ศึกษาหลักการทำงานของเซ็นเซอร์อุปนัย เซ็นเซอร์อินดักทีฟ - คุณสมบัติและการใช้งานในอุตสาหกรรม รหัสสีของเทอร์มินัล

เมื่อทำงานกับเทคโนโลยีต่าง ๆ หากคุณต้องการทำให้การดำเนินการหลายอย่างเป็นไปโดยอัตโนมัติ เซ็นเซอร์ต่างๆ- ในผลิตภัณฑ์โลหะ เซ็นเซอร์อินดักทีฟมีบทบาทสำคัญใน มันคืออะไรและทำไมจึงจำเป็น?

เซ็นเซอร์อุปนัยคืออะไร?

มันคืออะไรและใช้ที่ไหน? เซ็นเซอร์อุปนัยเป็นอุปกรณ์ที่ไม่สัมผัสซึ่งใช้ในการตรวจสอบตำแหน่งของวัตถุที่ทำจากโลหะ ไม่แสดงความไวต่อวัสดุอื่น เซ็นเซอร์อินดัคทีฟแบบไม่สัมผัสใช้เพื่อแก้ปัญหาระบบควบคุมกระบวนการ สามารถใช้กับหน้าสัมผัสแบบปิดปกติหรือแบบเปิดได้ หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการแก้ไขพารามิเตอร์ สนามแม่เหล็กซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยขดลวดเหนี่ยวนำภายในเซ็นเซอร์ แต่รายละเอียดปลีกย่อยทั้งหมดมีมากมายจนต้องพูดคุยแยกกัน

หลักการทำงาน

ทุกอย่างขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดของการแกว่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ในเซ็นเซอร์อุปนัยเมื่อนำวัตถุที่มีขนาดบางซึ่งทำจากโลหะ วัสดุแม่เหล็กและเฟอร์โรแม่เหล็กถูกนำเข้าไปในโซนแอคทีฟ ดังนั้นการใช้งานจึงสามารถนำไปใช้กับประเภทเหล่านี้เท่านั้น เมื่อจ่ายไฟให้กับลิมิตสวิตช์ที่อยู่ในพื้นที่ความไว สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้น มันกระตุ้นให้เกิดกระแสเอ็ดดี้ในวัสดุ ซึ่งอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดของการแกว่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ผลลัพธ์สุดท้ายของการแปลงดังกล่าวคือสัญญาณเอาต์พุตแบบอะนาล็อก ค่าของมันแตกต่างกันไปและขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างวัตถุควบคุมและเซ็นเซอร์ ทริกเกอร์ Schmitt จะเปลี่ยนสัญญาณแอนะล็อกให้เป็นสัญญาณลอจิก อินดักทีฟดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์มีบทบาทสำคัญในกลไกที่ติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของชิ้นส่วนโลหะ คุณสามารถพบกับอุปกรณ์ที่คล้ายกันในสายพานลำเลียงรถยนต์ เซ็นเซอร์ตำแหน่งแบบเหนี่ยวนำจะช่วยพิจารณาว่าวัตถุอยู่ในตำแหน่งที่ควรจะเป็นหรือไม่ หากคำตอบเป็นลบ การดำเนินการที่โปรแกรมเตรียมไว้ให้จะถูกดำเนินการเพื่อให้ทุกอย่างเป็นไปตามที่จำเป็นสำหรับเต็มและ การดำเนินงานที่เหมาะสมสายพานลำเลียง

การสร้างเซ็นเซอร์อุปนัย

ประกอบด้วยอะไรบ้าง? กลไกนี้- เซ็นเซอร์อินดัคทีฟแบบไม่สัมผัสมีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจำเป็นต่อการโต้ตอบกับวัตถุ
2. ชมิตต์ทริกเกอร์ ให้ฮิสเทรีซิสเมื่อเกิดการสลับ
3. เครื่องขยายเสียง มีส่วนร่วมในการเพิ่มความกว้างของสัญญาณเพื่อให้ได้ค่าที่ต้องการ
4. ตัวบ่งชี้ที่นำ. แจ้งสถานะของสวิตช์ นอกจากนี้ยังให้การตรวจสอบประสิทธิภาพและระบุประสิทธิภาพของการตั้งค่า
5. สารประกอบ. จำเป็นเพื่อป้องกันทางเข้าของน้ำและอนุภาคของแข็ง
6. กรอบ. ด้วยความช่วยเหลือทำให้เซ็นเซอร์ได้รับการติดตั้งและป้องกันจากสิ่งต่างๆ อิทธิพลทางกล- ทำจากโพลีเอไมด์หรือทองเหลืองและมีตัวยึดให้มาด้วย

คำจำกัดความ

เมื่อคุณต้องการใช้เซ็นเซอร์อินดักทีฟ คุณควรเข้าใจคำศัพท์ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่น่าพึงพอใจและสะดวกสบาย ดังนั้นสิ่งที่คุณต้องเข้าใจ:

1. โซนที่ใช้งานอยู่ นี่คือพื้นที่ด้านหน้าพื้นผิวที่ละเอียดอ่อนของเซ็นเซอร์อินดักทีฟซึ่งมีสนามแม่เหล็กเข้มข้นที่สุด เส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นที่นี้มักจะเท่ากับขนาดของอุปกรณ์นั้นเอง
2. ระยะการสลับที่กำหนด นี่เป็นค่าทางทฤษฎีของระยะทางแกนกลางซึ่งไม่ได้คำนึงถึงความแปรผันของพารามิเตอร์การทำงานของเซ็นเซอร์อุปนัย ระบอบการปกครองของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้
3. การกวาดล้างการทำงาน นี่คือระยะทางที่รับประกัน การดำเนินงานที่เชื่อถือได้อุปกรณ์ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่แน่นอน
4. ปัจจัยการแก้ไข นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่ปรับค่าของช่องว่างการทำงานขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะที่ใช้สร้างวัตถุที่มีอิทธิพล

ข้อดี

เหตุใดเซ็นเซอร์อินดัคทีฟจึงได้รับความนิยม? สิ่งนี้อำนวยความสะดวกด้วยพารามิเตอร์จำนวนหนึ่งที่พวกเขามี:

1. ความทนทานและความเรียบง่ายของการออกแบบรวมถึงการไม่มีหน้าสัมผัสแบบเลื่อน
2. เซ็นเซอร์อินดักทีฟสามารถเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดได้ ความถี่อุตสาหกรรม.
3. มีกำลังขับค่อนข้างมากซึ่งสามารถมีได้หลายสิบวัตต์
4. พวกเขามีความไวที่สำคัญ

ข้อผิดพลาด

แต่ด้วยข้อดีทั้งหมด เซ็นเซอร์อินดักทีฟก็มีข้อเสียเช่นกัน สิ่งสำคัญที่สุดคือข้อผิดพลาด มีการระบุข้อเสียต่อไปนี้:

1. ข้อผิดพลาดที่ขึ้นอยู่กับลักษณะไม่เชิงเส้น อุปกรณ์ใช้หลักการ การแปลงอุปนัยซึ่งขึ้นอยู่กับการทำงานของเซ็นเซอร์ที่มีช่วงการทำงานเป็นของตัวเอง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดปัญหานี้
2. ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิ เป็นองค์ประกอบแบบสุ่ม เนื่องจากการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเซ็นเซอร์ที่ใช้ ข้อผิดพลาดจึงอาจถึงค่าที่มีนัยสำคัญ ดังนั้นสภาพแวดล้อมการทำงานของกลไกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เซ็นเซอร์อุปนัยมักจะทำงานที่อุณหภูมิ 25 องศาในห้องที่มีการระบายอากาศดี การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญเป็นค่าที่มากกว่าหรือน้อยกว่านั้นไม่เป็นที่พึงปรารถนา
3. ข้อผิดพลาดเนื่องจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เป็นองค์ประกอบแบบสุ่ม มันเกิดขึ้นเนื่องจากการที่เซ็นเซอร์อุปนัยสัมผัสกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของอุปกรณ์ เพื่อหลีกเลี่ยงกรณีดังกล่าว การติดตั้งระบบไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมมักใช้ความถี่ 50 เฮิรตซ์เสมอ

เพื่อลดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดให้น้อยที่สุดจำเป็นต้องพิจารณาความแตกต่างทั้งหมดอย่างรอบคอบ

เซ็นเซอร์ความใกล้ชิดอุปนัย รูปร่าง

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์อินดัคทีฟและเซ็นเซอร์อื่นๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย

บทความนี้จะเป็นบทวิจารณ์ (ถ้าคุณต้องการวิทยาศาสตร์ยอดนิยม) มีคำแนะนำการใช้งานจริงสำหรับเซ็นเซอร์และลิงก์ไปยังตัวอย่างต่างๆ

ประเภทของเซ็นเซอร์

ดังนั้นเซ็นเซอร์คืออะไรกันแน่? เซ็นเซอร์คืออุปกรณ์ที่สร้างสัญญาณเฉพาะเมื่อมีเหตุการณ์เฉพาะเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซ็นเซอร์จะถูกเปิดใช้งานภายใต้เงื่อนไขบางประการ และสัญญาณอะนาล็อก (สัดส่วนกับเอฟเฟกต์อินพุต) หรือสัญญาณแยก (ไบนารี, ดิจิตอล เช่น สองระดับที่เป็นไปได้) จะปรากฏที่เอาต์พุต

แม่นยำยิ่งขึ้นเราสามารถดู Wikipedia ได้: เซ็นเซอร์ (เซ็นเซอร์จากเซ็นเซอร์ภาษาอังกฤษ) เป็นแนวคิดในระบบควบคุม ตัวแปลงสัญญาณหลัก ซึ่งเป็นองค์ประกอบของอุปกรณ์วัด การส่งสัญญาณ ควบคุมหรือควบคุมของระบบที่แปลงปริมาณควบคุมให้เป็นสัญญาณที่สะดวกต่อการใช้งาน

นอกจากนี้ยังมีข้อมูลอื่นๆ อีกมาก แต่ฉันมีวิสัยทัศน์เกี่ยวกับปัญหานี้ในด้านวิศวกรรม-อิเล็กทรอนิกส์เป็นของตัวเอง

มีเซนเซอร์หลากหลายชนิด ฉันจะแสดงรายการเฉพาะเซ็นเซอร์ประเภทเหล่านั้นที่ช่างไฟฟ้าและวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ต้องจัดการเท่านั้น

อุปนัยเปิดใช้งานเมื่อมีโลหะอยู่ในโซนทริกเกอร์ ชื่ออื่น ๆ: เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด, เซ็นเซอร์ตำแหน่ง, อุปนัย, เซ็นเซอร์แสดงตน, สวิตช์อุปนัย, เซ็นเซอร์แบบไม่สัมผัสหรือสวิตช์ ความหมายก็เหมือนกันและไม่จำเป็นต้องสับสน ในภาษาอังกฤษเขียนว่า “proximity sensor” อันที่จริงนี่คือเซ็นเซอร์โลหะ

ออปติคัลชื่ออื่น ๆ ได้แก่ โฟโตเซนเซอร์, โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์, สวิตช์ออปติคัล สิ่งเหล่านี้ยังใช้ในชีวิตประจำวันเรียกว่า “เซ็นเซอร์วัดแสง”

ตัวเก็บประจุกระตุ้นให้เกิดการปรากฏตัวของวัตถุหรือสารเกือบทุกชนิดในด้านกิจกรรม

ความดัน- ไม่มีแรงดันอากาศหรือน้ำมัน - เป็นสัญญาณไปยังตัวควบคุมหรือการอาเจียน นี่คือถ้าไม่ต่อเนื่อง อาจมีเซ็นเซอร์ที่มีกระแสเอาต์พุต ซึ่งกระแสจะเป็นสัดส่วนกับความดันสัมบูรณ์หรือความดันแตกต่าง

ลิมิตสวิตช์(เซ็นเซอร์ไฟฟ้า) นี่เป็นสวิตช์แบบพาสซีฟธรรมดาที่จะตัดการทำงานเมื่อมีวัตถุวิ่งทับหรือกดทับ

เซนเซอร์ก็อาจจะเรียกว่า เซ็นเซอร์หรือ ผู้ริเริ่ม.

ตอนนี้เรามาดูหัวข้อของบทความกันดีกว่า

เซ็นเซอร์อินดักทีฟเป็นแบบแยกส่วน สัญญาณที่เอาต์พุตจะปรากฏขึ้นเมื่อมีโลหะอยู่ในโซนที่กำหนด

พรอกซิมิตี้เซนเซอร์นั้นใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีตัวเหนี่ยวนำ จึงได้ชื่อว่า. เมื่อโลหะปรากฏในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวด สนามนี้จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากซึ่งส่งผลต่อการทำงานของวงจร

สนามเซ็นเซอร์เหนี่ยวนำ แผ่นโลหะจะเปลี่ยนความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรออสซิลเลเตอร์

วงจรเซ็นเซอร์อินดักทีฟ npn ที่ให้ไว้ แผนภาพการทำงานซึ่ง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีวงจรการสั่น, อุปกรณ์เกณฑ์ (ตัวเปรียบเทียบ), ทรานซิสเตอร์เอาต์พุต NPN, ไดโอดซีเนอร์ป้องกันและไดโอด

รูปภาพส่วนใหญ่ในบทความไม่ใช่ของฉัน ในตอนท้ายคุณสามารถดาวน์โหลดแหล่งที่มาได้

การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์อุปนัย

เซ็นเซอร์อุปนัยการประมาณถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเพื่อกำหนดตำแหน่งของส่วนใดส่วนหนึ่งของกลไก สัญญาณจากเอาต์พุตเซนเซอร์สามารถป้อนเข้าไปยังตัวควบคุม ตัวแปลงความถี่ รีเลย์ สตาร์ทเตอร์ และอื่นๆ เงื่อนไขเดียวคือจับคู่กระแสและแรงดัน

มีอะไรใหม่ในกลุ่ม VK? SamElectric.ru ?

สมัครสมาชิกและอ่านบทความเพิ่มเติม:

การทำงานของเซ็นเซอร์อินดัคทีฟ ธงจะเลื่อนไปทางขวา และเมื่อไปถึงโซนความไวของเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์จะถูกกระตุ้น

อย่างไรก็ตามผู้ผลิตเซ็นเซอร์เตือนว่าไม่แนะนำให้เชื่อมต่อหลอดไส้เข้ากับเอาต์พุตเซ็นเซอร์โดยตรง ฉันได้เขียนเกี่ยวกับเหตุผลแล้ว - .

ลักษณะของเซ็นเซอร์อุปนัย

เซ็นเซอร์ต่างกันอย่างไร?

เกือบทุกอย่างที่กล่าวด้านล่างนี้ไม่เพียงแต่ใช้กับอุปนัยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงด้วย เซ็นเซอร์ออปติคัลและ capacitive.

การออกแบบประเภทของที่อยู่อาศัย

มีสองตัวเลือกหลัก - ทรงกระบอกและสี่เหลี่ยม- เรือนอื่นๆ ไม่ค่อยได้ใช้มากนัก วัสดุตัวเรือน – โลหะ (โลหะผสมต่างๆ) หรือพลาสติก

เส้นผ่านศูนย์กลางเซ็นเซอร์ทรงกระบอก

ขนาดหลัก – 12 และ 18 มม- เส้นผ่านศูนย์กลางอื่น ๆ (4, 8, 22, 30 มม.) ไม่ค่อยได้ใช้

ในการยึดเซ็นเซอร์ 18 มม. คุณต้องมี 2 ปุ่มขนาด 22 หรือ 24 มม.

ระยะการสลับ (ช่องว่างการทำงาน)

นี่คือระยะห่างจากแผ่นโลหะที่รับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของเซ็นเซอร์ สำหรับเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก ระยะห่างนี้คือตั้งแต่ 0 ถึง 2 มม. สำหรับเซ็นเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 และ 18 มม. - สูงสุด 4 และ 8 มม. สำหรับเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ - สูงสุด 20...30 มม.

จำนวนสายไฟที่จะเชื่อมต่อ

มาดูวงจรกันดีกว่า.

2 สายเซ็นเซอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับวงจรโหลด (เช่น คอยล์สตาร์ทเตอร์) เหมือนเราเปิดไฟที่บ้าน สะดวกในการติดตั้ง แต่ไม่แน่นอนในแง่ของภาระ พวกเขาทำงานได้ไม่ดีทั้งขนาดใหญ่และด้วย ความต้านทานต่ำโหลด

เซ็นเซอร์ 2 สาย แผนภาพการเชื่อมต่อ

โหลดสามารถเชื่อมต่อกับสายไฟใดก็ได้สำหรับแรงดันไฟฟ้าคงที่สิ่งสำคัญคือต้องรักษาขั้ว สำหรับเซ็นเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ไม่ว่าการเชื่อมต่อโหลดหรือขั้วจะมีความสำคัญก็ตาม คุณไม่จำเป็นต้องคิดถึงวิธีเชื่อมต่อเลย สิ่งสำคัญคือการให้กระแส

3 สาย.ที่พบมากที่สุด. มีสายไฟสองเส้นสำหรับจ่ายไฟและอีกเส้นสำหรับโหลด ฉันจะบอกคุณเพิ่มเติมแยกกัน

4- และ 5-wireสิ่งนี้เป็นไปได้หากใช้เอาต์พุตโหลดสองตัว (เช่น PNP และ NPN (ทรานซิสเตอร์) หรือการสลับ (รีเลย์) สายที่ห้าคือตัวเลือกของโหมดการทำงานหรือสถานะเอาต์พุต

ประเภทของเซนเซอร์เอาท์พุตตามขั้ว

ทุกคนมี เซ็นเซอร์แยกเอาต์พุตจะมีได้เพียง 3 ประเภทเท่านั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบคีย์ (เอาต์พุต):

รีเลย์ทุกอย่างชัดเจนที่นี่ สวิตช์รีเลย์ แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการหรือสายไฟเส้นใดเส้นหนึ่ง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการแยกกัลวานิกอย่างสมบูรณ์จากวงจรกำลังของเซ็นเซอร์ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักของวงจรดังกล่าว นั่นคือ คุณสามารถเปิด/ปิดโหลดด้วยแรงดันไฟฟ้าใดก็ได้โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเซ็นเซอร์ ส่วนใหญ่ใช้ในเซนเซอร์ขนาดใหญ่

ทรานซิสเตอร์ พีเอ็นพีนี่คือเซ็นเซอร์ PNP เอาต์พุตเป็นทรานซิสเตอร์ PNP นั่นคือเปลี่ยนสาย "บวก" โหลดเชื่อมต่อกับ "ลบ" อย่างต่อเนื่อง

ทรานซิสเตอร์ เอ็นพีเอ็นที่เอาต์พุตจะมีทรานซิสเตอร์ NPN นั่นคือสวิตช์ "ลบ" หรือ ลวดที่เป็นกลาง- โหลดเชื่อมต่อกับ "บวก" อย่างต่อเนื่อง

คุณสามารถเข้าใจความแตกต่างได้อย่างชัดเจนโดยการทำความเข้าใจหลักการทำงานและการสลับวงจรของทรานซิสเตอร์กฎต่อไปนี้จะช่วยได้: ในกรณีที่เชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณ สายนั้นจะถูกเปลี่ยน อีกสายหนึ่งเชื่อมต่อกับโหลดอย่างถาวร

ด้านล่างจะได้รับ แผนภาพการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ซึ่งจะแสดงความแตกต่างเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน

ประเภทของเซนเซอร์ตามสถานะเอาท์พุต (NC และ NO)

ไม่ว่าเซ็นเซอร์จะเป็นอะไรก็ตาม หนึ่งในพารามิเตอร์หลักคือสถานะทางไฟฟ้าของเอาต์พุตในขณะที่เซ็นเซอร์ไม่ได้เปิดใช้งาน (ไม่มีผลกระทบต่อเซ็นเซอร์)

สามารถเปิดเอาต์พุตได้ในขณะนี้ (จ่ายไฟให้กับโหลด) หรือปิด ตามนั้น พวกเขากล่าวว่า - หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติ (ปกติปิด, NC) หรือหน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติ (NO) ในอุปกรณ์ต่างประเทศตามลำดับ – NC และ NO

นั่นคือสิ่งสำคัญที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับเอาต์พุตทรานซิสเตอร์ของเซ็นเซอร์ก็คือสามารถมีได้ 4 ประเภทขึ้นอยู่กับขั้วของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตและสถานะเริ่มต้นของเอาต์พุต:

• เลขที่ พี.เอ็น.พี
• พีเอ็นพี เอ็นซี
• เลขที่ พี.เอ็น
• เอ็นพีเอ็น เอ็นซี

ตรรกะเชิงบวกและเชิงลบของการทำงาน

แนวคิดนี้หมายถึงแอคชูเอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ (ตัวควบคุม รีเลย์)

ตรรกะเชิงลบหรือบวกหมายถึงระดับแรงดันไฟฟ้าที่เปิดใช้งานอินพุต

ตรรกะเชิงลบ: อินพุตตัวควบคุมถูกเปิดใช้งาน (ตรรกะ “1”) เมื่อเชื่อมต่อกับกราวด์ ขั้วต่อ S/S ของตัวควบคุม (สายทั่วไปสำหรับอินพุตแบบแยก) ต้องเชื่อมต่อกับ +24 VDC ตรรกะเชิงลบใช้สำหรับเซนเซอร์ชนิด NPN

ตรรกะเชิงบวก: อินพุตถูกเปิดใช้งานเมื่อเชื่อมต่อกับ +24 VDC เทอร์มินัลคอนโทรลเลอร์ S/S ต้องเชื่อมต่อกับ GROUND ใช้ตรรกะเชิงบวกสำหรับเซนเซอร์ชนิด PNP ตรรกะเชิงบวกถูกใช้บ่อยที่สุด

มีตัวเลือกมากมาย อุปกรณ์ต่างๆและเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับพวกเขา ถามในความคิดเห็น เราจะคิดเรื่องนี้ร่วมกัน

ความต่อเนื่องของบทความ - ในส่วนที่สอง จะมีการแจกแจงและอภิปรายแผนภาพจริง การใช้งานจริง หลากหลายชนิดเซ็นเซอร์ที่มีเอาต์พุตทรานซิสเตอร์

ป.ล. ลวดแพลตตินัมจะสกปรกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ระหว่างการใช้งาน เพื่อป้องกันการปนเปื้อนดังกล่าว หลังจากดับเครื่องยนต์ สายไฟจะถูกให้ความร้อนเป็นเวลาหนึ่งวินาทีถึงอุณหภูมิ 1,000 C ฝุ่นทั้งหมดที่เกาะอยู่จะไหม้ทันที

เทอร์มิสเตอร์ทำจากโลหะบริสุทธิ์ (แพลตตินัมซึ่งแย่กว่านั้นคือทองแดงและนิกเกิล) และจากเซมิคอนดักเตอร์

เมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์มิสเตอร์โลหะจะมีมากกว่า ความไวสูงมีเทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ (thermistor)

เสิร์ฟเพื่อ ไร้การสัมผัส รับข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนการทำงานของเครื่องจักร กลไก หุ่นยนต์ ฯลฯ และแปลงข้อมูลนี้เป็นสัญญาณไฟฟ้า

หลักการทำงานเซ็นเซอร์อุปนัยประกอบด้วยการแปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นเป็นการเปลี่ยนแปลงความเหนี่ยวนำของขดลวดเซ็นเซอร์

การออกแบบและหลักการทำงานของเซ็นเซอร์อินดักทีฟ

เซ็นเซอร์อุปนัยทำหน้าที่ดังต่อไปนี้ (โดยใช้ตัวอย่างของเซ็นเซอร์ความเร็ว):

หลักการทำงาน การทำงานของเซ็นเซอร์ความเร็วแบบเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ดังกล่าว การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า- เซ็นเซอร์ทำในรูปของขดลวดที่มีแกนแม่เหล็ก เมื่อฟันของดิสก์เฟอร์โรแมกเนติกเคลื่อนผ่านใต้แกนกลาง (เช่น ฟันบนมู่เล่ของเพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์) การไหลของแม่เหล็กของเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนไป และเหนี่ยวนำให้เกิดในขดลวดเซ็นเซอร์ แรงเคลื่อนไฟฟ้า- แอมพลิจูดของพัลส์ขึ้นอยู่กับความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงและช่องว่างระหว่างแกนกลางและฟันมู่เล่

ตัวแปลงอุปนัยมีมากมาย การออกแบบต่างๆ:

ก) ตัวแปลงอุปนัย ความยาวตัวแปร ช่องว่างอากาศ δ

โดดเด่นด้วยการพึ่งพาแบบไม่เชิงเส้น L = f(δ)

คอนเวอร์เตอร์ดังกล่าวมักจะใช้เมื่อกระดองเคลื่อนที่ 0.01 - 5 มม.

b) ตัวแปลงอุปนัยด้วย หน้าตัดที่แปรผันได้ ช่องว่างอากาศ มีความไวต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ แต่การพึ่งพาเชิงเส้น L = f(δ)

คอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ใช้สำหรับการเคลื่อนที่สูงสุด 10 - 15 มม.

วี) ตัวแปลงอุปนัย ส่วนต่าง ตัวแปลงซึ่งภายใต้อิทธิพลของปริมาณที่วัดได้พร้อมกันและยิ่งไปกว่านั้นด้วย สัญญาณที่แตกต่างกันเปลี่ยน สองช่องว่าง แม่เหล็กไฟฟ้า

มีความไวสูงกว่า ลักษณะการแปลงไม่เป็นเชิงเส้นน้อยกว่า และได้รับอิทธิพลจากปัจจัยภายนอกน้อยกว่า

พื้นที่ใช้งานของเซ็นเซอร์อินดักทีฟ

1. เซ็นเซอร์อุปนัยใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม สำหรับการวัดการกระจัด และครอบคลุมช่วงตั้งแต่ 1 µm ถึง 20 mm.

2. การวัด ความดัน แรง อัตราการไหลของก๊าซและของเหลว ฯลฯ ในกรณีนี้ พารามิเตอร์ที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นการเปลี่ยนแปลงการกระจัดโดยใช้องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนต่างๆ จากนั้นค่านี้จะถูกส่งไปยังทรานสดิวเซอร์การวัดแบบเหนี่ยวนำ

ข้อดีเซ็นเซอร์อุปนัย:

ความเรียบง่ายและความแข็งแกร่งของการออกแบบ ไม่มีหน้าสัมผัสแบบเลื่อน

ความเป็นไปได้ในการเชื่อมต่อกับแหล่งความถี่ไฟฟ้า

กำลังขับค่อนข้างสูง (สูงถึงสิบวัตต์)

ความไวที่สำคัญ

ข้อบกพร่องเซ็นเซอร์อุปนัย:

ความแม่นยำของการทำงานขึ้นอยู่กับความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าในความถี่

การทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้นที่สามารถทำได้

ตัวอย่างการใช้งานเซ็นเซอร์อินดักทีฟ:

1. เซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยง:

ติดตั้งเซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยงบนตัวยึดใกล้กับรอกขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ดูรูปที่ 2)

ในการสร้างพัลส์การซิงโครไนซ์ความเร็วเพลาข้อเหวี่ยง ฟันสองซี่บนรอกหายไป (ดูรูปที่ 2 และรูปที่ 1)

อุปกรณ์ประเภทที่พบบ่อยที่สุดในระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติที่มีอยู่คือเซ็นเซอร์ตำแหน่งแบบเหนี่ยวนำ ซึ่งมีจำนวนมากกว่า 90% ของเซ็นเซอร์ตำแหน่งแยกที่ใช้ทั้งหมด ใดๆ กระบวนการทางเทคโนโลยีในเกือบทุกอุตสาหกรรม (อาหาร วิศวกรรมเครื่องกล น้ำมันและก๊าซ พลังงาน) จำเป็นต้องมีการตรวจสอบตำแหน่งของแดมเปอร์ แอคชูเอเตอร์ วาล์ว ชิ้นส่วนและชิ้นงาน การเคลื่อนย้ายองค์ประกอบโครงสร้างของหน่วย ฯลฯ ในโหมดอัตโนมัติ

การใช้เซ็นเซอร์อินดักทีฟอย่างแพร่หลายนั้นเนื่องมาจากความน่าเชื่อถือ คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ ลักษณะการทำงานหลักของเซ็นเซอร์ตำแหน่งแบบเหนี่ยวนำคือ: ช่วงการตอบสนอง ระดับการป้องกัน อุณหภูมิในการทำงานและอัตราการตอบกลับ

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์อินดักทีฟเป็นดังนี้ เมื่อจ่ายไฟให้กับเซนเซอร์ ขดลวดปฐมภูมิจะถูกกระตุ้น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตัวสะท้อนกลับและด้วยเหตุนี้จึงสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้ตัวมันเอง เมื่อวัตถุโลหะถูกวางในเขตสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งในความเป็นจริงกลายเป็นขดลวดทุติยภูมิ กระแสเอ็ดดี้ หรือที่เรียกว่ากระแสฟูโกต์ จะเริ่มถูกเหนี่ยวนำ ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่การเสื่อมสภาพของปัจจัยด้านคุณภาพของขดลวดปฐมภูมิซึ่งจะส่งผลให้ความกว้างของสัญญาณเรโซเนเตอร์ลดลงเนื่องจากการทริกเกอร์ตัวเปรียบเทียบ (ทริกเกอร์ Schmidt) จากนั้นสัญญาณจะถูกขยายโดยเครื่องขยายเสียง และส่งออกไปยังเอาต์พุตเซ็นเซอร์

พารามิเตอร์ของเซ็นเซอร์ตำแหน่งอุปนัยและคำแนะนำสำหรับการใช้งาน

ในการเลือกเซ็นเซอร์อินดัคทีฟที่เหมาะสมสำหรับงานเฉพาะเจาะจง คุณจำเป็นต้องทราบพารามิเตอร์พื้นฐานจำนวนหนึ่ง รวมถึงฟังก์ชันที่พารามิเตอร์เหล่านี้รับผิดชอบ

อาจเป็นพารามิเตอร์หลักที่ระบุในแผ่นข้อมูลสำหรับเซ็นเซอร์คือ ช่วงการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับ- ถูกกำหนดให้เป็น Sn ช่วงการตอบสนองที่ระบุ แม้ว่าจะเป็นพารามิเตอร์หลัก แต่ก็ไม่ได้มีความสำคัญในทางปฏิบัติเป็นพิเศษ เนื่องจากมูลค่าของมันได้มาภายใต้ข้อจำกัดหลายประการที่เกี่ยวข้อง ปัจจัยภายนอกกล่าวคือ: อุณหภูมิ สิ่งแวดล้อม 20 องศาเซลเซียส แรงดันไฟจ่าย 24 V DC หรือ 230 V กระแสสลับ- และวัตถุนั้นควรเป็นแผ่นเหล็กที่ทำจากเหล็กบางชนิด รูปทรงสี่เหลี่ยมด้วยความกว้าง 3 เท่าของความกว้างของค่า Sn และความหนา 1 มม. สิ่งสำคัญในทางปฏิบัติคือพารามิเตอร์เช่น ช่วงการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพซีเนียร์และ ช่วงตอบสนองที่เป็นประโยชน์สุ. ค่า Sr จะแปรผันภายในบวกลบ 10% ของช่วงการทำงานที่กำหนด และวัดในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 18 ถึง 28 องศาเซลเซียส และที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ช่วงการตอบสนองที่เป็นประโยชน์ของเซ็นเซอร์อินดัคทีฟจะแตกต่างกันไปภายในบวกลบ 10% ของเซ็นเซอร์ที่มีประสิทธิภาพและวัดที่แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเท่ากับ 85% - 110% ของค่าที่ระบุและอุณหภูมิตั้งแต่ -25 ถึง +70 องศาเซลเซียส มักจะเข้า. รายละเอียดทางเทคนิคบนเซ็นเซอร์คุณสามารถค้นหาพารามิเตอร์ดังกล่าวได้ รับประกันโซนตอบสนอง (ช่วง)- ขีดจำกัดล่างคือ 0 และขีดจำกัดบนคือ 0.81Sn อีกด้วย พารามิเตอร์ที่สำคัญเซ็นเซอร์ตำแหน่งอุปนัยที่ส่งผลต่อความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการวัด ได้แก่ ฮิสเทรีซีสและ การทำซ้ำ H และ R ตามลำดับ ฮิสเทรีซิสคือระยะห่างระหว่างจุดที่ไกลที่สุดซึ่งเซ็นเซอร์ตอบสนองต่อวัตถุขณะที่เข้าใกล้และเคลื่อนตัวออกไป ค่าฮิสเทรีซีสที่ 0.2Sr ถือว่าเป็นเรื่องปกติ

นอกเหนือจากคุณสมบัติที่มีอยู่ในเซ็นเซอร์ตำแหน่งอุปนัยโดยตรงแล้ว ช่วงการตอบสนองยังได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติของวัสดุของวัตถุ เรากำลังพูดถึงการนำไฟฟ้าและการซึมผ่านของแม่เหล็ก เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการนำเสนอแนวคิด ปัจจัยการลด- วัสดุอ้างอิงคือเหล็กกล้า 37 โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การลดคือ 1 สำหรับโลหะอื่นๆ ค่าสัมประสิทธิ์การลดจะน้อยกว่า 1 ตัวอย่างเช่น สแตนเลสมีค่าสัมประสิทธิ์การลดอยู่ที่ 0.85 และทองแดงเพียง 0.3 นั่นคือหากวัตถุที่กระตุ้นเป็นทองแดง ช่วงของการกระตุ้นจะลดลงเหลือค่าเท่ากับ 0.3Sn

แรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์อินดักทีฟสามารถจ่ายพลังงานจากทั้งแหล่งจ่ายไฟ DC และ AC กระแสตรงมีลักษณะเป็นช่วงแรงดันไฟฟ้า: 10-30V, 10-60V และ 5-60V ช่วงทั่วไปสำหรับไฟฟ้ากระแสสลับคือ 98-253V นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์อุปนัยพร้อมแหล่งจ่ายไฟสากล เซ็นเซอร์ดังกล่าวสามารถขับเคลื่อนจากทั้งแหล่งจ่ายกระแสตรงและกระแสสลับ

จัดอันดับกระแสโหลด

พารามิเตอร์จะแสดงค่าปัจจุบันที่เซ็นเซอร์ได้รับการออกแบบไว้เมื่อมีการใช้โหลดเป็นเวลานาน ค่ามาตรฐานคือ 200mA แต่มีเซ็นเซอร์รุ่นพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับ 500mA

อัตราการตอบสนอง

พารามิเตอร์จะแสดงความถี่สูงสุดที่แสดงเป็นเฮิรตซ์ที่เซ็นเซอร์สามารถสลับได้ สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ความถี่ตอบสนอง 1000 Hz ก็เพียงพอแล้ว แต่ผู้ผลิตเซ็นเซอร์ไม่สามารถเพิ่มความถี่ให้สูงกว่า 5 kHz ได้ ความหมายพิเศษเนื่องจากความถี่ดังกล่าวจะสูงกว่าความถี่การดำเนินการของวงจรมาตรฐานของตัวควบคุมทางอุตสาหกรรม (PLC) ดังนั้นสถานะของเซ็นเซอร์ดังกล่าวอาจตีความไม่ถูกต้องโดยโมดูลอินพุต PLC

เมื่อเลือกเซ็นเซอร์คุณควรใส่ใจด้วย ระดับการป้องกันตัวเครื่องป้องกันการกระเด็นและฝุ่น และ ช่วงอุณหภูมิซึ่งเซ็นเซอร์อินดัคทีฟสามารถทำงานได้ ระดับการป้องกันมาตรฐานคือ IP67 และช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ลบ 25 ถึงบวก 70 องศาเซลเซียส

เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำ

เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่เชิงเส้นและเชิงมุมเป็น EMF เป็นเซ็นเซอร์ประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หลักการทำงานของเซ็นเซอร์เหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า สัญญาณเอาท์พุตของเซ็นเซอร์เหนี่ยวนำคือ EMF ซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านรอบของขดลวด การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของขดลวดในสนามแม่เหล็กคงที่หรือเนื่องจากการหมุนของตัวเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับขดลวดที่อยู่นิ่ง

ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซ็นเซอร์อุปนัยและเซ็นเซอร์อุปนัยคือพวกมันใช้สนามแม่เหล็กคงที่แทนที่จะใช้สนามแม่เหล็กสลับ (เซ็นเซอร์อุปนัยใช้พลังงานจากเครือข่ายกระแสสลับ) สนามแม่เหล็กคงที่ใน เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำถูกสร้างขึ้นในสองวิธี: แม่เหล็กถาวรหรือขดลวดที่บินด้วยกระแสตรง

ในรูป 6.19, กแสดงแผนภาพของเซ็นเซอร์ที่มีขดลวด W 2 อยู่ในช่องว่างอากาศซึ่งฟลักซ์แม่เหล็กคงที่ Ф ถูกสร้างขึ้นโดยขดลวด W 1 , รวมอยู่ด้วย ความดันคงที่- เมื่อขดลวดเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก ซึ่งแปรผันตามความเร็วของการเคลื่อนที่:

ที่ไหน เค - ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนขึ้นอยู่กับจำนวนรอบ W 2 และพารามิเตอร์การออกแบบของเซ็นเซอร์

ในรูป 6.19, ขแสดงเซ็นเซอร์ที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็กคงที่โดยใช้แม่เหล็กถาวรที่มีชิ้นขั้ว แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดหมุนนั้นแปรผันตามความเร็วในการหมุน Ω:

ในเซ็นเซอร์ทั้งสองนี้ คอยล์สามารถเคลื่อนย้ายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ลีดกระแสไฟหรือแหวนสลิปที่ยืดหยุ่นพร้อมแปรงเพื่อถอดสัญญาณเอาท์พุต (EMF) ออกจากเซ็นเซอร์ทั้งสองนี้

เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำอาจมีการออกแบบที่แตกต่างกัน: ด้วยขดลวดที่อยู่กับที่และแม่เหล็กถาวรหมุนได้ (รูปที่ 6.19, วี)ความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นเนื่องจากไม่มีหน้าสัมผัสแบบเลื่อน มีอีกวิธีที่เป็นไปได้ในการเพิ่มความน่าเชื่อถือของเซ็นเซอร์ตามแผนภาพในรูป 6.19, ข:ทั้งขดลวดและแม่เหล็กถาวรนั้นอยู่กับที่และในช่องว่างระหว่างวงแหวนเฟอร์โรแมกเนติกที่มีจุดตัดหมุน (รูปที่ 6.19, d) หรือองค์ประกอบอื่นที่มีค่าการนำแม่เหล็กแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญตามแกนตั้งฉากซึ่งกันและกัน เมื่อหมุนฟลักซ์ที่ผ่านระนาบของคอยล์จะเปลี่ยนไป

ในเซ็นเซอร์ (รูปที่ 6.19, ข, ค, ง)ความถี่ EMF สามารถใช้เป็นสัญญาณเอาท์พุตได้ หลักการทำงานโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ในการวัดความเร็วในการหมุนจะใช้เครื่องจักรไฟฟ้ากำลังต่ำพิเศษ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเร็ว -

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง มีขดลวดกระตุ้นที่สร้างขึ้นเมื่อขับเคลื่อน กระแสตรงฟลักซ์แม่เหล็ก F. เมื่อกระดองหมุนแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในนั้นตามสัดส่วนกับความถี่การหมุน พี: E= kFp,ที่ไหน เค - ค่าคงที่ที่กำหนดโดยการออกแบบ

ความถี่ในการหมุน ปโดยปกติจะแสดงเป็น 1/นาที (รอบต่อนาที) และสัมพันธ์กับความเร็วของการหมุน การแสดงออก:

เมื่อใช้ตัวสับเปลี่ยนและแปรงสัญญาณเอาต์พุตจะถูกส่งไปยังโหลดในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแบบกระแสสลับมีขดลวดสองเส้นที่สเตเตอร์โดยเลื่อนอันหนึ่งสัมพันธ์กับอีกอันหนึ่ง 90 องศา ขดลวดหนึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่าย AC เมื่อโรเตอร์หมุนซึ่งสร้างในรูปแบบของกระบอกสูบนำไฟฟ้าที่มีผนังบาง จะมีการเหนี่ยวนำให้เกิด EMF แบบแปรผันในขดลวดอื่น ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความถี่ในการหมุน ป.เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของอุณหภูมิ คอนสแตนตันจึงถูกใช้เป็นวัสดุโรเตอร์แบบกลวง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับมีความไวสูงและกำลังสัญญาณเอาท์พุต ข้อเสียทั่วไปของเซ็นเซอร์กำเนิดทั้งหมดคือการพึ่งพาสัญญาณเอาต์พุตกับความต้านทานโหลด

กลับ