Bezkontakta sensori mehānismu novietojumam

Šajā rakstā mēs runāsim par mehānismu pozīcijas sensoriem. Būtībā jebkura sensora galvenā funkcija ir dot signālu, kad notiek konkrēts notikums. Tas ir, kad notiek sprūda notikums, sensors tiek aktivizēts un ģenerē signālu, kas var būt analogs vai diskrēts, digitāls.

Robežu sensori ir izmantoti kā pozīcijas sensori daudzus gadu desmitus. slēdži. Tie sastāv no elektriskiem kontaktiem, kas mehāniski atveras vai aizveras, kad kāds mainīgais (pozīcija) sasniedz noteiktu vērtību. Dažādu veidu gala slēdži ir svarīga daudzu vadības sistēmu sastāvdaļa, kuru uzticamība ir atkarīga no tiem. šādos sensoros ir kustīgi mehāniski elementi, kuru resursi ir ierobežoti.

Robežslēdžus šobrīd aktīvi nomaina dažādi tuvuma sensori. Visbiežāk šāda veida tuvuma sensori: induktīvie, ģeneratori, magnetoherkons un fotoelektronika. Šiem sensoriem nav mehāniska kontakta ar kustīgo objektu, kura pozīcija tiek uzraudzīta.

Bezkontakta pozīcijas sensori nodrošina lielu mehānisma ieslēgšanas ātrumu un biežumu. Zināms šo sensoru trūkums ir atkarība, to precizitāte no barošanas sprieguma un temperatūras izmaiņām. Atkarībā no prasībām šo ierīču izvades ierīce var būt šāda bezkontakta loģikas elementsun elektriskais relejs.

Elektrisko piedziņu precīzās bremzēšanas shēmās tuvuma sensorus var izmantot gan pārslēgšanai uz leju, gan galīgai apturēšanai.

Mūsdienās tirgū ir daudz veidu sensoru, taču šī raksta ietvaros mēs akcentēsim tēmu tieši induktīvās pozīcijas sensori, jo vairāk nekā 80% gadījumu tieši induktīvie sensori kalpo kā sensori mehānismu novietojumam.

Induktīvais sensors tiek iedarbināts, kad metāls tuvojas savai sprūda zonai. Šī iemesla dēļ induktīvos pozīcijas sensorus sauc arī par klātbūtnes sensoriem, tuvuma sensoriem vai vienkārši induktīviem slēdžiem.

Tagad apskatīsim induktīvā sensora darbības principu. Kā minēts iepriekš, kad metāls ir pietiekami tuvu sprūda zonai, sensors tiek aktivizēts. Šī parādība sastāv no iesaistīto personu mijiedarbības induktori tai tuvojoties metālam, kas krasi maina spoles magnētiskā lauka lielumu, kas noved pie sensora aktivizēšanas, tas tiek iedarbināts, tā izejā parādās atbilstošais signāls.

Ierīces elektroniskajā daļā ir vadības ķēde, kas savukārt kontrolē releja vai tranzistora slēdzi. Tas sastāv no šādām daļām:

• Ģenerators, kas rada elektromagnētisko lauku, kas nepieciešams mijiedarbībai ar objektu.

• Šmita sprūda nodrošina pārslēgšanas histerēzi.

• Pastiprinātājs signāla amplitūdas palielināšanai, lai tas sasniegtu nepieciešamo iedarbināšanas vērtību.

• LED indikators, kas informē par slēdža stāvokli. Tas nodrošina arī veiktspējas uzraudzību un konfigurēšanu.

• Savienojums, kas aizsargā pret cieto daļiņu un ūdens iekļūšanu.

• Korpuss sensora montāžai un aizsardzībai no dažādām mehāniskām ietekmēm.Izgatavots no misiņa vai poliamīda un apdarināts ar stiprinājumiem.

Induktīvās pozīcijas sensori tiek plaši izmantoti rūpnieciskās automatizācijas sistēmās, kur periodiski vai pastāvīgi nepieciešams noteikt jebkuras mehānisma daļas pozīciju. Sensors ģenerē signālu, kas tiek nosūtīts uz disku. Kā izpildmehānisms var darboties starteris, kontrolleris, relejs, frekvences pārveidotājs utt. Galvenais ir tas, ka sensora parametri atbilst piedziņas parametriem sprieguma un strāvas ziņā.

Lielākā daļa sensoru nav barošanas ierīces, tās galvenokārt ir signalizācijas ierīces, tāpēc pats sensors, kā likums, neko jaudīgu nepārslēdz, bet tikai kontrolē, dod vadības signālu, darbojas kā darbības ierosināšanas ierīce, kuru jau var pieslēgt uz jaudas pārslēgšanu.

Mūsdienu induktīvās pozīcijas sensori visbiežāk sastopami divās plastmasas vai metāla korpusu versijās: taisnstūrveida vai cilindriskā. Sensora diametrs ar apļveida šķērsgriezumu var būt no 4 līdz 30 mm, bet visbiežāk izmantotie diametri ir 18 un 12 mm.

Kad sensors ir uzstādīts uz iekārtas, starp metāla plāksni un sensora iedarbināšanas zonu tiek iestatīta atstarpe, parasti šis attālums nepārsniedz sensora diametru un, kā likums, izrādās 2-3 reizes mazāks nekā tā diametrs.

Saskaņā ar savienojuma metodi induktīvie pozīcijas sensori var būt divu vadu, trīs vadu, četru vadu un piecu vadu.

Divu vadu tieši pārslēdziet slodzi, piemēram startera spole, tas ir, tie darbojas kā parasts slēdzis. Divu vadu sensoriem ir nepieciešama slodzes pretestība, tāpēc tie ne vienmēr ir piemēroti kā uzticams instruments, taču tie nezaudē savu nozīmi.

Slodze ir vienkārši virknē savienota ar sensoru, ja tiek izmantots pastāvīgs spriegums, tad svarīgi ievērot polaritāti, ja mainīgā polaritāte nav svarīga, galvenais ir pārslēgtā jauda un strāva.

Trīs vadu sensoriem ir trešais vads paša sensora barošanai, un tas ir vispopulārākais risinājums. Četru vadu un piecu vadu sensoriem ir tranzistoru vai releja izejas slodzes pievienošanai, un piektais vads ļauj izvēlēties sensora darbības režīmu, izeju sākotnējo stāvokli.

Tā kā izejas var būt gan relejs, gan tranzistors, sensorus attiecīgi iedala trīs veidos pēc izeju ierīces: relejs, npn un pnp.

Sensori ar releja izeju

Sensoram ar releja izeju ir strāvas padeves ķēdes galvaniskā izolācija no iekļautās ķēdes. Tas pārslēdz vienu vadu, un spriegums ieslēgtajā ķēdē nav īpaši kritisks. Tā kā sensora barošanas ķēde ir galvaniski izolēta, to var uzskatīt par releja sensora priekšrocību. Šāda veida sensori parasti ir lieli.

Sensori ar pnp tranzistora izeju

Sensora izejā ir pnp tranzistors, kas komutē pozitīvo vadu ar slodzi. Izejas pnp tranzistora kolektora ķēdei ir pievienota slodze, kas caur otro vadu ir pastāvīgi savienota ar negatīvu.

Sensori ar npn tranzistora izeju

Sensora izejā ir NPN tranzistors, kas komutē negatīvo vadu ar slodzi. Izejas npn tranzistora kolektora ķēdei ir pievienota slodze, kas ar savu otro vadu ir pastāvīgi savienota ar pozitīvo vadu.

Atbilstoši izeju sākuma stāvoklim induktīvie pozīcijas sensori var būt normāli aizvērti vai normāli atvērti kontakti. Sākotnējais stāvoklis nozīmē, ka šis stāvoklis ir brīdī, kad sensors vēl nav iedarbināts, tas ir, tas nav aktivizēts.

Ja izejas kontakti parasti ir aizvērti, tad slodze tiek pieslēgta tukšgaitā, ja tā ir normāli atvērta, tad līdz sensora iedarbināšanai slodze tiks atslēgta un piedziņai (piem., kontaktoram) netiks piegādāta strāva. Parasti slēgtie kontakti ir apzīmēti angļu valodā — N.C. (Parasti slēgts), Parasti atvērts — N.O. (Parasti atvērts).

Tādējādi sensori ar tranzistoru izejām ir četru veidu: divu veidu pēc vadītspējas (pnp vai npn) un divu veidu atbilstoši izeju sākuma stāvoklim. Ieslēdzot vai izslēdzot, var būt arī aizkave.

Atkarībā no piedziņas veida, kas ir pievienots sensoram, kā arī barošanas metodes, sensora loģika var būt pozitīva vai negatīva. Tas ir saistīts ar sprieguma līmeni, kas aktivizē ierīces ievadi.

Ja ieeja tiek aktivizēta, kad izpildmehānisma negatīvais vads ir savienots ar zemi, uz mīnusu, tad loģiku sauc par negatīvu, šāds savienojums ir raksturīgs sensoriem ar npn tipa tranzistora izejām.

Pozitīvā loģika atbilst piedziņas pozitīvā vada savienošanai ar pozitīvo barošanas avotu, kad tā ir aktivizēta, šī loģika ir raksturīga sensoriem ar pnp tranzistora izejām. Visbiežāk ir pozitīva loģika induktīvo sensoru darbībai mehānismu novietojumam.

Vecāki visbiežāk izmantotie induktīvo pozīcijas sensoru veidi

Induktīvie pozīcijas sensori IKV-22

Induktīvie sensori IKV-22. Šo sensoru darbība ir balstīta uz principu mainīt induktīvās pretestības spoles ar tērauda serdi, mainoties gaisa spraugai magnētiskajā ķēdē.

Magnētiskā ķēde ar divām spolēm ir uzstādīta uz tērauda plāksnes, kas noslēgta ar plastmasas vāku. No apakšas pie plāksnes ir piestiprināti divi MBGP kondensatori (viens ar jaudu 15 μF, 200 V, otrs ar jaudu 10 μF, 400 V). Kondensatori ir pārklāti ar vāku. Kabelis ir savienots caur blīvējumu. Uz mehānisma ir uzstādīts magnētiskais šunts, kura izmēriem jābūt vismaz: biezums 2 mm, platums 80 mm, garums 140 mm. Gaisa sprauga starp magnētisko ķēdi un šuntu ir 6 ± 4 mm.

Izejas relejs parasti tiek ieslēgts un izslēgts brīdī, kad magnētiskais šunts iet caur sensoru, kad spoles induktīvās pretestības maiņas dēļ notiek strāvas rezonanse un strāva caur releja spoli krītas. Šie releji: tips MKU-48, 12 V maiņstrāva, velk strāva ne vairāk kā 0,45 A, kritiena strāva ne mazāka par 0,1 A.Sensora ķēdes barošanas spriegums ir 24 V maiņstrāvas relejs.

Induktīvie pozīcijas sensori ID-5

Metalurģijas darbnīcās tiek izmantoti ID-5 tipa induktīvie sensori, kas paredzēti darbam apkārtējās vides temperatūrā līdz + 80 ° C un mitrumam līdz 100%. Ir pieļaujami vadītspējīgi putekļi un katlakmens. Ar sensoru tiek izmantots UID-10 tipa pusvadītāju izejas pastiprinātājs. Pastiprinātāja izejas jauda (25 W) ir pietiekama, lai ieslēgtu plaši izplatītos REV-800 relejus, kontaktorus KP21, MK-1 utt.

Gaisa sprauga starp sensoru un novēroto feromagnētisko objektu var būt līdz 30 mm. Sensora ID-5 izmēri ir 187x170x70 mm, barošanas spriegums ir 220 V ± 15%, 50 Hz.

Maza izmēra BSP bezkontakta slēdži

Mazie kustību slēdži BSP-2 (ar bezkontakta izvadi, uz loģisko elementu) un BRP (ar izeju uz releju PE-21, 24 V, 16 Ohm) tiek izmantoti metāla griešanas iekārtās.

BSP-2 slēdzis sastāv no diferenciālā transformatora sensora un pusvadītāju sprūda. Pirmās sensora spoles magnētisko sistēmu pārvieto tērauda plāksne, un otrā spole tiek manipulēta, pārvietojoties pa magnētisko sistēmu, kas savienota ar plakano armatūras mehānismu. Spoles tiek ieslēgtas pretējā virzienā.

Ja armatūra atrodas virs sensora, spoļu induktīvās pretestības ir vienādas un diferenciālā transformatora sensora izeja ir nulle. Šajā gadījumā sprūda izejā parādās vismaz 2,5 V spriegums, kas ir pietiekami, lai loģiskais elements darbotos.

Ja virs sensora nav armatūras, sprūdam tiek pielikts spriegums, kas atgriež to sākotnējā stāvoklī. Tad slēdža izejas signāls ir nulle.

BRP slēdža darbības princips daudzējādā ziņā ir līdzīgs BSP-2.Kastes iekšpusē ir uzstādīts induktīvais sensors (saskaņā ar diferenciālā transformatora ķēdi), sprūda un pastiprinātājs. Sekundārās spoles ar atšķirīgu apgriezienu skaitu tiek ieslēgtas pretējā virzienā. Armatūrai pārklājoties ar sensora magnētisko sistēmu, signāls samazinās un pēc fāzes maiņas tiek pārslēgts sprūda un tiek aktivizēts ārējais izejas relejs (PE-21, 24 V, 16 Ohm).

Mehānismam piestiprinātā enkura izmēri ir 80x15x3 mm. Attālums starp enkuru un sensoru ir 4 mm. Slēdžu precizitāte nominālajā režīmā ir ± 0,5 mm, iedarbināšanas diferenciālis ir ne vairāk kā 5 mm. Plkst. barošanas sprieguma un temperatūras svārstības, BSP-2 un BRP slēdžu kļūda var sasniegt ± (2,5-f-3,0) mm.

Augstas frekvences induktīvie sensori VKB

Metāla griešanas mašīnu automatizācijai tiek izmantoti arī augstas precizitātes VKB tipa induktīvie sensori ar U-veida vai plakanu armatūru. Iebūvētā transformatora stabi veido atvērtu elektromagnētisko sistēmu. Darba gaisa sprauga ir 0,1-0,15 mm.

Izejas spriegums no transformatora sekundārā tinuma tiek ievadīts diferenciālā mērīšanas ķēdē un pēc tam tranzistora pastiprinātājā. Sensora kopējā kļūda ar temperatūras svārstībām no 5 līdz 40 ° C un spriegumu no 85 līdz 110% no nominālās vērtības ir ± (0,064-0,15) mm, reakcijas atšķirība nepārsniedz 0,4 mm. Maksimālais mehānisma kustības ātrums ir 10 m / mm. Sensora izmēri 62x34x24 mm. Barošanas spriegums 12 V.

Īpašu veidu precīzijas induktīvie sensori metāla griešanas mašīnām ar diferenciālo ķēdi ir mazāka par ± 0,01 mm.Šādi sensori ietver VPB12 tipa bezkontakta kustības slēdzi, kas sastāv no sensora bloka uz elektroniskā bloka. Sensora blokā ietilpst induktīvs darba sensors, induktīvās kompensācijas sensors un iespiedshēmas plates. Mehānisms ir uzstādīts: vadības ferīta elements. Barošanas spriegums 12 V DC. Maksimālais ekspozīcijas attālums nav lielāks par 0,12 mm. Sensora izejai var pieslēgt RPU-0 tipa releju. Izvadierīces maksimālā slodzes strāva ir 0,16 A.

Ģeneratora pozīcijas sensori

Šāda veida sensori ir kompakti un ļoti precīzi. KVD-6M un KVD-25 sērijas (ar spraugām), KVP-8 un KVP-16 (lidmašīnām) sensoru ģeneratori ir sevi pierādījuši labi. Tie ir piemēroti lietošanai augstā mitruma un putekļu koncentrācijā. Sensora tranzistora ķēdes elementi (ģenerators un sprūda) atrodas korpusā, kas izgatavots no triecienizturīga polistirola. Blīvēšana tiek veikta ar auksti cietējošu maisījumu. Darba temperatūras diapazons ir no -30 līdz +50 ° C.

HPC sensors ģenerē diskrētu signālu, kad metāla plāksne ("karogs") iziet cauri slotam, izraisot sprūda ģenerēšanas un pārslēgšanas traucējumus. Slepes platums ir 6 mm sensoram KVD-6M un 25 mm sensoram KVD-25.

Sensori KVP-8 un KVP-16 tiek aktivizēti, kad tiem garām iet metāla plāksne attiecīgi ne vairāk kā 8 un 16 mm attālumā.