Indukční senzory – Moje články – Katalog článků – Elektrikář Sergiev Posad

Indukční senzory se hojně používají v průmyslové elektronice. Zabývám se jimi již dlouho a nyní jsem se rozhodl napsat článek, abych se o své znalosti podělil.

Druhy senzorů

Co je to vlastně senzor? Senzor je zařízení, které produkuje určitý signál, když nastane určitá událost. Jinými slovy, senzor je aktivován za určité podmínky a na jeho výstupu se objeví analogový (proporcionální vstupu) nebo diskrétní (binární, digitální, tj. dvě možné úrovně) signál.

Existuje velké množství senzorů. Vyjmenuji pouze ty, se kterými se musí elektrikář a elektrotechnik potýkat.

Induktivní. Aktivuje se přítomností kovu v zóně odezvy. Další názvy jsou senzor přiblížení, senzor přítomnosti, indukční spínač, bezkontaktní senzor nebo spínač. Význam je stejný a neměl by se zaměňovat. V angličtině se píše „proximity sensor“.

Optický. Další názvy jsou fotosenzor, fotoelektrický senzor, optický spínač. Tyto se také používají v každodenním životě a nazývají se „světelný senzor“.

Kapacitní. Spouští přítomnost téměř jakéhokoli předmětu nebo látky v oblasti činnosti.

Tlak Není tlak vzduchu ani oleje – signál do řídicí jednotky nebo nouzový obvod se přeruší.

Koncové spínače (elektrické čidlo). Jedná se o jednoduchý pasivní spínač, který se vypne, když objekt přejede nebo na něj tlačí.

Mohou být také nazvány senzory senzory nebo iniciátory.

To je zatím dost, přejděme k tématu článku.

Princip činnosti indukčního snímače

Indukční snímač je diskrétní. Signál na jeho výstupu se objeví, když je v dané zóně přítomen kov.

Senzor přiblížení je založen na generátoru s induktorem. Odtud název. Když se v elektromagnetickém poli cívky objeví kov, toto pole se dramaticky změní, což ovlivňuje činnost obvodu.

Indukční senzorové pole. Kovová destička mění rezonanční frekvenci oscilačního obvodu.

A obvod obsahující komparátor vysílá signál do klíčového tranzistoru nebo relé. Žádný kov – žádný signál.

Aplikace indukčního snímače

Snímače přiblížení se široce používají v průmyslové automatizaci k určení polohy určité části mechanismu. Signál z výstupu snímače lze odeslat na vstup regulátoru, frekvenčního měniče, relé, spouštěče atd. Jedinou podmínkou je dodržení proudu a napětí.

Odrůdy, hlavní rozdíly

Jak se liší senzory?

Téměř vše, co je řečeno níže, platí nejen pro induktivní, ale také pro optické a kapacitní senzory.

1. Konstrukce, typ pouzdra

Zde jsou dvě hlavní možnosti – válcové a obdélníkovéJiná pouzdra se používají extrémně zřídka. Materiál pouzdra je kov (různé slitiny) nebo plast.

2. Průměr válcového senzoru

Hlavní rozměry – 12 a 18 mm. Jiné průměry (4, 8, 22, 30 mm) se používají zřídka.

K zajištění 18mm senzoru potřebujete 2 klíče 22 nebo 24 mm.

3. Spínací vzdálenost (pracovní mezera)

Toto je vzdálenost od kovové desky, při které je zaručen spolehlivý provoz senzoru. U miniaturních senzorů je tato vzdálenost od 0 do 2 mm, u senzorů o průměru 12 a 18 mm – do 4 a 8 mm, u velkých senzorů – do 20 . 30 mm.

4. Počet vodičů pro připojení

Pojďme k obvodům.

2-drát. Snímač je připojen přímo k zátěžovému obvodu (např. cívka startéru). Stejně jako my doma rozsvěcujeme. Pohodlné pro instalaci, ale vrtošivé z hlediska zatížení. Špatně se s nimi pracuje při vysoké i nízké zátěžové odolnosti.

2-vodičový snímač. Schéma zapojení

Zátěž lze připojit k libovolnému vodiči, u stejnosměrného napětí je důležité dodržet polaritu. U senzorů určených pro práci se střídavým napětím – nezáleží ani na připojení zátěže, ani na polaritě. Nemusíte vůbec přemýšlet o tom, jak je zapojit.

3-drát. Nejběžnější. Existují dva vodiče pro napájení a jeden pro zátěž.

4- a 5-ti drátové. To je možné, pokud se použijí dva výstupy do zátěže (například PNP a NPN (tranzistor) nebo spínací (relé). Pátý vodič je volbou provozního režimu nebo stavu výstupu.

5. Typy výstupů senzorů podle polarity

Všechny diskrétní snímače mohou mít pouze 3 typy výstupů v závislosti na klíčovém (výstupním) prvku:

Relé. Tady je vše jasné. Relé spíná požadované napětí nebo jeden ze silových vodičů. Tím je zajištěno úplné galvanické oddělení od napájecího obvodu snímače, což je hlavní výhoda takového obvodu. To znamená, že bez ohledu na napájecí napětí snímače můžete zapnout/vypnout zátěž jakýmkoliv napětím. Používá se hlavně ve velkých snímačích.

Tranzistor PNP. Na výstupu je PNP tranzistor, tj. „kladný“ vodič je sepnutý. Zátěž je trvale připojena k „mínusovému“ vodiči.

Tranzistor NPN. Na výstupu je NPN tranzistor, tj. „mínus“ neboli nulový vodič je přepnut. Zátěž je trvale připojena k „plus“.

Rozdíl jasně pochopíte pochopením principu fungování a schémat zapojení tranzistorů. Toto pravidlo vám pomůže: Kde je připojen emitor, ten vodič je přepnut. Druhý vodič je trvale připojen k zátěži.

Níže bude uvedeno schémata zapojení senzorů, na kterém budou tyto rozdíly jasně viditelné.

6. Typy senzorů podle stavu výstupu (NC a NO)

Ať už je senzor jakýkoli, jedním z jeho hlavních parametrů je elektrický stav výstupu v okamžiku, kdy senzor není aktivován (není na něj vyvíjen žádný vliv).

Výstup v tomto okamžiku může být zapnutý (napájení je přivedeno do zátěže) nebo vypnutý. Podle toho se říká – normálně zavřený (NC) kontakt nebo normálně otevřený (NO) kontakt. V zahraničních zařízeních – NO a NC.

To znamená, že hlavní věc, kterou potřebujete vědět o tranzistorových výstupech senzorů, je, že mohou existovat 4 typy, v závislosti na polaritě výstupního tranzistoru a počátečním stavu výstupu:

7. Pozitivní a negativní logika práce

Tento koncept se týká spíše aktuátorů, které jsou připojeny k senzorům (regulátory, relé).

NEGATIVNÍ nebo POZITIVNÍ logika se týká úrovně napětí, která aktivuje vstup.

NEGATIVNÍ logika: vstup regulátoru je aktivován (logická „1“), když je připojen k UZEMNĚNÍ. Svorka S/S regulátoru (společný vodič pro diskrétní vstupy) musí být připojena k +24 V=. Negativní logika se používá pro senzory typu NPN.

POZITIVNÍ logika: vstup je aktivován při připojení k +24 V DC. Terminál ovladače S/S musí být připojen k GROUND. Použijte pozitivní logiku pro snímače typu PNP. Nejčastěji se používá pozitivní logika.

I když se nejedná o striktní pravidla (kladný – pnp, záporný – npn). Existují možnosti pro různá zařízení a připojení senzorů k nim, ptejte se v komentářích, promyslíme to společně.

Schémata zapojení pro 3vodičové senzory

PNP výstup senzor. Zátěž je trvale připojena k „mínus“ (0V)

NPN výstup senzor. Zátěž je trvale připojena k „plus“ (+V)

Níže uvedené diagramy ukazují v podstatě to samé. Důraz je kladen na rozdíly ve výstupních obvodech PNP a NPN.

Schémata zapojení pro výstupy senzorů NPN a PNP

Levý obrázek ukazuje senzor s výstupním tranzistorem. NPNSpolečný vodič je přepnut, což je v tomto případě záporný vodič zdroje napájení.

Vpravo je pouzdro s tranzistorem PNP na výstupu. Tento případ je nejběžnější, protože v moderní elektronice je běžné, že záporný vodič zdroje napájení je společný a vstupy regulátorů a dalších záznamových zařízení jsou aktivovány kladným potenciálem.

V schématech zapojení jsou indukční senzory označeny různě. Hlavní je ale to, že je tam čtverec otočený o 45° a v něm dvě svislé čáry. Jako na schématech níže.

ŽÁDNÉ NC senzory. Schématická schémata.

Horní diagram znázorňuje normálně otevřený (NO) kontakt (symbolicky označený jako PNP tranzistor). Druhý diagram znázorňuje normálně zavřený kontakt a třetí diagram znázorňuje oba kontakty v jednom pouzdře.

Barevné kódování vodičů snímače

K dispozici je standardní systém označování senzorů. Všichni výrobci jej v současnosti dodržují.

Před instalací je však dobré se přesvědčit o správnosti zapojení podle návodu k připojení (pokynů). Kromě toho jsou zpravidla barvy vodičů uvedeny na samotném snímači, pokud to jeho velikost umožňuje.

Toto je označení.

Modrá – Záporná síla

Červená (hnědá) – Plus

Černá – Konec

Bílá – druhý výstup nebo řídicí vstup, musíte se podívat na návod.