75417

Безконтактний магніточутливий давач

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Давач що виявляє зміну напруженості постійного магнітного поля має напівпровідниковий комутуючий елемент і що не містить рухомих частин в чутливому елементі рис. Спрацювання давача відбувається при зміні напруженості магнітного поля викликаного наприклад переміщенням постійного магніту розташованого на рухомої частини механізму. Крім того магніточутливих давачи можуть відрізнятися по реакції на зміну магнітного поля: При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля наприклад при наближенні постійного магніту...

Украинкский

2015-01-12

262 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 14

Безконтактний магніточутливий давач.

Давач, що виявляє зміну напруженості постійного магнітного поля, має напівпровідниковий комутуючий елемент і що не містить рухомих частин в чутливому елементі (рис.14.1.).

Магніточутливі давачі – призначені для контролю положення об'єктів, підрахунку частоти обертання (перетворення не електронної величини в електричну). Спрацювання давача відбувається при зміні напруженості магнітного поля, викликаного, наприклад, переміщенням постійного магніту, розташованого на рухомої частини механізму. Магніточутливих давачів за принципом дії можна розділити на дві групи:

  1.  Контактні (герконові, MEMS-перемикачі);
  2.  Безконтактні (на ефекті Холла, індукційні, магніторезистивні та ін.)

Рис.14.1.Безконтактний магніточутливий давач.

Крім того магніточутливих давачи можуть відрізнятися по реакції на зміну магнітного поля:

  •  При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля (наприклад, при наближенні постійного магніту), відбувається перемикання контактів геркона або зміна стану ключа вимикача. Подальше збільшення напруженості магнітного поля не впливає на стан вимикача. При зменшенні напруженості магнітного поля відбувається зворотний процес, і вимикач повертається в початковий стан. 
  •  При вході в чутливу зону вимикача керуючого об'єкта з феромагнітного матеріалу, зменшується напруженість магнітного поля вбудованого в вимикач магніту, відбувається перемикання контактів геркона або зміна стану ключа вимикача. Подальше зменшення напруженості магнітного поля не впливає на стан вимикача. 

При виході керуючого об'єкта з чутливої зони, напруженість магнітного поля зростає і відбувається зворотний процес - вимикач повертається в початковий стан.

Магніточутливі давачі положення на основі механічних контактів влаштовані таким чином: Геркон реагує на зміни напруженості постійного магнітного поля і виробляє комутацію електричного струму. Схема індикації забезпечує роботу індикатора при спрацьовуванні геркона. Світлодіодний індикатор показує стан давача, забезпечує контроль працездатності,оперативність настройки (рис.14.2.)

 

Переваги магніточутливих давачів положення з герконом: 

  •  простота; 
  •  можливість роботи при змінному та постійному напруженні до 300 В;
  •  низьке (близьке до нуля) падіння напруги. 

Переваги герконових  магніточутливих безконтактних вимикачів:

  •  простота конструкції; можливість роботи при змінній та постійній напрузі 
  •  від 0,05 до 250 В (до 5000 В для спец виконання); 
  •  низький опір контактів (не більше 0,15 Ом у сучасних приладів);
  •  незалежність характеристик від температури (температурний діапазон від-60oС до +155oС для спец виконання).

До недоліків можна віднести відносно невисока (до 107) кількість робочих циклів і невисока (до 400 Гц) частота комутації.

Принцип роботи магніточутливого давача положення на ефекті Холла заснований на зміні характеристик чутливого елемента при впливі зовнішнього магнітного поля:

  1.  Чутливий елемент на ефекті Холла сприймає зміна магнітного поля.
  2.  Тригер забезпечує необхідну крутизну фронту сигналу перемикання і значення гістерезису.
  3.  Підсилювач збільшує вихідний сигнал до необхідного значення.
  4.  Світлодіодний індикатор показує стан давача, забезпечує контроль працездатності, оперативність настройки.

Рис.14.3. Магніточутливий давач положення на ефекті Холла

  1.  Компаунд забезпечує необхідний ступінь захисту від проникнення твердих частинок і води.
  2.  Корпус забезпечує монтаж давача, захищає від механічних впливів.

При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля до деякого значення, відбувається спрацьовування тригера і зміна комутаційного стану давача. Подальше збільшення напруженості магнітного поля не впливає на стан давача (рис 14.3.)

При зменшенні напруженості магнітного поля відбувається зворотний процес і давач повертається в початковий стан.

 

Рис.8.4

ис.4

При вході в чутливу зону (рис.14.4.) керуючого об'єкта з феромагнітного матеріалу, зменшується напруженість зовнішнього магнітного поля до деякого значення, відбувається спрацьовування тригера і зміна комутаційного стану давача. Подальше зменшення напруженості магнітного поля не впливає на стан давача.

При виході керуючого об'єкта з чутливої зони, напруженість магнітного поля, зростає і відбувається зворотний процес - давач  повертається в початковий стан.

Переваги магніточутливих давачів положення на ефекті Холла:

  •  більший ресурс спрацьовування через відсутність механічних контактів;
  •  велика частота комутації.

Переваги магніточутливих безконтактних вимикачів на ефекті Холла:

  •  практично необмежений ресурс через відсутність механічних контактів.
  •  велика частота комутації (до 20 кГц і більше).
  •  Застосування магніточутливих давачів дає можливість автоматизувати безліч складних технічних процесів.

Магніточутливих давачи можуть бути застосовані:

  •  в умовах крайньої півночі;
  •  на металургійному та хімічному виробництвах.
  •  в холодильних установках, на рухомому складі, в снігоприбиральних машинах,бульдозерів, автокранів і т.д.

Принцип дії давача підрахунку обертів побудований на ефекті Холла. Давач виробляє електричні імпульси з частотою (наприклад зубчастого колеса КПП транспортного засобу)  Давачі такого можуть працювати з високою частотою, широким температурним діапазоном.

Швидкодіючі магніточутливі давачи, що функціонують на ефекті Холла. Даний тип давачів не схильний до механічного зносу завдяки наявності електронного вихідного ключа. Ресурс магніточутливих давачів, що працюють на ефекті Холла, практичних не обмежений. У зв'язку з чим, застосування даного типу давачів - це вигідне і практичне рішення таких завдань, як фіксація положення швидко переміщаються об'єктів і механізмів, вимірювання кількості обертів вала і т.д.

Поплавкові давачи рівня широко застосовуються для виміру рівня рідин. Поплавкові давачи це оптимальний варіант давачів рівня через простоту конструкції і невисокої ціни.

Приклади застосування магніточутливих безконтактних вимикачів.

Давач MH BC2A-31P-LZS4

Підрахунок частоти обертання і визначення кутовий позиції патрона за допомогою давача.

Давач MS FE0P61
Визначення положення патрона у верстатах c допомогою давача


Магніточутливих давач MS BO41A6
Визначення позиції піддону c допомогою магніточутливого давача

Герконовий давач MSUN1P

Ідентифікація контейнерів і піддонів c допомогою герконового давача

Питання для контролю і засвоєння:

  1.  Призначення магніточутливих безконтактних давачів та причини його спрацювання?
  2.  На які групи можна поділити магніточутливі давачі?
  3.  Як відрізняються давачі по реакції на зміну магнітного поля?
  4.  Переваги магніточутливих давачів положення з герконом?
  5.  Недоліки магніточутливих давачів положення з герконом?
  6.  Принцип роботи магніточутливого давача положення на ефекті Холла?
  7.  Переваги магніточутливих давачів положення на ефекті Холла?
  8.  Переваги магніточутливих безконтактних вимикачів на ефекті Холла?
  9.  Принцип дії давача підрахунку обертів.
  10.  Приклади застосування магніточутливих безконтактних вимикачів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27845. Поперечная дифференциальная токовая направленная защита (принцип действия, схема и особенности работы) 154 KB
  Поперечная дифференциальная токовая направленная защита ДТНЗ Комплект Q1 Q3 ставиться такой же и на Q2 Q4 Icp Iнбмахрасч Icp =Котс ∙ Iнбмахрасч При К1: Ip Icp Lк зона каскадного действия ≤25 L Uост3 = Up Ucpmin мертвая зона вблизи установки комплекта защиты Lмз ≤ 10 L по напряжению для реле направления мощности к контактам реле КА1 Это для схемы с опережением. Дополнительные контакты служат для разгрузки контактов реле. Реле направления мощности включается по 90 схеме. В качестве реле направления мощности...
27846. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду. Особенности работы релейной зашиты по этой схеме 141.5 KB
  При двойных замыканиях на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю если точки расположены на разных линиях могут подействовать на отключение обеих линий при равенстве выдержек времени что не желательно. Iр = Iф При двойных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью tсз1 = tcз2 При 1фазном замыкании на землю в 2 3 случаях схема полной звезды в сети с изолированной нейтралью работают неправильно неселективно. при отсутствии повреждения на землю в нулевом проводе течет Iнб но неисправность 0го провода или его...
27847. Двухфазная двухрелейная и трехрелейная схемы соединения трансформаторов тока 70.5 KB
  Особенности: реагирует на все виды КЗ за исключением замыкания на землю фазы В. ток в обратном проводе проходит не только при замыкании на землю но и при межфазном КЗ а также при нормальной работе. в сетях с малыми токами при замыкании на землю схема в 2 3 случаев работает селективно. обеспечивает селективность в 2 3 случаях при 1фазном замыкании на землю.
27848. Схемы соединения с двумя трансформаторами тока и одним реле 100.5 KB
  Схема соединения трансформаторов тока в треугольник а обмоток реле в звезду. Схема соединения с 2 ТТ и одним реле включенным на разность токов двух фаз неполный треугольник. Ксх = Ip = Ia Ic Особенности схемы: схема применяется для защиты от междуфазных повреждений. При КЗ между АС Кч = Кч по схемам полной и неполной звезды Кч = Схема соединения ТТ в Δ а обмоток реле в Y схема полного треугольника.
27849. Виды повреждений и ненормальных режимов трансформаторов. Газовая защита трансформаторов 209.5 KB
  При КЗ однофазном на землю – одно два выключения Т№ из работы - Т.К. ток короткого замыкания большой. Также трансформатор Т2 – не отключается - т.к. нейтраль разземлена (опасное повышение напряжения). После выключения выключателей через т. КЗ – емкостной ток, перемежающая электрическая дуга и как следствие – перенапряжение. Может также возникнуть при односторонне запитанной линии с большей емкостью провода (напряжение более 500 кВ). Применяется максимальная защита напряжения.
27850. Требования к устройствам АВР и расчет их параметров 47.5 KB
  Требования к устройствам АВР и расчет их параметров. Требования к устройствам АВР и расчёт их параметров. Причём до включения АВР линия должна быть отключена. Пуск органов АВР являются тип реле напряжения: Из уставок выбирается меньшая.
27851. Токовая защита трансформаторов от многофазных КЗ со ступенчатой характеристикой выдержки времени 137 KB
  Токовая защита трансформаторов от многофазных КЗ со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Ставится двухступенчатая защита: т. В ряде случаев защита дополняется защитой от однофазного КЗ на стороне НН. В городских замкнутых сетях напряжением до 1 кВ для селективного отключения одного трансформатора должна предусматриваться токонаправленная защита.
27852. Защита трансформаторов 6-10 / 0,4 кВ от КЗ на землю 78 KB
  В нейтрали ток не должен превышать 25 от номинального тока трансформатора. ZТР полное электрическое сопротивление трансформатора питающего сеть. Xот≈Х1т Раз так то достаточно МТЗ для защиты трансформатора . Если расстояние от трансформатора до линии 30 метров то защиту от однофазных замыканий на землю можно не ставить.
27853. Дифференциальная токовая защита трансформатора: особенности выполнения в зависи 130.5 KB
  в связи с этим в обмотке реле появляется дополнительная составляющая тока небаланса. Он в 68 раз больше номинального тока трансформатора. Время полного затухания переходного тока намагничивания может достигать нескольких секунд но по истечении времени 0305 сек.