При роботі з різними технологіями при бажанні автоматизувати ряд дій звертаються до різних датчиків. У виробах з металів важливу роль відіграє індуктивний датчик. Що він собою являє і навіщо необхідний?
Що таке індуктивний датчик?
Що це і де він знайшов застосування? Індуктивний датчик — це безконтактний прилад, який використовується, щоб контролювати стан об’єктів, зроблених з металів. До інших матеріалів він чутливості не проявляє. Застосовуються безконтактні індуктивні датчики, щоб вирішувати завдання АСУТП. Можуть бути використані з нормально замкнутим або розімкнутим контактом. Принцип дії базується на редагуванні параметрів магнітного поля, яке створюється котушкою індуктивності, що всередині датчика. Але всі тонкощі настільки численні, що їх необхідно обговорити окремо.
Принцип дії
Все базується на зміні амплітуди коливань використовуваного в індуктивному датчику генератора, коли в активну зону вноситься предмет певного розміру з металевого, магнітного та ферро-магнітного матеріалу. Так що використання може бути реалізовано тільки з цими типами. Коли подається живлення на кінцевий вимикач, розташований в його області чутливості, то утворюється магнітне поле. Воно наводить в матеріалі вихрові струми, вплив яких змінює амплітуду коливань генератора. В кінцевому результаті таких перетворень виходить аналоговий вихідний сигнал. Його величина змінюється і залежить від відстані між контрольованим предметом і датчиком. Тригер Шмітта перетворює аналоговий сигнал в логічний. Індуктивний датчик переміщення відіграє важливу роль для механізмів, які відстежують зміну місця розташування металевих деталей. Зустріти подібні пристрої ви можете в автомобільних конвеєрах. Індуктивний датчик положення допоможе визначити, чи розташований предмет так, як повинен. Якщо відповідь негативна, то будуть вжиті заходи, передбачені програмою, щоб все було так, як необхідно для повноцінної і правильної роботи конвеєра.
Побудова індуктивного датчика
З чого складається цей механізм? Безконтактні індуктивні датчики мають такі основні вузли:
- Генератор. Створює електромагнітне поле, яке необхідне для взаємодії з об’єктом.
- Тригер Шмітта. Він забезпечує гістерезис, коли відбувається перемикання.
- Підсилювач. Займається збільшенням амплітуди сигналу, щоб він досяг необхідного значення.
- Світлодіодний індикатор. Інформує про стан вимикача. Також з його допомогою забезпечується контроль працездатності і вказує на оперативність налаштування.
- Компаунд. Необхідний для захисту від попадання всередину води і твердих частинок.
- Корпус. З його допомогою забезпечується монтаж датчика і його захист від різних механічних впливів. Виготовляється з поліаміду або з латуні і комплектується кріпильними виробами.
Визначення
Коли необхідно використовувати індуктивний датчик, слід розбиратися і в термінологічному мінімум, який потрібен для приємної і комфортної роботи. Отже, що слід розуміти:
- Активна зона. Це область перед чутливою поверхнею індуктивного датчика, де найбільшим чином сконцентрувалося магнітне поле. Діаметр даній площі зазвичай дорівнює розміру самого приладу.
- Номінальна відстань перемикання. Це теоретична величина відстані активної зони, яка не враховує розкид виробничих параметрів індуктивного датчика, температурний режим і подається напруга живлення.
- Робочий зазор. Це відстань, що гарантує надійну роботу приладу в певному діапазоні напруги і температури.
- Поправочний коефіцієнт. Це показник, який коригує значення робочого зазору, в залежності від виду металу, з якого був створений об’єкт впливу.
Переваги
Чому індуктивні датчики користуються значною популярністю? Цьому сприяє цілий ряд параметрів, якими вони володіють:
- Міцність і простота конструкції, а також відсутність ковзних контактів.
- Індуктивний датчик може бути підключений до джерел промислової частоти.
- Мають досить велику вихідну потужність, яка може становити десятки Ватт.
- Володіють значною чутливістю.
Похибки
Але при всіх плюсах індуктивні датчики мають і мінуси. Найголовніший з них – це похибка. Виділяють такі недоліки:
- Похибка, яка залежить від нелінійної характеристики. У приладі використовується принцип індуктивного перетворення величини, що базується на роботу датчиків, які мають свій діапазон, з-за чого і виникає ця проблема.
- Температурна похибка. Є випадкової складової. Оскільки робота приладу залежить від температури використовуваних датчиків, то похибка може досягати значних значень. Тому високу важливість має середа роботи механізму. Робота індуктивного датчика зазвичай здійснюється при показнику в 25 градусів в добре вентильованому приміщенні. Значна зміна температури в більше чи менше значення є небажаним.
- Похибка від впливу інших електромагнітних полів. Є випадкової складової. Виникає з-за того, що на індуктивний датчик діють зовнішні електромагнітні поля, які можуть сильно впливати на роботу приладу. Щоб уникнути таких випадків, у промисловості електроустановки майже завжди використовують частоту 50 Гц.
Для мінімізації ймовірності виникнення похибки необхідно якісно опрацьовувати всі нюанси.
