Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бесконтактные датчики положения

Бесконтактные датчики положения

Индуктивный датчик — бесконтактный датчик предназначенный для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.

Индуктивный датчик распознает и соответственно реагирует на все токопроводящие предметы.

Индуктивные датчики широко используются для решения задач АСУ ТП. Выполняются с нормально разомкнутым или нормально замкнутым контактом.

Принцип действия основан на изменении параметров магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности внутри датчика.

Принцип действия бесконтактного конечного выключателя (ВК) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферромагнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса

Структура

Индуктивные бесконтактные выключатели состоят из следующих основных узлов:

Рис.2.4. Устройства индуктивного выключателя

1.Генератор создает электромагнитное поле взаимодействия с объектом.

2. Триггер обеспечивает гистерезис при переключении и необходимую длительность фронтов сигнала управления.

3. Усилитель увеличивает амплитуду сигнала до необходимого значения.

4. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.

5. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.

6. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Основные определения.

1. Активная зона

Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя — та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента датчика. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру датчика.

Рис. 2.5. Активной зоны датчика

2. Номинальное расстояние срабатывания

Рис.2.6. Номинальное расстояние переключения

Номинальное расстояние переключения — теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров датчика, изменения температуры и напряжения питания.

Номинальное расстояние срабатывания (Sn) — основной параметр датчика, нормируемый для данного типоразмера при номинальном напряжении питания и температуре. Расстояние срабатывание увеличивается с ростом габаритов чувствительного элемента и, соответственно, с ростом габаритов датчика.

Согласно ГОСТ Р 50030.5.2-99 индуктивный датчик должен срабатывать в гарантированном интервале срабатывания, а именно в диапазоне от 0 (то есть от поверхности чувствительной головки датчика) до 81% от заявляемого Sn для стандартизированного стального объекта воздействия.

Интервал срабатывания датчиков объективно зависит от температуры окружающей среды.

Как правило, датчик устанавливается так, чтобы объект воздействия (подвижный элемент конструкции) двигался параллельно чувствительной поверхности устройства.

3.Рабочий зазор

Рабочий зазор — это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения.

4.Поправочный коэффициент рабочего зазора

Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.

Различаются датчики утапливаемого исполнения (допускающие установку заподлицо в металл) и неутапливаемого. Во втором случае датчики имеют большее расстояние срабатывания.

На рисунке отображена зависимость выходного сигнала от расстояния до диска.

Рис.2.7. Поперечный датчик приближения зависимость выходного сигнала от расстояния.

2.1.2. Емкостные датчики.

Емкocтный дaтчик , измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др.) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический.

Принцип действия емкостных бесконтактных выключателей

Емкостные датчики имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора.

Принцип действия емкостных сенсоров основывается либо на изменении геометрии конденсатора (т.е. на изменении расстояния между пластинами), либо на изменении емкости за счет размещения между пластинами различных материалов: электропроводных или диэлектрических. Изменения емкости, как правило, преобразуются в переменный электрический сигнал.

Принцип действия основан на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.

Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением:

где e 0 — диэлектрическая постоянная; e — относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S — активная площадь обкладок; d — расстояние между обкладками конденсатора.

Зависимости C ( S ) и C (d) используют для преобразования механических перемещений в изменение емкости.

Приближение объекта из любого материала к активной поверхности ведет к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и в конечном итоге к переключению коммутационного элемента.

Устройство и принципы работы емкостного датчика

Рис. 2.8. Устройство емкостного датчика

Емкocтный бecконтактный датчик функционирует следующим образом:

1. Генератор обеспечивает электрическое поле взаимодействия с объектом.
2. Демодулятор преобразует изменение амплитуды высокочастотных колебаний генератора в изменение постоянного напряжения.
3. Триггер обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.
4. Усилитель увеличивает выходной сигнал до необходимого значения.
5. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает работоспособности, оперативность настройки.
6. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.
7. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Читайте так же:
Как лучше устанавливать розетки выключатели

Активная поверхность емкостного бесконтактного датчика образована двумя металлическими электродами, которые можно представить как обкладки «развернутого» конденсатора (см. рис.). Электроды включены в цепь обратной связи высокочастотного автогенератора, настроенного таким образом, что при отсутствии объекта вблизи активной поверхности он не генерирует. При приближении к активной поверхности емкостного бесконтактного датчика объект попадает в электрическое поле и изменяет емкость обратной связи. Генератор начинает вырабатывать колебания, амплитуда которых возрастает по мере приближения объекта. Амплитуда оценивается последующей схемой обработки, формирующей выходной сигнал. Емкостные бесконтактные датчики срабатывают как от электропроводящих объектов, так и от диэлектриков. При воздействии объектов из электропроводящих материалов реальное расстояние срабатывания Sr максимально, а при воздействии объектов из диэлектрических материалов расстояние Sr уменьшается в зависимости от диэлектрической проницаемости материала er (см. график зависимости Sr от er и таблицу диэлектрической проницаемости материалов). При работе с объектами из различных материалов, с разной диэлектрической проницаемостью, необходимо пользоваться графиком зависимости Sr от er. Номинальное расстояние срабатывания (Sn) и гарантированный интервал воздействия (Sa), указанные в технических характеристиках выключателей, относятся к заземленному металлическому объекту воздействия (Sr=100%). Соотношение для определения реального расстояния срабатывания (Sr): 0,9 Sn

Рис 2.9.Зависимость реального расстояния срабатывания Sr от диэлектрической проницаемости материала объекта er

Диэлектрическая проницаемость некоторых материалов: Материал — er
Бумага. 2,3
Бумага промасленная. 4,0
Вода. 80
Воздух. 1,0
Древесина. 2-7
Керосин. 2,2
Мрамор. 8,0
Нефть. 2,2
Спирт этиловый. 25,8
Стекло. 5,0
Фторопласт (тефлон). 2,0
Фарфор. 4,4
Фанера. 4,0

Емкостные датчики могут быть однополярными (в их состав входит только один конденсатор), дифференциальными (в их состав входят два конденсатора) или мостовыми (здесь уже используются четыре конденсатора). В случае дифференциальных или мостовых сенсоров, один или два конденсатора являются либо постоянными, либо переменными, включенными навстречу друг другу.

На практике при измерении перемещения электропроводного объекта, его поверхность часто играет роль пластины конденсатора. На рис.3 отображена принципиальная схема однополярного емкостного датчика, в котором одна из пластин конденсатора соединена с центральным проводником коаксиального кабеля, а другой пластиной является сам объект. Отметим, что собственная пластина датчика окружается заземленным экраном, что позволяет улучшать линейность и уменьшать краевые эффекты. Типовой емкостной датчик работает на частотах 3-МГц диапазона и может детектировать перемещения быстро двигающихся объектов. Частотные характеристики такого датчика со встроенным электронным интерфейсом лежат в диапазоне 40 кГц.

Концевые выключатели: их устройство и назначение

Концевые выключатели: их устройство и назначение

Электрическое устройство, используемое для управления электрическими цепями при помощи сформированного сигнала при появлении некоторого действия при возникновении механического действия в результате контакта двух подвижных механизмов.

Например, чтобы понять, что такое концевой выключатель, представим себе, как работает концевой выключатель двери на входе в электроустановку, в дверном проеме устанавливается контакт концевого выключателя, например, нормально разомкнутый, на самой двери напротив него находится контакт выключателя – нормально замкнутый. Пока эти контакты соприкасаются друг с другом, то есть, замкнуты, происходит контроль состояния подключения, при размыкании пары контактов концевого выключателя двери на диспетчерский пульт контроля и управления проходит сигнал о размыкании контактов (открытии дверей).

Назначение концевого выключателя

Коммутация электрических цепей переменного тока 220В может осуществляться при помощи концевых выключателей. Действие устройств и их срабатывание обусловлено контактным соприкосновением конечных частей подвижных элементов пневмопривода, состоящие из трубопроводной арматуры двухпозиционного типа. Кроме этого, они могут использоваться в качестве концевых выключателей, выполняющих действие датчика положения в других устройствах, в системах, которые применяются в промышленной автоматике.

Устройство и работа выключателя КВ-1, КВ-2

Принцип работы устройств КВ-1 (однопозиционного, двухканального), КВ-2 (двухпозиционного, одноканального) линейного перемещения – концевых выключателей заключается в использовании постоянным магнитом печатной платы с двумя герконами, они используются в качестве главных, коммутирующих электрическую цепь – элементов. Кроме платы в корпусе «концевика», устройство концевого выключателя содержит клеммную колодку, в главном (первом) корпусе есть два глухих отверстия, в которых ходит шток, для КВ-02 – 2 штока. На штоке крепиться постоянный магнит, магнитопровод и пружина возвратного действия. Действие штока возвратно-поступательное, с его помощью магнит перемещается и осуществляет замыкание – размыкание контактов.

Рис. №1. Фото конечного выключателя КВ-01, КВ-02.

Рис. №1. Фото конечного выключателя КВ-01, КВ-02.

Читайте так же:
Выключатель для болгарки интерскол 115

Рис. №2. Принципиальная электрическая схема концевых выключателей КВ-01, КВ-02.

Рис. №2. Принципиальная электрическая схема концевых выключателей КВ-01, КВ-02.

Рис. №3. Чертеж конечного выключателя КВ-1 с указанием габаритных и установочных размеров КВ-01 и с местоположением в конструкции кабельного ввода.

Рис. №3. Чертеж конечного выключателя КВ-1 с указанием габаритных и установочных размеров КВ-01 и с местоположением в конструкции кабельного ввода.

Концевой выключатель КВ-04

Конструкция КВ-04 (двухпозиционного, одноканального, поворотного) в принципе похожа на предыдущие устройства. В отличие от однопозиционного выключателя она усложнена наличием поворотного рычага, с помощью которого можно регулировать угол поворота оси по ходу и против движения часовой стрелки. Таким образом, осуществляется переключение герконов.

Рис. №4. Чертеж с размерами выключателя КВ-04

Рис. №4. Чертеж с размерами выключателя КВ-04

Регулировка происходит за счет изменения кулачков, расположенных шайбе, они воздействуют на рычаги, при повороте которых перемещается магнит, переключающий геркон.

Рис.№5. Принципиальная электрическая схема подключения концевого выключателя КВ-04.

Рис.№5. Принципиальная электрическая схема подключения концевого выключателя КВ-04.

Рис. №6. Фото концевой выключатель КВ-04.

Рис. №6. Фото концевой выключатель КВ-04.

Бесконтактные концевые выключатели

Концевые или как их еще называют путевые, выключатели бывают бесконтактными, они осуществляют работу, основываясь на применении электромагнитных реле, а также на использовании логических элементов, работа происходит без воздействия со стороны движущейся части устройства.

Бесконтактные путевые выключатели подразделяются на два основных типа по принципу действия и влиянию на чувствительный элемент:

  1. Механического воздействия.
  2. Параметрического воздействия, за счет изменения физических параметров преобразователя.

Параметрические выключатели подразделяются на следующие типы:

  1. Индуктивные.
  2. Емкостные.
  3. Оптические.

Подключение таких устройств происходит на основе использования 2-х и 3-проводной схемы. Питание в случае с 3-проводной схемы приходит по специальному проводу.

Рис. №7. Бесконтактные путевые выключатели (датчики).

Рис. №7. Бесконтактные путевые выключатели (датчики).

К бесконтактным путевым выключателям предъявляются повышенные требования надежности эксплуатации, потому как работать таким устройствам приходится в тяжелых условиях. Расположение этих устройств находится в рабочей зоне машин и агрегатов, где они могут подвергаться влиянию значительных высоких температур, могут попадать под удар и работать под воздействием сильной вибрации. Также могут находиться под влиянием сильного магнитного поля, на них могут действовать различные, в том числе и агрессивные жидкости и загрязнения.

Особенно важным является высокое требование повышенной частоты срабатывания, особенно в условиях использования на сложных технологиях, например, станочные линии, работающие в автоматическом режиме, сложные транспортные системы, металлургия и литейное производство.

Индуктивный концевой выключатель принцип работы

Концевой выключатель: что это такое, маркировка + правила подключения

Практически все автоматизированные системы содержат такой прибор, как концевой выключатель, отвечающий за их отключение при достижении подвижной частью определенной точки. В системах управления освещением концевики используют в качестве датчиков. При возникновении запрограммированных обстоятельств они формируют сигнал.
Мы расскажем все о функциональном назначении и разновидностях концевых устройств отключения. В представленной нами статье описаны проверенные на практике монтажные схемы, перечислены правила подключения. Приведены особенности маркировки, даны советы по выбору.

Что представляют собой концевые выключатели?

Выключатели-концевики — электротехнические устройства, предназначенные для размыкания и замыкания рабочей цепи. Монтируют их на движущиеся механизмы для ограничения их перемещения в заданных границах. Функции, которые выполняют эти устройства, идентичны стандартному выключателю.

Начинка концевых выключателей заключена в прочный корпус, чаще всего металлический. Все его элементы оптимизированы для простого закрепления и легкой ориентации в пространстве.

Яркие, разных цветов светодиоды позволяют контролировать подачу питания и срабатывание датчика. Две пары контактов, чаще всего имеющихся в концевике, дают возможность осуществлять контроль состояния его подключения.

Если при замкнутой паре за передачей сигнала не следует его возвращение, это указывает на неисправность кабеля, ведущего к выключателю. После срабатывания датчика для прохождения сигнала возможно использовать разомкнутую пару контактов.

Чувствительные датчики являются основой в системах защиты от протечек. При обнаружении воды, для выявления которой они предназначены, устройства не только сигнализируют об назревании аварийной ситуации в звуковом и цветовом режиме, но и блокируют работу систем, по которым транспортируется вода.

Принцип работы

Принцип действия основывается на изменениях амплитудного значения колебаний генераторного узла при попадании в активную зону устройства объекта определенных размеров. В процессе подачи электропитания на концевик оборудования в районе его чувствительной части формируется изменяющееся магнитное поле. Оно наводит в находящемся в рабочей зоне датчика материале вихревые токи, ведущие к изменению амплитуды электромагнитных колебаний.

В результате начнет вырабатываться выходной сигнал, который в процессе может изменяться в зависимости от фактического расстояния между устройством и объектом контроля.

Классификация по принципу действия

Выделяют три основные группы концевиков: механические, бесконтактные, магнитные. Главная функция всех этих приборов — автоматом отсоединять работающий механизм в момент достижения установленной позиции его подвижной частью. Эти выключатели служат не только для размыкания цепи, но и для ее соединения.

Работа цепи в коневых датчиках координируется двумя способами: непосредственным воздействием на подвижные контакты и позиционным управлением ими. В первом случае их называют контактными, во втором — бесконтактными. Примером контактных концевиков являются датчики, отвечающие за закрытие автомобильных дверей.

Читайте так же:
Выключатель двухполюсный открытой установки ip55

Датчики такого типа могут не только включать и выключать механизмы, но и устанавливать положение предмета контроля. К ним относятся поплавковые выключатели, а также датчики, определяющие уровень топлива. Сигналом к их срабатыванию служит изменение сопротивления, соответствующего определенному уровню жидкости.

Минус контактных датчиков в присутствии механических подвижных частей, сравнительно небольшой срок службы в связи с неэффективной защитой от влаги и пыли. Преимущество — простая конструкция, установка и эксплуатация. Значительно надежнее защищены от внешних воздействий бесконтактные выключатели. Более длительным является и их ресурс.

Концевики механического типа

Управление концевиками этого вида бывает роликовым или рычажным. Они срабатывают, как только управляющий механизм в виде колесика, кнопки или рычага испытывают на себе механическое воздействие.

При этом происходит изменение положения контактов — они могут замкнуться или разомкнуться. Процесс сопровождается сигналом — управляющим или предупредительным.

Наиболее часто концевые выключатели имеют два контакта — открытый и закрытый. Существуют конечные устройства одинарные, но встречаются они редко. В любом случае контакты есть в корпусе каждого, а рабочая схема с их номерами изображена на панели.

Конструкцией роликовых ВК предусмотрено выключение путем нажатия исполнительного механизма на кнопку в виде небольшого штока. Так как она связана с динамичными контактами, то в момент соприкосновения происходит размыкание питающей цепи.

Отличие рычажных выключателей состоит в том, что их подвижные контакты посредством тяги или через шток связаны с небольшим рычагом. Действие происходит, когда исполнительный механизм нажимает на этот рычажок.

Кроме стандартных концевых приборов существуют микровыключатели. Работают они по тому же принципу, но их регулировка при монтаже требует большей точности по причине небольшого хода. Чтобы увеличить рабочий ход прибегают к такому приему, как включение в схему промежуточного элемента — рычажка с роликом.

Применяют такой тип выключателей, как на производстве, так и дома. В конструкции лифта использовано большое число КУ.

Среди них выключатель в виде датчика, лимитирующего минимальную и максимальную высоту хода лифта, сигнализирующего об обрыве каната, подающего сигнал об открытии двери и выполняющего еще много действий. На дверях во многих квартирах имеются микровыключатели, включающие свет в комнате при ее открытии.

В автомобилях такие механические конечные датчики включают в схемы сигнализации и освещения. Их особенностью является наличие одного ввода с подключенным на него положительным потенциалом. Корпусом является минусовая клемма, прижимаемая к металлическому элементу на кузове автомобиля, свободному от краски.

С массой автомобиля этот элемент соединен кабелем. Главное условие —выключатель не должен контактировать с мокрой поверхностью. Подключают конечные датчики при монтаже автомобильной сигнализации, используя схему. Их выходы допускается устанавливать как на дверях, так и в салоне на осветительных приборах.

Преимущества бесконтактных моделей

Главным преимуществом бесконтактных выключателей является экономия электричества. Электроэнергия не тратится в случае отсутствия людей в помещении. Человеку не нужно принимать участие, чтобы включить или выключить свет. Следовательно, использование таких моделей считается комфортным.

Техническая простота является плюсом стандартных контактных выключателей, но есть некоторые минусы:

  1. Маленький ресурс при применении максимальной нагрузки. Если контакты размыкаются, возникает искра, что вызывает поломку выключателя. При наличии постоянного тока устранить аварию поможет конденсатор, имеющий параллельное подключение к контактам. При наличии в сетях переменного тока понадобится тугоплавкая напайка из вольфрама.
  2. Минусом контактного устройства считается сильная чувствительность к пыли и грязи. Это вызывает нарушение электрической цепи. Далее происходит снижение взаимодействия контактов, а в итоге — перегрев и поломка.

Огромный выбор дает возможность найти элемент для использования в конкретном случае. Если нужно реализовать сенсорное управление, подойдет емкостный выключатель, а для использования в загрязненных условиях лучше выбрать индуктивный вариант.

Правила и специфика подключения

Хотя сами по себе концевые выключатели устроены довольно просто, используют их в оборудовании со сложными электрическими цепями. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта — COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

Подключают датчик с помощью двух проводов — красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод — зеленый.

Читайте так же:
Что такое автоматический выключатель с комбинированным расцепителем

О его срабатывании сигнализирует загоревшийся светодиод и щелчок. У его разъемов на плате есть обозначения: для красного провода V (+5 В), для черного — G (земля), для зеленого — S (сигнал).

Такими же буквами обозначены разъемы и у оптического выключателя. Он более точно будет контролировать работу каретки, но может давать сбои при запыленности и солнечном свете. Срабатывание оптической пары сопровождается включением светоизлучающего диода и происходит совершенно бесшумно.

Концевые выключатели широко применяют мебельщики, устанавливая их в шкафах-купе. Подключение выполняют по инструкции, прилагаемой к каждой модели. На схеме указывают место крепления пластиковой конструкции с клавишей. Для средней двери установить ее нужно так, чтобы она не являлась помехой для корректного передвижения другой двери секции по направляющим.

В случае установки концевого выключателя для распашной двери, его фиксируют при помощи саморезов внутри шкафа. В закрытом состоянии дверь прижимает кнопку, размыкает цепь и освещение не работает. В открытом — дверь отпускает кнопку и включается освещение.

Сферы использования

Возможная область применения индукционных датчиков настолько велика, что позволяет использовать их не только в быту и автомобилестроении, но и в промышленности с робототехникой, а также медицине.

Медицинские аппараты

Индуктивные датчики широко используются при производстве медицинского оборудования, поскольку магнитные свойства устройства позволяют регистрировать легочную вентиляцию, параметры вибрации, а также снимать баллистокардиограммы.

Бытовая техника

В бытовом плане датчики могут выступать в качестве приспособления контроля водоснабжения, уровня освещения и положения двери (закрыта или открыта), поэтому используются при производстве, к примеру, стиральных машин и другой бытовой техники. Кроме того, устройства применяются в процессе создания элементов «умного дома».

Автомобильная промышленность

Используется индукционный датчик и в автостроении, выступая в роли контроллера, определяющего положение коленчатого вала. При приближении металлического объекта, в данном случае, зуба шестерни, к устройству, генерируемое встроенным постоянным магнитом магнитное поле увеличивается, что приводит к наведению в катушке переменного напряжения.

Внимание! Некоторые производители для повышения эффективности стараются изменить конструкцию индукционного датчика, к примеру, используя внешние магниты для его активации.

Робототехническое оборудование

В случае с робототехникой, индуктивным датчикам нашли применение в производстве беспилотных аппаратов и промышленных роботов для повышения их чувствительности к препятствиям и способности распознавать объекты, а также устройствах, для которых важна самобалансировка.

Промышленная техника регулирования и измерения

Широко используются в работе систем транспортеров, упаковочных аппаратов и сборочных линий, а еще в составе всех видов станкового оборудования и запорной арматуры. Также индуктивные датчики помогают контролировать мелкие и крупные элементы промышленной техники (зубцы шестеренок, стальные флажки, штампы), объекты производства (металлические изделия, листы металла, крышки) и т.п. Кроме того, при их подключении к импульсным счетчикам можно в результате получить элементарное, но крайне эффективное считывающее устройство.

Маркировка концевых выключателей

Каждое из этих коммутирующих устройств имеет соответствующую маркировку. Расшифровав ее, можно получить все сведения о конкретной модели концевого выключателя. Если на нем есть запись ВУ222М, то она обозначает, что перед вами выключатель концевой серии ВУ222. Подвижный элемент — рычаг модернизированный.

Подробно расшифруем для примера маркировку выключателя ВП 15М4221-54У2. Он оснащен одним подвижным действующим элементом серии 15. Имеет один замыкающий контакт и один размыкающий, оснащенный толкателем с роликом.

Лидирующие в сегменте производители

Выпускают такие датчики многие фирмы. В их ряду есть признанные лидеры. Среди них немецкая компания Sick, как основной производитель подобной продукции высокого качества. Компания Autonics поставляет на рынок концевые бесконтактные выключатели индуктивного и емкостного типов.

Бесконтактные датчики высокого качества выпускает российская . Они отличаются сверхвысокой герметичностью (IP 68). Работают эти концевики в самых опасных средах, включая взрывоопасные, доступны разные методы монтажа.

Популярностью пользуются конечные выключатели украинского . Здесь выпускают выключатели и переключатели концевые ВП, ПП, ВУ. Гарантия, при условии соблюдения всех эксплуатационных правил, составляет 3 года.

Методические указания к проведению лабораторных работ

В лабораторной работе используются следующие датчики:

— бесконтактный емкостной конечный выключатель ТЕКО ВЕ Е5-31-Р-10-400-ИНД-3В;

— бесконтактный индуктивный конечный выключатель ТЕКО ВК Е4-31-Р-8-250-ИНД-3В;

— бесконтактный оптический выключатель ТЕКО ОV А43А-31Р-150-LZ;

— ультразвуковой конечный выключатель Telemecanique XX518A3.AM12;

— магниточувствительный конечный выключатель на герконе;

— магниточувствительный конечный выключатель на эффекте Холла.

Теоретический материал по бесконтактным конечным выключателям и индуктивному преобразователю перемещений, а также технические характеристики изучаемых в лабораторной работе датчиков представлены в прил.5.

Описание лабораторной установки для изучения бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений.

Прежде, чем приступить к экспериментальному исследованию бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений, необходимо ознакомиться с их принципами действия и схемой расположения гнезд по мнемограмме на стенде. Необходимо также изучить назначение элементов стенда.

Читайте так же:
Автоматический выключатель а37 описание

Схема субблоков лабораторного стенда для измерения параметров датчиков представлена на рис.1.

На рис.1. виден образцовый измеритель расстояния на мерительной линейке, на нём закреплена мишень, до которой и будет измеряться расстояние. Слева на стойке необходимо закрепить изучаемый датчик, чтобы его торец, упершись в мишень, находился на нулевой отметке образцового измерителя расстояний.

Для индуктивного преобразователя перемещений показания расстояния считываются с цифрового милливольтметра PV1, для этого сигнал с выхода датчика на задней стенке стенда (рис.2) подается на вход вольтметра с помощью двух соединительных проводников. При подключении вольтметра соблюдайте полярность, в противном случае будет индицироваться сообщение об ошибке «Err».

На рис.3. представлен вид на панель управления образцового измерителя расстояния (штангенциркуля).

На передней панели расположены кнопка включения измерителя «ON/OFF», кнопка установки нуля «ZERO», кнопка переключения единиц измерений дюймы/миллиметры «inch/mm». Кнопка установки нуля «ZERO» служит для обнуления текущей координаты, её всегда следует нажимать перед началом серии измерений. Кнопка или сигнал сброса в ноль присутствует на всех датчиках расстояния инкрементального типа – на изучаемом и на образцовом.

Результаты измерений индицируются на цифровом экране образцового измерителя в миллиметрах (следует выбирать кнопкой «inch/mm».единицы измерения – миллиметры, по умолчанию миллиметры).

Справа предусмотрено колёсико точного перемещения образцового измерителя расстояния. Его следует использовать при малых перемещениях на конце отрезка измерения для повышения точности позиционирования. Используйте его всегда для точного позиционирования в конечной точке.

В креплении образцового измерителя следует закрепить мишень любого цвета из комплекта стенда.

Бесконтактные концевые выключатели

Бесконтактные концевые выключатели представлены двумя группами электронных устройств, преобразующих конечное перемещение объекта в потенциальный сигнал высокого уровня.

К первой группе относятся преобразователи, в которых в качестве чувствительного элемента используют трансформатор, имеющий три обмотки, две из которых намотаны на общем сердечнике с воздушным зазором относительно третьей обмотки. Фиксация конечного состояния объекта производится при введении в зазор между обмотками металлического экрана («флажка»), закрепленного на объекте. Эта группа представлена выключателями БК-А (рис.2.16,а), ВКБ (рис.2.16,б) и КВД (рис.2.16,в), в которых чувствительный элемент и электронный блок смонтированы в одном корпусе.

Ко второй группе принадлежат так называемые торцевые выключатели с чувствительным элементом, выполненным в виде миниатюрной катушки, удаляемой от электронного блока на расстояние до одного метра. В этих устройствах определение конечного состоя ния происходит при приближении к сердечнику катушки на расстояние менее двух миллиметров стального предмета массой не менее одного грамма.

а БК-А б ВКБ в КВД

Рис.2.16.Бесконтактные концевые выключатели

Принципиальная схема датчиков первой группы (рис.2.17) содержит генератор синусоидальных сигналов, выполненный на базе транзистора VT1, в контуре обратной связи которого установлены обмотки L1 и L2; вторичную обмотку трансформатора L3; однополупериодный выпрямитель VD1 и двухкаскадный транзисторный усилитель VT1, VT2, организованный в виде триггера Шмитта. Сопротивление нагрузки на выходе датчиков должно быть не менее 1,2 кОм.

Если металлический экран, установленный на перемещаемом объекте, не введен в прорезь преобразователя (рис.2.18,а), генератор работает в штатном режиме и на обмотке L3 индуцируется синусоидальный сигнал, который после прохождения однополупериодного выпрямителя и емкостного фильтра поступает в виде отрицательного потенциального сигнала на базу транзистора VT2, полностью открывая его. При этом на базу транзистора VT3 подается положительный потенциальный сигнал, вызывающий полное закрытие этого транзистора. В результате уровень выходного сигнала преобразователя равен нулю.

Рис.2.18. Взаимодействие экрана с чувствительным элементом бесконтактного концевого выключателя

При введении металлического экрана в зазор между обмотками L1 и L2 (рис.2.18, б) происходит срыв колебаний генератора, что приводит соответственно к закрытию транзистора VТ2 и открытию транзистора VТ3. На выходе преобразователя при этом устанавливается потенциальный сигнал с уровнем напряжения питания.

Принципиальная схема торцевого преобразователя (рис.2.19) выполнена аналогично схеме датчиков первой группы с некоторым изменением генератора синусоидальных сигналов, при котором связь между генератором и выпрямителем осуществлена не через трансформатор, а с помощью конденсатора С2.

При удалении стального объекта от измерительной обмотки L1 более чем на 2 мм генератор работает в штатном режиме и на выходе преобразователя присутствует сигнал нулевого уровня. При приближении объекта к обмотке L1 на расстояние срабатывания добротность контура C1 – L1 снижается, что приводит к срыву колебаний генератора.

Рис.2.19. Принципиальная электрическая схема торцевого преобразователя

В результате, по аналогии с описанием предыдущей схемы, на выходе преобразователя устанавливается сигнал с уровнем напряжения питания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector