Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы и подключение индуктивных датчиков

Принцип работы и подключение индуктивных датчиков

Бесконтактный датчик индуктивности позиционируется как сенсор, способный реагировать на металлические предметы, оказавшиеся в его электромагнитном поле. Благодаря этому свойству индуктивных бесконтактных датчиков удается отслеживать перемещение подвижных частей оборудования и при необходимости отключать двигатель приводного механизма. Для распознавания и анализа изменений магнитного поля в их состав вводится специальный электронный узел, называемый контроллером (компаратором).

Устройство и принцип действия

Индукционные датчики положения, помимо электронного компаратора, содержат в своем составе следующие обязательные компоненты:

  • стальной корпус с разъемом для соединительного шнура;
  • встроенный чувствительный элемент, регистрирующий на изменения магнитного поля, выполнен в виде стального сердечника с катушкой;
  • исполнительный релейный модуль;
  • индикатор активации на светодиоде.

Конструкции различных моделей датчиков металла могут иметь некоторые отличия. Они не влияют на сам индукционный датчик, принцип работы его от этого не меняется.

В соответствии с устройством прибора суть его работы описывается следующим образом:

  • перемещение металлической части контролируемого объекта приводит к изменению индуктивности чувствительного элемента датчика;
  • отклонение объясняется искажением его магнитного поля, следствием которого является изменение параметров электрической схемы и ее активация (светодиод загорается);
  • после этого срабатывает электронный модуль и посылает сигнал на исполнительное устройство;
  • при поступлении импульса о превышении перемещением допустимого предела выходной (релейный) узел отключает контролируемое оборудование от сети.

Каждая модель имеет собственный показатель чувствительности по перемещению — зазор смещения. Для различных образцов этот параметр варьируется в пределах от 1 микрона до 20 миллиметров.

Параметры индуктивных датчиков

Помимо диапазона срабатывания или чувствительности индуктивный датчик характеризуется следующими рабочими показателями:

  • Размер (диаметр) посадочной резьбы, у различных образцов принимающий значения от 8-ми до 30-ти мм.
  • Номинальное напряжение питания при температуре плюс 20 градусов, до 90 Вольт постоянного и до 230 Вольт – переменного токов.
  • Общая длина корпуса — ее значение зависит от рабочего напряжения.

Последний показатель у различных образцов может варьироваться в значительных пределах.

Для чувствительной или активной зоны прибора вводится еще один параметр, называемый гарантированным пределом срабатывания. Его нижняя граница равна нулю, а верхняя составляет 80 процентов от номинального значения. Этот показатель иногда называют поправочным коэффициентом рабочего зазора.

Не менее важный показатель функциональности чувствительного прибора – количество соединительных проводов в разъеме. Обычно их насчитывается два или три: два питающих и один для активации схемы. Однако возможны варианты подключения, при обустройстве которых используются четыре или пять контактных точек. Подобные образцы кроме двух питающих проводников содержат два выхода на нагрузку. При этом пятый проводник используется для выбора режима работы самого устройства.

Виды выходов и способы подключения

Для оценки действия чувствительного прибора вводится особая характеристика, оцениваемая по состоянию полярности его выходных параметров. В соответствии с общепринятым обозначением полупроводниковых элементов (транзисторов), входящих в состав электронной схемы датчика, эти выходы называются «PNP» и «NPN».

Отличие этих наименований состоит в том, что они обозначают различные полярности (полюса) источника питания чувствительных приборов. PNP транзисторы коммутируют его положительный выход, а NPN – отрицательный. Нагрузкой выходных схем чаще всего является управляющий микропроцессор.

В зависимости от схемы управления контроллером индуктивные датчики обозначаются как HO (нормально открытые) или HЗ – с нормально закрытым входом.

Вариант с NPN транзистором – наиболее распространенный способ включения датчика, поскольку согласно стандартным схемным решениям отрицательный провод делается общим для всех компонентов. В этом случае входы микропроцессоров и других контролирующих устройств активируются положительным напряжением.

Маркировка при подключении

На принципиальных схемах индуктивные датчики принято обозначать в виде ромба или квадрата с двумя вертикальными линиями внутри. Нередко в них также указывается тип выхода (нормально открытый или закрытый), соответствующий одной из разновидностей полупроводниковых транзисторов. В большинстве вариантов схем указывается нормально закрытая группа или оба типа в одном корпусе.

Цветовая маркировка выводов

На практике применяется стандартная система маркировки выводов датчиков индуктивности, которой придерживаются все без исключения производители чувствительных приборов. Тем не менее, перед их монтажом рекомендуется внимательно следить за полярностью подключения и обязательно сверяться с прилагаемой к изделиям инструкцией.

На корпусах всех датчиков имеется рисунок с цветной маркировкой проводов, если это позволяют его размеры.

Стандартный порядок обозначения:

  • синий (Blue) всегда означает минусовую шину питания;
  • коричневым цветом (Brown) обозначается плюсовой проводник;
  • черный (Black) соответствует выходу датчика;
  • белый (White) – это дополнительный выход или вход.
Читайте так же:
Выкатная ячейка вакуумного выключателя

Для уточнения последнего маркировочного обозначения его следует сверить с данными инструкции, прилагаемой к конкретному прибору.

Погрешности датчиков

Погрешность снятия показаний контрольной системой существенно влияет на работу бесконтактного индуктивного датчика. Ее общая величина набирается из отдельных ошибок измерений по различным показателям: электромагнитным, температурным, аппаратным, магнитной упругости и многим другим.

Электромагнитная погрешность определяется как случайно проявляющаяся величина. Она появляется из-за паразитной ЭДС, наведенной в катушке внешними магнитными полями. В производственных условиях этот компонент создается силовым оборудованием с рабочей частотой 50 Герц. Температурная погрешность – один из важнейших показателей, поскольку работать большинство датчиков могут лишь в определенном диапазоне температур. Она обязательно учитывается при проектировании устройств этого класса.

Погрешность магнитной упругости вводится как показатель нестабильности деформаций сердечника, возникающей в процессе сборки прибора, а также как тот же фактор, но проявляющийся при его работе. Нестабильности внутренних напряжений в магнитопроводе приводит к ошибкам в обработке выходного сигнала. Погрешность, возникающая в самом чувствительном устройстве, проявляется из-за влияния полевой структуры на коэффициент деформации металлических элементов датчика. Кроме того, на ее суммарное значение существенно влияют люфты и зазоры в подвижных частях конструкции.

Погрешность соединительного кабеля набирается из отклонений величины сопротивления его проводных жил в зависимости от температурного фактора, а также как наводки посторонних электромагнитных полей и ЭДС. Тензометрическая погрешность как случайная величина зависит от качества изготовления намоточных элементов датчика (его катушки, в частности). В различных условиях эксплуатации возможно изменение сопротивления обмотки по постоянному току, приводящее к «плаванию» выходного сигнала. Погрешность старения проявляется вследствие износа подвижных элементов датчика, а также изменения электромагнитных свойств магнитопровода.

Проверить реальную величину этого параметра удается только с помощью сверхточных измерительных приборов. При этом обязательно принимаются во внимание кинематические особенности самого датчика. При проектировании и изготовлении чувствительных элементов такая возможность заранее учитывается в его конструкции.

Для индуктивных и емкостных датчиков характерны режимы работы со многими факторами влияния, определяемыми конкретными условиями эксплуатации. Именно поэтому выбор подходящих для данной марки прибора чувствительности и набора выходных параметров является определяющим при его использовании в качестве конечного выключателя.

Автоматизация

ТМ «Гейзер» для Вас это:
* Бурение скважин и обустройство водозаборов
* Строительство и реконструкция систем водоснабжения, канализации и электроснабжения
* Создание действующих систем полива
* Стационарное и временное водопонижение
* Поставкa: датчики бесконтактные, выключатели; Сенсор: ВБИ, ВБЕ, ВБО, ДКС, ДПА, ВБУ, ГНЕ, ДВИ, ДОГ и их аналоги фирм Omron, Turck, Balluff, Pepperl+Fuchs, Siemens, Klaschka, Mega-K, Teko
* Подбор: выключатели бесконтактные, датчики положения;– датчики индуктивные, датчики емкостные, датчики оптические, фотодатчики, выключатели бесконтактные ультразвуковые, датчики контроля скорости, датчики с аналоговым выходом, датчики наполнения емкостные, датчики уровня

Выключатели (датчики) бесконтактные емкостные

Описание и принцип действия

Емкостные бесконтактные выключатели (ВБЕ) имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора. Упрощенная функциональная схема ВБЕ изображена на рисунке.

Приближение объекта из любого материала к активной поверхности ведет к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и в конечном итоге к переключению коммутационного элемента.

В качестве управляющего объекта для емкостного датчика (уровнемера) могут использоваться любые материалы: магнитные и немагнитные, проводники и диэлектрики, твердые и жидкие.

Объекты из металла или из диэлектрика с большей диэлектрической постоянной, например вода, воздействуют на ВБЕ в большей степени. Мелкие или тонкие объекты слабо воздействуют на ВБЕ.

Расстояние воздействия емкостных бесконтактных выключателей в значительной степени определяется параметрами управляющего объекта. Чем меньше диэлектрическая проницаемость материала объекта и чем меньше его размер, тем меньше должно быть расстояние между объектом и чувствительной поверхностью датчика для его срабатывания. Расстояние воздействия измеряется с помощью нормированной пластины из стали, пластина заземляется. Пластина имеет форму квадрата со стороной, равной диаметру чувствительной поверхности датчика или тройному номинальному расстоянию воздействия Sn в зависимости от того, какая величина больше. Толщина пластины 1 мм.

  • металл — 1,0
  • вода — 1,0
  • стекло — 0,5
  • дерево — 0,2–0,7
  • масло — 0,1

При использовании диэлектриков в качестве управляющего объекта зависимость номинального расстояния воздействия от диэлектрической проницаемости можно определить с помощью графика.

Таблица диэлектрической проницаемости для некоторых материалов

Аммиак16Полиамид5
Бумага2,3Полипропилен2,3
Бензол2,3Полистирол3
Винипласт4Полиэтилен2,3
Вода80Спирт этиловый26
Воздух1Стекло5
Гетинакс7,5Стеклотекстолит5,5
Дерево2-7Тальк1,6
Масло трансформ.2,3Текстолит7,5
Мрамор8,3Толуол2,4
Нефть2,2Цемент2
Оргстекло3,2
Читайте так же:
Выключатель как образовано слово
Монтаж, настройка, эксплуатация

При проектировании размещения ВБЕ неутапливаемого исполнения следует учитывать минимально допустимые стандартом расстояния до окружающих элементов конструкций из металла.

Для ВБЕ, имеющих фланцевый корпус, перед активной поверхностью также требуется зона, свободная от демпфирующего материала (металла) на расстоянии, равном 3Sn. На практике допустимо размещение ВБЕ с меньшими расстояниями до металла, но при этом снижается его чувствительность.

При монтаже и эксплуатации производится настройка срабатывания ВБЕ с помощью встроенного многооборотного потенциометра регулировки чувствительности. Следует иметь в виду, что при этом изменяется не только срабатывание, но и возврат в исходное состояние ВБЕ.

Емкостные ВБ могут иметь нерегулируемую задержку переключения коммутационного элемента 500 мс для предотвращения ложных срабатываний.

Применение

Наиболее широкое применение ВБЕ нашли в качестве надежных и дешевых емкостных датчиков (уровнемеров) контроля максимального или минимального уровня жидких или сыпучих материалов. При этом возможен монтаж и обслуживание ВБЕ вне резервуаров или бункеров.

ВБЕ срабатывает и от материала, находящегося за каким-либо диэлектриком, например, он будет чувствовать муку через пластину из стеклотекстолита. В качестве иллюстрации такой работы с учетом влияния окружающего металла можно привести следующий пример применения. При диаметре отверстия в металлическом резервуаре, равном тройному диаметру активной поверхности бесконтактного выключателя ВБЕ-Ц30-96У-. он будет реагировать на минеральное масло через стекло толщиной 18 мм, а при диаметре отверстия в резервуаре, равном двойному диаметру активной поверхности — через стекло толщиной 6 мм.

Возможно применение штыревых ВБЕ-Т20-100У-. для контроля протока жидкости в трубах.

ВБЕ применяется также для счета или позиционирования различных объектов из неметаллических материалов.

Индуктивные датчики бесконтактные

Каталог бесконтактных индуктивных датчиков положения — выключателей в стандартных цилиндрических М5, М8, М12, М18, М30 и разнообразных прямоугольных корпусах, сдвоенных индуктивных датчиков для клапанов, высокотемпературных, для пищевой промышленности, с различными вариантами выходного сигнала PNP/NPN для детектирования приближения и положения объектов из металла. Подбор высококачественных аналогов и замен из наличия с собственного склада в Москве.

Корпус: M18x1. Расстояние срабатывания: 8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: NPN NO. Частота переключений: 150 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 12. 30 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 м.

Корпус: M12x1. Расстояние срабатывания: 4 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 1000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Корпус: M12x1. Расстояние срабатывания: 3 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: NO (двухпроводное подключение). Частота переключений: 1300 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: латунь, безникелиевое покрытие. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Корпус: M8x1. Расстояние срабатывания: 2 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 5000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 м

Корпус: M8x1. Расстояние срабатывания: 2 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 5000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 12. 30 V DC. Подключение: разъем М8 3 pin.

Корпус: M30x1,5. Расстояние срабатывания: 15 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 100 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: латунь, безникелиевое покрытие. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12

Корпус: M30x1,5. Расстояние срабатывания: 15 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 100 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: латунь, безникелиевое покрытие. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 1,5 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 5000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PUR, 2 м.

Корпус: M12x1. Расстояние срабатывания: 4 мм. Монтаж: незаподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 1200 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Корпус: M12x1. Расстояние срабатывания: 7 мм. Монтаж: незаподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 300 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12

Корпус: M18x1. Расстояние срабатывания: 12 мм. Монтаж: незаподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 300 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12

Читайте так же:
Знак выключателя для схемы

Корпус: M18x1. Расстояние срабатывания: 5 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 800 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -40. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Корпус: M18x1. Расстояние срабатывания: 8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 500 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -40. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12

Корпус: M12x1. Расстояние срабатывания: 2 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 1500 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -40. +70 °C. Материал корпуса: никелированная латунь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 1,5 мм. Монтаж: незаподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 1800 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PUR, 2 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 1,5 мм. Монтаж: незаподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 1800 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М8.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: разъем М8.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NC. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: NPN NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: кабель PVC, 6 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 36 V DC. Подключение: кабель 0,1 м с разъемом М8.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 0,8 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PUR, 2 м.

Корпус: M5x0,5 . Расстояние срабатывания: 1,2 мм. Монтаж: заподлицо. Выходной сигнал: PNP NO. Частота переключений: 2000 Гц. Температурный диапазон эксплуатации: -25. +70 °C. Материал корпуса: нержавеющая сталь. Питание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PUR, 2 м.

Индуктивные датчики положения представляют собой бесконтактные концевые выключатели, срабатывающие на объекты из различных металлов и получившие широчайшее распространение в современном автоматизированном производстве, станках с ЧПУ. Если говорить о преимуществах, которыми обладает бесконтактный индуктивный датчик приближения по сравнению с классическими механическими выключателями, то среди них стоит отметить: компактные габариты и огромный выбор типоразмеров, бесконтактный принцип функционирования, высокую точность и скорость срабатывания, отсутствие в конструкции движущихся деталей и отсутствие необходимости в обслуживании датчика. При этом, на индуктивные бесконтактные датчики и их работу не оказывают влияние самые тяжелые условия эксплуатации, например, такие как: загрязнения, высокие или низкие температуры, запыленность, вибрации, воздействие жидкостей и т.п. Подбор индуктивных датчиков положения необходимо делать исходя из требуемых параметров, наиболее важные из которых: тип корпуса (цилиндрический М5, М8, М12, М18, М30 и различные прямоугольные), расстояние срабатывания, тип выходного сигнала (PNP. NPN, NO/NC) и напряжение питания AC или DC. В нашем каталоге собраны индуктивные сенсоры от ведущих мировых производителей: Balluff, Datalogic, EGE-Elektronik, IFM Electronic, Leuze Electronic, Pepperl+Fuchs, Omron, Turck, SICK. Вы можете выбрать и купить бесконтактный индуктивный датчик положения подходящий именно под Вашу задачу по таким параметрам как: тип корпуса, расстояние срабатывания датчика, способ монтажа, выходной сигнал, напряжение питания, длина корпуса, материал корпуса и способ подключения — разъем или встроенный кабель. Для специальных задач доступны индуктивные датчики приближения определенного исполнения: высокая или низкая температура эксплуатации, работа в условиях воздействия агрессивных жидкостей, воздействия сварочных брызг, для установки в гидроцилиндры, для применения на подвижной технике и т.д. Довольно частая задача для бесконтактных выключателей — детектирование крайних положений задвижек, электромагнитных клапанов и т.п. Для работы с клапанами используются специальные актуаторы (инициаторы, мишени) из металла, которые работают в паре со сдвоенными индуктивными датчиками положения.

Читайте так же:
Автоматический выключатель с электронным расцепителем 800а

Применение высококачественных индуктивных бесконтактных датчиков , которые имеют несколько более высокую стоимость, чем недорогие азиатские аналоги, позволяет в дальнейшем значительно сэкономить на дорогостоящем простое оборудования. Сенсоры известных производителей, таких как Balluff, IFM Electronic, Pepperl+Fuchs, Turck, SICK и других — обладают значительно более долгим сроком службы, они герметичны, устойчивы к вибрациям и перепадам температур, выдерживают условия эксплуатации на производстве. Стандартные индуктивные датчики PNP или NPN в цилиндрических резьбовых корпусах М5, М8, М12, М18 и М30 мы поддерживаем в наличии на собственном складе, что позволяет в короткие сроки подобрать и купить аналог взамен вышедшему из строя таких производителей как Carlo Gavazzi, Kippribor, Autonics, ТЕКО, МЕГА-К, Сенсор и любых других.

Практические схемы включения датчиков

Данная статья – вторая часть статьи про разновидности и принципы работы датчиков. Кто не читал – рекомендую, там очень много тонкостей разложено по полочкам.

Здесь же я отдельно вынес такой важный практический вопрос, как подключение индуктивных датчиков с транзисторным выходом, которые в современном промышленном оборудовании – повсеместно. Кроме того, приведены реальные инструкции к датчикам и ссылки на примеры.

Принцип активации (работы) датчиков при этом может быть любым – индуктивные (приближения), оптические (фотоэлектрические), и т.д.

В первой части были описаны возможные варианты выходов датчиков. По подключению датчиков с контактами (релейный выход) проблем возникнуть не должно. А по транзисторным и с подключением к контроллеру не всё так просто.

Рекомендую тем, кто интересуется, также мою статью про параллельное подключение транзисторных выходов.

Схемы подключения датчиков PNP и NPN

Отличие PNP и NPN датчиков в том, что они коммутируют разные полюсы источника питания. PNP (от слова “Positive”) коммутирует положительный выход источника питания, NPN – отрицательный.

Ниже для примера даны схемы подключения датчиков с транзисторным выходом. Нагрузка – как правило, это вход контроллера.

PNP выход

PNP выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “минусу” (0V), подача дискретной “1” (+V) коммутируется транзистором. НО или НЗ датчик – зависит от схемы управления (Main circuit)

NPN выход

NPN выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “плюсу” (+V). Здесь активный уровень (дискретный “1”) на выходе датчика – низкий (0V), при этом на нагрузку подается питание через открывшийся транзистор.

Призываю всех не путаться, работа этих схем будет подробно расписана далее.

На схемах ниже показано в принципе то же самое. Акцент уделён на отличия в схемах PNP и NPN выходов.

датчики pnp и npn схемы подключения

Схемы подключения NPN и PNP выходов датчиков

На левом рисунке – датчик с выходным транзистором NPN. Коммутируется общий провод, который в данном случае – отрицательный провод источника питания.

Справа – случай с транзистором PNP на выходе. Этот случай – наиболее частый, так как в современной электронике принято отрицательный провод источника питания делать общим, а входы контроллеров и других регистрирующих устройств активировать положительным потенциалом.

Как проверить индуктивный датчик?

Для этого нужно подать на него питание, то есть подключить его в схему. Затем – активировать (инициировать) его. При активации будет загораться индикатор. Но индикация не гарантирует правильной работы индуктивного датчика. Нужно подключить нагрузку, и измерить напряжение на ней, чтобы быть уверенным на 100%.

Замена датчиков

  • PNP NO
  • PNP NC
  • NPN NO
  • NPN NC

Все эти типы датчиков можно заменить друг на друга, т.е. они взаимозаменяемы.

Это реализуется такими способами:

  • Переделка устройства инициации – механически меняется конструкция.
  • Изменение имеющейся схемы включения датчика.
  • Переключение типа выхода датчика (если имеются такие переключатели на корпусе датчика).
  • Перепрограммирование программы – изменение активного уровня данного входа, изменение алгоритма программы.

Ниже приведён пример, как можно заменить датчик PNP на NPN, изменив схему подключения:

PNP-NPN замена. Нестандартные схемы подключения. Схемы взаимозаменяемости npn и pnp датчиков

PNP-NPN схемы взаимозаменяемости. Слева – исходная схема, справа – переделанная.

Понять работу этих схем поможет осознание того факта, что транзистор – это ключевой элемент, который можно представить обычными контактами реле (примеры – ниже, в обозначениях).

Читайте так же:
Автомат выключатель иэк 160а

Итак, схема слева. Предположим, что тип датчика – НО. Тогда (независимо от типа транзистора на выходе), когда датчик не активен, его выходные “контакты” разомкнуты, и ток через них не протекает. Когда датчик активен, контакты замкнуты, со всеми вытекающими последствиями. Точнее, с протекающим током через эти контакты)). Протекающий ток создает падение напряжения на нагрузке.

Внутренняя нагрузка показана пунктиром неспроста. Этот резистор существует, но его наличие не гарантирует стабильную работу датчика, датчик должен быть подключен к входу контроллера или другой нагрузке. Сопротивление этого входа и является основной нагрузкой.

Если внутренней нагрузки в датчике нет, и коллектор “висит в воздухе”, то это называют “схема с открытым коллектором”. Эта схема работает ТОЛЬКО с подключенной нагрузкой.

Так вот, в схеме с PNP выходом при активации напряжение (+V) через открытый транзистор поступает на вход контроллера, и он активизируется. Как того же добиться с выходом NPN?

Бывают ситуации, когда нужного датчика нет под рукой, а станок должен работать “прям щас”.

Смотрим на изменения в схеме справа. Прежде всего, обеспечен режим работы выходного транзистора датчика. Для этого в схему добавлен дополнительный резистор, его сопротивление обычно порядка 5,1 – 10 кОм. Теперь, когда датчик не активен, через дополнительный резистор напряжение (+V) поступает на вход контроллера, и вход контроллера активизируется. Когда датчик активен – на входе контроллера дискретный “0”, поскольку вход контроллера шунтируется открытым NPN транзистором, и почти весь ток дополнительного резистора проходит через этот транзистор.

В данном случае происходит перефазировка работы датчика. Зато датчик работает в режиме, и контроллер получает информацию. В большинстве случаев этого достаточно. Например, в режиме подсчета импульсов – тахометр, или количество заготовок.

Да, не совсем то, что мы хотели, и схемы взаимозаменяемости npn и pnp датчиков не всегда приемлемы.

Как добиться полного функционала? Способ 1 – механически сдвинуть либо переделать металлическую пластинку (активатор). Либо световой промежуток, если речь идёт об оптическом датчике. Способ 2 – перепрограммировать вход контроллера чтобы дискретный “0” был активным состоянием контроллера, а “1” – пассивным. Если под рукой есть ноутбук, то второй способ и быстрее, и проще.

Условное обозначение датчика приближения

На принципиальных схемах индуктивные датчики (датчики приближения) обозначают по разному. Но главное – присутствует квадрат, повёрнутый на 45° и две вертикальные линии в нём. Как на схемах, изображённых ниже.

НО НЗ схемы

НО НЗ датчики. Принципиальные схемы.

На верхней схеме – нормально открытый (НО) контакт (условно обозначен PNP транзистор). Вторая схема – нормально закрытый, и третья схема – оба контакта в одном корпусе.

Цветовая маркировка выводов датчиков

Существует стандартная система маркировки датчиков. Все производители в настоящее время придерживаются её.

Однако, нелишне перед монтажом убедиться в правильности подключения, обратившись к руководству (инструкции) по подключению. Кроме того, как правило, цвета проводов указаны на самом датчике, если позволяет его размер.

Вот эта маркировка.

  • Синий (Blue) – Минус питания
  • Коричневый (Brown) – Плюс
  • Чёрный (Black) – Выход
  • Белый (White) – второй выход, или вход управления, надо смотреть инструкцию.

Система обозначений индуктивных датчиков

Тип датчика обозначается цифро-буквенным кодом, в котором зашифрованы основные параметры датчика. Ниже приведена система маркировки популярных датчиков Autonics.

Система обозначений датчиков Autonics

Система обозначений датчиков Autonics

Скачать инструкции и руководства на некоторые типы индуктивных датчиков:

• Autonics_proximity_sensor / Каталог датчиков приближения Autonics, pdf, 1.73 MB, скачан: 1802 раз./

• Omron_E2A / Каталог датчиков приближения Omron, pdf, 1.14 MB, скачан: 2347 раз./

• ТЕКО_Таблица взаимозаменяемости выключателей зарубежных производителей / Чем можно заменить датчики ТЕКО, pdf, 179.92 kB, скачан: 1805 раз./

• Turck_InduktivSens / Датчики фирмы Turck, pdf, 4.13 MB, скачан: 2332 раз./

• pnp npn / Схема включения датчиков по схемам PNP и NPN в программе Splan/ Исходный файл., rar, 2.18 kB, скачан: 3667 раз./

Скачать книгу про датчики

Реальные датчики

Датчики купить проблематично, товар специфический, и в магазинах электрики такие не продают. Как вариант, их можно купить в Китае, на АлиЭкспрессе.

А вот какие оптические датчики я встречаю в своей работе.

Всем спасибо за внимание, жду вопросов по подключению датчиков в комментариях!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector