11 caractéristiques du principe de fonctionnement du dispositif de capteurs à induction. Capteur inductif : principe de fonctionnement et dispositif. En pratique, la résistance active du circuit est incomparablement inférieure à celle inductive. La formule prend donc la forme

Capteurs à induction

Les capteurs à induction sont conçus pour convertir la vitesse des mouvements linéaires et angulaires en EMF. Ce sont des capteurs de type générateur. Le principe de fonctionnement des capteurs à induction est basé sur la loi induction électromagnétique. Le signal de sortie des capteurs à induction est la FEM, qui est proportionnelle au taux de variation du flux magnétique traversant les spires de la bobine. Ce changement se produit en raison du mouvement de la bobine dans un champ magnétique constant ou en raison de la rotation de l'inducteur ferromagnétique par rapport à la bobine stationnaire.

La principale différence entre les capteurs inductifs et les capteurs inductifs est qu'ils utilisent un champ magnétique constant plutôt qu'alternatif (les capteurs inductifs sont alimentés par le secteur). courant alternatif). Un champ magnétique constant dans les capteurs à induction est créé de deux manières : par des aimants permanents ou par une bobine circulant autour d'un courant continu.

En figue. 6.19, UN montre un schéma d'un capteur avec un enroulement W 2 placé dans un entrefer dans lequel un flux magnétique constant Ф est créé par une bobine W 1 , inclus sur pression constante. Lorsqu'une bobine se déplace dans un champ magnétique, une force électromotrice y est induite, proportionnelle à la vitesse de mouvement :

Où k - coefficient de proportionnalité en fonction du nombre de tours W 2 et les paramètres de conception du capteur.

En figue. 6.19, b montre un capteur dans lequel un flux magnétique constant est généré à l'aide d'un aimant permanent avec des pièces polaires. La force électromotrice induite dans une bobine en rotation est proportionnelle à la vitesse de rotation Ω :

Dans ces deux capteurs, les bobines sont mobiles, des conducteurs de courant flexibles ou des bagues collectrices avec des brosses sont donc nécessaires pour en retirer le signal de sortie (EMF).

Le capteur à induction peut également être d'une conception différente : avec une bobine fixe et un aimant permanent rotatif (Fig. 6.19, V). La fiabilité est augmentée grâce à l'absence de contact glissant. Il existe une autre manière possible d'augmenter la fiabilité du capteur selon le schéma de la Fig. 6.19, B : la bobine et l'aimant permanent sont fixes et dans l'espace entre eux tourne un anneau ferromagnétique avec des découpes (Fig. 6.19, d) ou un autre élément qui a une conductivité magnétique significativement différente le long d'axes mutuellement perpendiculaires. Lors de la rotation, le flux traversant le plan de la bobine change.

Dans les capteurs (Fig. 6.19, b, c, d) La fréquence EMF peut être utilisée comme signal de sortie. Le principe de leur fonctionnement est essentiellement le même que celui des générateurs synchrones. Pour mesurer la vitesse de rotation, des machines électriques spéciales de faible puissance - des génératrices tachymétriques - sont également utilisées.

Tachogénérateur courant continu a un enroulement d'excitation qui crée un flux magnétique F lorsqu'il est alimenté par un courant continu. Lorsque l'armature tourne, une force électromotrice y est créée, proportionnelle à la fréquence de rotation. p : E= kFp, Où k - constante déterminée par la conception.

Fréquence de rotation P. généralement exprimé en 1/min (tours par minute) et est lié à la vitesse de rotation expression:

À l'aide d'un collecteur et de balais, le signal de sortie est fourni à la charge sous forme de tension redressée.

Le générateur tachymétrique à courant alternatif comporte deux enroulements sur le stator, décalés l'un par rapport à l'autre de 90 degrés. Un enroulement est connecté au réseau AC. Lorsque le rotor, réalisé sous la forme d'un cylindre électriquement conducteur à paroi mince, tourne, une force électromagnétique variable est induite dans un autre enroulement, qui est proportionnelle à la fréquence de rotation. P. Pour améliorer la stabilité de la température, le constantan est utilisé comme matériau de rotor creux.

Les tachogénérateurs ont une sensibilité et une puissance de signal de sortie élevées. Un inconvénient commun à tous les capteurs de générateur est la dépendance du signal de sortie à l'égard de la résistance de charge.

Capteur inductif(capteur inductif) est un capteur type sans contact, conçu pour contrôler la position des objets métalliques.

Principe d'opération

Le fonctionnement d'un capteur inductif est basé sur l'interaction champ magnétique la bobine située à l'intérieur du capteur, et le métal qui constitue l'objet.

Lorsqu'un objet métallique (5) s'approche de la bobine (3), le champ magnétique (4) change, ce qui amène le comparateur (2) à générer un signal, qui est ensuite transmis à l'amplificateur (1) puis au contrôleur. circuit.

Possibilités

Tension d'alimentation– plage de tension à laquelle le capteur fonctionne correctement.

Courant de commutation maximal- la quantité de courant continu qui traverse le capteur n'endommage pas le capteur.

Courant de commutation minimal- la valeur minimale du courant qui doit traverser le capteur pour garantir son fonctionnement.

Distance de travail (Sn)– la distance maximale entre la surface du capteur et une pièce carrée de fer de 1 mm d'épaisseur dans le sens axial. La distance diminuera pour les autres matériaux ; la dépendance de Sn au matériau est présentée dans le tableau.

Fréquence de commutation - quantité maximale le capteur commute par seconde.

Méthode de connexion

La méthode de connexion dépend du type de capteur inductif.

Trois fils– deux broches sont chargées d'alimenter le capteur et la troisième est connectée à la charge. Selon la structure (NPN ou PNP), la charge est connectée au pôle positif (NPN) ou négatif (PNP) de la source de tension constante.

Quatre fils– deux sorties de puissance, deux sorties sont connectées à la charge.

Il existe également des capteurs à deux et cinq fils, mais ils sont moins utilisés en raison des caractéristiques de connexion.

Considérons un capteur standard, qui est le plus souvent utilisé dans les machines CNC ou les imprimantes 3D comme fin de course. Le capteur a 3 broches et une structure NPN. Dimensions du capteur 12x50mm, distance de détection 4mm. Tension d'alimentation 6-36 V.

Sur exemple réel Montrons le fonctionnement du capteur. Nous connectons une LED avec une résistance de limitation de courant comme charge, puis amenons la plaque métallique au capteur.

PS. Le fil de platine se salit inévitablement pendant le fonctionnement. Pour éviter une telle contamination, après l'arrêt du moteur, le fil est chauffé pendant une seconde à une température de 1000 C. Toutes les poussières qui y adhèrent brûlent instantanément.

Les thermistances sont fabriquées à la fois à partir de métaux purs (platine, un peu pire - cuivre et nickel) et à partir de semi-conducteurs.

Par rapport aux thermistances métalliques, les thermistances semi-conductrices (thermistances) ont une sensibilité plus élevée.

Servir pour sans contact obtenir des informations sur les mouvements des parties actives des machines, mécanismes, robots, etc. et convertir ces informations en un signal électrique.

Principe de fonctionnement Les capteurs inductifs consistent à convertir un mouvement linéaire en un changement de l'inductance de la bobine du capteur.

Conception et principe de fonctionnement des capteurs inductifs

Un capteur inductif fonctionne de la manière suivante (en prenant l'exemple d'un capteur de vitesse) :

Principe de fonctionnement. Le fonctionnement des capteurs de vitesse inductifs repose sur le phénomène d’induction électromagnétique. Les capteurs sont réalisés sous forme de bobines à noyaux magnétiques. Lorsqu'une dent d'un disque ferromagnétique passe sous le noyau (par exemple, une dent sur le volant d'un vilebrequin de moteur), le flux magnétique du capteur change, et induit dans la bobine du capteur force électromotrice. L'amplitude des impulsions dépend de la vitesse du vilebrequin et de l'écart entre le noyau et la dent du volant

Les convertisseurs inductifs ont de nombreux divers modèles:

a) convertisseur inductif longueur variable entrefer δ.

Caractérisé par la dépendance non linéaire L = f(δ).

De tels convertisseurs sont généralement utilisés lorsque l'armature se déplace de 0,01 à 5 mm.

b) convertisseur inductif avec section variable trou d'air. Il a une sensibilité significativement plus faible, mais une dépendance linéaire L = f(δ).

Ces convertisseurs sont utilisés pour des mouvements allant jusqu'à 10 - 15 mm.

V) convertisseurs inductifs différentiel des convertisseurs dans lesquels, sous l'influence de la grandeur mesurée, simultanément et en outre avec différents signes changement deux lacunes électro-aimants.

Ils ont une sensibilité plus élevée, moins de non-linéarité des caractéristiques de conversion et sont moins influencés par des facteurs externes.

Domaines d'application des capteurs inductifs.

1. Les capteurs inductifs sont largement utilisés dans l’industrie pour la mesure du déplacement et couvrent la plage de 1 µm à 20 mm.

2. Pour mesurer pressions, forces, débits de gaz et de liquide, etc. Dans ce cas, le paramètre mesuré est converti en changement de déplacement à l'aide de divers éléments sensibles puis cette valeur est fournie à un transducteur de mesure inductif.

Avantages capteurs inductifs :

Simplicité et solidité de conception, pas de contacts glissants ;

Possibilité de se connecter aux sources fréquence industrielle;

Puissance de sortie relativement élevée (jusqu'à des dizaines de watts) ;

Sensibilité importante.

Défauts capteurs inductifs :

La précision du fonctionnement dépend de la stabilité de la tension d'alimentation en fréquence ;

Le fonctionnement sur courant alternatif uniquement est possible.

Exemples d'application de capteurs inductifs :

1. Capteur de position du vilebrequin :

Le capteur de position du vilebrequin est installé sur un support près de la poulie d'entraînement du générateur (voir Photo-2).

Pour générer une impulsion de synchronisation de vitesse du vilebrequin, il manque deux dents sur la poulie (voir Photo-2 et Fig. 1).

Sélectionnez un capteur de position inductif sans contact :

Un capteur inductif (interrupteur inductif sans contact) est un appareil qui réagit uniquement au métal. Le principe de fonctionnement de tels dispositifs repose sur la modification de l'amplitude d'oscillation du générateur lorsqu'un matériau métallique, magnétique, ferromagnétique ou amorphe d'une certaine taille est introduit dans la zone sensible de l'interrupteur. Lorsque l'alimentation est fournie au fin de course, un champ magnétique changeant se forme dans la zone de sa surface sensible, induisant des courants de Foucault dans le matériau introduit dans la zone, ce qui entraîne une modification de l'amplitude des oscillations du générateur. En conséquence, un signal de sortie analogique est généré dont la valeur varie en fonction de la distance entre l'appareil et l'objet contrôlé. Le déclencheur convertit le signal analogique en signal logique, définissant le niveau de commutation et le degré d'hystérésis.

Caractéristiques de l'application :

se déclenche uniquement sur le métal et est absolument insensible aux autres matériaux (par exemple contrairement aux capteurs capacitifs) ;
la capacité de reconnaître différents groupes de métaux ;
durabilité due à l'absence impact mécanique et porter.

Propriétés:

Exécution de tensions CC constantes, CA alternées et CC/CA constantes/alternatives ;
Possibilités différentes connexions: deux, trois, quatre fils. Méthodes de connexion : câble, connecteur, bornes.
Dimensions des boîtiers du Ø 4 mm à 170x170x60 mm.
Mécanisme de protection contre les surcharges et les courts-circuits.
Indication LED du fonctionnement et de l'alimentation.
Degrés de protection IP65, IP67, IP68.
Résistance à hypertension artérielle– jusqu'à 500 bars.
Différentes versions - haute température jusqu'à + 150°C, basse température jusqu'à -60°C.
Les capteurs résistent aux ondulations de la tension d'alimentation jusqu'à 67 % et sont également adaptés pour fonctionner dans le système embarqué des voitures.
Une version antidéflagrante est possible.
Résistance aux environnements chimiquement actifs.
Sortie discrète ou analogique pour déterminer la position de l'objet d'influence par rapport au capteur.
Résolution de problèmes particuliers (capteurs de vitesse minimale).

Inductif capteurs sans contact conçu pour l'automatisation processus technologiques, systèmes de sécurité et de contrôle. La gamme d'applications est large et inclut presque toutes les industries où l'automatisation des processus est requise. De tels appareils sont utilisés avec succès dans l'ingénierie mécanique, l'industrie alimentaire, la métallurgie, la construction de machines-outils, le travail du bois, etc.

Le certificat de conformité des interrupteurs sans contact de type IS aux exigences du TP TC 004/2011 « Sur la sécurité des équipements basse tension » (délivré le 02/08/2016) est disponible.

Les capteurs de position inductifs sans contact CC sont fabriqués conformément à spécifications techniques VTIYU.3428.006.2006 TU.

Capteurs de position inductifs sans contact version spéciale :

Par défaut Par nom (A - Z) Par nom (Z - A) Par prix (croissant) Par prix (décroissant) Par modèle (A - Z) Par modèle (Z - A)

20 25 50 75 100

Caractéristiques

Plage de température de fonctionnement: -45°C...+65°C
:IP67
: 10...30 V CC
Nombre de fils : 3
: 200 mA
Matériau du boîtier: LS59-1
: ≤1,5 V
Rejoindre/Connexion: Câble 3x0,12 m². mm
Indication lumineuse: Manger
: Terminaison PNP
Câble de connexion
Diagramme de connexion: 3 fils
Protection complète: Non
Méthode d'installation en métal: Intégré
Fréquence de commutation, Fmax: 1500 Hz
Taille du boîtier, LxlxL: М8х1х50
Jeu nominal, mm: 1,5mm
Écart de travail, mm: 0...1,2mm