Beskontaktni senzor induktivnosti pozicioniran je kao senzor sposoban reagirati na metalne predmete uhvaćene u njegovom elektromagnetskom polju. Zahvaljujući ovom svojstvu induktivnih senzora blizine, moguće je pratiti kretanje pokretnih dijelova opreme i, ako je potrebno, isključiti motor pogonskog mehanizma. Da bi se prepoznale i analizirale promjene u magnetskom polju, u njihov sastav uvodi se posebna elektronička jedinica koja se naziva kontroler (komparator).
Uređaj i princip rada
Indukcijski senzori položaja, uz elektroničku usporedbu, sadrže sljedeće obvezne komponente:
- čelično kućište s priključkom za spojni kabel;
- ugrađeni osjetljivi element koji bilježi promjene magnetskog polja izrađen je u obliku čelične jezgre s zavojnicom;
- modul izvršnog releja;
- indikator aktiviranja na LED-u.
Dizajn različitih modela metalnih senzora može imati neke razlike. Oni ne utječu na sam indukcijski senzor, princip njegovog rada se od toga ne mijenja.
U skladu s uređajem uređaja, suština njegovog rada opisana je kako slijedi:
- pomicanje metalnog dijela kontroliranog predmeta dovodi do promjene induktivnosti osjetljivog elementa senzora;
- odstupanje se objašnjava izobličenjem njegova magnetskog polja, što rezultira promjenom parametara električnog kruga i njegovim aktiviranjem (LED svijetli);
- nakon toga se elektronički modul aktivira i šalje signal izvršnom uređaju;
- kad se primi impuls o prekoračenju dopuštene granice kretanjem, izlazni (relejni) čvor isključuje nadgledanu opremu iz mreže.
Svaki model ima vlastitu osjetljivost na kretanje - pomak u pomicanju. Za različite uzorke ovaj parametar varira od 1 mikrona do 20 milimetara.
Parametri induktivnog senzora
Uz opseg odziva ili osjetljivost, induktivni senzor karakteriziraju sljedeći pokazatelji izvedbe:
- Veličina (promjer) navoja za slijetanje za različite uzorke, uzimajući vrijednosti od 8 do 30 mm.
- Nazivni napon napajanja pri temperaturi od plus 20 stupnjeva, do 90 V istosmjerne struje i do 230 V - izmjenične struje.
- Ukupna duljina tijela - njegova vrijednost ovisi o radnom naponu.
Potonji pokazatelj za različite uzorke može se značajno razlikovati.
Za osjetljivu ili aktivnu zonu uređaja uvodi se drugi parametar, nazvan zajamčena granica odziva. Njegova donja granica je nula, a gornja je 80 posto nominalne vrijednosti. Ovaj se pokazatelj ponekad naziva i faktor korekcije radnog zazora.
Jednako važan pokazatelj funkcionalnosti osjetljivog uređaja je broj priključnih žica u konektoru. Obično ih ima dva ili tri: dva opskrbna i jedan za aktiviranje sklopa. Međutim, moguće su mogućnosti povezivanja za čiji se raspored koriste četiri ili pet kontaktnih točaka. Slični uzorci, pored dva opskrbna vodiča, sadrže i dva izlaza za opterećenje. U ovom se slučaju peti vodič koristi za odabir načina rada samog uređaja.
Vrste izlaza i metode povezivanja
Da bi se procijenilo djelovanje osjetljivog uređaja, uvodi se posebna karakteristika koja se ocjenjuje prema stanju polariteta njegovih izlaznih parametara. U skladu s općeprihvaćenom oznakom poluvodičkih elemenata (tranzistora) uključenih u elektronički krug senzora, ti se izlazi nazivaju "PNP" i "NPN".
Razlika između ovih naziva je u tome što označavaju različite polaritete (polove) napajanja osjetljivih uređaja. PNP tranzistori prebacuju svoj pozitivni izlaz, a NPN - negativan. Opterećenje izlaznih krugova najčešće je upravljački mikroprocesor.
Ovisno o upravljačkoj shemi regulatora, induktivni senzori su označeni kao HO (normalno otvoreni) ili HZ - s normalno zatvorenim ulazom.
Opcija NPN tranzistora najčešći je način uključivanja senzora, jer standardni sklop čini negativnu žicu zajedničkom svim komponentama. U tom se slučaju ulazi mikroprocesora i drugih uređaja za nadzor aktiviraju s pozitivnim naponom.
Oznaka veze
Na shematskim su dijagramima induktivni senzori obično označeni kao romb ili kvadrat s dvije okomite crte unutra. Često ukazuju i na tip izlaza (normalno otvoren ili zatvoren), koji odgovara jednoj od sorti poluvodičkih tranzistora. Većina opcija kruga označava normalno zatvorenu skupinu ili obje vrste u istom kućištu.
Označavanje boja olova
U praksi se koristi standardni sustav označavanja vodova senzora induktivnosti, kojeg se pridržavaju svi proizvođači osjetljivih uređaja bez iznimke. Ipak, prije nego što ih instalirate, preporuča se pažljivo promatrati polarnost veze i provjeriti upute isporučene s proizvodima.
Svi senzori imaju crtež žice na kućištu, ako to veličina dopušta.
Standardni redoslijed oznaka:
- plava (plava) uvijek znači negativnu tračnicu;
- smeđa boja (smeđa) označava pozitivan vodič;
- crna (crna) odgovara izlazu senzora;
- Bijela je pomoćni izlaz ili ulaz.
Da bi se pojasnila posljednja oznaka oznake, treba je provjeriti u skladu s podacima uputa priloženim određenom uređaju.
Pogreške senzora
Pogreška u očitavanju od strane upravljačkog sustava značajno utječe na rad nekontaktnog induktivnog senzora. Njegova ukupna vrijednost prikuplja se iz pojedinačnih pogrešaka mjerenja za različite pokazatelje: elektromagnetske, temperaturne, hardverske, magnetsku elastičnost i mnoge druge.
Elektromagnetska pogreška definira se kao slučajno nastala veličina. Pojavljuje se zbog parazitskog EMF-a induciranog u zavojnici vanjskim magnetskim poljima. U proizvodnom okruženju ovu komponentu stvara energetska oprema radne frekvencije od 50 Herca. Pogreška temperature jedan je od najvažnijih pokazatelja, jer većina senzora može raditi samo u određenom temperaturnom rasponu. Mora se uzeti u obzir pri projektiranju uređaja ove klase.
Pogreška magnetske elastičnosti uvodi se kao pokazatelj nestabilnosti deformacija jezgre koja se događa tijekom montaže uređaja, kao i isti faktor, ali se očituje tijekom njegovog rada. Nestabilnost unutarnjih napona u magnetskom krugu dovodi do pogrešaka u obradi izlaznog signala. Pogreška koja se javlja u najosjetljivijem uređaju pojavljuje se zbog utjecaja strukture polja na koeficijent deformacije metalnih elemenata senzora. Uz to, na njegovu ukupnu vrijednost značajno utječu zazor i zazori u pokretnim dijelovima konstrukcije.
Pogreška spojnog kabela preuzeta je iz odstupanja vrijednosti otpora njegovih žičanih jezgri ovisno o faktoru temperature, kao i indukcije stranih elektromagnetskih polja i EMF. Pogreška mjerača napetosti kao slučajna varijabla ovisi o kvaliteti izrade namotanih elemenata senzora (posebno njegovih zavojnica). U različitim radnim uvjetima moguća je promjena istosmjernog otpora namota, što dovodi do "plutanja" izlaznog signala. Pogreška starenja očituje se zbog trošenja pokretnih elemenata senzora, kao i promjena u elektromagnetskim svojstvima magnetskog kruga.
Stvarnu vrijednost ovog parametra moguće je provjeriti samo uz pomoć ultra preciznih mjernih instrumenata. U tom slučaju moraju se uzeti u obzir kinematičke značajke samog senzora. Pri projektiranju i proizvodnji osjetljivih elemenata, ta se mogućnost unaprijed uzima u obzir pri njegovom dizajniranju.
Induktivne i kapacitivne senzore karakteriziraju načini rada s mnogim utjecajnim čimbenicima određenim određenim radnim uvjetima. Zbog toga je izbor osjetljivosti i skupa izlaznih parametara prikladnih za određenu marku uređaja presudan kada se koristi kao granična sklopka.
