Mūsdienu darbgaldos un augstas precizitātes iekārtās, kur ir svarīgi kontrolēt konstrukcijas elementu stāvokli, tiek uzstādīts induktīvais sensors. Kam šī ierīce tiek izmantota, kādi savienojuma veidi un metodes pastāv, kā tā darbojas, mēs apsvērsim šajā rakstā.
Pieraksts
Induktīvais sensors ir paredzēts, lai kontrolētu darba ķermeņa kustību bez tieša kontakta ar to. Galvenā tā izmantošanas joma ir darbgaldu aprīkojums, precīzās medicīnas ierīces, tehnoloģisko procesu automatizācijas sistēmas, produkta formas mērīšana un kontrole. Saskaņā ar GOST R 50030.5.2-99 2.1.1.1. Punkta noteikumiem tas ir sensors, kas jutīguma zonā rada elektromagnētisko lauku un kuram ir pusvadītāja slēdzis.
Induktīvo sensoru piemērošanas jomu lielā mērā nosaka to augsta uzticamība un izturība pret ārējiem faktoriem. To rādījumus un veiktspēju neietekmē daudzi vides faktori: mitrums, kondensāts, putekļu un netīrumu uzkrāšanās, cieto daļiņu iekļūšana. Šādas funkcijas nodrošina to ierīces un dizaina dati.
Ierīce
Radioelektronikas segmenta attīstība ir veicinājusi ne tikai sākotnējo mehānismu uzlabošanos, bet arī principiāli jaunu induktīvo sensoru parādīšanos. Apsveriet vienu no vienkāršākajām iespējām (1. attēls):
Kā redzat attēlā, tas ietver:
- magnētiskā ķēde vai jūgs (1) - paredzēti elektromagnētiskā lauka pārraidei no ģeneratora uz jutības zonu;
- induktors (2) - rada mainīgu elektromagnētisko lauku, kad caur cilpām plūst elektriskā strāva;
- mērīšanas objekts (3) - metāla enkurs, kas ievietots vai pārvietots jutīguma, nemetālisku priekšmetu zonā nespēj ietekmēt elektromagnētiskā lauka stāvokli, tāpēc tos neizmanto kā detektors;
- atstarpe starp mērīšanas objektu un galveno magnētisko ķēdi (4) - nodrošina mijiedarbības mērījumu kā magnētisko dielektriku, atkarībā no sensora modeļa un kustības metodes tas var palikt nemainīgs vai svārstīties noteiktā diapazonā;
- ģenerators (5) - paredzēts noteiktas frekvences elektriskā sprieguma ģenerēšanai, kas attiecīgajā apgabalā radīs mainīgu magnētisko lauku.
Darbības princips
Induktīvā sensora darbības princips ir elektromagnētiskā lauka spēja mainīt tā parametrus atkarībā no magnētiskās vadītspējas vērtības pa plūsmas ceļu. Tās darbība ir balstīta uz spoles klasisko versiju, kas uztīta uz serdeņa.
Kad elektriskā strāva I plūst caur šīs spoles pagriezieniem, rodas magnētiskais lauks (skat. 2. attēls), kura iegūto magnētiskās indukcijas B vektoru nosaka labās rokas noteikums. Kad magnētiskais lauks pārvietojas caur serdi, feromagnētiskais materiāls nodrošina maksimālu caurlaidību. Bet, tiklīdz magnētiskās indukcijas līnijas nonāk gaisa telpā, magnētiskā vadītspēja ievērojami pasliktinās, un daļa lauka tiek izkliedēta.
Kad induktīvā sensora laukā tiek ievadīts no metāla izgatavots iedarbinošs objekts (3. attēls), indukcijas līniju intensitāte strauji mainās. Tā rezultātā plūsma palielinās un tā vērtība mainās, un tas, savukārt, izraisa elektriskā daudzuma izmaiņas spoles ķēdē savstarpējas indukcijas parādības dēļ. Praksē šis signāls ir pārāk mazs, tāpēc to ķēdē ir iekļauts pastiprinātājs, lai paplašinātu induktīvā sensora mērījumu diapazonu.
Sensējot attālumu un mērķi
Atkarībā no induktīvā sensora konstrukcijas un darbības principa mērķa objektam var būt vertikāla vai horizontāla kustība attiecībā pret pašu skaitītāju. Tomēr sensora reakcija uz kontrolējamā objekta kustības sākumu var sākties ne uzreiz, kas ir saistīts ar nominālais attālums, kurā tiek nodrošināta sensora jutības zona un tehniskie parametri objekts.
Kā redzams 4. attēlā, pirmajā pozīcijā kontrolējamais objekts atrodas tādā attālumā, kur elektromagnētiskās līnijas nesasniedz tā virsmu. Šajā gadījumā signāls netiks noņemts no induktīvā sensora, jo tas neieraksta kustības jutības zonā. Otrajā pozīcijā kontrolējamais objekts jau ir šķērsojis sensora attālumu un iekļuvis jutīgajā zonā. Mijiedarbības ar objektu rezultātā sensora izejā parādīsies atbilstošs signāls.
Arī sensora attālums būs atkarīgs no ģeometriskajiem izmēriem, formas un materiāla. Jāatzīmē, ka induktīvā sensora iedarbināšanai par objektu tiek izmantoti tikai metāla priekšmeti. bet sensora pārejas moments pretējā stāvoklī arī atšķirsies no konkrētā veida, kas parādīts diagramma:
P.S. Lasiet vairāk mūsu rakstā: https://www.asutpp.ru/induktivnyy-datchik.html