حین حرکت، تغییرات d یا Sв) و اندوکتانس سیم پیچ سنسور برقرار می کند.

U سنسورهای القاییبا شکاف هوای متغیرمشخصه استاتیک L=f(x) غیر خطی است (شکل 2-5، 1) و برای شکاف های بزرگ (δ > 1 میلی متر) حساسیت سنسور کاهش می یابد. چنین سنسورهایی با محدوده محدود حرکت آرمیچر - تا 1 میلی متر استفاده می شوند و نقطه عملیاتی اولیه در منطقه مشخصه ای انتخاب می شود که بیشترین شیب را دارد و حساسیت خطی سنسورهای با فاصله هوای متغیر بالا است - تا 0.2 میکرومتر

U سنسورهای القایی با سطح شکاف هوا متغیرمشخصه استاتیک L=f(Sв) خطی است، محدوده حرکت آرمیچر گسترده تر است - تا 8 میلی متر، اما حساسیت کمتر است - تا 0.3 میکرومتر (شکل 2-5، 2). تغییر در اندوکتانس سیم پیچ حسگر L منجر به تغییر در آن می شود راکتانس القایی: ХL = ωL که ω فرکانس دایره ای ولتاژ تغذیه است. در نتیجه، مقاومت کل سیم پیچ نیز تغییر می کند: Z = √Ra*2+XL*2، که در آن Ra مقاومت فعال سیم پیچ سنسور است.

جریان I در سیم پیچ سنسور تحت عمل یک اعمال می شود ولتاژ AC U همچنین با حرکت آرمیچر تغییر می کند و می تواند به عنوان سیگنال خروجی سنسور (مشخصه خروجی) عمل کند. به طور معمول، اصل عملکرد سنسورهای القایی را می توان به عنوان زنجیره ای از دگرگونی ها نشان داد که هنگام حرکت آرمیچر سنسور (برای سنسورهایی با شکاف هوای متغیر) رخ می دهد:

x → δ → Rm → Ф↓ → L↓ → Xl↓ → Z↓ → I

سنسورهای القایی تک سر دارند حساسیت بالاو قابلیت اطمینان، عمر سرویس عملا نامحدود، قدرت سیگنال خروجی بالا (تا چند وات)، که در برخی موارد امکان استفاده از تقویت کننده را فراهم می کند. معایب سنسورهای القایی شامل برگشت ناپذیری مشخصه، دامنه کوچک حرکات آرمیچر، وجود جریان بدون بار و نیروی جاذبه الکترومغناطیسی بین آرمیچر و استاتور، تأثیر نوسانات در دامنه و فرکانس منبع تغذیه است. ولتاژ. این معایب در سنسورهای القایی دیفرانسیل به طور کامل یا جزئی وجود ندارد.

سنسور القایی دیفرانسیل

این شامل دو استاتور با سلف L1 و L2 و یک آرمیچر مشترک است. با حرکت آرمیچر، اندوکتانس یک سیم پیچ افزایش و دیگری کاهش می یابد. سلف ها یا در یک مدار اندازه گیری دیفرانسیل یا به عنوان بازوهای مجاور در یک مدار اندازه گیری پل قرار می گیرند.

سنسورهای القایی دیفرانسیل بیشتر دارند دقت بالاتحولات و حساسیت مشخصه استاتیک این سنسورها خطی و برگشت پذیر است.

سنسورهای ترانسفورماتور

آنها نوعی سنسور القایی هستند. سنسور ترانسفورماتور را می توان به عنوان یک ترانسفورماتور در نظر گرفت که نسبت تبدیل آن به دلیل تغییر در ضریب القایی متقابل M بین سیم پیچ های آن تغییر می کند. چنین حسگرهایی برای تبدیل حرکات خطی و زاویه ای کوچک به سیگنال الکتریکی (ولتاژ AC) استفاده می شود.

در شکل 2-6 یک سنسور ترانسفورماتور دیفرانسیل با حرکت زاویه ای آرمیچر را نشان می دهد. سیم پیچ اولیه سنسور ω1 روی میله مرکزی هسته 1 قرار دارد و به منبع جریان متناوب متصل است. سیم پیچ های ثانویه ω2a و ω2b روی میله های بیرونی قرار دارند و به صورت سری و شمارنده به هم متصل می شوند. جریانی که از ω1 می گذرد یک شار مغناطیسی متناوب F1 ایجاد می کند که به دو جریان منشعب می شود: F1a و F1b. با موقعیت متقارن آرمیچر 2 نسبت به استاتور حسگر (هسته 1 با سیم پیچی ω1، ω2a و ω2b)، شار مغناطیسی برابر است: Ф1а=Ф1b=Ф1/2، و emf القا شده در سیم پیچ های ثانویه نیز برابر خواهد بود. : E2a=E2b.

از آنجایی که فازهای این EMF ها مخالف هستند (به دلیل اتصال متقابل سیم پیچ های ω2a و ω2b)، ولتاژ در خروجی سنسور صفر خواهد بود: Uout = E2a - E2b = O. هنگام چرخاندن آرمیچر که به صورت مکانیکی به قسمت متحرک جسم کنترل متصل می شود، سطح مقطع شکاف های هوا و بین آرمیچر و میله های هسته خارجی تغییر می کند. در نتیجه مقاومتهای RM1 و RM2 مدارهای مغناطیسی شارهای Ф1а و Ф1b و خود شارها تغییر خواهند کرد: یکی از آنها با ΔΦ افزایش می یابد و دیگری با ΔΦ کاهش می یابد. القای emf E2a و E2b در سیم پیچ های ثانویه نیز متناسب با تغییر در شارهای ФIа و Ф2b تغییر می کند. یک ولتاژ Uout در خروجی سنسور ظاهر می شود که دامنه آن برابر است با اختلاف بین دامنه های EMF E2a و E2b: Uout = E2a-E2b، و فاز ولتاژ خروجی توسط فاز تعیین می شود. EMF بزرگتر

بنابراین، مشخصه چنین سنسوری برگشت پذیر و خطی (در منطقه کار) خواهد بود. حساسیت سنسور ترانسفورماتور دیفرانسیل دو برابر حساسیت سنسور تک چرخه است. منطقه کاردو برابر بیشتر، و با موقعیت متقارن آرمیچر، ولتاژ خروجی صفر است. دقت تبدیل سنسورهای ترانسفورماتور دیفرانسیل بالاتر است، زیرا به دلیل تقارن طراحی و مدار سنسور، خطاهای ناشی از تغییرات دمای محیط و فرکانس منبع تغذیه تا حدی جبران می شود.

حسگرهای مجاورتی بدون تماس را می توان در دستگاه های پزشکی، به عنوان بخشی از خطوط صنعتی خودکار، در لوازم خانگی. یکی از تولید کنندگان پیشرو در محصولات اتوماسیون در جهان، Autonics، سنسورهای مجاورت غیر تماسی را در سری (القایی) و (خازنی) ارائه می دهد.

اینداکتوزین چه وجه مشترکی دارند؟ آسیاب، صفحه نمایش لمسی گوشی هوشمند، سنسور بسته شدن درب خودرو و لامپ با روشن شدن خودکار? پاسخ این است که همه برنامه های فوق از حسگرهای مجاورت استفاده می کنند.

حسگرهای مجاورت عناصری هستند که به شما امکان می دهند حضور، نزدیک شدن یا حذف اشیاء مختلف را تشخیص دهید. این یک کلاس نسبتاً گسترده از دستگاه ها است (شکل 1).

حسگرهای مجاورت بر اساس نوع تعامل با یک جسم به دو دسته تماسی و غیر تماسی تقسیم می شوند.

نمونه های بارز سنسورهای تماسی، سوئیچ های محدود (به عنوان مثال، سنسورهای بسته شدن درب در خودروها) هستند.

سنسورهای تماسی نه تنها می توانند عملکرد روشن و خاموش را انجام دهند، بلکه موقعیت یک جسم را نیز تعیین می کنند، به عنوان مثال، سنسورهای سطح سوخت مقاومتی. برای آنها، خروجی یک سیگنال آنالوگ است - مقدار مقاومت متناسب با سطح مایع.

از مزایای سنسورهای تماسی می توان به سهولت طراحی و استفاده از آنها اشاره کرد. از معایب آنها می توان به وجود قطعات متحرک مکانیکی و عدم توانایی در بیشتر موارد ایجاد سطح بالامقاومت در برابر گرد و غبار و رطوبت، که منجر به کاهش عمر مفید می شود. عمر بسیار طولانی تر و حداکثر محافظت در برابر تاثیر منفی محیط خارجیدارای سنسورهای بدون تماس

سنسورهای مجاورت به دو گروه سنسور موقعیت و سوئیچ تقسیم می شوند. عملکرد اصلی سوئیچ های مجاورت این است که هنگام شناسایی یک شی، وضعیت خروجی را رله کنند. در سنسورهای موقعیت، سیگنال خروجی بسته به فاصله تا جسم تولید می شود.

هر گروه شامل حسگرهایی با فناوری های تشخیص متفاوت است: القایی، خازنی و فوتوالکتریک.

بیایید سوئیچ های القایی و خازنی بدون تماس تولید شده توسط Autonics را در نظر بگیریم.

طراحی و اصل عملکرد حسگرهای مجاورتی القایی و خازنی

حسگرهای خازنی و القایی قادرند وجود یک جسم را بدون تماس مستقیم با آن تشخیص دهند. در عین حال، کلیدهای القایی فقط به اجسام فلزی حساس هستند، در حالی که سوئیچ های خازنی قادر به تشخیص هر جسمی هستند که ثابت دی الکتریک آنها با هوا متفاوت است (به عنوان مثال، آب، چوب، فلز، پلاستیک و غیره). بیایید اصل عملکرد هر سنسور را جداگانه در نظر بگیریم.

عنصر اصلی یک سنسور القایی یک سلف است (شکل 2). به ژنراتور متصل است. متغیر ولتاژ الکتریکیباعث ایجاد میدان مغناطیسی متناوب در پایانه های خود می شود. خطوط میدان عمود بر جهت جریان در پیچ های سیم پیچ خواهد بود.

اگر هیچ اجسام فلزی در نزدیکی سیم پیچ وجود نداشته باشد، خطوط میدان مغناطیسیاز طریق هوا بسته می شوند. و دامنه ارتعاشات الکتریکی حداکثر خواهد بود.

اگر یک جسم فلزی به سیم پیچ نزدیکتر شود، بخش فزاینده ای از خطوط برق شروع به بسته شدن از طریق آن می کند. اندوکتانس سیم پیچ شروع به افزایش خواهد کرد. این فرآیند مشابه فرآیند قرار دادن یک هسته است. در این حالت، افزایش اندوکتانس منجر به کاهش دامنه و/یا فرکانس نوسانات خواهد شد.

اگر چنین سیستمی مجهز به آشکارساز باشد، با تغییر دامنه سیگنال می توان وجود یک جسم فلزی، نزدیک شدن یا فاصله آن را قضاوت کرد.

عملکرد سنسور خازنی همانطور که از نام آن پیداست بر اساس استفاده از کوپلینگ های خازنی است. خود سنسور در واقع یکی از صفحات یک خازن فضایی است. پوشش دوم زمین است. هوا در درجه اول به عنوان دی الکتریک عمل می کند. از آنجایی که ثابت دی الکتریک هوا کوچک است (ε = 1)، ظرفیت چنین خازنی کوچک است. اگر جسمی با مقدار ε بالاتر شروع به نزدیک شدن به سنسور کند، ظرفیت کل شروع به افزایش خواهد کرد (شکل 3).

بنابراین، با توجه به اندازه ظرفیت می توان حضور یک شی، نزدیک شدن یا فاصله آن را قضاوت کرد. در این مورد، ماده جسم می تواند تقریباً هر چیزی باشد، فقط مقدار ثابت دی الکتریک آن مهم است.

به طور معمول، اندازه گیری ها با استفاده از مدارهایی انجام می شود که ظرفیت خازنی را به فرکانس یا دامنه نوسانات تبدیل می کند، که با استفاده از یک آشکارساز اندازه گیری می شود. در نتیجه، مانند سنسور القایی، دو عنصر اجباری مورد نیاز است: یک ژنراتور و یک آشکارساز (شکل 4).

سوئیچ های خازنی و القایی دارای سیگنال خروجی نوع رله هستند - "روشن" یا "خاموش" (شکل 5). به همین دلیل، مدار سنسور دارای یک عنصر سوئیچینگ - یک ماشه است که برای جلوگیری از آن مثبت کاذبمجهز به هیسترزیس

ویژگی ها و ویژگی های اصلی سنسورهای مجاورتی

منطقه حساسیت یا منطقه فعال (Sensing Distance)، میلی متر. همانطور که در بالا نشان داده شد، محدوده سنسورهای مجاورت محدود است. تغییر قابل توجهی در ظرفیت و اندوکتانس اندازه گیری شده در نزدیکی عنصر حساس سنسور مشاهده می شود (شکل 2، 3).

حسگر فقط در فواصل نسبتا نزدیک، قابل مقایسه با اندازه خود سنسور، شروع به "احساس" یک جسم می کند. این ناحیه از حساسیت، منطقه فعال نامیده می شود. در مورد سنسورهای القایی، منطقه بیشترین چگالی خطوط میدان مغناطیسی را تعیین می کند.

فاصله سنجش، میلی متر پس از اینکه یک جسم وارد منطقه فعال شد، حسگر بلافاصله تغییر نمی کند، اما زمانی که به یک مقدار آستانه مشخص می رسد، که توسط یک ماشه داخلی با پسماند تنظیم می شود.

هیسترزیس برای از بین بردن آلارم های کاذب ضروری است. در این حالت سنسور روشن و خاموش می شود که در سطوح مختلفتردید.

فاصله کاری (تنظیم فاصله)، میلی‌متر - فاصله‌ای که در آن یک شی معین تضمین می‌شود که شناسایی شود.

در تعریف اخیر از اصطلاح "شیء مشخص" استفاده شده است. توضیح بیشتری لازم است. واقعیت این است که همه ویژگی های ذکر شده به طور دقیق تعریف نشده اند. مقدار آنها تحت تأثیر تعدادی از عوامل است: مواد و اندازه جسم، تغییر دما، پارامترهای تکنولوژیکی خود سنسور. به همین دلیل، تمام مشخصات داده شده با استفاده از یک جسم خاص در دمای معمولی (معمولاً 20 یا 25 درجه سانتیگراد) اندازه گیری می شوند.

تأثیر مواد و اندازه جسم تشخیص بر پارامترهای سنسورهای القایی. همانطور که در بالا نشان داده شده است، یک جسم فلزی که در حال نزدیک شدن است به عنوان هسته برای سیم پیچ حسگر عمل می کند. بدیهی است که جنس و شکل هسته تاثیر بسزایی در مقدار اندوکتانس دارد.

به همین دلیل، همه رتبه‌بندی‌ها به یک شی خاص اشاره دارد که همیشه در مستندات سنسور مشخص می‌شود. معمولاً این یک صفحه مربع آهنی با ابعاد مشخص است.

اگر قرار است از ماده دیگری استفاده شود، لازم است از ضریب تصحیح کاهش استفاده شود (جدول 1).

جدول 1. نمونه هایی از ضرایب کاهش سنسورهای القایی

تأثیر مواد و اندازه جسم تشخیص بر پارامترهای حسگرهای خازنی. ظرفیت خازن حاصل به شکل و جنس جسم نیز بستگی دارد. حداکثر حساسیت سنسور برای مواد با ثابت دی الکتریک بالا مشاهده می شود (جدول 2).

جدول 2. مقادیر ثابت دی الکتریک برای مواد مختلف

درک این نکته مهم است که هنگام تنظیم و نصب سنسور، باید احتمال مرطوب یا روغنی شدن جسم تحت نظارت را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، برای آب ε = 80، بنابراین حتی نازک ترین لایه آب منجر به تغییر قابل توجهی در ظرفیت خواهد شد. هر کاربر لپ تاپ با پد لمسی می تواند این را تأیید کند. اگر پد لمسی خیس شود، لپ تاپ کنترل خود را از دست می دهد تا زمانی که سطح سنسور کاملا خشک شود. همین تصویر در مورد سنسورهای خازنی صنعتی نیز مشاهده می شود.

اندازه جسم نیز مهم است. هر چه جسم بزرگتر باشد، ظرفیت آن بیشتر است.

رانش دما پارامترهای سنسور مجاورت. این وابستگی تغییر در ویژگی های سنسور (ابعاد منطقه فعال و شکاف کاری) با تغییرات دما را مشخص می کند.

دقت اولیه، ٪. علاوه بر مقادیر اسمی، اسناد سنسور همیشه دقت اولیه را نشان می دهد - مقدار برای دما و رطوبت معین. این گسترش به دلیل ویژگی های تکنولوژیکیتولید سنسور

فرکانس پاسخ، هرتز، فرکانس سوئیچینگ سنسور را مشخص می کند.

سنسورهایی که از منبع تغذیه تغذیه می شوند دارای بالاترین فرکانس پاسخ هستند. ولتاژ DC. در این حالت، فرکانس به اندازه سطح فعال سنسور و فاصله تا جسم بستگی دارد (جدول 3).

جدول 3. تأثیر اندازه سطح فعال و فاصله تا جسم بر فرکانس پاسخ سنسور استوانه ای 2 سیمه جریان مستقیم 24 V

قطر، میلی متر	فاصله، میلی متر	فرکانس هرتز
M08	1,5	1500
	2	1000
M12	2	1500
	4	500
M18	5	500
	8	350
M30	10	400
	15	200

سنسورهایی که با برق AC تغذیه می شوند فرکانس سوئیچینگ کمتری دارند. با این حال، هیچ وابستگی به اندازه سطح فعال سنسور و فاصله تا جسم وجود ندارد (جدول 4).

جدول 4. تاثیر اندازه سطح فعال و فاصله تا جسم بر فرکانس پاسخ سنسور AC استوانه ای 2 سیم 100...240 ولت

قطر، میلی متر	فاصله، میلی متر	فرکانس هرتز
M12	2	20
	4	20
M18	5	20
	8	20
M30	10	20
	15	20

ویژگی دیگری که هنگام استفاده از سنسورهای بدون تماس قابل یادآوری است، امکان تأثیر متقابل سنسورهای همسایه است (شکل 6). هنگام نصب سنسورها، قرار دادن آنها خیلی نزدیک در فواصل کوچکتر از موارد مشخص شده در اسناد مجاز نیست. این برای هر دو نصب ضد و موازی اعمال می شود.

نوع مرحله خروجی یکی از مهمترین ویژگی هاسنسورهای مجاورت سنسورها می توانند دو و سه سیم با کنتاکت های معمولی بسته و معمولی باز باشند (شکل 7).

دو سیمه سنسورهای اتونیکسبرای کار با ولتاژ مستقیم و متناوب موجود است. بار را می توان هم قبل و هم بعد از سنسور وصل کرد. در این مورد، مهم است که مقدار مقاومت بار، جریان جریان تامین کننده سنسور را تضمین کند. اگر مقاومت بار خیلی زیاد باشد، لازم است آن را با یک مقاومت اضافی دور بزنید.

سنسورهای سه سیم Autonics برای کار در مدارهای DC طراحی شده اند و دارای دو نسخه با ترانزیستور خروجی NPN و PNP هستند (شکل 7). در صورت نیاز به تماس ثابت بار با باس مشترک، باید از سنسوری با خروجی PNP استفاده شود. اگر بار نیاز به اتصال به گذرگاه برق داشته باشد، از یک سنسور با خروجی NPN استفاده می شود.

جریان خروجی، mA – جریانی که مرحله خروجی سنسور می تواند ارائه دهد. پارامتر مهم، اگر حسگر مستقیماً یک مصرف کننده قدرتمند را کنترل کند. اگر قدرت آن کافی نیست، باید از یک کلید خارجی قدرتمندتر استفاده کنید.

افت ولتاژ ذاتی، V، افت سنسور را در حالت بسته مشخص می کند.

مصرف جریان داخلی، میلی آمپر، در مورد کنتاکت های خروجی باز اندازه گیری می شود، یعنی زمانی که هیچ جریانی از بار عبور نمی کند.

ویژگی های عملکرد. هنگام استفاده از سنسورها در محیط های سخت تولید صنعتیشما باید پارامترهایی مانند مقاومت عایق، مقاومت الکتریکی، مقاومت در برابر بارهای ارتعاشی و شوک، رتبه بندی مقاومت در برابر گرد و غبار و رطوبت، محدوده دمایی رطوبت عملیاتی را به خاطر بسپارید.

Autonics تعداد زیادی سوئیچ بدون تماس تولید می کند. بیایید به دو خانواده محبوب نگاه کنیم: سنسورهای PRDCM القایی و سنسورهای CR خازنی.

نمای کلی سنسورهای القایی PRDCM

PRDCM مجموعه ای از کلیدهای استوانه ای القایی با ناحیه حساسیت افزایش یافته و LED وضعیت است (شکل 8).

سنسورها در نسخه های دو سیم (جدول 6) و سه سیم (جدول 5) موجود هستند. منطقه فعال اعضای خانواده به 25 میلی متر می رسد و فاصله کاری 17.5 میلی متر است. محدوده فرکانس پاسخگویی تا 600 هرتز است.

جدول 5. مشخصات اصلی سنسورهای سه سیم از خانواده PRDCM

پارامتر	نام
	PRDCM12-4DN، PRDCM12-4DP، PRDCM12-4DN2، PRDCM12-4DP2، PRDCML12-4DN، PRDCML12-4DP، PRDCML12-4DN2، PRDCML12-4DP2	PRDCM12-8DN، PRDCM12-8DP، PRDCM12-8DN2، PRDCM12-8DP2، PRDCML12-8DN، PRDCML12-8DP، PRDCML12-8DN2، PRDCML12-8DP2	PRDCM18-7DN، PRDCM18-7DP، PRDCM18-7DN2، PRDCM18-7DP2، PRDCML18-7DN، PRDCML18-7DP، PRDCML18-7DN2، PRDCML18-7DP2	PRDCM18-14DN، PRDCM18-14DP، PRDCM18-14DN2، PRDCM18-14DP2، PRDCML18-14DN، PRDCML18-14DP، PRDCML18-14DN2، PRDCML18-14DP2	PRDCM30-15DN، PRDCM30-15DP، PRDCM30-15DN2، PRDCM30-15DP2، PRDCML30-15DN، PRDCML30-15DP، PRDCML30-15DN2، PRDCML30-15DP2	PRDCM30-25DN، PRDCM30-25DP، PRDCM30-25DN2، PRDCM30-25DP2، PRDCML30-25DN، PRDCML30-25DP، PRDCML30-2SDN2، PRDCML30-25DP2
منطقه حساسیت، میلی متر	4	8	7	14	15	25
هیسترزیس	حداکثر 10 درصد فاصله حسی
	12x12x1	25x25x1	20x20x1	40x40x1	45x45x1	75x75x1
فاصله کاری، میلی متر	0…2,8	0…5,6	0…4,9	0…9,8	0…10,5	0…17,5
ولتاژ نامی منبع تغذیه، V	12/24
	0…30
مصرف جریان، mA	حداکثر 10
فرکانس کاری*، هرتز	500	400	300	200	100	100
	حداکثر 1.5
تغییر دما	حداکثر ± 10٪ از فاصله سنجش در دما محیط 20 درجه سانتی گراد
جریان نامی، میلی آمپر	حداکثر 200
مقاومت عایق	حداقل 50 MΩ (500 VDC)
	1500 ولت، 50/60 هرتز به مدت 1 دقیقه
مقاومت در برابر لرزش
شاخص
دمای عملیاتی، درجه سانتیگراد	-25…70
دمای نگهداری، درجه سانتی گراد	-30…80
رطوبت، %	35…95
حفاظت داخلی
درجه حفاظت (IP)	IP67 (استاندارد IEC)
مواد
وزن، گرم	PRDCM: 26		PRDCM: 48		PRDCM: 142
	PRDCML: 34		PRDCML: 66		PRDCML: 182

جدول 6. مشخصات اصلی سنسورهای دو سیمه از خانواده PRDCM

پارامتر	نام			نام
	PRDCMT08-2DO، PRDCMT08-2DC، PRDCMT08-2DO-I، PRDCMT08-2DC-I	PRDCMT08-4DO، PRDCMT08-4DC، PRDCMT08-4DO-I، PRDCMT08-4DC-I	PRDCMT12-4DO، PRDCMT12-4DC، PRDCMT12-4DO-I، PRDCMT12-4DC-I، PRDCMLT12-4DO، PRDCMLT12-4DC، PRDCMLT12-4DO-I، PRDCMLT12-4DC-I	PRDCMT18-7DO، PRDCMT18-7DC، PRDCMT18-7DO-I، PRDCMT18-7DC-I، PRDCMLT18-7DO، PRDCMLT18-7DC، PRDCMLT18-7DO-I، PRDCMLT18-7DC-I	PRDCMT18-7DO، PRDCMT18-7DC، PRDCMT18-7DO-I، PRDCMT18-7DC-I، PRDCMLT18-7DO، PRDCMLT18-7DC، PRDCMLT18-7DO-I، PRDCMLT18-7DC-I	PRDCMT18-14DO، PRDCMT18-14DC، PRDCMT18-14DO-I، PRDCMT18-14DC-I، PRDCMLT18-14DO، PRDCMLT18-14DC، PRDCMLT18-14DO-I، PRDCMLT18-14DC-I	PRDCMT30-15DO، PRDCMT30-15DC، PRDCMT30-15DO-I، PRDCMT30-15DC-I، PRDCMLT30-15DO، PRDCMLT30-15DC، PRDCMLT30-15DO-I، PRDCMLT30-15DC-I	PRDCMT30-25DO، PRDCMT30-25DC، PRDCMT30-25DO-I، PRDCMT30-25DC-I، PRDCMLT30-25DO، PRDCMLT30-25DC، PRDCMLT30-25DO-I، PRDCMLT30-25DC-I
منطقه حساسیت، میلی متر	2	4		8	7	14	15	25
هیسترزیس				حداکثر، 10٪ از فاصله حسی
جسم استاندارد برای شناسایی (آهن)، میلی متر	8x8x1	12x12x1		25x25x1	20x20x1	40x40x1	45x45x1	75x75x1
فاصله کاری، میلی متر	0…1,4	0…2,8		0…5,6	0…5,6	0…9,8	0…10,5	0…17,5
ولتاژ نامی منبع تغذیه، V	12/24			12/24
ولتاژ منبع محدود، V	10…30			10…30
مصرف جریان، mA	حداکثر 0.6			حداکثر 0.6
فرکانس کاری*، هرتز	600	500	500	400	250	200	100
افت ولتاژ در سنسور، V	حداکثر 3.5			حداکثر 3.5
تغییر دما				حداکثر ± 10% فاصله سنجش در دمای محیط 20 درجه سانتیگراد
جریان نامی، میلی آمپر	2…100			2…100
مقاومت عایق	حداقل 50 MΩ (=500 ولت)			حداقل 50 MΩ (=500 ولت)
قدرت دی الکتریک				~1500 ولت، 50/60 هرتز به مدت 1 دقیقه
مقاومت در برابر لرزش	دامنه 1 میلی متر در فرکانس 10...55 هرتز در هر یک از جهات X, Y, Z به مدت 2 ساعت			دامنه 1 میلی متر در فرکانس 10...55 هرتز در هر یک از جهات X, Y, Z به مدت 2 ساعت
500 متر بر ثانیه (تقریباً 50 گرم) جهت X، Y، Z 3 بار			500 متر بر ثانیه (تقریباً 50 گرم) جهت X، Y، Z 3 بار
شاخص	نشانگر عملکرد (LED قرمز)			نشانگر عملکرد (LED قرمز)
دمای عملیاتی، درجه سانتیگراد	-25…70			-25…70
دمای نگهداری، درجه سانتی گراد	-30…80			-30…80
رطوبت، %	35…95%			35…95%
حفاظت داخلی	از اضافه ولتاژ، قطبیت معکوس، جریان بیش از حد			از اضافه ولتاژ، قطبیت معکوس، جریان اضافه
مواد	بدنه/مهره: برنج با نیکل، واشر: آهن نیکل اندود، سطح مطالعه: اکریلونیتریل بوتادین استایرن مقاوم در برابر حرارت			بدنه/مهره: برنج با نیکل، واشر: آهن نیکل اندود، سطح مطالعه: اکریلونیتریل بوتادین استایرن مقاوم در برابر حرارت
درجه حفاظت (IP)	IP67 (استاندارد IEC)			IP67 (استاندارد IEC)
وزن نسخه استاندارد، گرم	–		PRDCMT: 26		PRDCMT: 48		PRDCMT: 142
			PRDCMLT: 36		PRDCMLT: 66		PRDCMLT: 182
وزن نسخه بهبودیافته**، گرم	15,5	15	23,5	22	46,5	42,5	160	165

* - فرکانس ماشه یک مقدار متوسط ​​است: شی استاندارد با دو برابر عرض در 1/2 فاصله اسمی
** – وزن واحد به روز شده فقط برای PRDCMT اعمال می شود

از ویژگی های این سری می توان به فاصله پاسخگویی، افزایش 2.5 برابری نسبت به نسل قبل و وجود کانکتور بر روی بدنه که استفاده از آن راحت بوده و هزینه های زمان و مواد برای نصب را کاهش می دهد، اشاره کرد.

مرحله خروجی دارای شش نسخه است: دو سیم به طور معمول بسته و معمولی باز، سه سیم NPN به طور معمول بسته و معمولی باز، PNP سه سیم به طور معمول بسته و معمولی باز. محدوده ولتاژ تغذیه برای همه سنسورها: 10…30 ولت.

ویژگی های بار نمایندگان سه سیم کمی بالاتر است: جریان - تا 200 میلی آمپر، افت ولتاژ ذاتی - تا 1.5 ولت. برای سیم های دو سیم - به ترتیب 100 میلی آمپر و 3.5 ولت. با این حال، سه سیمه نیز مصرف خود را افزایش می دهند - تا 10 میلی آمپر (در مقابل تنها 0.6 میلی آمپر برای سیم های دو سیمه).

تمام سنسورهای این سری دارای خواص عایق عالی (تا 1500 ولت) و مقاومت عایق بالای 50 مواهم هستند.

وضعیت سنسور را می توان با LED تعیین کرد: اگر روشن شود، جریان به بار می رود.

سنسورها در برابر ارتعاشات بالا و بارهای ضربه مقاوم هستند. درجه حفاظت (IP) 67 است. همه اینها آنها را به یک انتخاب عالی برای کاربردهای خانگی و صنعتی مانند:

• سنسورهای انتهای جداول مختصات در ماشین ابزار.
• آشکارسازهای موقعیت چرخ فلک ابزار برای ماشین های فرز CNC.
• سنسورهای باز کردن درب؛
• سنسورهای مجاورت در تاسیسات جوشکاری رباتیک اتوماتیک؛
• سنسورهای مجاورت در سیستم های مونتاژ خودکار؛
• آشکارسازهای نقص (به عنوان مثال، در خطوط تولید مواد غذایی کنسرو شده)؛
• آشکارسازهای موقعیت برای چرخ فلک برای پر کردن خودکار محصولات لبنی و غیره.

کد سفارش سنسورهای PRDCMیک نام هشت موقعیتی است (جدول 7).

جدول 7. نامگذاری سنسورهای خانواده PRDCM

پ	آر	D	CMT		18	-7	DN		-من
نوع سنسور	شکل مورد	ویژگی های خاص	نوع اتصال		قطر سر سنسور، میلی متر	منطقه حساسیت، میلی متر	نوع خروجی		نوع کابل
P - استقرایی	R - سیلندر	د - با افزایش فاصله حسی	CMT	2 سیم، استاندارد، کانکتور	12		DN	NPN، 3 سیم، به طور معمول باز است	I - استاندارد IEC
			CMLT	کانکتور 2 سیمه توسعه یافته	18		DN2	NPN، 3 سیم، به طور معمول بسته است
			سانتی متر.	3 سیم استاندارد کانکتور	30		D.P.	PNP، 3 سیم، به طور معمول باز است
			CML	کانکتور 3 سیمه توسعه یافته			DP2	PNP، 3 سیم، معمولا بسته است
							انجام دادن	2 سیم، معمولا باز است
							دی سی	2 سیم، معمولا بسته است

نمای کلی سنسورهای خازنی CR

CR مجموعه ای از حسگرهای استوانه ای خازنی از Autonics است (شکل 9).

سنسورها در دو اندازه موجود هستند - با مناطق حساسیت به ترتیب 8 و 15 میلی متر.

نسخه های دو سیمه معمولی باز CRxx-xAO و دو سیمه معمولاً بسته نسخه های CRxx-xAC با ولتاژ خروجی متناوب 110...240 ولت و جریان 5...200 میلی آمپر کار می کنند. فرکانس کاری - 20 هرتز

نسخه های سه سیم برای کار در مدارهای ولتاژ DC 10 ... 30 ولت با جریان خروجی تا 200 میلی آمپر طراحی شده اند. فرکانس پاسخ آنها به 50 هرتز می رسد (جدول 8).

جدول 8. مشخصات اصلی سنسورهای سه سیم از خانواده CR

پارامتر	نام
	,	85…264
مصرف جریان، mA	حداکثر 15		حداکثر 2.2
فرکانس کاری *، هرتز	50		20
تغییر دما	حداکثر ± 10٪ از فاصله سنجش در دمای محیط 20 درجه سانتیگراد
جریان نامی، میلی آمپر	حداکثر 200
مقاومت عایق	حداقل 50 MΩ (500 VDC)
قدرت دی الکتریک	~1500 ولت، 50/60 هرتز به مدت 1 دقیقه
مقاومت در برابر لرزش	دامنه 1 میلی متر در فرکانس 10...55 هرتز در هر یک از جهات X, Y, Z به مدت 2 ساعت
500 متر بر ثانیه (تقریباً 50 گرم) جهت X، Y، Z 3 بار
شاخص	نشانگر عملکرد (LED قرمز)
دمای عملیاتی، درجه سانتیگراد	-25…70
دمای نگهداری، درجه سانتی گراد	-30…80
رطوبت، %	35…95
حفاظت داخلی	در برابر اضافه ولتاژ، قطبیت معکوس		از اضافه ولتاژ
درجه حفاظت (IP)	IP66	IP65	IP66	IP65
وزن، گرم	76	206	70	200

* - فرکانس ماشه یک مقدار متوسط ​​است: یک شی استاندارد با دو برابر عرض در 1/2 فاصله اسمی.

وضعیت سنسور را می توان با LED تعیین کرد. اگر روشن شود، جریان به سمت بار می رود.

کد سفارش سنسورهای سری CR شامل 5 موقعیت است: نوع سنسور، شکل، قطر سر، کد ناحیه حساسیت، کد نوع مرحله خروجی (جدول 9).

جدول 9. نامگذاری سنسورهای خانواده CR

سی	آر	30	-15	DN
نوع سنسور	شکل مورد	قطر سر سنسور، میلی متر	منطقه حساسیت، میلی متر	نوع خروجی
ج - خازنی	R - سیلندر	18	8	DN	3 سیم، NPN، معمولا باز، منبع تغذیه 24 ولت DC
		30	15	DN2
				D.P.	3 سیم، PNP، معمولا باز، منبع تغذیه 24 ولت DC
				DP2	3 سیم، NPN، معمولا بسته، منبع تغذیه 24 ولت DC
				A.O.	2 سیم، معمولا باز، منبع تغذیه 110…240 ولت AC
				AC	2 سیم، به طور معمول بسته، منبع تغذیه 110…240 ولت AC

شایان ذکر است که درجه بالای حفاظت: IP66 برای CR18، IP66 برای CR30. خواص عایق نیز عالی است. از آنجایی که حسگرهای خازنی قادر به تشخیص بیشتر از اجسام فلزی هستند، سری CR حتی از سنسورهای القایی کاربردهای وسیع تری دارد. دامنه کاربرد آنها:

• سوئیچ های محدود ماشین ابزار؛
• آشکارسازهای خطوط بطری اتوماتیک شیر، آبجو و غیره؛
• سنسورهای سطح مایع؛
• آشکارسازهای تشخیص عیب در تولید نساجی

نتیجه

سری حسگرهای القایی PRDCM Autonics برای تشخیص اجسام فلزی در فواصل تا 25 میلی متر طراحی شده اند. شش پیکربندی مرحله خروجی ممکن برای این سری از سنسورها وجود دارد: دو سیم به طور معمول بسته و معمولی باز، سه سیم NPN به طور معمول بسته و معمولی باز، و PNP سه سیم به طور معمول بسته و معمولی باز.

سری سنسورهای خازنی Autonics CR برای تشخیص اجسام مختلف (از جمله چوب، فلز و پلاستیک) در فواصل تا 15 میلی متر طراحی شده است. سنسورها با کنتاکت های معمولی بسته و معمولی باز برای کار در مدارهای ولتاژ متناوب 110...240 ولت (پسوندهای AO و AC) و ولتاژ مستقیم 10...30 ولت (پسوندهای DN و DP) تولید می شوند.

برای اطمینان از عملکرد طبیعی موتور، مکانیسم ها و کنترل کننده های زیادی برای انجام عملکردهای مختلف استفاده می شود. یکی از این دستگاه ها حسگر القایی است. این چه نوع کنترلی است، اصل عملکرد آن چیست، چه نوع دستگاه هایی وجود دارد؟ در ادامه در این مورد صحبت خواهیم کرد.

[پنهان شدن]

ویژگی های مبدل های القایی

سنسور القایی یا است دستگاه بدون تماسطراحی شده برای کنترل موقعیت یک جسم ساخته شده از فلز. این مهم است زیرا دستگاه فقط می تواند به فلز حساس باشد.

توابع و اصل عملیات

اصل کار دستگاه مبتنی بر تغییر دامنه نوسان دستگاه ژنراتور ساخته شده در کنترلر هنگام ورود یک جسم فلزی خاص به منطقه فعال است. بر این اساس، دستگاه فقط با این نوع اشیاء قابل استفاده است. هنگامی که ولتاژ به کلید محدود، که در ناحیه حساسیت قرار دارد، اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی ظاهر می شود. این میدان باعث تشکیل جریان های گردابی می شود که تأثیر آنها در تغییرات دامنه نوسانات دستگاه ژنراتور منعکس می شود.

در نتیجه، چنین تبدیل‌هایی به ظاهر یک پالس خروجی آنالوگ کمک می‌کند، که مقدار آن بسته به فاصله بین کنترل‌کننده و جسم ممکن است متفاوت باشد. سنسور جابجایی القایی نقش بسیار مهمی برای مجموعه هایی دارد که برای ردیابی تغییرات در محل اجسام فلزی استفاده می شوند. با تشکر از کنترلر، مشخص می شود که آیا یک شی به درستی قرار دارد یا خیر. در صورتی که یک مورد در جایی که باید باشد نباشد، سیستم کنترل باید اقدام کند اقدامات لازمبه منظور اطمینان کار معمولیدستگاه ها

در مورد دستگاه کنترل کننده، دستگاه از عناصر زیر تشکیل شده است:

1. یک واحد ژنراتور طراحی شده برای تولید یک میدان الکترومغناطیسی، که به نوبه خود برای ایجاد یک منطقه فعالیت با یک جسم استفاده می شود.
2. دستگاه تقویت کننده. برای افزایش مقدار دامنه پالس استفاده می شود تا سیگنال بتواند به پارامتر مورد نظر برسد.
3. ماشه اشمیت این عنصر برای ایجاد هیسترتز هنگام تعویض دستگاه طراحی شده است.
4. یک عنصر دیود که وضعیت کنترل کننده را نشان می دهد. LED همچنین به شما امکان می دهد بهینه ترین کنترل عملکرد دستگاه را ارائه دهید و سرعت راه اندازی را نشان دهید.
5. عنصر بعدی ترکیب است. هدف آن محافظت از دستگاه در برابر رطوبت وارد شده به داخل کیس و همچنین آلودگی و گرد و غبار است که می تواند منجر به خرابی آن شود.
6. خود بدن. محفظه کنترل کننده برای اطمینان از نصب دستگاه و همچنین محافظت از آن در برابر انواع آسیب های مکانیکی طراحی شده است. به عنوان یک قاعده، بدنه از برنج یا پلی آمید ساخته شده است و همچنین مجهز به تمام بست های لازم برای اتصال است (نویسنده ویدیو کانال Lty D است).

انواع کنترلر

سیستم های حسگر القایی می توانند استفاده کنند دستگاه های مختلف، که در پارامترهای زیر با یکدیگر تفاوت دارند:

1. طراحی دستگاه و همچنین نوع قاب آن که می تواند مستطیلی یا استوانه ای باشد. در مورد ماده ای که خود کیس از آن ساخته شده است، می تواند فلز یا پلاستیک باشد.
2. اگر صحبت می کنیم قطعات استوانه ای، سپس آنها می توانند داشته باشند اندازه های متفاوتمسکن ها به عنوان یک قاعده، قطر کیس 12 و 18 میلی متر است، اما می توانید دستگاه های دیگری را نیز پیدا کنید - 4، 8، 22 میلی متر و غیره.
3. پارامتر بعدی بک فلش کاری دستگاه است که فاصله تا صفحه فولادی کنترلر است. برای کنترل کننده های کوچک، این رقم از 0 تا 2 میلی متر برای کنترل کننده های با قطر 12 و 18 میلی متر متغیر است، فاصله کاری باید به ترتیب 4 و 8 میلی متر باشد.
4. تعداد سیم برای اتصال به شبکه آنبرد. دستگاه های دو سیم برای نصب راحت تر هستند، اما نسبت به بار حساس هستند - اگر مقاومت خیلی زیاد یا کم باشد، ممکن است عملکرد آنها مختل شود. امروزه قطعات سه سیم رایج ترین در نظر گرفته می شوند، دو کنتاکت برای برق و یکی دیگر برای بار استفاده می شود. همچنین رگولاتورهای پنج و چهار سیم وجود دارد که در آنها از پایه پنجم برای انتخاب حالت کار استفاده می شود.
5. پارامتر دیگری که ممکن است دستگاه ها در آن متفاوت باشند، تفاوت در قطبیت است. سنسورهای رله به شما امکان می دهند مقدار ولتاژ مورد نظر یا یکی از کنتاکت های برق را تغییر دهید. در سنسورهای ترانزیستوری نوع PNP، یک عنصر ترانزیستوری ویژه در خروجی نصب شده است که اجازه می دهد خروجی مثبت سوئیچ شود. در مورد منهای، در این مورد به طور مداوم متصل است. دستگاه های ترانزیستور NPN نیز وجود دارد، در این مورد پلاس دائماً تغذیه می شود و معدن توسط یک عنصر ترانزیستور سوئیچ می شود.

گالری عکس “نمودارهای اتصال”

مزایا و معایب

یک سنسور سرعت چرخش القایی (به عنوان مثال، DPKV) یا نوع دیگری، مانند هر دستگاه، می تواند مزایا و معایب خود را داشته باشد. از شما دعوت می کنیم با آنها آشنا شوید.

بیایید با مزایا شروع کنیم:

1. اولا، چنین تنظیم کننده هایی با طراحی نسبتاً ساده مشخص می شوند که قابلیت اطمینان بالای عملکرد آنها را تضمین می کند. از نظر ساختاری، این عنصر هیچ کنتاکت کشویی ندارد، که عملکرد قابل اعتماد سنسور را تضمین می کند، زیرا کنتاکت ها فرسوده یا خراب نمی شوند.
2. در صورت لزوم، می توان چنین تنظیم کننده ای را به آن متصل کرد شبکه برقبا فرکانس صنعتی
3. افزایش حساسیت رگولاتور، که کارآمدترین و بدون وقفه عملکرد آن را تضمین می کند.
4. در صورت لزوم، چنین دستگاه هایی می توانند تحت شرایط توان خروجی بالا کار کنند.

در مورد معایب:

1. مقادیر غیر خطی ممکن است به دلیل استفاده از اصل تبدیل القایی منجر به خطا شود.
2. عملکرد صحیح قطعه در دمای معین امکان پذیر است. اگر دما در محدوده مشخص شده نباشد، ممکن است خطاهای بزرگی رخ دهد.
3. تشکیل یک میدان الکترومغناطیسی در خارج از حسگر نیز می تواند به ظهور خطاها کمک کند.

موضوع قیمت

هزینه یک محصول به بسیاری از ویژگی ها، به ویژه منطقه کاربرد بستگی دارد. به طور متوسط، قیمت تنظیم کننده های القایی از 500 روبل و بالاتر شروع می شود.

ویدئو "چگونه یک تنظیم کننده القایی را وصل کنیم؟"

دستورالعمل های بصری با استفاده از مثال اتصال یک تنظیم کننده در موتور سیکلت مشتری در ویدیوی زیر (نویسنده - وادیم کاراموف) ارائه شده است.

هنگام کار با فناوری‌های مختلف، اگر می‌خواهید تعدادی از اقدامات را خودکار کنید، به سراغ آن می‌روید سنسورهای مختلف. در محصولات فلزی، سنسور القایی نقش مهمی ایفا می کند. چیست و چرا لازم است؟

سنسور القایی چیست؟

چیست و کجا استفاده می شود؟ سنسور القایی وسیله ای غیر تماسی است که برای نظارت بر موقعیت اجسام ساخته شده از فلز استفاده می شود. به مواد دیگر حساسیت نشان نمی دهد. سنسورهای القایی غیر تماسی برای حل مشکلات سیستم های کنترل فرآیند استفاده می شوند. می توان با تماس معمولی بسته یا باز استفاده کرد. اصل کار بر اساس ویرایش پارامترهای میدان مغناطیسی است که توسط سیم پیچ سلف داخل سنسور ایجاد می شود. اما تمام ظرافت ها آنقدر زیاد است که باید جداگانه مورد بحث قرار گیرد.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

همه چیز بر اساس تغییر در دامنه نوسانات ژنراتور مورد استفاده در سنسور القایی است، زمانی که یک جسم با اندازه مشخص ساخته شده از فلز، مغناطیسی و مواد فرو مغناطیسی به منطقه فعال وارد می شود. بنابراین استفاده فقط با این نوع ها قابل پیاده سازی است. هنگامی که برق به یک کلید محدود واقع در ناحیه حساسیت آن اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. جریان های گردابی را در ماده القا می کند که تأثیر آنها دامنه نوسانات ژنراتور را تغییر می دهد. نتیجه نهایی چنین تبدیلی یک سیگنال خروجی آنالوگ است. مقدار آن متفاوت است و به فاصله بین جسم کنترل شده و سنسور بستگی دارد. تریگر اشمیت سیگنال آنالوگ را به سیگنال منطقی تبدیل می کند. سنسورهای جابجایی القایی نقش مهمی در مکانیسم هایی دارند که تغییرات در محل قطعات فلزی را نظارت می کنند. شما می توانید دستگاه های مشابهی را در نوار نقاله های اتومبیل ملاقات کنید. یک سنسور موقعیت القایی به تعیین اینکه آیا یک جسم همانطور که باید قرار گرفته است کمک می کند. اگر پاسخ منفی باشد، اقدامات پیش بینی شده توسط برنامه انجام می شود تا همه چیز برای یک کامل و کامل لازم باشد. عملکرد مناسبنوار نقاله

ساخت حسگر القایی

از چه چیزی تشکیل شده است؟ این مکانیسم? سنسورهای القایی غیر تماسی دارای اجزای اصلی زیر هستند:

1. ژنراتور. یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند که برای تعامل با یک جسم ضروری است.
2. ماشه اشمیت هنگامی که سوئیچینگ رخ می دهد، هیسترزیس ایجاد می کند.
3. تقویت کننده. درگیر افزایش دامنه سیگنال است تا به مقدار مورد نیاز برسد.
4. نشانگر LED از وضعیت سوئیچ اطلاع می دهد. همچنین نظارت بر عملکرد را فراهم می کند و کارایی راه اندازی را نشان می دهد.
5. ترکیب. برای محافظت در برابر نفوذ آب و ذرات جامد ضروری است.
6. قاب. با کمک آن، سنسور نصب شده و از انواع مختلف محافظت می شود تاثیرات مکانیکی. ساخته شده از پلی آمید یا برنج و همراه با اتصال دهنده ها.

تعاریف

هنگامی که نیاز به استفاده از یک سنسور القایی دارید، باید حداقل اصطلاحات مورد نیاز برای کار دلپذیر و راحت را درک کنید. بنابراین آنچه شما باید درک کنید:

1. منطقه فعال این ناحیه در مقابل سطح حساس حسگر القایی است که میدان مغناطیسی در آن بیشترین تمرکز را دارد. قطر این ناحیه معمولاً برابر با اندازه خود دستگاه است.
2. فاصله سوئیچینگ اسمی این یک مقدار نظری فاصله هسته است که تغییر در پارامترهای عملکرد سنسور القایی را در نظر نمی گیرد. رژیم دماو ولتاژ تغذیه عرضه شده
3. ترخیص کار این فاصله ای است که عملکرد قابل اعتماد دستگاه را در محدوده ولتاژ و دمای مشخصی تضمین می کند.
4. عامل تصحیح. این شاخصی است که بسته به نوع فلزی که شیء تأثیر از آن ایجاد شده است ، مقدار شکاف کاری را تنظیم می کند.

مزایای

چرا سنسورهای القایی اینقدر محبوب هستند؟ این توسط تعدادی از پارامترهایی که آنها دارند تسهیل می شود:

1. دوام و سادگی طراحی و همچنین عدم وجود کنتاکت های کشویی.
2. سنسور القایی را می توان به منابع فرکانس برق متصل کرد.
3. آنها قدرت خروجی نسبتا زیادی دارند که می تواند به ده ها وات برسد.
4. حساسیت قابل توجهی دارند.

خطاها

اما با همه مزایا، سنسورهای القایی معایبی نیز دارند. مهمترین آنها خطا است. معایب زیر مشخص می شود:

1. خطایی که به مشخصه غیرخطی بستگی دارد. این دستگاه از اصل تبدیل مقدار القایی استفاده می کند که بر اساس عملکرد سنسورهایی است که برد خاص خود را دارند و به همین دلیل این مشکل به وجود می آید.
2. خطای دما یک جزء تصادفی است. از آنجایی که عملکرد دستگاه به دمای سنسورهای مورد استفاده بستگی دارد، خطا می تواند به مقادیر قابل توجهی برسد. بنابراین، محیط عملیاتی مکانیزم از اهمیت بالایی برخوردار است. سنسور القایی معمولاً در 25 درجه در یک اتاق با تهویه مناسب کار می کند. تغییر قابل توجه دما به مقدار بیشتر یا کمتر نامطلوب است.
3. خطای ناشی از تاثیر میدان های الکترومغناطیسی دیگر. یک جزء تصادفی است. این به دلیل این واقعیت است که سنسور القایی در معرض میدان های الکترومغناطیسی خارجی قرار می گیرد که می تواند بر عملکرد دستگاه تأثیر زیادی بگذارد. برای جلوگیری از چنین مواردی، تاسیسات الکتریکی صنعتی تقریباً همیشه از فرکانس 50 هرتز استفاده می کنند.

برای به حداقل رساندن احتمال خطا، لازم است تمام تفاوت های ظریف را با دقت بررسی کنید.

سنسور القایی چیست؟ سنسورهای القایی به طور گسترده ای برای اندازه گیری موقعیت و سرعت، به ویژه در محیط های خشن استفاده می شوند، با این حال، اصطلاحات و روش های عملکرد سنسورهای القایی می تواند برای بسیاری از مهندسان گیج کننده باشد. در این مقاله، مارک هاوارد از Zettlex اصول عملکرد را توضیح می‌دهد و انواع سنسورهای موجود را شرح می‌دهد و همچنین مزایا و معایب آنها را فهرست می‌کند.

سنسورهای موقعیت و سرعت القایی در اشکال، اندازه‌ها و طرح‌های متنوعی وجود دارند. می توان گفت که تمام سنسورهای القایی بر اساس اصل ترانسفورماتور و پدیده فیزیکی، بر اساس متغیرها جریان های الکتریکی. این پدیده اولین بار توسط مایکل فارادی در دهه 1830 مشاهده شد، زمانی که او کشف کرد که اولین هادی حامل جریان می تواند جریانی را در هادی دوم "القاء" کند. اکتشافات فارادی امکان ساخت موتورهای الکتریکی، دینامومترها و البته سنسورهای موقعیت و سرعت القایی را فراهم کرد. این حسگرها شامل رله های مجاورت ساده، سنسورهای اندوکتانس و مقاومت متغیر، سنکرونایزرها، تفکیک کننده ها، سنسورهای جابجایی چرخشی و ترانسفورماتورهای دیفرانسیل متغیر خطی (RVDT و LVDT) می باشند.

انواع سنسورهای القایی

در یک سنسور مجاورت ساده (گاهی اوقات رله مجاورتی نامیده می شود)، هنگامی که دستگاه به منبع برق متصل می شود، جریان متناوب از سیم پیچ آن (مدار، مدار یا سیم پیچ) عبور می کند. هنگامی که یک ماده رسانا یا نفوذپذیر مغناطیسی، مانند یک دیسک فولادی، به سیم پیچ نزدیک می شود، امپدانس سیم پیچ تغییر می کند. فراتر رفتن از مقدار آستانه به عنوان یک سیگنال در مورد حضور یک شی عمل می کند. سنسورهای مجاورت معمولاً برای تشخیص وجود فلز استفاده می شوند و سیگنال خروجی آنها اغلب برای کنترل سوئیچ استفاده می شود. این سنسورها به طور گسترده در بسیاری از مناطق صنعتی که استفاده از آنها دشوار است استفاده می شود کنتاکت های الکتریکیسوئیچ های معمولی، به عنوان مثال در جاهایی که خاک یا آب زیادی وجود دارد. حتی یک کارواش معمولی از بسیاری از سنسورهای مجاورت القایی استفاده می کند.

سنسورهای القایی با اندوکتانس و مقاومت متغیر معمولاً یک سیگنال الکتریکی متناسب با جابجایی یک جسم رسانا یا نفوذپذیر مغناطیسی (معمولاً یک میله فولادی) نسبت به یک سیم پیچ تولید می کنند. همانند سنسورهای مجاورتی، امپدانس سیم پیچ متناسب با جابجایی جسم نسبت به سیم پیچی که جریان متناوب در آن جریان دارد، متفاوت است. چنین دستگاه هایی معمولاً برای اندازه گیری جابجایی پیستون ها در سیلندرها، مانند پنوماتیک یا سیستم های هیدرولیک. می توانید کاری کنید که پیستون از امتداد قطر بیرونی سیم پیچ عبور کند.

سلسین ها جفت القایی بین سیم پیچ ها را هنگام حرکت نسبت به یکدیگر اندازه می گیرند. همگام‌سازی‌ها، که معمولاً می‌چرخند، باید مستقیماً به هر دو بخش متحرک و ثابت (معمولاً روتور و استاتور نامیده می‌شوند) متصل شوند. آنها دقت اندازه گیری بسیار بالایی دارند و در مترولوژی صنعتی، آنتن های رادار و تلسکوپ ها استفاده می شوند. همانطور که می دانید سلسین ها امروزه گران هستند و کمتر و کمتر مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا با رزولورهای (براشلس) جایگزین می شوند. دومی نوع دیگری از سنسورهای القایی هستند، اما فقط به سیم پیچ های استاتور متصل می شوند.

LVDT ها، RVDT ها و حل کننده ها تغییر در جفت القایی بین سیم پیچ ها را که معمولا سیم پیچ اولیه و ثانویه نامیده می شود، اندازه گیری می کنند. سیم پیچ اولیه انرژی را به سیم پیچ های ثانویه منتقل می کند، اما مقدار انرژی در هر یک از سیم پیچ های ثانویه متناسب با جابجایی نسبی ماده نفوذ پذیر مغناطیسی متفاوت است. در یک LVDT، دهانه سیم پیچ ها معمولا عبور می کند میله فلزی. به طور معمول، یک روتور یا قطعه قطب در یک RVDT یا حل کننده نسبت به سیم پیچ های واقع در اطراف روتور می چرخد. به طور معمول، LVDT و RVDT در سرووهای هیدرولیک aileron هوافضا، و همچنین کنترل موتور و سیستم سوخت استفاده می شود. حل کننده ها به نوبه خود برای تعویض موتورهای الکتریکی بدون جاروبک استفاده می شوند.

مزیت قابل توجه سنسورهای القایی این است که مدار پردازش سیگنال مرتبط نیازی به قرار گرفتن در نزدیکی سیم پیچ های حسگر ندارد. این اجازه می دهد تا سیم پیچ های حسگر در محیط های خشن قرار گیرند که در آن روش های اندازه گیری دیگر (مثلاً مغناطیسی یا نوری) امکان پذیر نیست، زیرا نیاز به الکترونیک سیلیکونی نسبتاً حساسی دارند که در نقطه اندازه گیری قرار گیرند.

کاربرد

سنسورهای القایی به دلیل قابلیت اطمینان در محیط های دشوار شناخته شده اند. در نتیجه، اغلب در مواقعی که برای اطمینان از ایمنی یا قابلیت اطمینان بالای عملیات ضروری است، بلافاصله انتخاب می شوند. چنین الزاماتی در صنایع نظامی، هوافضا، راه آهن و سنگین گسترده است.

دلیل شهرت قوی سنسورها به قوانین اساسی فیزیک و اصول عملیاتی مربوط می شود که معمولاً به موارد زیر بستگی ندارد:

• کنتاکت های الکتریکی متحرک؛
• درجه حرارت؛
• رطوبت، آب و تراکم؛
• اجسام خارجی مانند خاک، گریس، مواد جامد و ماسه.

مزایا و معایب

ویژگی های طراحی عناصر کنترل اصلی (کویل های سیم پیچ و قطعات فلزی) اکثر سنسورهای القایی را بسیار قابل اعتماد می کند. با توجه به شهرت آنها، سوال واضح این است که "چرا سنسورهای القایی بیشتر مورد استفاده قرار نمی گیرند؟" دلیلش این است که قدرت بدنی آنها هم مزیت و هم ضرر آنهاست. سنسورهای القایی دقیق، قابل اعتماد و پایدار هستند، اما همچنین بزرگ، حجیم و سنگین هستند. مصرف زیاد مواد و نیاز به سیم پیچی دقیق سیم پیچ ها، تولید حسگرها را گران می کند، به ویژه دستگاه های با دقت بالا که نیاز به سیم پیچی دقیق دارند. فراتر از سنسورهای ساده غیر تماسی، حسگرهای القایی پیچیده تر آنقدر گران هستند که در کاربردهای تجاری یا صنعتی گسترده استفاده شوند.

یکی دیگر از دلایل استفاده نسبتاً نادر آنها، دشواری مهندسین طراح در تدوین است مشخصات فنی. این به این دلیل است که مدارهای تولید AC و پردازش سیگنال برای هر سنسور باید جداگانه محاسبه و خریداری شوند. این معمولا به مهارت ها و دانش عمیق الکترونیک آنالوگ نیاز دارد. همانطور که مهندسان جوان به دنبال تمرکز بر الکترونیک دیجیتال هستند، آنها مطالعه چنین رشته هایی را به عنوان یک مدرک غیر ضروری می بینند که باید از آن اجتناب کرد.

سنسورهای القایی نسل بعدی

با این حال، در سال های گذشتهنسل جدیدی از سنسورهای القایی وارد بازار شده و نه تنها در کاربردهای سنتی، بلکه در بخش‌های صنعتی، خودروسازی، پزشکی، کاربردی، علمی و نفت و گاز نیز محبوبیت فزاینده‌ای دارند. این سنسورهای القایی نسل بعدی از همان قوانین اساسی فیزیک استفاده می کنند دستگاه های سنتی، اما آنها از بردهای مدار چاپی و الکترونیک دیجیتال مدرن استفاده می کنند تا از طرح های بزرگ ترانسفورماتور و الکترونیک آنالوگ. این رویکرد زیبا همچنین اجازه می دهد تا این فناوری ها در حسگرهای دو بعدی و سه بعدی استفاده شوند. دستگاه های خطیبا کوتاه شده (< 1 мм) шагом перемещения, устройствах измерения криволинейной геометрии и высокопрецизионных энкодерах угла поворота.

برگشت