75435

Безконтактний індуктивний давач

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Спектр застосування індуктивних безконтактних давачів обширний і включає практично всі галузі промисловості де необхідна автоматизація процесів. Переваги безконтактних індуктивних давачів: немає механічного зносу відсутні відмови повязані зі станом контактів...

Украинкский

2015-01-12

129.5 KB

5 чел.

ЛЕКЦІЯ 8

Безконтактний індуктивний давач

Безконтактний давач (безконтактний вимикач) - електронний прилад для безконтактної реєстрації наявності або відсутності певного класу об'єктів у зоні своєї дії.

Індуктивний давач - безконтактний давач, призначений для контролю положення об'єктів з металу (до інших матеріалів не чутливий).

Індуктивні давачі– призначені для автоматизації технологічних процесів.

Спектр застосування індуктивних безконтактних давачів обширний і включає практично всі галузі промисловості, де необхідна автоматизація процесів. Безконтактні вимикачі з успіхом застосовуються в машинобудуванні, харчовій промисловості, металургії, верстатобудуванні, деревообробці і так далі

Індуктивні здавачі застосовуються для управління, регулювання, автоматизації і контролю робочих процесів. Вони широко використовуються у верстатах, в автоматичних лініях, конвеєрах, пресах, в термопластавтоматах, роторних лініях (рис5.1). Він може розпізнавати різні групи металів, завдяки відсутності зносу і механічного впливу є довговічним пристосуванням. Пристрої комплектують за допомогою механізмів захисту від короткого замикання і перевантажень.

Данна група виробів включає давачі від 4 мм в діаметрі до 170х170х60 мм. Така широка номенклатура дозволяє застосовувати ці давачі у всіх областях автоматизації.

Давачі проектуються і проводяться із застосуванням сучасних прогресивних технологій, матеріалів і що комплектують.  Вся продукція піддається безперервному контролю.

Переваги безконтактних індуктивних давачів:

  •  немає механічного зносу, відсутні відмови, пов'язані зі станом контактів;
  •  відсутня брязкіт контактів і помилкові спрацьовування;
  •  висока частота перемикань до 3000 Hz;
  •  стійкий до механічних впливів.

Недоліки безконтактних індуктивних давачів:

  •  порівняно мала чутливість,
  •  залежність індуктивного опору від частоти живлячої напруги;
  •  значний зворотний вплив давача на вимірювану величину (за рахунок тяжіння якоря до осердя).

Особливості застосування індуктивних давачів:

  •  можливість спрацьовування тільки на метал і абсолютна нечутливість до інших матеріалів;
  •  довговічність, завдяки відсутності механічної дії і зносу.

Властивості індуктивних давачів:

  •  виконання постійного DC, змінного AC і постійно/змінного DC/AC напруги  
  •  можливості різного підключення: двох-, трьох-, чотирипровідне. Види підключення: кабель, роз'єм, клеми;
  •  розміри корпусів від O 4 мм до 170х170х60 мм.;
  •  механізм захисту від короткого замикання;
  •  світлодіодна індикація спрацьовування;
  •  ступені  захисту IP65, IP67, IP68. ;
  •  стійкість до високого тиску – до 500 панів;
  •  різні варіанти виконання – високотемпературний до + 120°С, низькотемпературний від -45°С;
  •  давачі стійкі до пульсації живлячої  напруги  до 67%;

Індуктивні безконтактні вимикачі можуть складатися з таких основних вузлів:

  •  генератор, створює електромагнітне поле взаємодії з об'єктом;
  •  тригер, забезпечує гістерезис при перемиканні і необхідну тривалість фронтів сигналу управління;
  •  підсилювач, збільшує амплітуду сигналу до необхідного значення;
  •  світлодіодний індикатор, показує стан вимикача, забезпечує контроль працездатності здібності, оперативність налаштування;
  •  компаунд, забезпечує необхідний ступінь захисту від проникнення твердих частинок і води;
  •  корпус, забезпечує монтаж вимикача, захищає від механічних впливів. Виконується з латуні або поліаміду;

Основні визначення:

Активна зона - та область перед його чутливої поверхнею, де найбільше сконцентрована магнітне поле чутливого елемента давача. Діаметр цієї поверхні приблизно дорівнює діаметру давача.

Номінальна відстань перемикання - теоретична величина, яка не враховує розкид виробничих параметрів давача, зміни температури і напруги живлення.

Робочий зазор - це будь-яка відстань, що забезпечує надійну роботу безконтактного вимикача в допустимих межах температури і напруження. Для мініатюрних давачів це відстань - від 0 до 2 мм, для давачів діаметром 12 і 18 мм - до 4 і 8 мм, для великогабаритних давачів - до 20 ... 30 мм.

Поправочний коефіцієнт -  дає можливість визначити робочий зазор, який залежить від металу, з якого виготовлений об'єкт впливу.

В найпростішому випадку індуктивний давач складається з котушки з обмоткою, осердя з магнітом’якого заліза та магніта (рис.8.1).

Рис 8.1. Конструкція індуктивного давача

Ці три елементи складають статор давача. Зі статором взаємодіє ротор у вигляді зубчатого диску або рейки з відповідною кількістю зубців. Коли один з зубців ротора наближається до обмотки, напруга у ній швидко наростає та при збіганні з середньою лінією обмотки, досягає максимуму, а потім при віддаленні зубця швидко міняє знак та збільшується у протилежному напрямку до максимуму. На графіку рис.8.2 виразно видна велика крутизна зміну напруги, тому цей перехід може бути використаний для керування електронними системами.

Рис 8.2. Вихідний сигнал індуктивного давача.

Така конструкція давача може використовуватись для підрахування кількості обертів валу двигуна, або іншого обертаючого приладу.

Коли потрібно реагувати на близькість сталевої (або взагалі металічної) деталі використовується індуктивний давач, схема якого показана на рис.8.3.

Рис 8.3. Індуктивний давач, що реагує на близькість металевої деталі

Генератор, у склад якого входить котушка без осердя, побудований таким чином, що він не працює взагалі, якщо поблизу котушки нема металічного предмету. Тому на виході генератора напруга дорівнює нулю і на виході детектора теж. Якщо металічний предмет наближається до котушки, генератор починає генерувати високочастотні коливання, на виході детектору з’являється напруга і логічний елемент замість лог.”0” генерує на виході сигнал лог.”1”, сповіщаючи про наближення металевого предмету.

Такі давачі використовуються як пристрої, що сповіщають про закриття металевих дверей, люків, різних заслінок та кришок. Наприклад, на літаку „Boeing-747” налічується до 200 таких давачів, виходи яких підключені до комп’ютера. Програма комп’ютера передбачає які саме двері та люки повинні бути закриті при злеті, при нормальному польоті, при посадці. Якщо є якісь відхилення, програма сповістить пілотів, або, наприклад, заборонить злет. Головним виробником таких давачів є американська фірма Honeywell. Схожі характеристики мають давачі Холла. Американський вчений Герберт Едвін Хол у 1879 р. відкрив фізичний ефект, який пояснюється на рис.8.4.

Рис 8.4. Фізичне трактування ефекту Холла

Якщо через пластину пропустити струм І та поперек цієї пластини пропустити магнітне поле з індукцією В, то на поперечних гранях пластини з’явиться напруга  Vн = RBIsin/d, де R – коефіцієнт Холла, який залежить від матеріалу пластини, В – магнітна індукція, І – струм, - кут нахилу магнітної індукції до струму (він дорівнює 90, якщо індукція поперечна до струму), d – товщина пластини.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36205. Естественные и искусственные основания зданий (классификация грунтов) 32.5 KB
  Классификация грунтов: Скальные грунты залегают в виде сплошного массива. Эти грунты несжимаемы водоустойчивы и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Менее прочны скальные грунты залегающие в виде трещиноватых слоев образующих подобие сухой кладки. Крупнообломочные грунты это несвязные обломки скальных пород с преобладанием по массе свыше 50 частиц размером более 2мм.
36206. Фундаменты малоэтажных зданий (конструкции, материалы) 188.22 KB
  Фундаменты малоэтажных зданий конструкции материалы Фундамент конструктивный элемент здания воспринимающий нагрузку от наземной части здания и передающий ее на основание. с подушкой3трапецеидальной формы4ступенчатый высота ступени больше или равно 30 см Фундаменты малоэтажных жилых зданий...
36207. Деревянные конструкции. Принцип фахверковой стены. Вопросы ее утепления и облицовки 51 KB
  Фахверковые дома имеют жёсткий несущий каркас из : стоек вертикальных элементов балок горизонтальных элементов раскосов диагональных элементов которые и являются основной отличительной особенностью конструкции фахверка. В основном применяются конструкции позволяющие создать большую площадь остекления что зрительно создает эффект растворения границы интерьера сближая человека с природой. В основном несущие элементы конструкции фахверка покрывают защитным составом позволяющим сохранять древесину сухой трудновоспламеняемой и...
36208. КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОСЛОЙНЫЕ И МНОГОСЛОЙНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НЕСУЩИХ СТЕН 159 KB
  Стены основные элементы конструкции здания. Несущая стена является естественным продолжением и неотъемлемым элементом конструкции здания служит опорой для балок или бетонных плит потолочного перекрытия. Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции.
36209. Задачи дискретной оптимизации. Основные точные методы дискретной оптимизации: поиск с возвратом, динамическое программирование, метод ветвей и границ. Приближённые методы дискретной оптимизации: жадный алгоритм, метод локальных вариаций 126.5 KB
  Тогда в терминах ЦЧЛП задача о рюкзаке может быть сформулирована так: найти максимум линейной функции при ограничениях хj  0 . Найти кратчайший маршрут коммивояжера бродячего торговца начинающийся и заканчивающийся в заданном городе и проходящий через все города. Воспользовавшись им при k = n 1 1 можно найти Q х0 оптимальное значение критерия эффективности. Зная х1 можно найти оптимальное управление на 2й стадии и т.
36210. Языки описания выбора. Процедуры выбора при критериальном описании: скалярно-оптимизационный механизм выбора, человеко-машинные процедуры, мажоритарные схемы 73.5 KB
  Процедуры выбора при критериальном описании: скалярнооптимизационный механизм выбора человекомашинные процедуры мажоритарные схемы. Как любая теория теория выбора начинается с языка описания. К настоящему времени сложилось три основных языка описания выбора: критериальный язык; язык бинарных отношений; язык функций выбора.
36211. Классы численных методов построения множеств неулучшаемых решений. Основные теоремы для поточечных методов и алгоритма последовательного выбора 31.5 KB
  Процедуры первой группы осуществляют поочередный поиск отдельных неулучшаемых точек как решений вспомогательных скалярных задач. В них на каждой итерации получается целое множество “неплохих†точек которое на последующих шагах постепенно улучшается. Генератор на каждой итерации порождает набор точек zk а ФВ осуществляет отбор в некотором смысле лучших из них: Генератор множеств точек zk Функция выбора С Для организации выбора необходимо произвести парные сравнения исходных вариантов и отбросить те из...
36212. Эффективные и слабо-эффективные решения. Поточечные методы поиска слабо-эффективных решений и оценок. Линейная свёртка, теорема Карлина. Логическая свёртка, теорема Гермейера. Геометрический смысл теорем Карлина и Гермейера 79.5 KB
  Поточечные методы поиска слабоэффективных решений и оценок. Решения или оценки называются эффективными слабоэффективными если они неулучшаемы по отношению Парето Слейтера. Поиск слабоэффективных решений или оценок поточечными методами базируется на основной теореме 2.
36213. Метод наименьших квадратов (МНК). Теорема Гаусса-Маркова. Анализ уравнения регрессии посредством коэффициента детерминации и остаточной дисперсии. МНК-прогноз 112.5 KB
  МНКпрогноз. Согласно методу наименьших квадратов МНК эти оценки находят из условия минимума функции Qb = где уi наблюдаемое значение выходного параметра в iм эксперименте.1 МНКоценок и представляет прежде всего теоретический интерес.