виды, устройство, принцип работы, применение

Датчик — это миниатюрное, сложное устройство, которое преобразует физические параметры в сигнал. Подает он сигнал в удобной форме. Основной характеристикой датчика является его чувствительность. Датчики положения осуществляют связь между механической и электронной частью оборудования. Пользуются им для автоматизации процессов. Используются эти устройства во многих отраслях производства.

Описание и назначение

Датчики положения могут быть разными по форме. Изготавливают их для определенных целей. С помощью прибора можно определить месторасположение объекта. Причем физическое состояние не имеет значение. Объект может иметь твердое тело, быть в жидком состоянии, либо даже сыпучим.

При помощи прибора можно решить разные задачи:

• Измеряют положение и перемещение (угловое и линейное) органов в рабочих машинах, механизмах. Измерение может совмещаться с передачей данных.
• В АСУ, робототехнике может быть звеном обратной связи.
• Контроль степени открытия/закрытия элементов.
• Регулировка направляющих шкивов.
• Электропривод.
• Определение данных расстояния до предметов без привязки к ним.
• Проверку функций механизмов в лабораториях, то есть провести испытания.

Классификация, устройство и принцип действия

Датчики положения бывают бесконтактные и контактные.

• Бесконтактные, это приборы являются индуктивными, магнитными, емкостными, ультразвуковыми и оптическими. Они при помощи магнитного, электромагнитного или электростатического поля образуют связь с объектом.
• Контактные. Самым распространенным из этой категории, является энкодер.

Бесконтактный

Бесконтактные датчики положения или сенсорный выключатель, срабатывают без контакта с подвижным объектом. Они способны быстро реагировать и часто включаться.

По прицепу действия бесконтактные бывают:

• емкостными,
• индуктивными,
• оптическими,
• лазерные,
• ультразвуковые,
• микроволновые,
• магниточувствительные.

Бесконтактные могут применяться для перехода на частоту вращения ниже, или остановки.

Индуктивные

Индуктивный датчик бесконтактный работает за счет изменений в электромагнитном поле.

Основные узлы индуктивного датчика изготовлены из латуни либо полиамида. Узлы связанны между собой. Конструкция надежна, способна выдерживать большие нагрузки.

• Генератор создает электромагнитное поле.
• Триггер Шмидта перерабатывает информацию, и передает другим узлам.
• Усилитель способен передавать сигнал на большие расстояния.
• Светодиодный индикатор помогает контролировать его работу и отслеживать изменение настроек.
• Компаунд — фильтр.

Работа индуктивного прибора начинается с момента включения генератора, создается электромагнитное поле. Поле влияет на вихревые токи, которые меняют амплитуду колебаний генератора. Но генератор первый реагирует на изменения. Когда в поле попадает двигающийся металлический предмет, сигнал подается на блок управления.

После поступления сигнала, происходит его обработка. Величина сигнала зависит от объема предмета, и от расстояния, разделяющего предмет и прибор. Затем происходит преобразование сигнала.

Емкостные

Емкостной датчик внешне может иметь обычный плоский или цилиндрический корпус, внутри которого штыревые электроды, и диэлектрическая прокладка. Одна из пластин стабильно отслеживает перемещение предмета в пространстве, в результате изменяется емкость. С помощью этих приборов измеряют угловое и линейное перемещение предметов, их размеры.

Емкостные изделия простоты, обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Внешнее влияние электрических полей влияет на чувствительность прибора.

Оптические

Оптические датчики называют глазами авторизованного производства. В основном это фотодатчики, работающие в инфракрасной области. Они способны:

• Измерять положение, перемещение предметов, после концевых выключателей.
• Выполнять бесконтактное измерение.
• Выявить положение предметов двигающихся на большой скорости.

Барьерный

Барьерный оптический датчик обозначают латинской буквой «Т». Этот оптический прибор двухблочный. Используется для обнаружения предметов попавших в зону обзора между передатчиком и приемником. Зона действия до 100м.

Рефлекторный

Буквой «R» обозначается рефлекторный оптический датчик. Изделие рефлекторное вмещает в одном корпусе передатчик и приемник. Рефлектор служит отражением луча. Чтобы обнаружить предмет с зеркальной поверхностью в датчике устанавливают поляризационный фильтр. Дальность действия до 8м.

Диффузионный

Датчик диффузионный обозначается буквой «D». Корпус прибора моноблочный. Этим приборам не требуется точная фокусировка. Конструкция рассчитана на работу с предметами, находящиеся на близком расстоянии. Дальность действия 2 м.

Лазерные

Лазерные датчики обладают высокой точностью. Они могут определить место, где происходит движение и дать точные размеры объекта. Приборы эти небольших габаритов. Потреблении энергии приборами минимальное. Изделие моментально способно выявить чужого и сразу включить сигнализацию.

Основа работы лазерного прибора — измерить расстояние до предмета с помощью треугольника. Излучается лазерный луч из приемника с высокой параллельностью, попадая на поверхность предмета, отражается. Отражение происходит под определенным углом. Величина угла зависит от расстояния, на котором находится предмет. Отраженный луч возвращается в приемник. Считывает информацию интегрированный микроконтроллер – он определяет параметры объекта и его расположение.

Ультразвуковые

Ультразвуковые датчики – это сенсорные приборы, которые используются для преобразования электрического тока в волны ультразвука. Их работа основана на взаимодействии колебаний ультразвука с контролируемым пространством.

Работают приборы по принципу радара — улавливают объект по отраженному сигналу. Звуковая скорость постоянная величина. Прибор способен вычислить расстояние до объекта в соответствии с диапазоном времени, когда вышел сигнал и вернулся.

Микроволновые

Микроволновые датчики движения излучают высокочастотные электромагнитные волны. Изделие чувствительно к изменению отражаемых волн, которые создаются объектами в контролируемой зоне. Объект же может быть теплокровным, живым, или просто предметом. Важно чтобы объект отражал радиоволны.

Используемый принцип радиолокации, позволяет обнаружить объект и вычислить скорость его перемещения. При движении срабатывает прибор. Это эффект Допплера.

Магниточувствительные

Этот вид приборов изготавливают двух видов:

• на основе механических контактов;
• на основе эффекта Холла.

Первый может работать при переменном и постоянном токе до 300V или при напряжении близком к 0.

Изделие на основе эффекта Холла чувствительным элементом отслеживает изменение характеристик при действии внешнего магнитного поля.

Контактный

Контактные датчики — это изделия параметрического типа. Если наблюдаются трансформации механической величины, у них изменяется электрическое сопротивление. В конструкции изделия два электрода, которые обеспечивают контакт входа приемника с грунтом. Емкостной преобразователь состоит из двух металлических пластин, держат они два оператора, установленных на удалении друг от друга. Одной пластиной может быть корпус приемника.

Контактный угловой датчик называют энкодер, используется для определения угла поворота вращающегося предмета. Нейтральный отвечает за режимом работы двигателя.

Ртутный

Ртутные датчики положения имеют стеклянный корпус и по размерам схожи с неоновой лампой. Имеется два вывода-контакта с капелькой ртутного шарика внутри стеклянной вакуумной, запаянной колбы.

Используется автомобилистами для контроля угла наклона подвески, открытия капота, багажника. Используют его и радиолюбители.

Сферы применения

Области использования миниатюрных устройств обширны:

• Используют в машиностроении для сборки, тестирования, упаковки, сварки, заклепки.
• В лабораториях применяют для контроля, измерения.
• Автомобильной технике, в транспортной промышленности, подвижной технике. Наиболее популярен датчик нейтральной передачи для МКПП. Во многих системах управления автомобилей присутствуют датчики. Они есть в механизме рулевого управления, клапана, педали, в подкапотных системах, в системах управления зеркалами, креслами, откидными крышами.
• Применяют их в конструкциях роботов, в научной сфере и сфере образования.
• Медицинской технике.
• Сельском хозяйстве и спецтехнике.
• Деревообрабатывающей промышленности.
• Металлообрабатывающей области, в станках металлорежущих.
• Проволочном производстве.
• Конструкциях прокатных станов, в станках с программным управлением.
• Системы слежения.
• В охранных системах.
• Гидравлических и пневматических системах.

Датчик — Википедия

Да́тчик — собирательный термин, который может означать: измерительный преобразователь; первичный измерительный преобразователь; чувствительный элемент.^[1] В российских рамках стандартизации датчик является средством измерений^[2].

Датчики, выполненные на основе электронной техники, называются электронными датчиками. Отдельный датчик может измерять (контролировать) одну или одновременно несколько физических величин.

В состав датчика входят чувствительные и преобразовательные элементы. Основными характеристиками электронных датчиков являются чувствительность и погрешность.

Датчики широко используются в научных исследованиях, испытаниях, контроле качества, телеметрии, системах автоматизированного управления и в других областях деятельности и системах, где требуется получение измерительной информации.

Измерительный преобразователь — средство измерений, в котором измеряемый сигнал преобразуется в сигнал другой формы, удобной для дальнейшей передачи, преобразования, обработки и хранения.^[3]

Первичный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, который взаимодействует непосредственно с исследуемым объектом.^[4]

Чувствительный элемент — часть преобразовательного элемента средства измерений, первый элемент в измерительной цепи, находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины.^[5] В преобразовательном элементе средства измерений происходит одно из ряда последовательных преобразований величины.^[6]

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Датчики используются во многих отраслях экономики — добыче и переработке полезных ископаемых, промышленном производстве, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях — являясь в настоящее время неотъемлемой частью технических устройств.

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массового использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические.

Датчики по своему назначению и технической реализации близки к понятию «измерительный инструмент» («измерительный прибор»). Однако показания приборов воспринимаются человеком, как правило, напрямую (посредством дисплеев, табло, панелей, световых и звуковых сигналов и проч.), в то время как показания датчиков требуют преобразования в форму, в которой измерительная информация может быть воспринята человеком. Датчики могут входить в состав измерительных приборов, обеспечивая измерение физической величины, результаты которого затем преобразуются для восприятия оператором измерительного прибора.

В автоматизированных системах управления датчики могут выступать в роли инициирующих устройств, приводя в действие оборудование, арматуру и программное обеспечение. Показания датчиков в таких системах, как правило, записываются на запоминающее устройство для контроля, обработки, анализа и вывода на дисплей или печатающее устройство. Огромное значение датчики имеют в робототехнике, где они выступают в роли рецепторов, посредством которых роботы и другие автоматические устройства получают информацию из окружающего мира и своих внутренних органов.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

По методу измерения[править | править код]

• Активные (генераторные)
• Пассивные (параметрические)

По измеряемому параметру[править | править код]

По принципу действия[править | править код]

По характеру выходного сигнала[править | править код]

• Дискретные
• Аналоговые
• Цифровые
• Импульсные

По среде передачи сигналов[править | править код]

• Проводные
• Беспроводные

По количеству входных величин[править | править код]

• Одномерные
• Многомерные

По технологии изготовления[править | править код]

• Элементные
• Интегральные

1. ↑ Датчик//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
2. ↑ ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин электронные
3. ↑ Измерительный преобразователь//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
4. ↑ Первичный измерительный преобразователь//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
5. ↑ Чувствительный элемент средства измерений//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
6. ↑ Преобразовательный элемент средства измерений//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990

• Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С. Совлуков. — Москва: Техносфера, 2012. — 624 с.
• Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
• Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
• Capacitive Position/Displacement Overview
• M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
• C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
• Sensors — Open access journal of MDPI
• M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
• SensEdu; how sensors work
• Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
• Wireless hydrogen sensor
• Sensor circuits
• Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
• Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
• Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
• ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. раздел 3 «Термины и определения».

Датчики. Какие бывают датчики, их принцип работы и подключение

Для контроля режима работы нагревательного оборудования чаще всего используются термопары. Прочитав данную статью, вы получите общее представление об этих измерительных элементах, узнаете их принцип действия и особенности конструкции различных видов. В завершении приводится инструкция, следуя которой можно произвести самостоятельную замену термопары.

Учитывая рост популярности газового оборудования для автомобилей, имеет смысл поделиться информацией о датчиках уровня газа, установленных в системах ГБО. Автолюбителям будет полезно узнать принцип устройства этих сенсоров, а также ознакомиться с подробным описанием процесса подключения датчика уровня газа к системе ГБО.

В основу принципа действия многих систем управления заложено измерение температуры рабочей среды или окружающего воздуха. Для решения этой задачи широко применяются специальные датчики, получившие название «термометры сопротивления». Сейчас мы рассмотрим наиболее распространенные виды термодатчиков, их типовые конструкции и схемы включения. Также будет предоставлена информация по классам точности измерительных устройств и обслуживанию в процессе эксплуатации.

Для управления работой двигателя внутреннего сгорания инжекторного типа необходимо измерять объем воздушной смеси, поступающей в цилиндры. Для таких измерений в систему подачи воздуха устанавливаются специальные датчики-воздухомеры. В данной статье мы расскажем, принципе работы этих устройств, их видах и взаимозаменяемости. Также рассмотрены вопросы, связанные с проверкой работоспособности волюметров.

Несмотря на то, что механические контакторы постепенно вытесняются полупроводниковыми ключами, герконы все еще остаются востребованными. Узнав все особенности этих коммутационных устройств, будет несложно понять, в чем заключается их «незаменимость».

Учитывая, что датчиками Холла обрадовано большинство изделий советского, а впоследствии и российского автопрома, владельцам автотранспорта будет полезно узнать о конструкции и принципе действия этого устройства. Данная информация позволит получить представление о работе системы зажигания и даст возможность выявить причину неисправности ДХ.

О распространенности датчиков уровня можно и не упоминать, поскольку с этими устройствами мы постоянно сталкиваемся на протяжении всей жизни. Чтобы не показаться голословным, приведем в качестве примера механический датчик уровня воды в сливном бачке. Что касается электрооборудования, предназначенного для измерения уровня жидкостей в резервуарах, вся информация по этим устройствам приведена в статье.

Практически все современные климат системы имеют возможность регулировать влажность воздуха в помещении. Соответственно, для нормального функционирования этих систем необходимы специальные приборы – датчики влажности. В статье мы расскажем о типовых конструкциях этих устройств, кратко опишем принцип работы и расскажем он некоторых особенностях применения.

Если вовремя обнаружить протечку в ванной комнате или на кухне, то можно существенно минимизировать ущерб. Реализовать такую систему сигнализации можно использую соответствующий датчик. Прочитав статью, вы узнаете, как функционирует такое устройство, и ознакомитесь с примерами реализации сигнализации утечки воды. Приведенные принципиальные схемы могут быть легко собраны домашним мастером.

Принцип работы автоматических систем водоснабжения заключается в своевременном управлении насосным оборудованием. Определить необходимость запуска или отключения насоса можно при помощи датчика давления. Ознакомившись с нашей статьей можно получить представление о принципе работы такого устройства, а также узнать, как осуществляется настройка датчика давления.

Можно существенно сэкономить на электричестве оборудовав помещение датчиком присутствия, который будит отключать питание от источников света, если никого нет в комнате определенное время. Мы расскажем, какие типы датчиков можно использовать для этой цели и приведем несколько принципиальных схем с их использованием.

В системах безопасности и цепях управления освещением используются специальные датчики движения. Информация, собранная в статье поможет найти ответы на многие вопросы, связанные с этими сенсорами. В частности узнать, какие бывают виды датчиков, ознакомиться с принципом их работы и зоной действия, а также получить представление о способах настройки и подключении.

В некоторых технологических процессах важно определить степень деформации, сделать это можно при помощи тензодатчика. Несмотря на то, что такое устройство в быту практически не используется (за исключением электронных весов), информация о нем может быть полезна для общего развития. Прочитав статью, вы узнаете, как функционирует датчик, и получите представление о принципе определения степени деформации.

Материал данной статьи полностью посвящен индуктивным датчикам. Кратко описывается их принцип работы, варианты исполнения, а также сфера применения. Отдельно затрагивается тема касательно выбора устройства в зависимости от поставленной задачи.

В некоторых случаях установка проводных датчиков движения не представляется возможным. На это может быть множество причин, но основная из них — сложности с проведением сигнальной линии. Решить проблему можно используя беспроводные устройства. В статье мы рассмотрим, как реализован интерфейс передачи сигнала в таких устройствах, их конструктивные особенности и варианты подключения.

Тем, у кого имеется дача или частный дом со скважиной забора воды, мы рекомендуем ознакомиться с материалом данной статьи, посвященной поплавковым и герконовым датчикам уровня. С их помощью можно собрать простую схему управления глубинным насосом, отключающую или запускающую двигатель в зависимости от степени наполнения водой накопительной емкости.

Для управления освещением придомовой территории удобно использовать беспроводные датчики движения. О том, как работают такие устройства, вариантах исполнения и способах подключения, можно узнать, прочитав нашу статью. В завершении приводится инструкция по организации освещения при помощи беспроводных датчиков движения.

Практически во всех современных моделях авто зарубежного и отечественного автопрома устанавливаются датчики, контролирующие температуру в системе подачи воздуха к двигателю. Для автолюбителей мы специально подготовил материал, в котором описывается принцип работы и устройство таких датчиков. Отдельно рассказано, как произвести диагностику датчика температуры воздуха и, при необходимости, замену этого устройства.

Срабатывание датчика давления масла довольно неприятный момент, с которым сталкивались многие автолюбители. Что делать в этом случае, можно узнать из нашей статьи. Мы рассмотрим не только диагностику и ремонт, а и кратко опишем принцип действия датчика и его устройство.

Для управления системами отопления и климат контроля используются специальные устройства – терморегуляторы. Тем, кому интересно узнать о принципе действия этих приборов, рекомендуем прочитать нашу статью. Из нее вы узнаете, какие виды терморегуляторов получили наибольшее распространение и как осуществляется их подключение и настройка.

Можно без преувеличения сказать, что тепловые и дымовые датчики являются важными элементами систем пожарной сигнализации. Детально о различных видах пожарных сенсоров, вариантах их подключения и принципе работы, мы расскажем в данной публикации. В завершении статьи приводятся советы специалистов по установке извещателей.

Современные системы управления двигателем внутреннего сгорания контролируют множество показателей, в частности температуру охлаждающей жидкости. Для этой цели используется специальный датчик, установленный в системе охлаждения. О принципе работы этого сигнализатора, его обслуживании и замене, вы узнаете, прочитав нашу статью.

виды, принцип работы, схема подключения, как проверить

Работа на промышленных предприятиях требует внедрения автоматической системы управления. С этой целью применяется разное оборудование, способное обеспечить бесперебойное функционирование производственных машин. Для контроля металлических объектов не редко используют бесконтактные индуктивные датчики, обладающие как положительными, так и отрицательными качествами. Но главное, что они отличаются небольшими размерами и прекрасно выполняют возложенные функции, поэтому пользуются популярностью и у производителей бытовой и даже медицинской техники.

Общее описание и назначение

Индуктивным датчиком принято называть устройство, способное преобразовывать механические перемещений контролируемых объектов в электрический сигнал. Представляет собой одну или несколько катушек индуктивности, объединенных с магнитопроводом и подвижным якорем, который регистрирует измерения линейного или углового размера и, перемещаясь, влияет на показатель индуктивности, изменяя ее в одну или другую сторону. Благодаря такой особенности, бесконтактные датчики активно используются в качестве элементов контроля положения металлических объектов.

Виды

По схеме построения индукционные датчики принято разделять только на 2 отдельных вида: одинарные и дифференцированные.

Одинарные

Устройства только с одним магнитопроводом. Такая схема обычно применяется при разработке бесконтактных выключателей.

Дифференциальные

Отличаются наличием сразу 2-ух магнитопроводов, каждый из которых специально сделанных в виде «ш». Это позволяет взаимокомпенсировать воздействие, оказываемое на сердечник, повышая таким образом точность производимых измерений. По сути, схема представляет из себя систему из 2-ух датчиков, соединенных общим якорем.

Устройство и схема

Индукционный датчик, как и любое электронное устройство, состоит из связанных друг с другом узлов, обеспечивающих бесперебойность его работы. В качестве основных элементов аппарата можно выделить следующее.

Генератор

Ключевой задачей генератора является создание магнитного поля, на основе которого, в частности, строится принцип действия индукционного датчика, а также образуются зоны активности с объектом.

Триггер Шмидта

Триггер Шмидта представляет собой отдельный элемент, основным назначением которого считается обеспечение гистерезиса в процессе переключения устройства.

Усилитель

Усилительное устройство используется в качестве элемента, способного повышать значение амплитуды импульса, что позволяет сигналу быстрее достигать необходимого параметра.

Специальный индикатор

Диодный индикатор, свидетельствующий о фактическом состоянии контроллера. Кроме того, светодиод используется для обеспечения достаточного контроля функционирования индукционного датчика, а также, чтобы обеспечить достаточную оперативность в процессе настройки.

Компаунд

Компаунд предназначается для защиты устройства, поскольку может предотвратить попадание жидкости, в частности воды, внутрь корпуса индукционного датчика, а также снижает риск загрязнения оборудования, так как пыль может спровоцировать его поломку.

Принцип работы

Принцип действия основывается на изменениях амплитудного значения колебаний генераторного узла при попадании в активную зону устройства объекта определенных размеров. В процессе подачи электропитания на концевик оборудования в районе его чувствительной части формируется изменяющееся магнитное поле. Оно наводит в находящемся в рабочей зоне датчика материале вихревые токи, ведущие к изменению амплитуды электромагнитных колебаний.

В результате начнет вырабатываться выходной сигнал, который в процессе может изменяться в зависимости от фактического расстояния между устройством и объектом контроля.

Параметры

Чтобы контролировать функциональность индукционного датчика, а также определять уровень его сигналов, надо разбираться в параметрах устройства.

Напряжение питания

Представляет собой диапазон допустимого напряжения, в рамках которого устройство работает корректно.

Минимальный ток переключения

Это минимально возможное значение электрического тока, которое обязательно должно поступать к датчику для обеспечения его работы.

Рабочие расстояния

Это максимально допустимое расстояние от устройства до железного квадрата миллиметровой толщины. При этом данное значение уменьшается, если используется другой материал.

Частота переключения

Это максимально возможное количество переключений, которые можно сделать в течение одной секунды.

Способ подключения

Вариант подключения любого бесконтактного датчика зависит от примененной в процессе его производства схемы построения.

Трехпроводные

Трехпроводные имеют 3 проводника, 2 из которых предназначаются для обеспечения устройства питанием, а третий применяется для подключения к нагрузке. Она, в зависимости от использованной при разработке структуры, может подсоединяться к аноду либо катоду источника напряжения электрического тока.

Четырехпроводные

Четырехпроводные индукционные датчики отличаются наличием четырех проводников: 2 провода идут на питание, а другие 2 — на загрузку.

Двухпроводные

Двухпроводные устройства подключаются прямо в нагрузочную цепь. Это самый элементарный вариант, но и он обладает отдельными особенностями. Данный способ для нагрузки требует номинальное сопротивление, если же его значение окажется больше или меньше, тогда индукционный датчик не сможет корректно работать.

Внимание! При подключении устройства к источнику постоянного тока следует помнить о полярности выводов.

Пятипроводные

Пятипроводной отличается от четырехпроводного только наличием пятого проводника, который позволяет выбирать режим работы устройства.

Цветовая маркировка

Все электротехническое оборудование, в том числе проводники, обязательно имеет цветовую маркировку. Ее принято наносить для удобства последующих монтажных работ и дальнейшего обслуживания. Это правило должно соблюдаться и в случае с индукционными датчиками. Их выходные проводники маркируются следующими цветами:

• минус обычно указывается синим;
• плюс — красным;
• выход — черным;
• белый — дополнительный выход или же вход управления, что определяется типом используемого датчика.

Погрешности

Погрешности в процессе преобразования диагностических значений оказывают влияние на способности индукционных датчиков выдавать достоверную информацию. К основным из них можно отнести следующие.

Электромагнитная

Данную погрешность принято учитывать только в качестве случайной величины. Как правило, она возникает в ходе индуцирования ЭДС в индукционной катушке в результате внешнего воздействия сторонними магнитными полями. Это происходит в процессе производства из-за силовых электроустройств. Они образуют магнитные поля, что впоследствии и формирует электромагнитную погрешность.

От температуры

Эта погрешность тоже выступает в качестве случайного значения, поскольку работа большого числа элементов индукционного датчика напрямую зависит от температурных показателей, поэтому это ключевая величина, которая даже учитывается в процессе проектировки подобного оборудования.

Магнитной упругости

Обычно такая погрешность может проявляться как следствие нестабильности деформации магнитопровода устройства в процессе сборки самого датчика, а также при деформационных изменениях во время работы. Кроме того, оказываемое нестабильным электронапряжением воздействие на магнитопровод оборудования вызывает снижение качества передаваемого сигнала на выходе.

Деформация элементов

Данная погрешность, как правило, проявляется в результате воздействия измеряющей силы на значение деформации частей индукционного датчика, а также под влиянием усилий, оказываемых на нестабильные деформирующие процессы. Кроме того, не меньшее влияние на нее могут оказывать люфты и зазоры, образовавшиеся в подвижных элементах конструкции устройства.

Кабеля

Такая погрешность обычно проявляется от непостоянного значения сопротивления, в случае деформации самого провода и под влиянием температуры. Также подобным образом может сказаться наводка внешними полями ЭДС в кабеле.

Старение

Данная погрешность может проявляться при износе движущихся элементов самого устройства, а также в случае постоянно изменяющихся магнитных свойств используемого магнитопровода. Ее принято считать, строго говоря, случайным значением. В процессе определения данной погрешности учитывают кинематику конструкции индукционного датчика, а во время проектирования подобного оборудования максимальный эксплуатационный срок рекомендуется определять только при работе в обычном режиме, чтобы при этом износ не успел превысить установленного значения.

Технологии

Погрешности технологии проявляются в случае отклонений от технического процесса производства, при явном разбросе технических параметров катушек и остальных элементов во время сборки, влиянии допущенных зазоров при соединении устройства. Для ее измерения принято использовать механическое измерительное оборудование.

Сферы использования

Возможная область применения индукционных датчиков настолько велика, что позволяет использовать их не только в быту и автомобилестроении, но и в промышленности с робототехникой, а также медицине.

Медицинские аппараты

Индуктивные датчики широко используются при производстве медицинского оборудования, поскольку магнитные свойства устройства позволяют регистрировать легочную вентиляцию, параметры вибрации, а также снимать баллистокардиограммы.

Бытовая техника

В бытовом плане датчики могут выступать в качестве приспособления контроля водоснабжения, уровня освещения и положения двери (закрыта или открыта), поэтому используются при производстве, к примеру, стиральных машин и другой бытовой техники. Кроме того, устройства применяются в процессе создания элементов «умного дома».

Автомобильная промышленность

Используется индукционный датчик и в автостроении, выступая в роли контроллера, определяющего положение коленчатого вала. При приближении металлического объекта, в данном случае, зуба шестерни, к устройству, генерируемое встроенным постоянным магнитом магнитное поле увеличивается, что приводит к наведению в катушке переменного напряжения.

Внимание! Некоторые производители для повышения эффективности стараются изменить конструкцию индукционного датчика, к примеру, используя внешние магниты для его активации.

Робототехническое оборудование

В случае с робототехникой, индуктивным датчикам нашли применение в производстве беспилотных аппаратов и промышленных роботов для повышения их чувствительности к препятствиям и способности распознавать объекты, а также устройствах, для которых важна самобалансировка.

Промышленная техника регулирования и измерения

Широко используются в работе систем транспортеров, упаковочных аппаратов и сборочных линий, а еще в составе всех видов станкового оборудования и запорной арматуры. Также индуктивные датчики помогают контролировать мелкие и крупные элементы промышленной техники (зубцы шестеренок, стальные флажки, штампы), объекты производства (металлические изделия, листы металла, крышки) и т.п. Кроме того, при их подключении к импульсным счетчикам можно в результате получить элементарное, но крайне эффективное считывающее устройство.

Индукционные датчики следующего поколения

Благодаря новым разработкам в этой области, были созданы усовершенствованные модели индукционных датчиков следующего поколения. Принцип работы остался прежним, однако подверглась тщательной переработке конструкция устройства. В результате датчики теперь оснащаются тонкими платами, распечатанными на 3D-принтерах, и современной цифровой электроникой. Кроме того, их производят на гибких подложках, что избавляет от необходимости использования традиционных кабелей и разъемов. Так что пользоваться устройствами можно даже в тяжелых погодных условиях.

К преимуществам новых разработок можно отнести следующее:

• снижение стоимости и веса, более компактные размеры;
• возможность выбора практически любых форм-факторов;
• повышение точности реагирования на металлические объекты;
• возможность проведения замеров, связанных со сложной геометрией, в двух или трех измерениях;
• упрощение конструкции;
• возможность устанавливать несколько индукционных датчиков близко друг к другу из-за высокой электромагнитной совместимости.

Все это позволило увеличить эффективность и доступность устройства, а также расширить сферу его применения.

Устройство датчиков автомобиля, виды датчиков

До 70-го года прошлого века любой автомобиль был оборудован максимум тремя датчиками: уровня топлива, температуры охлаждающей жидкости и давления масла. Они подключались к магнитоэлектрическим и световым устройствам индикации на панели приборов. Их назначением являлось только информирование водителя о параметрах работы двигателя и количестве горючего. Тогда устройство датчиков автомобиля было очень простым.

Но время шло, и в 70-е годы того же столетия производители автомобилей стали уменьшать содержание вредных веществ в выхлопных газах, сходящих с их конвейеров авто. Необходимые для этого автомобильные датчики уже ничего не сообщали водителю, а только передавали информацию о работе двигателя в ЭБУ. Общее их количество в каждой машине значительно увеличилось. Следующее десятилетие ознаменовалось борьбой за безопасность при использовании машин, для этого были сконструированы новые датчики. Они предназначались для работы антиблокировочной системы тормозов и срабатывания пневматических подушек безопасности во время дорожно-транспортных происшествий.

АБС

Эта система предназначена для того чтобы не допускать полного блокирования колес при торможении. Поэтому устройство обязательно содержит датчики скорости вращения колес. Их конструкции различны. Они бывают пассивные или активные.

• Пассивные — это в большей мере индуктивные датчики. Собственно датчик состоит из стального сердечника и катушки с большим числом витков тонкого эмалированного медного провода. Для того чтобы он мог выполнять свои функции, на привод колеса или на ступицу напрессовывают стальное зубчатое кольцо. А датчик закрепляют так, чтобы при вращении колеса зубцы проходили вблизи сердечника и индуцировали в катушке электрические импульсы. Их частота следования и будет пропорциональным выражением скорости вращения колеса. Преимущества устройство такого типа: простота, отсутствие питания и низкая стоимость. Их недостатком является слишком маленькая амплитуда импульсов на скоростях до 7 км/час.

• Активные, которые бывают двух видов. Одни на основе всем известного эффекте Холла. Другие – магниторезистивные на основе одноименного явления. Магниторезистивный эффект состоит в изменении электрического сопротивления полупроводника при попадании в магнитное поле. Оба вида активных датчиков отличаются достаточной амплитудой импульсов при любых скоростях. Но их устройство сложнее, а стоимость выше пассивных. Да и то, что им необходимо питание, не назовешь преимуществом.

Система смазки

Автомобильные датчики, контролирующие параметры работы этой системы, бывают трех видов:

Датчик уровня масла. Имеет, пожалуй, самое простое устройство. Это поплавок, вертикально движущийся в поддоне картера по направляющей и замыкающий контакты при достижении поверхностью масла минимально допустимого уровня. Добавление масла приводит к подъему уровня и размыканию контактов.

Датчик давления масла (ДД). Чаще всего он бывает электромеханический. Его устройство упругой диафрагмой делится на две части. Которая под действием давления масла деформируется и перемещает движок потенциометра. В результате чего изменяется сопротивление между клеммой выхода и массой. При падении давления масла диафрагма возвращается под действием пружины.

Датчик недостаточного (аварийного) давления. Состоит из такой же, как у ДД диафрагмы с пружиной, и контакта, нормально замкнутого на массу. К его клемме подключается один из контактов контрольной лампочки аварийного давления масла в комбинации приборов. На другой контакт этой лампочки при включении зажигания подается питание, поэтому она начинает светиться. После пуска двигателя диафрагма под действием давления масла размыкает контакт клеммы датчика с массой. При этом контрольная лампа гаснет. Снижение давления масла менее допустимого приводит к тому, что под действием пружины клемма замыкается на массу и лампа вновь загорается, сигнализируя о недостатке давления в системе.

Охлаждение двигателя

Автомобиль с карбюраторным двигателем оснащался двумя датчиками температуры. Один из них включал электрический вентилятор радиатора для поддержания рабочей температуры. С другого снимало показания устройство индикации. Система охлаждения современного автомобиля, оснащенного электронным блоком управления двигателем (ЭБУ), также имеет два датчика температуры. Один из них использует устройство индикации температуры охлаждающей жидкости в комбинации приборов. Другой термодатчик необходим для работы ЭБУ. Их устройство принципиально не различается. Оба они являются термисторами, имеющими отрицательный температурный коэффициент. То есть их сопротивление при уменьшении температуры понижается.

Впускной тракт

• Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Предназначен для определения объема воздуха, поступающего в цилиндры. Это необходимо, чтобы рассчитать количества топлива для образования сбалансированной топливовоздушной смеси. В состав узла входят деве нити из платины, через которые пропускают электрический ток. Одна из них находится в потоке воздуха, поступающего в мотор. Другая, эталонная – в стороне от него. Токи, проходящие через них, сравниваются в ЭБУ. По разнице между ними определяют объем, поступающего в мотор воздуха. Иногда для большей точности учитывают температуру воздуха.

• Датчик абсолютного давления воздуха во впускном коллекторе, называемый еще MAP-сенсором. Используется для определения объема воздуха, поступающего в цилиндры. Он может быть альтернативой ДМРВ для турбированных моторов. Устройство состоит из корпуса и керамической диафрагмы с напылением тензорезистивной пленки. Объем корпуса делится диафрагмой на 2 части. Одна из них герметична, а воздух из нее откачен. Другая соединяется трубкой с впускным коллектором, поэтому давление в ней равно давлению нагнетаемого в мотор воздуха. Под действием этого давления диафрагма деформируется, от этого меняется сопротивление пленки на ней. Это сопротивление и характеризует абсолютное давление воздуха в коллекторе.
• Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Выдает сигнал, пропорциональный углу открывания воздушной заслонки. Является, в сущности, переменным резистором. Его неподвижные контакты соединяются с массой и с опорным напряжением. А с подвижного, механически связанного с осью дроссельной заслонки, снимается выходное напряжение.

Выхлопная система

Кислородный датчик. Это устройство играет роль обратной связи для поддержания нужного соотношения воздуха и топлива в камерах сгорания. Его работа базируется на принципе действия гальванического элемента с твердым электролитом. В качестве последнего выступает керамика на основе диоксида циркония. Электродами конструкции служит напыление платины с обеих сторон керамики. Устройство начинает работать после разогрева до температуры от 300 до 400 ◦C.

Разогрев до такой высокой температуры происходит обычно горячими выхлопными газами либо нагревательным элементом. Такой температурный режим необходим для возникновения проводимости керамического электролита. Присутствие в выхлопе двигателя не сгоревшего топлива является причиной появления на электродах датчика разности потенциалов. Несмотря на то, что все привыкли называть этот прибор датчиком кислорода, он является скорее датчиком не сгоревшего топлива. Так как появление выходного сигнала происходит при контакте его поверхности не с кислородом, а с парами топлива.

Прочие датчики

• Датчик детонации. Предназначен, как можно догадаться, для обнаружения в двигателе процесса детонации. Для его работы используются пьезоэлектрические свойства кварца. Деформация пластины из этого материала вызывает возникновение на ее торцах разности потенциалов. ЭБУ в ответ на появление импульсов детонации уменьшает угол опережения зажигания.
• Датчик положения коленвала (ДПКВ). Формирует импульс, соответствующий ВМТ поршней I и IV цилиндров. Без сигнала этого датчика невозможно точно определить моменты впрыска топлива и искрообразования. Время их появления измеряется величиной задержки относительно импульса этого датчика. Скорость вращения коленвала оценивается по частоте следования этих импульсов. Устройство чаще всего бывает магниторезистивным или датчиком Холла.
• Датчик положения распредвала (ДПРВ). Служит для формирования импульсного сигнала такта сжатия в I цилиндре. Для уверенной работы при невысокой частоте вращения распредвала это устройство делают только на основе эффекта Холла. Остальные фазы газораспределения определяют с учетом этого импульса при помощи сигнала ДПКВ.

Поделиться «Устройство датчиков автомобиля, виды датчиков»

Датчики положения — Control Engineering Russia

Большая часть датчиков положения используется для контроля перемещения, в непрерывном производстве изделий и периодических процессах. Ведущими технологиями являются концевые выключатели, индуктивные датчики и аварийные выключатели. Наиболее высокими темпами растет использование видеодатчиков.

ОБЗОР • Расширение функций датчика положения • Популярность концевых выключателей индуктивных датчиков • Наибольший рост видеодатчиков • Выбор в пользу высокой точности

Благодаря разнообразию технологии определения положения, они кажутся «хорошо позиционированными» в своих областях применения. Это подтверждает тот факт, что более 95% респондентов проведенного недавно опроса указали, что в будущем году они намерены сохранить или увеличить объем применения таких датчиков. В число наиболее применяемых входят концевые выключатели, индуктивные датчики и аварийные выключатели. Наибольший рост наблюдался у видеодатчиков.

В опросе, проведенном Reed Corporate Research среди подписчиков Control Engineering, которые составляют спецификации, дают рекомендации и/или ; производят закупки ; датчиков положения, выяснилось, что 55% занимаются этим для производственных потребностей, 23% делают это для нужд OEM (перепро дажи) и 22% — для обеих задач.

На месте: разнообразные датчики отвечают потребностям

% видов датчиков положения, находящихся в употреблении

Разнообразные технологии помогают измерить положение. Ответы респондентов опроса говорят о том, что в наступающем году машинное зрение и магнитострикционные датчики будут расти наиболее высокими темпами.

В ответах о сфеах применения датчиков положения 52% опрошенных отметили контроль перемещения, 43% указали непрерывное производство, 37% — серийное производство, 29% роботизированное оборудование и 27% — позиционирование инструмента. В число 10 ведущих приложений вошли упаковка, транспортировка материалов и деталей, дискретное производство, химическая обработка/технологический процесс, производство изделий из пластмасс и пакетирование (например, чая).

Виды технологии

Концевые выключатели в настоящее время используют 86% респондентов, а 81% использует индуктивные датчики. На основании результатов опроса можно сделать вывод, что концевые выключатели на протяжении еще одного года будут оставаться наиболее широко используемыми датчиками положения. Ожидается, что среди технологий, на которых основаны датчики положения, наибольшее распространение получит технология машинного зрения, которая набрала 49% и по сравнению с прошлым опросом увеличилась на 7%.

Среди фотоэлектрических датчиков и датчиков на основе машинного зрения есть новый класс датчиков присутствия, который, по словам Джона Китинга, менеджера по маркетингу продукции в компании Cognex, не был включен в опрос. Датчик Checker от Cognex обнаруживает детали по их внешнему виду без установки детали в определенном положении. В фотоэлектрических датчиках используется отраженный свет, что может привести к ошибочным результатам. Датчик Checker можно использовать для определения кодовых комбинаций и многочисленных характеристик. Поскольку он выдает только один результат: принять/отклонить, то для его работы не требуется логика ПЛК.

По словам другого менеджера по продукции из компании Cognex, Брайана Боутнера, проведенный опрос показывает большой интерес к видеодатчикам, и по мере того, как снижается их цена, а сами датчики становятся более простыми в использовании, будет возрастать их применение для решения задач определения положения. Этому же содействует большая способность находить детали вне зависимости от их ориентации, размера и внешнего вида.

Машинное зрение дает возможность более точно определять положение, что позволяет снизить расходы и увеличить производительность, полагает Роберт Ли, менеджер по стратегическому маркетингу в Omron Electronics. «Главным фактором, заставляющим производителей делать каждое изделие как можно лучше, является надежда потребителя на неизменное качество» — считает он.

Результаты опроса показывают, что по скорости роста следующими за видеодатчиками стоят магнитострикци-онные датчики (предполагаемый рост на следующий год составит 5 пунктов и достигнет 26%). Рост характерен также для таких сегментов, как лазерные, ультразвуковые датчики близости и датчики с удлинением провода (катушка).

«С появлением новых технологий рынок должен продемонстрировать тенденцию к бесконтактным видам датчиков, — разъясняет Л. Филипковски, менеджер по продукту в AutomationDirect. — Концевые выключатели всегда были надежным и испытанным средством для определения положения, однако у них есть физические ограничения, которые ставят предел их использованию при определенных условиях. Индуктивные и емкостные датчики близости, фотоэлектрические и ультразвуковые бесконтактные датчики в настоящее время используются в таких приложениях, которые даже трудно было бы представить ранее»

Филипковски также отмечает: «Новые технологии позволяют использовать бесконтактные индуктивные датчики близости на больших расстояниях, с блоками меньшего размера, для самонаведения с обучением. Происходит значительное снижение цен на ультразвуковые датчики, кроме того, меняется также их стиль”.

Среди самого главного, что определяет выбор при приобретении датчиков положения, респонденты отмечают надежность. Более трех четвертей опрошенных отметили эту характеристику как наиболее важную. Среди других характеристик по степени убывания значимости они отмечали защиту от короткого замыкания, помощь в установке и регулировке, коррозионную стойкость, светодиодный индикатор состояния. Завершает список десяти важнейших характеристик датчиков положения цифровой выход, защита от обратной полярности, светодиодный индикатор диагностики, наличие самообучения при установке и защита от брызг.

Большинство респондентов работают с датчиками положения в замкнутом контуре (82% — без вмешательства оператора). 59% респондентов используют стандартные датчики с интерфейсными модулями в сети устройств. 41% используют датчики, рассчитанные на работу в сетевой среде. 84% респондентов, которые в настоящее время используют сеть устройств, применяют Ethernet, 60% — DeviceNet. На основании результатов опроса можно сделать предположение, что Ethernet и в будущем году останется наиболее широко используемой сетью. В настоящее время 43% используют в подключении Profibus, 20% — AS-i и 20% — Interbus.

В среднем за последние 12 месяцев респонденты приобрели 128 датчиков положения. За последний год расходы каждого респондента на приобретение датчиков положения составили в среднем 29108 долл. США. В следующие 12 месяцев 31% респондентов приобретет большее число датчиков положения, у 65% приобретение останется на прежнем уровне, и только у 5% спрос на датчики снизится.

ИЗДЕЛИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРИСУТСТВИЕ

Чтобы получить информацию о производителях, посетите указанные web-сайты компаний.

Миниатюрный магнитоиндукционный аналоговый абсолютный линейный датчик положения

Компания Balluff расширила возможности своего нового магнитоиндукционного аналогового абсолютного линейного датчика положения BIL с целью предоставления высокоточной бесконтактной непрерывной информации для пневматического захватного устройства. Конструкция этого миниатюрного многофункционального современного датчика оптимальна для непрерывного считывания позиции в целях управления положением. Аналоговый выходной сигнал позволяет считывать позицию в режиме реального времени для того, чтобы определить, что объект надежно удерживается захватом. Миниатюрная головка датчика (предназначенная для монтажа в Т-образный паз механизма захвата) через кабель соединяется с небольшим электронным модулем, который обеспечивает реализацию маг-нитоиндукционной технологии Balluff. Он воспринимает движение небольшого магнита, прикрепленного к пальцу захватного устройства, через алюминиевый зажим. Утверждается, что он выдает линеаризованную информацию о ходе поршня до 10 мм с высоким разрешением и с аналоговой температурной компенсацией. Поставляются варианты устройства, отличающиеся выходом напряжения или тока. У датчика нет движущихся деталей (кроме магнита, установленного на захватном устройстве), а головка датчика и процессорный/обрабатывающий элемент герметично запаяны и имеют степень защиты IP65, что дает высокую ударопрочность, влагостойкость, устойчивость к вибрации и другим распространенным воздействующим факторам. В компании утверждают, что BIL — это усовершенствованный рентабельный вариант традиционных датчиков с обратной связью, определяющих любое незначительное смещение подвижных систем.
www.balluff.com
Balluff Inc.

Концевые выключатели: миниатюрные и ударопрочные

Концевые выключатели семейства 802B от Allen-Bradley сконструированы таким образом, чтобы выдерживать жесткие условия эксплуатации. Они имеют три варианта исполнения — компактный, точный и миниатюрный точный. Благодаря миниатюрному размеру, концевые выключатели семейства 802B можно устанавливать там, где по стандартам NEMA невозможно использовать традиционные концевые выключатели. Каждая модель имеет литой корпус, что обеспечивает долговечность эксплуатации, а также стандартные промышленные установочные размеры и эксплуатационные характеристики для оптимальной гибкости в применении. Компактный корпус снабжен трехметровым кабелем и имеет конструкцию с тройной герметизацией для модели NEMA 6 со степенью защиты IP67.
www.rockwellautomation.ru
Rockwell Automation/ Allen-Bradley

Многочисленные инструментальные средства, 1 видеодатчик

В видеодатчике PresencePlus P4 Omni в едином компактном корпусе объединены все инструментальные средства визуальной инспекции и анализа P4. В компании утверждают, что такие инструменты, как Пятно (Blob), Шкала серого (Gray Scale), Geo, Край (Edge), Объект (Object) и дополнительный считыватель штрих-кода облегчают переключение с приложения на приложение без замены датчиков. С помощью удаленного инструмента Обучить (Teach) датчик можно обучить новым видам контроля без подключения к ПК или остановки поточной линии. Начальная цена датчика P4 Omni — 1995 долл. США. 1,3-мегапиксельная модель имеет в 100 раз большее разрешение, чем стандартная модель Omni, что обеспечивает широкую зону обзора и выполнение обследований с высокой детализацией.
www.bannerengineering.com
Banner Engineering

Фотоэлектрические датчики

Производитель утверждает, что фотоэлектрические датчики трех серий характеризуются уникальными возможностями, часто недоступными для традиционных фотоэлектрических датчиков. Так, FARS Series — это стандартный 18-мм цилиндрический диффузный датчик в неметаллическом корпусе, работающий на основе технологии подавления фона, которая позволяет значительно снизить ложное считывание за границами заданного расстояния. Расстояние считывания для этого датчика составляет 30 — 130 мм, а регулирующий потенциометр увеличивает точность устройства в пределах диапазона. MQ Series — это линейка диффузных фотоэлектрических датчиков переменного тока с уникальным 90° оптическим корпусом, что позволяет устанавливать его на стандартном 18-мм монтажном кронштейне или в отверстии в условиях, когда пространства ограничено. Он оснащен разъемным соединением M12 и обеспечивает подавление фона на расстоянии от 50 до 100 мм. HEE/HER Series — это пары датчиков для приема просвечивающего излучения в миниатюрном 8 -мм цилиндрическом корпусе из нержавеющей стали с классом защиты IP67. Максимальная частота переключения этого датчика — 10 кГц, что позволяет использовать его в приложениях для высокоскоростного подсчета и управления движением.
www.automationdirect.com
AutomationDirect

Датчик сортирует и отбраковывает детали без ПЛК

В компании утверждают, что новая модель в семействе датчиков Checker 10 1E — первый датчик, который использует шаблоны для обнаружения и проверки деталей, что обеспечивает самую высокую надежность. По данным Cognex, Checker 10 1E обеспечивает простоту и производительность базового Checker 101, а также принимает сигналы энко-дера, устраняя необходимость в ПЛК при сортировке и отбраковке деталей на производственной линии с варьируемой скоростью. Сдвиговый регистр работает автоматически, что дает возможность аккуратной сортировки до 4000 деталей между точками проверки и отбраковки. Он регистрирует и обрабатывает более 500 изображений в секунду и может использоваться для обнаружения и сортировки деталей или тонколистовых материалов с целью улучшения контроля технологического процесса. Устройство имеет пошаговую установку.
www.cognex.com
Cognex

Благодаря концевым выключателям снижаются затраты на индикацию местоположения

Концевой выключатель GLL дополняет линейку концевых выключателей компании Honeywell, он разработан для крупносерийного производства. В компании отмечают, что он выполнен в компактном, легком корпусе, соответствующем требованиям RoHS. Его цена на 40% ниже цен сопоставимых устройств. Потенциальные OEM-при-ложения включают: грузоподъемники, эскалаторы, автоподъемники, упаковочное оборудование и двери промышленных помещений. При установке GLL требуется меньше проводки (корпус с двойной изоляцией, нет необходимости в заземлении), доступ к контактной колодке при прокладке проводов облегчен, благодаря удобной навесной крышке, обеспечивается степень защиты IP65 и NEMA 13. Перечень одобрений включает UL, CSA, CE и CCC.
www.honeywell.ru
Honeywell Sensing and Control

Первый компактный фотоэлектрический датчик из нержавеющей стали для пищевой промышленности

Компания Omron представила продукт E3ZM, который позиционируется как первый в мире компактный фотоэлектрический датчик из нержавеющей стали марки 316L. Датчик отвечает жестким требованиям надежной очистки и гигиены в пищевой промышленности, в фармацевтическом производстве и производстве напитков. Срок службы этих датчиков в 200 раз превышает срок службы традиционно используемых датчиков, выполненных в корпусе из пластика или отлитом из сплавов. Как утверждают производители, благодаря снижению затрат на техническое обслуживание и замену отслуживших датчиков, снижение себестоимости будет значительным, что приведет к повышению производительности и рентабельности. Наличие гладкого, устойчивого к моющим средствам и химикатам кожуха и легко моющихся поверхностей позволяет поддерживать оптимальные гигиенические требования; это превышает стандартные качества для использования в пищевой промышленности. Герметично запаянный корпус выдерживает высокое давление воды и отвечает жестким требованиям степени защиты IP69K для промышленных предприятий. Могут быть установлены различные режимы регистрации: прием сквозного луча, обратно отраженного или рассеянного излучения, а также прием излучения с подавлением фона.
www.omron-industrial.ru
Omron Electronics

Работает подобно лазерному устройству, нет проблем с безопасностью

Фотоэлектрические датчики Series 28, имеющие варианты исполнения для работы на постоянном или постоянном/ переменном токе, оснащены надежным корпусом со степенью защиты IP67. Они заполняют промежуток между точными лазерными датчиками и безопасными датчиками с видимым красным излучением, которые наилучшим образом подходят для точного определения местоположения. Их характерной особенностью является небольшое красное световое пятно размером 4 x 4 мм в диапазоне от 250 до 400 мм с регулируемым подавлением фона, что позволяет пренебрегать особенностями поверхности механизма и объектов за пределами установленного диапазона. В датчиках Series 28 предусматривается возможность выбора функции «свет включен/свет выключен» и два выхода PNP. Они оснащены разъемом M12 с быстрым отключением и передним и задним светодиодными индикаторами состояния, которые видны под любым углом зрения с расстояния до 15 метров.
www.pepperl-fuchs.ru
Pepperl+Fuchs

Подпружиненные датчики положения на основе линейно-регулируемого дифференциального трансформатора с питанием от постоянного тока

Механическую конструкцию приложений автоматизации можно упростить с помощью линейки подпружиненных датчиков положения GHSE 750 с напряжением 24 В. Эти датчики позволяют проводить точное измерение положения в широком диапазоне. Они поставляются с диапазоном измерения 2,5-100 мм, максимальная ошибка линеаризации составляет 0,25% от полного диапазона измерений. Датчики реализуются в готовой к использованию комплектации, их конфигурация поддерживает задачи измерения больших длин. Датчики состоят из подпружиненного стержня, который движется в подшипнике скольжения, соединенном с сердечником линейно-регулируемого дифференциального трансформатора. Считается, что механическое устройство автоматических механизмов становится проще и дешевле по сравнению с другими датчиками, если сердечник и катушка представляют собой подпружиненный узел. Конструкция из нержавеющей стали и герметичность этих датчиков диаметром 19 мм обеспечивают продолжительный срок службы. Они используются в электронных лимбовых индикаторах, при определении размеров сложных металлических изделий, в аппаратуре для тестирования материалов и для измерения больших валов. Степень защиты датчиков IP68.
www.macrosensors.com
Macro Sensors

Бесконтактный круговой датчик, не имеющий движущихся деталей

Датчики Novotechnik RFC на основе технологии магнитного поля не имеют движущихся или механических деталей, которые могут износиться или выйти из строя. Магнитный узел, закрепленный на стержне, физически отделен от датчика с помощью встроенной микросхемы, что обеспечивает аналоговый выход расчетного угла в диапазоне от 30 до 360° с шагом 10°. Электрические соединения выполнены экранированным кабелем с тремя проволочными выводами, они имеют степень защиты IP69. Резервный выход имеет шесть проводов. Это дает 12-битовое разрешение, независимую линейность до 0,5% от диапазона измерения и повторяемость <0,03%. Круговой датчик поставляется с двумя опциями выходного напряжения. Они применяются в промышленных клапанах, автомобильных подвесных системах и других системах в автомобильной и судостроительной промышленности.
www.novotechnik.com
Novotechnik U.S. Inc.

Оптоволоконные лазерные кодовые датчики с пикометровым разрешением

Система с оптоволоконным лазерным кодовым датчиком RLE20 обеспечивает субнанометровую нелинейность и разрешающую способность до 38 пикометров. Это позволяет производителям точных кинематических систем, лабораторных и медицинских инструментов, а также производителям оборудования для полупроводниковой промышленности решать задачи по удовлетворению все более строгих требований. Оптическое волокно подводит свет от одного лазера к двум осям измерения, что исключает необходимость в использовании удаленных светоделительных пластин, отклоняющих устройств и регулируемых штативов. Дифференциальная схема измерения и стабильность частоты лазера 2-Ю»9 гарантирует строжайший контроль точности по осям X-Y. Субна-нометровое разрешение возможно при скоростях до 1 м/с и длине оси до 4 м. Благодаря современной конструкции, регулировка лазера сводится к простым операциям «крепления и набора кода» Для формирования сложной системы позиционирования оси необходима юстировка только двух компонентов. Это позволяет значительно сократить время на установку и габариты оборудования. Оптоволоконный кабель позволяет размещать лазер на удалении до 3 м, благодаря чему экономится рабочее пространство, а нагревание, вызванное лазером, не затрагивает ось измерения вследствие снижения теплового дрейфа. Система выдает позиционные выходные сигналы в дифференциальном числовом формате RS-422 и/или в формате синус/ косинус 1 Vpp. Цифровой выходной сигнал имеет разрешение до 10 нм, в то время как для получения разрешения 0,39 нм и 38 пм соответственно, аналоговый сигнал может использоваться вместе с интерполятором RGE от Renishaw или новым параллельным интерфейсом RP120.
www.renishaw.ru
Renishaw

Ультразвуковой аналоговый датчик приближения с широкой зоной чувствительности

Среди многочисленных преимуществ интеллектуального ультразвукового датчика приближения Superprox SM906 в первую очередь хочется отметить очень маленькую зону «нечувствительности», заметно увеличенный рабочий диапазон и самые маленькие габариты по сравнению с другими устройствами аналогичного класса. Диапазон чувствительности датчика составляет от 2 до 8 м, что идеально подходит для работы на больших дистанциях. Длина датчика диаметром 30 мм составляет 118 мм, что также удобно для установки в условиях ограниченного пространства. Настройка (или перенастройка) работы датчика SM906 производится при помощи вспомогательных светодиодов и кнопки обучения, расположенных на его торцевой стороне. В процессе работы пользователь также может выбрать тип выходного сигнала — аналоговый 0-10 В и 4-20 мА (дополнительно задав прямую или обратную пропорциональность сигнала удаленности от объекта), границы рабочего окна, а также время выдержки срабатывания. Выполненный со степенью защиты IP67 корпус ультразвуковых датчиков имеет повышенную стойкость к воздействию едких жидкостей и может быть установлен в неблагоприятных условиях окружающей среды (в диапазоне температур -10 + 60° С). В серии датчиков Superprox предусмотрена дополнительная возможность передачи данных по протоколу DeviceNet.
www.sesensors.com
Schneider Electric/Hyde Park Electronics

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Датчики скорости, виды датчиков и их устройство: подробно

Вращающийся тросик давно считается одним из устаревших методов измерения скорости. Сейчас отдают предпочтение другим устройствам, чья работа основана на принципе Холла. Такие приспособления упрощают эксплуатацию транспортного средства. И позволяют быстрее принимать решения по восстановлению нормальной работоспособности тех или иных узлов, которыми снабжаются датчики скорости, виды датчиков и их устройство подробно опишем далее.

Информация общего характера

От колёс в процессе вращения исходят импульсы электрической энергии – на их анализе и построена работа приборов. Суть типовых датчиков – в том, что они выглядят как элементы небольших размеров внутри привода. Они располагаются в том же месте, что и КПП.

На сегодняшний день основными видами датчиков признают следующие:

• Электронные современные модели.
• Индуктивные.
• Язычковые.

Более подробное описание

В современном автомобилестроении наибольшее распространение получили именно приборы с эффектом Холла. Этапы функционирования в этом случае имеют следующее описание:

• Датчики монтируют внутри приводов спидометра. После этого начинается отслеживания частоты вращения у одного из колёс. Формируется единая электрическая цепь.
• Изучаем определитель скорости. Специальному контроллеру передают до 6004 импульсов через каждый километр пути, пока устройство функционирует. Увеличение показателя пропорциональное. Импульсы передаются с большей частотой по мере того, как увеличивается скорость движения.

• Ранее отмеченный измеритель анализирует результаты приёма и передачи импульсов. После этого считается, с какой скоростью автомобиль точно движется в настоящее время. Полученные результаты идут на блоки, отвечающие за контроль р. Водитель через спидометр тоже получает интересующую его информацию.

Одна из особенностей датчика – практически полное отсутствие сопротивления. Итоговая скорость от конструкции не зависит.

Не составит труда разобраться с принципами работы любых современных датчиков.

Датчики скорости: на что они влияют?

Предназначение устройства заслуживает отдельного рассмотрения. Выделяют два основных:

• Сообщение водителю о том, с какой скоростью движется авто. Благодаря этому проще полностью соблюдать правила дорожного движения.

• Вторая функция – тоже передача информации, но только не водителю. Её получают другие узлы, функционирующие внутри авто. Информация представляет особую важность для редуктора ГБО, карбюратора, инжектора. У этих двигателей есть электроника, которая на основе полученных сведений регулирует работу мотора, когда он движется по инерции, либо поддерживает холостой ход.

От того, исправен ли датчик скорости, зависит двигатель, как можно увидеть из предыдущих пунктов. Например, если заметен перерасход топлива – причиной вероятнее всего служит и неисправный датчик.

Потому можно ответить и на вопрос о том, на что влияют любые виды датчиков скорости, стабильно дающие показания:

• Правильность, стабильность работы автомобиля.
• Безопасное дорожное движение.0

Неисправность прибора: по каким причинам возникает?

Обрыв электрической сети относят к проблемам, которые встречаются чаще всего у таких узлов. Если диагностика проводится самостоятельно – рекомендуется начинать с проверки электрических контактов, основной части проводов. Проверку проводят визуально, обязательно прозвание при помощи тестера.

Обломы часто наблюдают сразу после пластиковых разъёмов, в области, где расположен выпускной коллектор.

Разъединение и проверка обязательны для каждого из контактов. Быстрое окисление происходит, если на эти места воздействуют влага с солью. Из-за этого потом прерываются электрические цепи. Если обнаружилась такая проблема – надо зачистить поверхность, использовать качественную смазку.

Трос спидометра тоже предполагает дополнительную проверку. Если его длительно эксплуатируют – велика вероятность появления обрывов, мешающих нормальной работе проводов и целой системы. Тросик рекомендуется периодически смазывать маслом, чтобы проблем было меньше. Следующие признаки должны настораживать водителей:

• Двигатель резко меняет мощность.
• Расход топлива, который внезапно увеличился.
• Отсутствие стабильной работы при сохранении холостого хода.
• Проблемы с работой спидометра, отражение ложной информации.

С большой вероятностью проблемы привязаны к датчику, если при холостом ходе двигателя авто внезапно останавливается. То же самое касается ситуации при движениях накатом. Остановка может произойти, и когда нажимают педаль сцепления, переключая передачи. Когда обнаруживаются подобные проблемы, в большинстве случаев без замены прибора не обойтись. Вид устройства не играет роли.

Проведение самостоятельных тестирований

Перед проверкой счётчика водителю советуют отдельно убедиться в том, что напряжение с электричеством поступает ко всем контактам. Главное – помнить, что функционирование прибора опирается на эффект Холла. Контакт, отвечающий за передачу импульсов, проверяют только во время кручения. Если кручения нет, то и напряжение на прибор не передаётся.

0,5-10 В – норма по показателям, когда проводят проверку мультиметром. Существует три способа для самостоятельной проверки датчика.

• С предварительным демонтажем устройства.

Мультиметр используют, чтобы найти тот контакт, через который ведётся подача импульсов. Минусовой щуп замыкают на корпус авто, а плюсовой – на сам измерительный прибор. Следующий этап включает вращение самого датчика, с сохранением малой скорости. Следующий этап – появление небольшого напряжения у мультиметра. Чем выше скорость вращения прибора – тем больше напряжение, с которым работает датчик.

Датчик демонтируется, только если зажигание выключено. Иначе велика вероятность перегорания устройств в момент разъединения контактов.

• При втором способе можно не снимать приспособление.

Используем домкрат, приподнимая одно из ведущих колёс. У мультиметра щупы зажимают на контактах прибора. После этого колесо начинают вручную вращать. Тогда на контактах появится напряжение, тут же отображённое в мультиметре. Увеличение скорости приводит к большему напряжению. Если ничего не происходит – велика вероятность, что датчик придётся заменить, поскольку он неисправен.

• Ещё один вариант – когда мультиметра нет, но проверку провести необходимо.

В этом случае для использования подходит контрольная лампочка, на 12 В. Действия проводятся в таком же порядке, что и для второго метода. К устройству подсоединяют лампочки, а не контакты мультиметра. Лампочка загорится, когда колесо начнут вращать, если с прибором всё в порядке.

Когда выбирают второй и третий варианты проверки, одновременно рекомендуется изучать и привод устройства. Его легко отыскать на ощупь. Стабильность привода легко проверить, когда одно из колёс вращается.

Самостоятельная замена датчиков скорости

Перед заменой устройства выполняются все действия по диагностике, описанные выше. Только после этого целесообразной будет сама замена, если обнаружены какие-либо проблемы. При покупке нового устройства надо обратить внимание на качество. Отечественные или европейские модели станут оптимальным выбором, а вот от Китая лучше отказываться.

У отечественных изделий при помощи специального лака заливают все контакты, взаимодействующие с окружающей средой. Благодаря этому срок эксплуатации продлевается.

Хвостовик лучше брать не пластиковый, а металлический. Износ у пластиковых вариантов более быстрый. Особенно – для тех, кому нравятся высокие скорости, агрессивные стили езды. Использование подъёмников и специальных ям упрощает процесс замены. Место расположения датчиков скорости у конкретных машин описано в эксплуатационном руководстве.

Когда датчик найден – выключают зажигание, очищают прибор от всех загрязнений. Устройство надо выкрутить, отсоединив нужные клеммы. Не рекомендуется прикладывать слишком серьёзные усилия, даже когда с первого раза не получается. Лучше выбрать состав WD-40 для обработки места крепления, немного подождать.

Когда демонтаж завершён – переходят к установке нового прибора. Все разъёмы соединяются, подключают питание на АКБ.

В электронном блоке управления вручную проводят обнуление ошибки, когда монтаж нового датчика завершён. Иначе индикатор по неисправностям продолжит работать, только запутывая водителя ещё больше.

Заключение

Все современные автомобили оснащаются датчиками, измеряющими скорость. Задача этих устройств – не только в самом измерении, но и в передаче информации как самому водителю, так и другим блокам, связанным с управлением автомобилем. Обороты холостого хода легко контролировать на основе информации, полученной от устройства. То же самое касается количества подаваемого воздуха, других параметров, оказывающих прямое влияние на двигатель и его работу. Частота передаваемых сигналов увеличивается по мере увеличения скорости движения транспорта.