W nowoczesnych obrabiarkach i sprzęcie wysokoprecyzyjnym, gdzie ważna jest kontrola położenia elementów konstrukcyjnych, instalowany jest czujnik indukcyjny. Do czego służy to urządzenie, jakie typy i metody połączenia istnieją, jak to działa, rozważymy w tym artykule.
Spotkanie
Czujnik indukcyjny jest przeznaczony do kontroli ruchu ciała roboczego bez bezpośredniego kontaktu z nim. Głównym obszarem jego zastosowania jest oprzyrządowanie obrabiarek, precyzyjne urządzenia medyczne, systemy automatyzacji procesów technologicznych, pomiar i kontrola kształtu produktu. Zgodnie z postanowieniami punktu 2.1.1.1 GOST R 50030.5.2-99 jest to czujnik, który wytwarza pole elektromagnetyczne w obszarze czułości i ma przełącznik półprzewodnikowy.
O zakresie zastosowania czujników indukcyjnych w dużej mierze decyduje ich wysoka niezawodność i odporność na czynniki zewnętrzne. Wiele czynników środowiskowych nie wpływa na ich odczyty i działanie: wilgoć, kondensacja, gromadzenie się kurzu i brudu, wnikanie cząstek stałych. Takie funkcje zapewnia ich urządzenie i dane projektowe.
Urządzenie
Rozwój segmentu elektroniki radiowej doprowadził nie tylko do udoskonalenia pierwotnych mechanizmów, ale także do pojawienia się całkowicie nowych czujników indukcyjnych. Jako przykład rozważ jedną z najprostszych opcji (rysunek 1):
Jak widać na zdjęciu, zawiera:
- obwód magnetyczny lub jarzmo (1) - przeznaczone do przenoszenia pola elektromagnetycznego z generatora do strefy wrażliwości;
- induktor (2) - tworzy zmienne pole elektromagnetyczne, gdy prąd elektryczny przepływa przez pętle;
- obiekt pomiarowy (3) - metalowa kotwica włożona lub przesunięta w obszarze wrażliwych, niemetalowych przedmiotów nie są w stanie wpływać na stan pola elektromagnetycznego, dlatego nie są używane jako detektor;
- przerwa między obiektem pomiaru a głównym obwodem magnetycznym (4) - stanowi miarę oddziaływania jako dielektryk magnetyczny, w zależności od modelu czujnika i sposobu ruchu, może pozostawać niezmieniony lub wahać się w zadanym zakresie;
- generator (5) - przeznaczony do generowania napięcia elektrycznego o zadanej częstotliwości, które wytworzy zmienne pole magnetyczne w danym obszarze.
Zasada działania
Zasada działania czujnika indukcyjnego polega na zdolności pola elektromagnetycznego do zmiany jego parametrów w zależności od wartości przewodnictwa magnetycznego na drodze przepływu. Jego działanie opiera się na klasycznej wersji cewki nawiniętej na rdzeń.
Kiedy prąd elektryczny I przepływa przez zwoje tej cewki, generowane jest pole magnetyczne (patrz. Rysunek 2), którego wynikowy wektor indukcji magnetycznej B jest określony przez regułę prawej ręki. Gdy pole magnetyczne przemieszcza się przez rdzeń, materiał ferromagnetyczny zapewnia maksymalną przepustowość. Ale gdy tylko linie indukcji magnetycznej wejdą w przestrzeń powietrzną, przewodnictwo magnetyczne znacznie się pogarsza i część pola zostaje rozproszona.
Kiedy w pole czujnika indukcyjnego wprowadzany jest wyzwalający przedmiot (rysunek 3) wykonany z metalu, intensywność linii indukcyjnych gwałtownie się zmienia. W rezultacie strumień wzrasta, a jego wartość zmienia się, a to z kolei prowadzi do zmiany wielkości elektrycznej w obwodzie cewki w wyniku zjawiska wzajemnej indukcji. W praktyce jest to zbyt mały sygnał, dlatego w ich obwodzie znajduje się wzmacniacz, aby rozszerzyć zakres pomiarowy czujnika indukcyjnego.
Wyczuwanie odległości i celu
W zależności od konstrukcji i zasady działania czujnika indukcyjnego, obiekt docelowy może mieć przemieszczenie pionowe lub poziome względem samego miernika. Jednak reakcja czujnika na początek ruchu kontrolowanego obiektu może nie rozpocząć się od razu, co jest spowodowane przez nominalna odległość, przy której podawana jest strefa czułości czujnika i parametry techniczne obiekt.
Jak widać na rysunku 4, w pierwszej pozycji kontrolowany obiekt znajduje się w takiej odległości, aby linie elektromagnetyczne nie sięgały jego powierzchni. W takim przypadku sygnał nie zostanie usunięty z czujnika indukcyjnego, ponieważ nie rejestruje on ruchów w strefie czułości. W drugiej pozycji kontrolowany obiekt przekroczył już odległość wykrywania i wszedł w obszar wrażliwy. W wyniku interakcji z obiektem na wyjściu czujnika pojawi się odpowiedni sygnał.
Odległość wykrywania będzie również zależeć od wymiarów geometrycznych, kształtu i materiału. Należy zauważyć, że jako obiekt do wyzwalania czujnika indukcyjnego używane są tylko metalowe przedmioty. ale moment przejścia czujnika w stan przeciwny również będzie różnił się od konkretnego typu, co pokazano na diagram:
P.S. Przeczytaj więcej w naszym artykule: https://www.asutpp.ru/induktivnyy-datchik.html