หลักการทำงานและการเชื่อมต่อของเซ็นเซอร์อุปนัย

เซ็นเซอร์ตัวเหนี่ยวนำแบบไม่สัมผัสถูกจัดตำแหน่งเป็นเซ็นเซอร์ที่สามารถทำปฏิกิริยากับวัตถุที่เป็นโลหะที่ติดอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ด้วยคุณสมบัติของเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดอุปนัยนี้ คุณจึงสามารถติดตามการเคลื่อนไหวของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของอุปกรณ์ได้ และหากจำเป็น ให้ปิดมอเตอร์ของกลไกการขับเคลื่อน เพื่อรับรู้และวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก จึงมีการแนะนำหน่วยอิเล็กทรอนิกส์พิเศษที่เรียกว่าตัวควบคุม (ตัวเปรียบเทียบ) ในองค์ประกอบของมัน

อุปกรณ์และหลักการทำงาน

เซ็นเซอร์ตำแหน่งการเหนี่ยวนำ นอกเหนือจากเครื่องเปรียบเทียบอิเล็กทรอนิกส์แล้ว ยังมีส่วนประกอบที่จำเป็นดังต่อไปนี้:

• กล่องเหล็กพร้อมขั้วต่อสำหรับต่อสาย
• องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนในตัวที่บันทึกการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กนั้นทำในรูปแบบของแกนเหล็กที่มีขดลวด
• โมดูลรีเลย์ผู้บริหาร
• ตัวบ่งชี้การเปิดใช้งานบน LED

การออกแบบเซนเซอร์โลหะรุ่นต่างๆ อาจมีความแตกต่างกันบ้าง พวกเขาไม่ส่งผลกระทบต่อเซ็นเซอร์เหนี่ยวนำตัวเองหลักการทำงานของมันไม่เปลี่ยนแปลงไปจากนี้

ตามอุปกรณ์ของอุปกรณ์ สาระสำคัญของการดำเนินการได้อธิบายไว้ดังนี้:

• การเคลื่อนย้ายส่วนโลหะของวัตถุควบคุมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเหนี่ยวนำขององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของเซ็นเซอร์
• การเบี่ยงเบนอธิบายโดยการบิดเบือนของสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของวงจรไฟฟ้าและการเปิดใช้งาน (ไฟ LED สว่างขึ้น)
• หลังจากนั้นโมดูลอิเล็กทรอนิกส์จะถูกกระตุ้นและส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ผู้บริหาร
• เมื่อได้รับพัลส์เกินขีดจำกัดที่อนุญาตโดยการเคลื่อนไหว โหนดเอาต์พุต (รีเลย์) จะตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ตรวจสอบจากเครือข่าย

แต่ละรุ่นมีความไวในการเคลื่อนไหว - ช่องว่างชดเชย สำหรับตัวอย่างที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์นี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ไมครอนถึง 20 มม.

พารามิเตอร์เซ็นเซอร์อุปนัย

นอกจากช่วงการตอบสนองหรือความไวแล้ว เซ็นเซอร์อุปนัยยังมีตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพดังต่อไปนี้:

• ขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลาง) ของเกลียวลงจอดสำหรับตัวอย่างต่างๆ โดยมีค่าตั้งแต่ 8 ถึง 30 มม.
• แรงดันไฟที่กำหนดที่อุณหภูมิบวก 20 องศา สูงสุด 90 โวลต์ DC และสูงถึง 230 โวลต์ - กระแสสลับ
• ความยาวลำตัวโดยรวม - ค่าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน

ตัวบ่งชี้หลังสำหรับตัวอย่างที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก

สำหรับโซนที่ละเอียดอ่อนหรือแอ็คทีฟของอุปกรณ์ จะมีการแนะนำพารามิเตอร์อื่นซึ่งเรียกว่าขีดจำกัดการตอบสนองที่รับประกัน ขีดจำกัดล่างคือศูนย์ และขีดบนคือ 80 เปอร์เซ็นต์ของค่าที่ระบุ ตัวบ่งชี้นี้บางครั้งเรียกว่าปัจจัยการแก้ไขระยะห่างในการทำงาน

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญไม่แพ้กันของการทำงานของอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนคือจำนวนสายเชื่อมต่อในขั้วต่อ โดยปกติจะมีสองหรือสามรายการ: สองแหล่งจ่ายและอีกอันสำหรับเปิดใช้งานวงจร อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกการเชื่อมต่อเป็นไปได้ในการจัดตำแหน่งที่ใช้จุดติดต่อสี่หรือห้าจุด ตัวอย่างที่คล้ายกัน นอกเหนือจากตัวนำจ่ายสองตัวแล้ว ยังมีเอาต์พุตสองตัวสำหรับโหลด ในกรณีนี้ตัวนำที่ห้าจะใช้เพื่อเลือกโหมดการทำงานของอุปกรณ์เอง

ประเภทของเอาต์พุตและวิธีการเชื่อมต่อ

ในการประเมินการทำงานของอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน จะมีการแนะนำคุณลักษณะพิเศษซึ่งประเมินโดยสถานะของขั้วของพารามิเตอร์เอาท์พุต ตามการกำหนดองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ (ทรานซิสเตอร์) ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปซึ่งรวมอยู่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์ เอาต์พุตเหล่านี้เรียกว่า "PNP" และ "NPN"

ความแตกต่างระหว่างชื่อเหล่านี้คือมันแสดงถึงขั้ว (ขั้ว) ที่แตกต่างกันของแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน ทรานซิสเตอร์ PNP เปลี่ยนเอาต์พุตบวกและ NPN - ลบ โหลดของวงจรเอาต์พุตมักเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ควบคุม

ขึ้นอยู่กับรูปแบบการควบคุมของคอนโทรลเลอร์ เซ็นเซอร์อุปนัยถูกกำหนดให้เป็น HO (ปกติเปิด) หรือ HZ - โดยมีอินพุตปิดตามปกติ

ตัวเลือกทรานซิสเตอร์ NPN เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการเปิดเซ็นเซอร์ เนื่องจากวงจรมาตรฐานทำให้ลวดลบใช้ร่วมกันกับส่วนประกอบทั้งหมด ในกรณีนี้ อินพุตของไมโครโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบอื่นๆ จะถูกเปิดใช้งานด้วยแรงดันบวก

เครื่องหมายการเชื่อมต่อ

บนแผนผังไดอะแกรม เซ็นเซอร์อุปนัยมักจะแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีเส้นแนวตั้งสองเส้นอยู่ภายใน บ่อยครั้งที่พวกเขายังระบุประเภทของเอาต์พุต (ปกติเปิดหรือปิด) ซึ่งสอดคล้องกับทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดใดชนิดหนึ่ง ตัวเลือกวงจรส่วนใหญ่ระบุกลุ่มปิดปกติหรือทั้งสองประเภทในตัวเรือนเดียวกัน

รหัสสีตะกั่ว

ในทางปฏิบัติจะใช้ระบบมาตรฐานในการทำเครื่องหมายตัวนำของเซ็นเซอร์ตัวเหนี่ยวนำซึ่งผู้ผลิตอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนทุกรายปฏิบัติตามโดยไม่มีข้อยกเว้น อย่างไรก็ตาม ก่อนทำการติดตั้ง ขอแนะนำให้สังเกตขั้วของการเชื่อมต่ออย่างระมัดระวัง และตรวจดูคำแนะนำที่มาพร้อมกับผลิตภัณฑ์

เซ็นเซอร์ทั้งหมดมีเส้นลวดที่มีรหัสสีอยู่บนตัวเรือน หากขนาดอนุญาต

ลำดับมาตรฐานของการกำหนด:

• สีน้ำเงิน (สีน้ำเงิน) หมายถึงรางพลังงานเชิงลบเสมอ
• สีน้ำตาล (สีน้ำตาล) หมายถึงตัวนำที่เป็นบวก
• สีดำ (สีดำ) สอดคล้องกับเอาต์พุตของเซ็นเซอร์
• สีขาวคือเอาต์พุตหรืออินพุตเสริม

เพื่อชี้แจงการกำหนดเครื่องหมายล่าสุด ควรตรวจสอบกับข้อมูลของคำแนะนำที่แนบมากับอุปกรณ์เฉพาะ

ข้อผิดพลาดของเซ็นเซอร์

ข้อผิดพลาดในการอ่านค่าโดยระบบควบคุมส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของเซ็นเซอร์อุปนัยแบบไม่สัมผัส ค่ารวมของมันถูกรวบรวมจากข้อผิดพลาดในการวัดแต่ละรายการสำหรับตัวบ่งชี้ต่างๆ: แม่เหล็กไฟฟ้า อุณหภูมิ ฮาร์ดแวร์ ความยืดหยุ่นของแม่เหล็ก และอื่นๆ อีกมากมาย

ข้อผิดพลาดทางแม่เหล็กไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นปริมาณที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม ปรากฏขึ้นเนื่องจาก EMF ที่เป็นกาฝากในขดลวดโดยสนามแม่เหล็กภายนอก ในสภาพแวดล้อมการผลิต ส่วนประกอบนี้สร้างขึ้นโดยอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความถี่ในการทำงาน 50 เฮิรตซ์ ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุด เนื่องจากเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่สามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบอุปกรณ์ของคลาสนี้

ข้อผิดพลาดของความยืดหยุ่นแม่เหล็กถูกนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้ความไม่เสถียรของการเปลี่ยนรูปหลักที่เกิดขึ้นระหว่างการประกอบอุปกรณ์รวมถึงปัจจัยเดียวกัน แต่ปรากฏขึ้นระหว่างการใช้งาน ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้าภายในในวงจรแม่เหล็กทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการประมวลผลสัญญาณเอาท์พุต ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนที่สุดปรากฏขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของโครงสร้างสนามที่มีต่อค่าสัมประสิทธิ์การเสียรูปขององค์ประกอบโลหะของเซ็นเซอร์ นอกจากนี้ มูลค่ารวมยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากฟันเฟืองและระยะห่างในส่วนที่เคลื่อนไหวของโครงสร้าง

ข้อผิดพลาดของสายเคเบิลเชื่อมต่อนั้นนำมาจากการเบี่ยงเบนของค่าความต้านทานของแกนลวดขึ้นอยู่กับปัจจัยอุณหภูมิรวมถึงการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกและ EMF ข้อผิดพลาดของสเตรนเกจเป็นตัวแปรสุ่มขึ้นอยู่กับคุณภาพการผลิตขององค์ประกอบที่คดเคี้ยวของเซ็นเซอร์ (โดยเฉพาะคอยล์) ภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ สามารถเปลี่ยนความต้านทานกระแสตรงของขดลวดได้ ส่งผลให้สัญญาณเอาท์พุต "ลอย" ข้อผิดพลาดของอายุเกิดจากการสึกหรอขององค์ประกอบที่เคลื่อนที่ของเซ็นเซอร์ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของวงจรแม่เหล็ก

สามารถตรวจสอบค่าที่แท้จริงของพารามิเตอร์นี้ได้โดยใช้เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำสูงเท่านั้น ในกรณีนี้ ต้องคำนึงถึงคุณสมบัติจลนศาสตร์ของเซ็นเซอร์ด้วย เมื่อออกแบบและผลิตองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน ความเป็นไปได้นี้จะถูกนำมาพิจารณาล่วงหน้าในการออกแบบ

เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟมีลักษณะเฉพาะตามโหมดการทำงานโดยมีปัจจัยที่มีอิทธิพลหลายประการ ซึ่งพิจารณาจากสภาพการทำงานเฉพาะ นั่นคือเหตุผลที่การเลือกความไวและชุดพารามิเตอร์เอาต์พุตที่เหมาะสมกับอุปกรณ์ยี่ห้อใดยี่ห้อหนึ่งจึงเป็นสิ่งสำคัญเมื่อใช้เป็นลิมิตสวิตช์