Індуктивний датчик наближення. Зовнішній вигляд

У промисловій електроніці індуктивні, оптичні та інші датчики застосовуються дуже широко.

Довго і постійно маю з ними справу, і ось вирішив написати статтю, поділитися знаннями.

Стаття буде оглядової (якщо хочете, науково-популярної). Наведено реальні інструкції до датчиків і посилання на приклади.

Зміст статті:

види датчиків

Отже, що взагалі таке датчик. Датчик - це пристрій, який видає певний сигнал при настанні якої-небудь певної події. Інакше кажучи, датчик при певному умови активується, і на його виході з'являється аналоговий (пропорційний вхідному впливу) або дискретний (бінарний, цифровий, тобто два можливих рівня) сигнал.

Точніше можемо подивитися у Вікіпедії: Датчик (сенсор, від англ. Sensor) - поняття в системах управління, первинний перетворювач, елемент вимірювального, сигнального, регулюючого або керуючого пристрою системи, що перетворює контрольовану величину в зручний для використання сигнал.

Там же і багато іншої інформації, але у мене своє, інженерно-електронно-прикладне, бачення питання.

Датчиків буває безліч. Перерахую лише ті різновиди датчиків, з якими доводиться стикатися електрику і електронщику.

Індуктивні. Активується наявністю металу в зоні спрацьовування. Інші назви - датчик наближення, датчик положення, індукційний, датчик присутності, індуктивний вимикач, безконтактний датчик або вимикач. Сенс один, і не треба плутати. По-англійськи пишуть "proximity sensor". Фактично це - датчик металу.

Оптичні. Інші назви - фотодатчик, фотоелектричний датчик, оптичний вимикач. Такі застосовуються і в побуті, називаються "датчик освітленості"

Ємнісні. Спрацьовує на наявність практично будь-якого предмета або речовини в поле активності.

Тиску. Тиску повітря або масла немає - сигнал на контролер або рве аварійну ланцюг . Це якщо дискретний. Може бути датчик з струмовим виходом, ток якого пропорційний абсолютному тиску або диференціального.

Кінцеві вимикачі (електричний датчик). Це звичайний пасивний вимикач, який спрацьовує, коли на нього наїжджає або тисне об'єкт.

Датчики можуть називатися також сенсорами або ініціаторами.

Поки вистачить, перейдемо до теми статті.

Принцип роботи індуктивного датчика

Індуктивний датчик є дискретним. Сигнал на його виході з'являється, коли в заданій зоні присутній метал.

В основі роботи датчика наближення лежить генератор з котушкою індуктивності. Звідси і назва. Коли в електромагнітному полі котушки з'являється метал, це поле різко змінюється, що впливає на роботу схеми.

Поле індукційного датчика. Металева пластина змінює резонансну частоту коливального контуру

І схема, яка містить компаратор, видає сигнал на ключовий транзистор або реле. Ні металу - немає сигналу.

Схема індуктивного npn датчика. Наведено функціональну схему, на якій: генератор з коливальним контуром, граничний пристрій (компаратор), вихідний транзистор NPN, захисні стабілітрон і діоди

Більшість картинок в статті - не мої, в кінці можна буде скачати джерела.

Застосування індуктивного датчика

Індуктивні датчики наближення застосовуються широко в промисловій автоматиці, щоб визначити положення тієї чи іншої частини механізму. Сигнал з виходу датчика може надходити на вхід контролера, перетворювача частоти, реле, пускача, і так далі. Єдина умова - відповідність по струму і напрузі.

Підписуйся, і читай статтю далі:

Робота індуктивного датчика. Прапорець рухається вправо, і коли досягає зони чутливості датчика, датчик спрацьовує.

До речі, виробники датчиків попереджають, що не рекомендується підключати безпосередньо на вихід датчика лампочку розжарювання. Про причини я вже писав - ток при включенні лампи значно перевищує номінальний .

Характеристики індуктивних датчиків

Чим відрізняються датчики.

Майже все, що сказано нижче, відноситься не тільки до індуктивним, а й до оптичних і ємнісним датчикам.

Конструкція, вид корпусу

Тут два основні варіанти - циліндричний і прямокутний. Інші корпусу застосовуються вкрай рідко. Матеріал корпусу - метал (різні сплави) або пластик.

Діаметр циліндричного датчика

Основні розміри - 12 і 18 мм. Інші діаметри (4, 8, 22, 30 мм) застосовуються рідко.

Щоб закріпити датчик 18 мм, потрібні 2 ключа на 22 або 24 мм.

Відстань перемикання (робочий зазор)

Це те відстань до металевої пластини, на якому гарантується надійне спрацьовування датчика. Для мініатюрних датчиків яку - від 0 до 2 мм, для датчиків діаметром 12 і 18 мм - до 4 і 8 мм, для великогабаритних датчиків - до 20 ... 30 мм.

Кількість проводів для підключення

Підбираємося до схемотехніки.

2-провідні. Датчик включається безпосередньо в ланцюг навантаження (наприклад, котушка пускача). Так само, як ми вмикаємо дома світло. Зручні при монтажі, але примхливі до навантаження. Погано працюють і при великому, і при маленькому опорі навантаження.

2-дротовий датчик. схема включення

Навантаження можна підключати в будь-який провід, для постійної напруги важливо дотримуватись полярності. Для датчиків, розрахованих на роботу з змінною напругою - не грає ролі ні підключення навантаження, ні полярність. Можна взагалі не думати, як їх підключати. Головне - забезпечити струм.

3-провідні. Найбільш поширені. Є два дроти для живлення, і один - для навантаження. Детальніше розповім окремо.

4- і 5-провідні. Таке можливо, якщо використовується два виходи на навантаження (наприклад, PNP і NPN (транзисторні), або переключають (реле). П'ятий провід - вибір режиму роботи або стану виходу.

Види виходів датчиків по полярності

У всіх дискретних датчиків може бути тільки 3 види виходів в залежності від ключового (вихідного) елемента:

Релейний. Тут все зрозуміло. Реле комутує необхідну напругу або один з проводів живлення. При цьому забезпечується повна гальванічна розв'язка від схеми живлення датчика, що є основною перевагою такої схеми. Тобто, незалежно від напруги живлення датчика, можна вмикати / вимикати навантаження з будь-яким напругою. Використовується в основному в великогабаритних датчиках.

Транзисторний PNP. Це - PNP датчик. На виході - транзистор PNP, тобто комутується "плюсовій" провід. До "мінуса" навантаження підключена постійно.

Транзисторний NPN. На виході - транзистор NPN, тобто комутується "мінусовій", або нульовий провід. До "плюса" навантаження підключена постійно.

Можна чітко засвоїти різницю, розуміючи принцип дії і схеми включення транзисторів. Допоможе таке правило: Куди підключений емітер, той провід і комутується. Інший провід підключений до навантаження постійно.

Нижче будуть дані схеми включення датчиків, на яких буде добре видно ці відмінності.

Види датчиків станом виходу (НЗ і ПЗ)

Який би не був датчик, один з основних його параметрів - електричне стан виходу в той момент, коли датчик не активовано (на нього не проводиться будь-який вплив).

Вихід в цей момент може бути включений (на навантаження підключений до джерела живлення) або вимкнений. Відповідно, кажуть - нормально закритий (нормально замкнутий, НЗ) контакт або нормально відкритий (ПЗ) контакт. В іноземній апаратурі, відповідно - NС і NО.

Тобто, головне, що треба знати про транзисторні виходи датчиків - то, що їх може бути 4 різновиди, в залежності від полярності вихідного транзистора і від вихідного стану виходу:

• PNP NO
• PNP NC
• NPN NO
• NPN NC

Контакти датчиків також можуть бути з затримкою включення або виключення. Про такі контакти також сказано в статті про приставки витримки часу ПВЛ. А чому датчики, які відповідають за безпеку, повинні бути обов'язково з НЗ контактами - див. Статтю про Ланцюги безпеки в промисловому обладнанні .

До речі, якщо Вам взагалі цікаво то, про що я пишу , Підписуйтесь на отримання нових статей і вступайте в групу в ВК !

Позитивна і негативна логіка роботи

Це поняття відноситься скоріше до виконавчих пристроїв, які підключаються до датчиків (контролери, реле).

Негативних чи позитивних логіка відноситься до рівня напруги, який активізує вхід.

Негативних логіка: вхід контролера активізується (логічна "1") при підключенні до ЗЕМЛІ. Клему S / S контролера (загальний провід для дискретних входів) при цьому необхідно з'єднати з +24 В =. Негативна логіка використовується для датчиків типу NPN.

ПОЗИТИВНА логіка: вхід активізується при підключенні до +24 В =. Клему контролера S / S необхідно з'єднати з ЗЕМЛЕЮ. Використовуйте позитивну логіку для датчиків типу PNP. Позитивна логіка застосовується найчастіше.

Існують варіанти різних пристроїв і підключення до них датчиків, питайте в коментарях, разом подумаємо.

Продовження статті - тут >>> . У другій частині подано реальні схеми та розглянуто практичне застосування різних типів датчиків з транзисторним виходом.

Завантажити інструкції і керівництва на деякі типи індуктивних датчиків:

• Autonics_PR / Індуктивні датчики наближення. Детальний опис параметрове, pdf, 135.28 kB, викачаний: 1728 разів. /

• Autonics_proximity_sensor / Каталог датчиків наближення Autonics, pdf, 1.73 MB, викачаний: 921 раз. /
• Omron_E2A / Каталог датчиків наближення Omron, pdf, 1.14 MB, викачаний 1220 разів. /
• ТЕКО_Табліца взаємозамінності вимикачів зарубіжних виробників / Чим можна замінити датчики ТЕКО, pdf, 179.92 kB, викачаний: 982 раз. /
• Turck_InduktivSens / Датчики фірми Turck, pdf, 4.13 MB, викачаний: одна тисяча двісті дев'яносто три раз. /
• pnp npn / Схема включення датчиків за схемами PNP і NPN в програмі Splan / Вихідний файл., Rar, 2.18 kB, викачаний: 2107 раз. /

Стаття сподобалася?
Додайте її в свою соц.сетях і дайте оцінку!