Датчик индуктивности: Индуктивные датчики купить в Челябинске от производителя АО НПК «ТЕКО»

Индуктивный датчик. Принцип работы и подключение

Датчики

Индуктивный датчик (inductive sensor) – это датчик бесконтактного типа, предназначенный для контроля положения объектов из металла.

Содержание

• Принцип работы
• Параметры
• Способ подключения
• Индуктивный датчик LJ12A3-4-Z/BX

Принцип работы

Работа индуктивного датчика основана на взаимодействии магнитного поля катушки, расположенной внутри датчика, и металла, из которого состоит объект.

При приближении металлического объекта (5) к катушке (3), магнитное поле (4) изменяется, что в свою очередь заставляет компаратор (2) сформировать сигнал, который впоследствии поступит на усилитель (1) и далее в цепь управления.

Параметры

Напряжение питания – диапазон напряжения, при котором датчик работает корректно. 

Максимальный ток переключения — количество непрерывного тока, которое пропускаясь через датчик, не вызывает повреждение датчика.

Минимальный ток переключения — минимальное значение тока, которое должно протекать через датчик, чтобы гарантировать работу.

Рабочее расстояние (Sn) – максимальное расстояние от поверхности датчика, до квадратного куска железа толщиной 1 мм в осевом направлении. Расстояние будет уменьшаться для других материалов, зависимость Sn от материала представлена в таблице.

Железо	1 x Sn
Нержавеющая сталь	0,9 х Sn
Латунь — бронза	0,5 x Sn
Алюминий	0,4 x Sn
Медь	0,4 x Sn

Частота переключения — максимальное количество переключений датчика в секунду.

Способ подключения

Способ подключения зависит от типа индуктивного датчика.

Трехпроводные – два вывода отвечают за питание датчика, а третий подключается к нагрузке. В зависимости от структуры (NPN или PNP) нагрузка подключается к положительному (NPN) или отрицательному (PNP) полюсу источника постоянного напряжения.

Четырехпроводные – два вывода питания, два вывода подключаются к нагрузке.

Существуют также двух и пятипроводные датчики, но используются они реже из-за особенностей подключения.

Индуктивный датчик LJ12A3-4-Z/BX

Рассмотрим стандартный датчик, который наиболее часто используется в ЧПУ-станках или 3d-принтерах в качестве концевого выключателя. Датчик имеет 3 вывода и NPN структуру. Размеры датчика 12×50мм, расстояние обнаружения  4мм. Напряжение питания 6-36 В.

На реальном примере продемонстрируем работу датчика. В качестве нагрузки подключаем светодиод с токоограничивающим резистором, а затем подносим металлическую пластину к датчику.

На расстоянии менее 4 мм от пластины, датчик срабатывает и подает напряжение на нагрузку через нормально разомкнутый контакт (NO).

Просмотров:

Индуктивные датчики. Виды. Устройство. Параметры и применение

Индуктивные датчики – преобразователи параметров. Их работа заключается в изменении индуктивности путем изменения магнитного сопротивления датчика.

Большую популярность индуктивные датчики получили на производстве для измерения перемещений в интервале от 1 микрометра до 20 мм. Индуктивный датчик можно применять для замера уровней жидкости, газообразных веществ, давлений, различных сил. В этих случаях диагностируемый параметр преобразуется чувствительными компонентами в перемещение, далее эта величина поступает на индуктивный преобразователь.

Для замера давления применяются чувствительные элементы. Они играют роль датчиков приближения, предназначенные для выявления разных объектов бесконтактным методом.

Индуктивные датчики разделяются по схеме построения на 2 вида:

1. Одинарные датчики.
2. Дифференциальные датчики.

Первый вид модели имеет одну ветвь измерения, в отличие от дифференциального датчика, у которого две измерительные ветви.

В дифференциальной модели при изменении диагностируемого параметра изменяются индуктивности 2-х катушек. При этом изменение осуществляется на одинаковое значение с противоположным знаком.

Индуктивность катушки вычисляется по формуле:  

L = WΦ/I

Где W– количество витков; Ф – магнитный поток; I – сила тока, протекающего по катушке. Сила тока взаимосвязана с магнитодвижущей силой следующим отношением:  I = Hl/W

Из этой формулы получаем:  

L = W²/Rm

Где R _m = H*L/Ф – магнитное сопротивление.

Работа одинарного датчика заключается в свойстве дросселя, изменять индуктивность при увеличении или уменьшении воздушного промежутка.

Конструкция датчика включает в себя ярмо (1), витки обмотки (2), якорь (3), который фиксируется пружинами. По сопротивлению поступает переменный ток на обмотку. Сила тока в нагрузочной цепи вычисляется:

L – индуктивность датчика, r_d – активное дроссельное сопротивление. Оно является постоянной величиной, поэтому изменение силы тока I может осуществляться только путем изменения составляющей индуктивности XL=IR_н, зависящей от размера воздушного промежутка δ.

Каждой величине зазора соответствует некоторое значение тока, определяющего падение напряжения на резисторе R_н: U_вых=I*R_н – является сигналом выхода датчика. Можно определить следующую зависимость U _вых = f (δ), при одном условии, что зазор очень незначительный и потоки рассеивания можно не учитывать, как и магнитное сопротивление металла R_мж в сравнении с магнитным сопротивлением зазора воздуха R_мв.

Окончательно получается выражение:

На практике активное сопротивление цепи несравнимо ниже индуктивного. Поэтому формула принимает вид:

Из недостатков одинарных можно отметить:

• При эксплуатации датчика на якорь воздействует сила притяжения к сердечнику. Эта сила не уравновешена никакими методами, поэтому она снижает точность функционирования датчика, и вносит некоторый процент погрешности.
• Сила нагрузочного тока зависит от амплитуды напряжения и ее частоты.
• Чтобы измерить перемещение в двух направлениях, нужно установить первоначальное значение зазора, что доставляет определенные неудобства.

Дифференциальные индуктивные датчики объединяют в себе два нереверсивных датчика и изготавливаются в виде некоторой системы, которая состоит из 2-х магнитопроводов, имеющих два отдельных источника напряжения. Для этого чаще всего применяется разделительный трансформатор (5).

Дифференциальные датчики классифицируются по форме сердечника:

• Индуктивные датчики с Ш-образной формой магнитопровода, выполненного в виде листов электротехнической стали. При частоте более 1 килогерца для сердечника используют пермаллой.
• Цилиндрические индуктивные датчики с круглым магнитопроводом.

Форму датчика выбирают в зависимости от конструкции и ее сочетания с механизмом. Использование магнитопровода Ш-образной формы является удобным для сборки катушки и снижения габаритных размеров индуктивного датчика.

Для функционирования дифференциального датчика применяют питание от трансформатора (5), который имеет вывод от средней точки. Между этим выводом и общим проводом катушек подключают прибор (4). При этом воздушный промежуток находится в пределах от 0,2 до 0,5 мм.

При расположении якоря в средней позиции при равных промежутках индуктивные сопротивления обмоток (3 и 3′) равны. Значит, значения токов катушек также одинаковы, и общий полученный ток в устройстве равен нулю.

При малом отклонении якоря в любую сторону изменяется значение воздушных промежутков и индуктивностей. Поэтому прибор определяет ток разности I₁-I₂, который определен функцией перемещения якоря от средней позиции. Разность токов чаще всего определяется магнитоэлектрическим устройством (4), выполненным по типу микроамперметра со схемой выпрямления (В) на входе.

Полярность тока не зависит от изменения общего сопротивления катушек. При применении фазочувствительных схем выпрямления можно определить направление перемещения якоря от средней позиции.

Параметры

• Одним из параметров индуктивных датчиков является диапазон срабатывания. По этому параметру выбирают датчики, однако он не настолько важен. В инструкции по датчику даны номинальные параметры питания при эксплуатации устройства при температуре +20 градусов. Постоянное напряжение для датчика – 24 В, а переменное 230 В. Обычно датчик работает в совершенно других условиях.
• На практике при подборе датчика важны два показателя интервала срабатывания:

— Полезный.
— Эффективный.

Показания первого вычисляются как +10% от 2-го при температуре 25-70 градусов. Показания 2-го отличаются от номинала на 10%. Интервал температуры при этом увеличивается с 18 до 28 градусов. Если при втором параметре применяется номинальное напряжение, то при первом есть разброс 85-110%.

• Другим параметром является гарантированный предел срабатывания. Он колеблется от нуля до 81% от номинала.
• Также следует учитывать параметры: повторяемость и гистерезис, который равен расстоянию между конечными позициями работы датчика. Его оптимальная величина равна 20% от эффективного интервала срабатывания.
• Нагрузочный ток. Изготовители иногда производят датчики специального исполнения на 500 миллиампер.
• Частота отклика. Этот параметр определяет наибольшую величину возможности переключения в герцах. Основные промышленные датчики имеют частоту отклика 1000 герц.

Методы подключения на схемах

Имеется несколько видов индуктивных датчиков с различным числом проводов для подключения. Рассмотрим основные виды подключений разных индуктивных датчиков.

• Двухпроводные индуктивные датчики подключаются непосредственно в нагрузочную цепь. Это наиболее простой способ, однако в нем есть особенности. Для такого способа для нагрузки требуется номинальное сопротивление. Если это сопротивление будет больше или меньше, то устройство функционирует некорректно. При включении датчика на постоянный ток нельзя забывать о полярности выводов.
• Трехпроводные индуктивные датчики наиболее популярны. В них имеется два проводника для подключения питания, а один для нагрузки.
• Четырехпроводные и пятипроводные индуктивные датчики. У них два провода на питание, другие два на нагрузку, пятый проводник для выбора режима эксплуатации.

Цветовая маркировка

Маркировка проводников цветом является очень удобной для осуществления обслуживания и монтажа датчиков. Их выходные проводники промаркированы определенным цветом:

• Минус – синий.
• Плюс – красный.
• Выход – черный цвет.
• Второй проводник выхода – белый цвет.

Погрешности

Погрешность преобразования диагностируемого параметра влияет на способность выдачи информации индуктивным датчиком. Суммарная погрешность состоит из множества различных погрешностей:

Электромагнитные параметры материалов и их свойства со временем меняются. Чаще всего процессы изменения свойств материалов происходят в первые 200 часов после термообработки сердечника магнитопровода. Далее эти свойства остаются теми же, и не влияют на полную погрешность датчика.

Достоинства

• Большая чувствительность.
• Повышенная мощность выхода, до нескольких десятков Вт.
• Возможность подключения к промышленным источникам частоты.
• Прочное и простое устройство.
• Нет трущихся контактов.

Недостатки

• Способны функционировать только на переменном напряжении.
• Стабильность питания и частота влияют на точность работы датчика.

Сфера использования

• Медицинские аппараты.
• Бытовая техника.
• Автомобильная промышленность.
• Робототехническое оборудование.
• Промышленная техника регулирования и измерения.

Похожие темы:

• Емкостные датчики. Виды и устройство. Работа и применение
• Датчики Холла. Виды и применения. Работа и подключения
• Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды и работа. Устройство
• Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение
• Ультразвуковые датчики часть 1. Устройство и работа
• Ультразвуковые датчики часть 2. Типы и работа. Применение

Как работает индуктивный датчик? Типы и области применения

В этой статье мы поговорим об индуктивных датчиках. Мы объясним, что такое индуктивный датчик, как работает индуктивный датчик, некоторые из различных типов индуктивных датчиков, а также поговорим о некоторых способах использования этих датчиков в автоматизации.

Что такое индуктивный датчик?

Индуктивный датчик — это электронное устройство, которое может обнаруживать цель из черного металла без физического контакта.

Индуктивные датчики также обнаруживают цели из цветных металлов, таких как алюминий, латунь и медь. Но использование мишеней из цветных металлов уменьшает диапазон чувствительности индуктивного датчика.

Диапазон чувствительности

Диапазон чувствительности индуктивного датчика — это расстояние от поверхности датчика до максимального расстояния, на котором датчик может обнаружить металлическую цель.

Расстояние срабатывания указано в паспорте датчика.

В техническом описании также будут указаны некоторые поправочные коэффициенты, если вы хотите обнаружить цветной металл.

Цветной металл — это тип металла, который не содержит значительного количества железа. Латунь, алюминий и медь являются примерами цветных металлов. Это означает, что в этих металлах нет значительного количества железа.

Здесь для этого индуктивного датчика в техническом описании указано расстояние срабатывания 12 мм. Это работает только тогда, когда объект стальной, в котором содержится значительное количество железа.

Поправочный коэффициент

Если предмет из цветного металла, т.0030 поправочный коэффициент при определении расстояния обнаружения.

Например, здесь говорится, что если объект изготовлен из латуни , вам просто нужно умножить нормальное расстояние срабатывания датчика на 0,5 .

Итак, если мы умножим 12 мм на 0,5, мы получим 6 мм в качестве расстояния обнаружения латунного предмета.

Это означает, что если мы хотим обнаружить объект, сделанный из латуни, расстояние между датчиком и объектом не должно превышать 6 мм, чтобы этот датчик мог обнаружить объект.

То же самое относится и к другим цветным металлам. Например, если у нас есть объект, сделанный из алюминия , расстояние срабатывания для этого индуктивного датчика составляет 12 мм, умноженное на 0,4 . Это дает нам расстояние срабатывания 4,8 мм.

Для объекта из меди расстояние обнаружения будет 12 мм, умноженное на 0,3 , что равно 3,6 мм.

Как видите, здесь показан поправочный коэффициент для стали как 1 . Сталь относится к черным металлам, так как в ней содержится значительное количество железа. Таким образом, расстояние срабатывания для объекта, сделанного из стали, равно 12 мм, умноженному на 1, что равно 12 мм.

Если вам нужна спецификация сенсора, но вы не можете ее найти, вы можете получить ее на веб-сайте производителя сенсора.

Части индуктивного датчика

Четыре основные внешние части индуктивного датчика: корпус датчика, поверхность датчика , индикатор и конец кабеля или конец разъема кабеля.

Внутри корпуса датчика находится схема, обеспечивающая его работу.

Лицо — это часть сенсора, которая обнаруживает цели.

Световой индикатор обычно находится рядом с местом подключения кабеля к датчику. Световой индикатор загорается, когда цель находится в зоне действия датчиков.

Кабель датчика состоит из трех проводов разного цвета: коричневого, синего и черного.

Эти датчики поставляются с уже подключенным кабелем или могут иметь разъем, к которому прикручивается кабель.

Как работает индуктивный датчик?

Принцип работы индуктивных датчиков заключается в том, что датчик создает электромагнитное поле, которое излучается с поверхности датчика. Помещение металлической мишени рядом с лицевой стороной датчика нарушит электромагнитное поле, что приведет к включению выходного сигнала датчика и светового индикатора.

Типы индуктивных датчиков

Индуктивные датчики доступны в различных конфигурациях. Они могут быть

— переменного или постоянного тока,

— экранированные или неэкранированные,

— нормально открытые или нормально закрытые,

— NPN или PNP, и это лишь некоторые из них.

Они также производят индуктивные датчики для опасных, высокотемпературных и промывочных зон.

Для мест промывки нам необходимо использовать экранированный индуктивный датчик.

Преимущества индуктивного датчика

Вот некоторые преимущества использования индуктивных датчиков по сравнению с другими типами датчиков.

Индуктивные датчики являются полупроводниковыми и не имеют движущихся частей.

Это делает их очень надежными, поскольку обычно их нужно заменять только при физическом повреждении.

Индуктивные датчики могут загрязниться и продолжать работать. Такие вещи, как грязь, опилки, масло и жир, не повлияют на то, как индуктивные датчики обнаруживают цели.

Крепление индуктивного датчика

Индуктивные датчики также можно устанавливать разными способами. В зависимости от типа, некоторые из этих датчиков можно установить, просто прикрутив их болтами или просверлив и нарезав резьбу в отверстии того же размера и резьбы, что и датчик.

Они также производят множество различных заводских креплений для индуктивных датчиков, чтобы их можно было быстро и легко установить.

Например, мы будем использовать индуктивный датчик общего назначения на 24 В постоянного тока диаметром 12 мм, который обычно разомкнут и к которому уже подключен трехжильный кабель.

Мы будем использовать болт, чтобы активировать датчик. Чтобы подключить датчик к тестеру, подключите коричневый провод к клемме «+ напряжение датчика», подключите синий провод к клемме «напряжение датчика –», а черный провод подключите к клемме выхода датчика №1 или №2.

Как же работают индуктивные датчики? Обратите внимание, когда болт и датчик не находятся близко друг к другу, индикатор не горит.

При перемещении болта в зону действия индуктивных датчиков индикатор загорается и не гаснет.

Обратите внимание, если мы переместим болт так, чтобы он касался датчика, индикатор останется включенным. Когда мы отводим болт от датчика, индикатор гаснет.

Если бы выход этого датчика был нормально замкнут, индикаторная лампочка выключалась бы, когда болт находится на датчике, и загоралась бы, когда болт был удален от датчика.

Применение индуктивных датчиков

Теперь давайте поговорим о некоторых примерах использования индуктивных датчиков в автоматизации.

Индуктивные датчики можно использовать для обнаружения детали на рабочих станциях, на остановках конвейера и даже на роботах.

Их можно использовать для определения того, выдвигается или втягивается пневмоцилиндр, а также поднимается или опускается стопор поддона или цепной транспортер.

Индуктивные датчики можно использовать для определения того, находится ли поддон по центру поворотного стола, прежде чем он начнет вращаться.

Допустим, этот поворотный стол вращается двигателем с редуктором, а двигатель управляется ЧРП (частотно-регулируемым приводом). Индуктивные датчики могут использоваться для того, чтобы сообщать частотно-регулируемому приводу, когда следует замедлиться и остановиться.

Резюме

Итак, прочитав эту статью, вы узнали об индуктивных датчиках. Что они обнаруживают металлические цели без физического контакта, создавая электромагнитное поле.

Вы узнали о четырех основных частях индуктивного датчика и о том, что они имеют множество различных вариантов для удовлетворения потребностей большинства приложений.

Пожалуйста, дайте нам знать, если у вас есть какие-либо вопросы об индуктивных датчиках или о датчиках в целом, в комментариях ниже, и мы свяжемся с вами менее чем через 24 часа.

У вас есть друг, клиент или коллега, которым может пригодиться эта информация? Пожалуйста, поделитесь этой статьей.

Что такое индуктивный датчик приближения? | Основы датчиков: вводное руководство по датчикам

Датчики

бывают самые разные, и у каждого типа есть сильные и слабые стороны. В этом разделе подробно рассматриваются датчики приближения.

Контур

Индуктивный датчик приближения может обнаруживать металлические цели, приближающиеся к датчику, без физического контакта с целью. Индуктивные датчики приближения условно делятся на следующие три типа в зависимости от Принцип работы: высокочастотный тип колебаний с использованием электромагнитной индукции, магнитный тип с использованием магнита и емкостной тип с использованием изменения емкости.

Основные и основные типы

Общий датчик

Высокочастотное магнитное поле создается катушкой L в колебательном контуре. Когда цель приближается к магнитному полю, в цели протекает индукционный ток (вихревой ток) за счет электромагнитной индукции. По мере приближения цели к датчику протекание индукционного тока увеличивается, что вызывает увеличение нагрузки на колебательный контур. Затем колебания затухают или прекращаются. Датчик обнаруживает это изменение состояния колебаний с помощью схемы определения амплитуды и выдает сигнал обнаружения.

Тип из цветного металла

Тип из цветного металла включен в тип высокочастотных колебаний. Тип из цветного металла включает в себя колебательный контур, в котором потеря энергии, вызванная индукционным током, протекающим в мишени, влияет на изменение частоты колебаний. Когда к датчику приближается цель из цветного металла, например алюминия или меди, частота колебаний увеличивается. С другой стороны, когда к датчику приближается цель из черного металла, например железа, частота колебаний уменьшается. Когда частота колебаний становится выше опорной частоты, датчик выдает сигнал обнаружения.

Магнитные и немагнитные объекты Помните, что магнитные объекты легко притягиваются магнитом, а немагнитные — нет.

Магнетизм
Обнаружение дистанции универсальной модели
Расстояние обнаружения модели обнаружения алюминия
Типовой металл	Железо/SUS440	СУС304*	Алюминий/латунь/медь

Магнетизм
Обнаружение дистанции универсальной модели
Расстояние обнаружения алюминия модель
Типовой металл	Железо/ SUS440	СУС304*	алюминий/ латунь/медь

* SUS304 имеет промежуточное свойство.