Индуктивные датчики: виды и принцип работы
Индуктивные датчики предназначены для бесконтактного обнаружения и подсчета различных объектов, находящихся в зоне их чувствительности.
Назначение
Индуктивный датчик позволяет обнаруживать присутствие объекта без необходимости прикасаться к нему. В отличие от других датчиков, такие приборы могут обнаружить только металлы и нечувствительны к другим материалам, что повышает их защищенность от помех. Даже если в зону чувствительности датчика попадет посторонний предмет, ложное срабатывание будет исключено.
Типы индуктивных датчиков
По устройству датчики подразделяют на:
- одинарные — с одним магнитопроводом, ветвью измерения. Схема реализована в бесконтактных выключателях.
- трансформаторные — коэффициент трансформации изменяется при перемещении якоря, генерируя определенное напряжение на выходе вторичной обмотки. Принцип используется в элементах фиксации угловых, небольших линейных перемещений.
- дифференциальные — с двумя магнитопроводами ш-образной формы, взаимно компенсирующим воздействие на сердечник, что повышает чувствительность и точность измерений. По сути, представляют собой систему двух одинарных датчиков, с общим якорем.
По типу подключения: датчики могут иметь от двух до пяти выходов.
Принцип работы
Принцип действия индуктивных датчиков основан на изменении параметров магнитного поля катушки индуктивности, в зону которой попадает металлический объект. Схема колебаний внутри прибора генерирует электромагнитное поле. Так как на ней возникают индуцированные токи, колебания уменьшается, что мгновенно считывает датчик.
- Применим только к металлическим объектам.
- Довольно маленькое расстояние до объекта: до 80 мм.
- Относительно низкая цена.
- Долгий срок службы.
- Устойчивость к неблагоприятным условиям среды.
- Высокая скорость измерения.
Как выбрать индуктивный датчик?
Чтобы правильно выбрать индуктивный датчик, требуется определить необходимую скорость измеряемого процесса, надежность, допустимую стоимость. Также необходимо знать, каково будет расстояние между объектом и датчиком, а также форму объекта.
Сферы применения
Индуктивные датчики известны своей надежностью и безопасностью при работе в сложных условиях. Это делает их лучшим выбором для военной, аэрокосмической, железнодорожной и тяжелой промышленности. Также индуктивные датчики находят применение в станках, машинах для текстильной промышленности, автомобильной промышленности, на сборочных линиях и т.д. Они используются для обнаружения металлических деталей в трудных условиях и при необходимости контроля быстро движущихся деталей.
ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА
- Измерение и регулирование температуры
- Термометры стеклянные
- Термометры биметаллические
- Термометры манометрические
- Термометры цифровые
- Термометры инфракрасные
- Тепловизоры
- Преобразователи температуры
- Термопреобразователи сопротивления
- Терморегуляторы
- Регистраторы температуры / Логгеры
- Регуляторы температуры прямого действия
- Погодные компенсаторы
- Калибраторы температуры. Метрологическое оборудование
- Пирометры промышленные
- Программируемые терморегуляторы
- Температурные контроллеры
- Манометры
- Вспомогательная арматура для подключения манометров
- Манометры, вакуумметры, мановакуумметры показывающие
- Манометры грузопоршневые
- Манометры дифференциальные
- Манометры точных измерений
- Манометры цифровые
- Манометры электроконтактные
- Дифференциальные датчики давления
- Датчики давления газа
- Датчики давления WIKA
- Датчики давления воды
- Ротаметры
- Счетчики воды
- Расходомеры жидкости
- Счетчики стоков, пара
- Счетчики ГСМ и вязких жидкостей
- Теплосчетчики
- Регуляторы расхода
- Счетчики импульсов
- Счетчики метража
- Тахометры. Счетчики оборотов.
- Вибрационные уровнемеры
- Емкостные уровнемеры
- Кондуктометрические уровнемеры
- Поплавковые уровнемеры
- Радиоволновые уровнемеры
- Сигнализаторы-регуляторы уровня
- Стекла смотровые иллюминаторные.Трубки уровнемерные
- Ультразвуковые уровнемеры
- Гидростатические уровнемеры
- Ротационные (роторные) уровнемеры
- Уровнемеры и сигнализаторы уровня Dinel
- Уровнемеры и сигнализаторы уровня Nivelco
- Вольтамперфазометры (ВАФ)
- Измерители параметров УЗО
- Измерители параметров электрических сетей и электроустановок
- Измерители сопротивления заземления
- Измерители тока короткого замыкания
- Токовые клещи
- Мегаомметры
- Мосты, магазины, меры измерительные
- Мультиметры цифровые
- Омметры, микроомметры, миллиомметры
- Преобразователи тока, напряжения, частоты измерительные
- Тестеры — комбинированные электроизмерительные приборы
- Указатели, индикаторы напряжения
- Фазоуказатели, указатели последовательности чередования фаз
- Щитовые электроизмерительные приборы
- Амперметры щитовые
- Ваттметры, варметры щитовые
- Вольтметры щитовые
- Частотомеры щитовые
- Калибраторы и поверочное оборудование
- Анализатор качества электроэнергии/мощности/ПКЭ
- Анализаторы спектра
- Вольтметры и мультиметры лабораторные
- Генераторы сигналов НЧ, ВЧ, шума
- Измерители RLC
- Источники питания лабораторные
- Осциллографы цифровые
- Частотомеры лабораторные
- Аксессуары и дополнительные опции к приборам
- Аспираторы и зонды
- Вискозиметры
- Водородомеры
- Газоанализаторы
- Иономеры
- Кондуктометры
- Оксиметры
- Плотномеры
- Приборы по охране труда и анализу атмосферы
- рН-метры
- Гигрометры — измерители влажности воздуха и газов
- Гигрометры от Рэлсиб
- Анемометры
- Барометры
- Гигрометры
- Термогигрометры
- Трубки Пито
- Дозиметры
- Измерители запыленности
- Измерители параметров электромагнитного поля
- Люксметры
- Шумомеры
- Дальномеры
- 100
- с нониусом
- Виброметры
- Дефектоскопы
- Магнитометры
- Приборы для испытаний строительных материалов
- Склерометры
- Твердомеры
- Толщиномеры
Оборудование
- Средства автоматизации технологических процессов
- Датчики
- Лидар сканеры
- Блоки питания WEHO
- Вентиляторы для продувки колодцев
- Заземления переносные
- Указатели высокого напряжения УВН
- Штанги оперативные
- Трансформаторы тока
- Стабилизаторы, источники бесперебойного питания
- Затворы поворотные дисковые
- Клапаны запорные
- Клапаны обратные
- Подъемные
- Фланцевые
- Шаровой
- Газовый
- Блоки управления
- Запально-защитные устройства и комплектующие
- Запальные горелки
- Источники высокого напряжения ИВН
- Комплекты средств управления
- Механизмы исполнительные
- Приборы контроля пламени и управления розжигом
- Регуляторы температуры, давления, расхода, уровня
- Электромагнитные клапаны
- Кнопки управления, кнопочные посты/выключатели
- Концевые выключатели
- Реле времени
- Реле напряжения
- Реле промежуточные
- Реле тока
- Реле указательные
- Устройства защитного отключения
- Твердотельные реле
- Паяльники
- Паяльные станции
- Паяльные станции ATTEN
- Блоки подготовки воздуха
- Соединительные элементы
- Пневмораспределители. Управляющие элементы.
- Пневмоцилиндры
- Кабелеискатели
- Определители скрытой проводки
- Течеискатели
- Трассоискатели (кабельных линий, трубопроводов)
- Рефлектометры оптические
- Готовые комплекты рабочих мест
- Столы
- Стулья и кресла
- Шкафы, стеллажи, стойки, полки
- Лампы-лупы
- Микроскопы
- Светильники бестеневые
- Оптические приспособления
- Колонны сигнальные
- Лампы сигнальные щитовые
- Маяки светосигнальные
- Сирены, зуммеры
Тел. / факс: (495) 710-70-37
Принцип работы индуктивных датчиков перемещения
Предлагаем Вам ознакомиться с физическими основами работы индуктивных датчиков перемещения производства компании RDP Electronics Ltd (United Kingdom), с их основными параметрами, преимуществами и сферами применения. Сам термин LVDT (Linear Variable Differential Transformer) — означает линейный дифференциальный трансформатор с переменным коэффициентом передачи. Рассмотрим принцип работы датчиков на LVDT технологии. Первичная возбуждающая обмотка
Вторичная обмотка 1
Вторичная обмотка 2
Результирующий сигнал от суммы вторичных обмоток В принципе имеется две схемы работы — с выходным напряжением и выходным током.
Схема работы с выходным током (4-20мА)
Схема работы с выходным напряжениемРассмотрим более детально сам процесс измерения перемещения. Датчик перемещения, работающий по технологии LVDT, состоит из трех обмоток трансформатора — одной первичной и двух вторичных. Степень передачи тока между первичной и двумя вторичными обмотками определяется положением подвижного магнитного сердечника, штока. Вторичные обмотки трансформатора соединены в противофазе. При нахождении штока в середине трансформатора, напряжение на двух вторичных обмотках равны по амплитуде, а т. к. они соединены противофазно, суммарное напряжение на выходе равно нулю — перемещения нет. Если шток перемещается от серединного положения в какую либо сторону — происходит увеличение напряжения в одной из вторичных обмоток и уменьшение в другой. В результате суммарное напряжение будет не нулевым — датчик будет фиксировать смещение штока. Соотношение выходной фазы сигнала по сравнению с фазой возбуждающего сигнала дает возможность электронике понять, в какой части обмотки находится в данный момент шток. Основная особенность принципа работы индуктивных датчиков перемещения состоит в том, что прямой электрический контакт между чувствительным элементом и трансформатором отсутствует (связь осуществляется через магнитное поле), что дает пользователям абсолютные данные по перемещению, теоретически бесконечную точность разрешения и очень долгий срок службы датчика. Особенности схемы работы с выходным током — т. к. цепь генератор/демодулятор встроена в сам датчик перемещения и питается от выходного тока 4-20 мА, то нет необходимости во внешнем оборудовании для формирования сигнала. Особенности схемы работы с выходным напряжением — цепь генератор/демодулятор, встроенная в датчик перемещения обеспечивает возбуждение и преобразует сигнал обратной связи в напряжение постоянного тока. При этом так же не требуется внешнее оборудование для формирования сигнала. Особенности измерения выходного сигнала.
1) Если выходное напряжение измеряется не фазочувствительным (среднеквадратичным) вольтметром, то отклонение штока в любую сторону от центрального положения в трансформаторе датчика будет соответствовать увеличению выходного напряжения.
Заметим, что кривая не касается горизонтальной оси. Это происходит из-за остаточного выходного напряжения. 2) Если используется фазочувствительная демодуляция, то по выходному сигналу можно судить, в какой части трансформатора находится шток в данный момент. 
Для формирования сигнала всегда используется фазочувствительная демодуляция, т.к. это исключает влияние на выходной сигнал остаточного выходного напряжения и позволяет пользователю знать положение штока в трансформаторе. Диапазон линейности индуктивного датчика перемещения.
Если мы рассмотрим выходную кривую вне механического диапазона типичного LVDT датчика, то можно заметить, что на краях диапазона кривая изгибается. Это значит, что механический диапазон существенно шире линейного участка работы.
При калибровке датчика, важно, что электрическая нулевая точка используется в качестве ссылки, и что датчик используется в пределах ± FS (полного диапазона) вокруг электрического нулевом положения. Если проводить калибровку не беря за основу точку ноля вольт, одно из положений полного диапазона будет за пределами линейного диапазона и, следовательно, может привести к ошибке линейности.Типы индуктивных датчиков перемещения
Тип 1 — несвязанные преобразователи, которые имеют якорь, который отделен от тела корпуса. Части датчика должны быть установлены таким образом, что якорь не прикасался к внутренней трубке корпуса. Сделав это, можно получить абсолютное отсутствие трения при движении чувствительного элемента датчика.
Тип 2 — монолитные преобразователи, которые имеют тефлоновый подшипник, который направляет якорь (шток) по внутренней трубке. 
Тип 3 — монолитные преобразователи с возвратной пружиной, которая толкает якорь (шток) наружу. 
Внутреннее строение типичного индуктивного датчика перемещения LVDT
Преимущества индуктивных датчиков перемещения LVDT
- Не имеют контакта корпуса и внутренних деталей с чувствительным элементом, что означает, что нет никакого износа при движении штока. POTS датчики имеют контакт с чувствительным элементом и могут быстро изнашиваются, особенно под воздействием вибрации.
- Можно легко обеспечить защиту от влаги и пыли на требуемом уровне, даже стандартные версии LVDT датчиков обычно имеют гораздо лучший уровень защиты от внешний воздействий, чем POTS.
- Вибрация не вызывает влияния на пропадание сигнала, в отличие от POTS, где скользящий бегунок может прервать контакт с проводником при вибрации.
2. Преимущества над магнитострикционными датчиками.
- Не восприимчивы к ударам и вибрации.
- Менее восприимчивы к паразитным магнитным полям окружающей среды.
- Система формирования сигнала может быть удалена от чувствительного элемента на некоторое расстояние, что позволяет использовать датчики при работе с высокой температурой и высоким уровнем радиации.
- Магнитострикционные датчики не имеют короткого штока ±100мм или менее, а это как раз наиболее востребованный диапазон технического применения датчиков перемещения.
3. Преимущества над кодерами (датчиками положения).
- Имеют лучший аналоговый частотный отклик.
- Имеют более прочный корпус.
- Сразу после включения «знают» положение штока, в отличии от кодеров, которым надо указывать постоянную ссылку на известное положение.
4. Преимущества над переменными векторными резистивными преобразователями (VRVT)
- LVDT датчики как правило более дешевы.
- Имеют меньший диаметр корпуса.
- Более прочные и не изнашиваются.
- Могут использоваться значительно дольше.
5. Преимущества над линейными емкостными датчиками
- LVDT датчики как правило более дешевы.
- Менее восприимчивы к внешним условиям эксплуатации.
- Значительно более прочные.
Особенности индуктивных датчиков перемещения LVDT
- Максимальная рабочая температура 600°C.
- Минимальная рабочая температура –220°C (для справки, температура жидкого азота -196°C, температура жидкого гелия -269°С).
- Могут работать при уровне радиации 100,000 рад.
- Могут работать при давлении 200Бар.
- Могут работать под водой, при этом вода может попадать внутрь датчика не причиняя ему вреда. Существует специальная серия подводных датчиков, которые могут без тех. осмотра работать под водов в течении 10-ти лет, работать под водой на глубине до 2,2км. Кабельные разъемы могут подсоединяться так же под водой.
Основные сферы применения LVDT датчиков
Промышленные измерительные системы
- Регулирующие вентили — везде, где существуют регулирующие вентили индуктивные датчики перемещения могут быть использованы для контроля положения штока вентиля. Особенно, где есть ответственные участки работы, например, в клапанах пара для турбин на электростанциях.
- Контроль положения шлюзов — погружные датчики перемещения подходят для измерения положения шлюзов в водохозяйственных и канализационных системах.
- Измерение зазора между валками.
Для поддержания равномерной толщины проката зазор между валками часто измеряется на обоих концах. - Контроль перемещения штоков вентилей на подводных нефте/газо проводах.
- Контроль работы гидравлических активаторов — измерение перемещения объекта, который передвигает активатор. Благодаря очен высокой износостойкости, данные LVDT датчики перемещения могут выдерживать миллионы циклов перемещения.
- Контроль положения/перемещения режущих инструментов, отрезающих рулонные материалы.
- Измеряет положение/смещение роликов, которые используется для выпрямления полосового проката перед штамповкой.
- Могут быть использованы для динамического измерения размеров (диаметров) рулонов продукта, например, инициировать сигнал к системе управления, когда рулон достигает максимального/минимального размера при наматывании/сматывании материала.
Станки
- Могут быть использованы в испытательных приспособлениях для измерения круглости, плоскостности и т.д. частей машин для анализа качества их изготовления.
- Могут быть использованы для оценки и контроля взаимного расположения компонентов деталей в сборке, когда требуется юстировка/подгонка размеров взаимного расположения деталей.
Авиация/космонавтика
- Могут быть использованы для оценки реакции привода на действие активатора. Например, преобразователь измеряет положение отклонения закрылков крыла самолета при техническом обслуживании. Тут очень важно измерить скорость срабатывания активатора после подачи на него управляющего сигнала, а так же скорость изменения положения закрылков.
- Анализ Ротора вертолета
Датчики LVDT используются на вертолетах, чтобы измерить угол наклона лопастей ротора. - Могут быть использованы для оценки смещения корпуса двигателя при нагревании.
- Могут быть использованы для измерения смещения (деформации) лопасти турбины при внешнем воздействии.
- Могут быть использованы для измерения отклонения диафрагмы сопла реактивного двигателя.
- Могут быть использованы для испытания крыльев самолетов для измерения их отклонения при нагрузке.
Строительство / Проектирование зданий и сооружений
- Могут быть использованы для измерения вибрации или деформации мостов при изменении трафика движения или порывов ветра.
- Могут быть использованы для измерения смещения грунта при строительстве, контроля оползней и насыпных дамб.
- Могут быть использованы при испытании крупногабаритных строительных конструкций, балок, пролетов моста и т. д. на силовую деформацию.
Автомобилестроение
- Могут быть использованы для контроля смещения корпуса двигателя при его испытаниях.
- Идеальным применением LVDT датчиков может быть тестирование компонентов подвески автотранспорта.
- Могут быть использованы для контроля изготовления прецизионных компонентов.
- Могут быть использованы для настройки компонентов двигателя, таких как дизельные форсунки.
- Могут быть использованы для тестирования сидений, дверей, педалей и ручек транспортных средств для моделирования продления их срока службы.
- Могут быть использованы для измерения профиля поверхности заготовки, например стекла или других площадных объектов.
Выработка энергии
- Могут быть использованы для измерения биения вала турбины.
- Могут быть использованы для контроля положения главного парового клапана, который регулирует поток пара в турбину. Клапан постоянно корректирует свое положения для поддержания постоянной скорости вращения турбины. LVDT датчики идеально подходят для работы в зоне высоких температур, грязи и постоянной вибрации.
- Могут быть использованы для контроля положения перепускного клапана. Когда откроется перепускной клапан, датчик может испытать температуру 200°C.
Все права защищены © 2009-2023 NDT-TD Неразрушающий контроль и техническая диагностика
Индуктивные датчики: назначение и принцип работы, устройство индуктивного датчика
Различные промышленные устройства предполагают использование всевозможных датчиков, которые отличаются своими особенностями и принципами работы. Одним из вариантов, получивших достаточно широкое распространение, является индуктивный датчик, который активно применяется в низовом оборудовании у различных систем, обеспечивающих автоматизированное управление линиями производства. Встретить такие датчики можно в устройствах, которые отвечают за работу линий пищевой и текстильной промышленности, предприятий машиностроения и многих других.
Что представляет собой индуктивный датчик?
Этот датчик по своим особенностям работы относится к бесконтактному оборудованию, то есть, ему не требуется наличие физического контакта с объектом, чтобы определить его местоположение в пространстве. Индуктивный датчик обычно применяется в тех случаях, когда необходимо провести работу с металлическими объектами и предметами.
На другие материалы, соответственно, этот прибор не реагирует и пропускает их мимо своего поля деятельности. Основное направление использования этих устройств — всевозможные автоматизированные линии и системы. У них может присутствовать как замкнутый, так и разомкнутый контакт. Принцип действия у подобных устройств осуществляется за счет присутствия специальной катушки, которая создает магнитное поле, позволяющее взаимодействовать с металлами. У такой работы есть свои особенности и принципы, которые играют важную роль.
Как действует датчик?
Индуктивный датчик за счет своего внутреннего устройства имеет определенный принцип действия. В нем используется специальный генератор, который выдает определенную амплитуду колебаний. Когда в поле действия агрегата попадает объект, состоящий из металлического или ферромагнитного материала, то колебания начинают меняться, что и сигнализирует о наличии предмета. Из-за этого датчики работают только с подобными материалами и бесполезны в других случаях.
- При начале работы на конечный выключатель подается питание, что способствует образованию магнитного поля. Именно оно влияет на вихревые токи, которые, в свою очередь, меняют амплитуду колебаний у работающего генератора.
- Результат всех этих преобразований — получение выходного сигнала, который может варьироваться, в зависимости от расстояния между работающим датчиком и исследуемым предметом. Затем при помощи специального устройства аналоговый сигнал преображается в логический.
- Индуктивный датчик также нужен, чтобы распознавать положение металлических предметов. Это может играть важную роль на производстве. Если по линии следуют изделия, на которых металлические детали должны быть расположены в определенном порядке, то датчики проконтролируют правильность этого расположения. В случае обнаружения ошибки устройство подаст сигнал на конвейер, и программа предпримет дальнейшие действия для устранения проблемы.
Конструкция устройства
Индуктивный датчик положения имеет своеобразное устройство и состоит из нескольких важных узлов, которые обеспечивают полноценную работу этого агрегата.
- Важной деталью является генератор, именно он создает электромагнитное поле, которое помогает анализировать металлические предметы и определять их положение. Без этого поля работа была бы невозможной.
- Также в работе используется такой специальный элемент, как триггер Шмидта – в его задачу входит преобразование сигнала, чтобы датчики могли взаимодействовать с другими элементами в системе и передавать информацию дальше.
- Может использоваться усилитель – он нужен, чтобы получаемый сигнал достиг необходимого уровня для дальнейшей передачи.
- В работе датчика применяются индикаторы на светодиодах, они помогают контролировать работу устройства, сигнализируя о том, что оно включилось, а также лампочки могут загораться при выполнении различных настроек системы.
- Такое приспособление как компаунд защищает датчик от попадания внутрь воды и всяческих мелких частиц. Поскольку посторонние субстанции могут негативно сказаться на работе прибора и даже привести к его поломке, качественная защита является важным моментом.
- Корпус — в нем помещаются все перечисленные внутренние элементы, которые собираются в единое целое. Сам корпус монтируется в нужном месте при помощи специальных креплений, позволяющих расположить его так, как это требуется для правильной и эффективной работы на линии. Кроме того, оболочка защищает детали от механических воздействий и повреждений, которые могут быть получены таким путем. Для этого корпуса датчиков изготавливают из латуни, либо полиамида — они являются достаточно надежными материалами.
Что следует знать о работе датчика?
Индуктивный датчик положения — это устройство со своей спецификой, поэтому в описании его работы и принципа действия часто используются специализированные определения:
- Активная зона означает область, где степень воздействия магнитного поля проявляется в наибольшей степени. Она находится перед чувствительной поверхностью самого датчика, там уровень концентрации является самым высоким. Как правило, по размеру эта зона равна диаметру самого устройства.
- Номинальное расстояние переключения. Такой параметр считается теоретическим, поскольку он не учитывает производственных особенностей, режим температуры, уровень напряжения и прочие факторы.
- Рабочий зазор. Так обозначается тот диапазон параметров, который гарантирует эффективную и нормальную работу прибора без возникновения каких-либо проблем с его функционированием на производстве.
- Поправочный коэффициент. Этот момент связан с тем, из какого материала сделан металлический объект, обследуемый датчиком, поскольку в зависимости от этого может быть скорректировано значение рабочего зазора.
Достоинства и недостатки индуктивных датчиков
Как и различные другие приборы, эти обладают своими плюсами и минусами, которые становятся заметными в эксплуатации. Датчики стали довольно популярными благодаря тому, что у них есть несколько важных преимуществ.
- Конструкция этих агрегатов достаточно простая, она не содержит каких-то сложных элементов, требующих особой настройки. За счет этого датчики обладают высокой прочностью и надежностью, нечасто ломаются и могут постоянно использоваться на производстве. Также удобно, что у них не имеется скользящих контактов.
- Особенности устройства позволяют подключать приборы к промышленной системе напряжения без всяких проблем.
- Обладают хорошей чувствительностью, поэтому их можно использовать при работе с различными металлическими объектами.
К минусам можно отнести то, что при работе датчики могут выдавать погрешности из-за наличия различных факторов. На них может влиять температура, а также воздействие других полей похожего типа. Поэтому для качественной работы нужно обеспечить подходящие условия, которые не мешали бы датчикам правильно функционировать.
Промышленные индуктивные датчики Omron, Schneider Electric, Siemens, Eaton по привлекательным ценам всегда можно подобрать в нашем интернет-магазине — самостоятельно, или обратившись к нашим специалистам за консультацией.
Принцип работы индуктивных датчиков
Что же такое датчик в целом? Он могут быть совершенно различны и по форме, и по размеру. В целом датчик – это устройство, преобразующее воздействие физической величины в электрический сигнал, удобный для использования. Физическим воздействием может быть, например, расстояние до объекта, температура, влажность и различные другие физические величины. Индуктивный датчик – это датчик, который бесконтактно реагирует на металлический объект. Другими словами, он позволяет обнаружить металл, не соприкасаясь с ним. Датчики бывают цилиндрические, прямоугольные, плоские, уголковые, кольцевые, щелевые, и специальные, например, для контроля поворотных задвижек. Индуктивные датчики применяют для обнаружения, подсчёта, определения положения, скорости и перемещение металлических объектов.
Основной отличительной способностью индуктивных датчиков является их нечувствительность к неметаллическим объектам, исключением являются такие материалы, как ферриты. Также к важным преимуществам можно отнести простоту конструкции настройки и монтажа, стабильность и надёжность, устойчивость к загрязнениям, доступное и недорогое решение задач, возможность работать с чёрными и цветными металлами, а также сплавами. Именно поэтому индуктивные датчики нашли широкое применение для автоматизации процессов, например, в металлургии, машиностроении, добывающей промышленности, нефтяной, в том числе нефтехимии, в химической промышленности, в пищевой и других отраслях промышленности. С более конкретными применениями вы можете ознакомиться на нашем сайте https://www.sensor.ua/.
Где же был применён первый индуктивный датчик?
Историческая справка. Бесконтактный индуктивный выключатель был изобретён более 60 лет назад, в 1958 г. В Мангейме (Германия). Одним из основателей компании по производству электронных компонентов PEPPERL+FUCHS Вальтера Пёпперлем и его коллегой Вильфридом Гейлем.
Крупная химическая компания BASF нуждалась в надёжном устройстве, которое могло бы работать во взрывоопасной среде в зоне химического завода, выполняя тысячи циклов переключения при очень низких токах.
В лаборатории PEPPERL+FUCHS удалось разработать альтернативы механическим бесконтактным выключателям. Это был первый в мире датчик приближения в комплекте с первым транзисторным усилителем, с искробезопасной схемой управления.
Изобретение стало всемирно признанным стандартом в индустрии бесконтактных выключателей, а также отправной точкой в истории успеха компании. Этому событию посвящена бронзовая плита на так называемой Аллее славы Мангейма.
Принцип работы индуктивного датчика
Чтобы понять принцип работы индуктивного датчика, разберём его составляющие. Индуктивные бесконтактные выключатели состоят из следующих основных узлов: электромагнитная система, генератор, демодулятор, пороговое устройство, и выходной усилитель, электромагнитная система, её также называют элементом датчика.
Электромагнитная система является частью генератора, она представляет собой катушку индуктивности, помещённую в магнитопровод, чаще всего – это круглая ферритовая чашка.
Особенностью порогового устройства является то, что пороги переключения из «0» в «1» и из «1» в «0» не совпадают. Это делается преднамеренно для повышения помехоустойчивости датчика. Данное свойство называют гистерезисом.
Выходной усилитель увеличивает мощность выходного сигнала до необходимого значения для передачи последующему устройству. Выходной усилитель часто называют выходным ключом, т.к. он оперирует логическим значением «0» и «1». В качестве выходного ключа могут использоваться транзисторы различных типов, тиристоры (семисторы), реле электромагнитные, реле твердотельные, оптроны, интеллектуальные ключи и другие специализированные микросхемы. Электромагнитная система, генератор, демодулятор, пороговое устройство и выходной усилитель являются основой индуктивных датчиков.
Подытожим вышесказанное. Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении параметров электромагнитного поля при вхождении металлического объекта в зону чувствительности. Эти изменения фиксируются электронной схемой датчика и изменяют его состояние. В результате этого происходит коммутация выходных цепей: размыкание нормально замкнутого, замыкание нормально разомкнутого или переключение контакта.
- Датчики