Индуктивные датчики скорости

Индуктивные датчики скорости Анемометр

Индуктивные датчики скорости

Датчики этого типа содержат в одном корпусе индуктивный датчик, описание см. в соответствующем разделе, и измеритель частоты импульсов с пороговым элементом.

Измеритель частоты выполнен на микропроцессоре, что позволяет удерживать выставленный порог срабатывания с высокой точностью и стабильностью.

Пороговый элемент или задатчик частоты выполнен на многооборотном потенциометре позволяющем задавать частоту в широком диапазоне с высокой точностью.

Примененный микропроцессор позволяет реализовать дополнительную функцию, улучшающую потребительские свойства датчика:

В крайнем левом положении регулятора «Частота» выключатель работает как обычный индуктивный выключатель с нормально-замкнутыми контактами.

В крайнем правом положении регулятора «Частота» выключатель работает как обычный индуктивный выключатель с нормально-разомкнутыми контактами.

Данная функция позволяет оперативно проверить работоспособность датчика.

Вращающийся объект, скорость которого необходимо контролировать, воздействует на чувствительную поверхность датчика с частотой, пропорциональной скорости вращения.

Частота измеряется измерителем и сравнивается с порогом срабатывания, установленным потенциометром. При уменьшении частоты воздействия вращающегося объекта ниже установленного потенциометром порога, датчик изменяет свое состояние и отключает нагрузку в случае нормальноразомкнутого (NO) выхода, и включает нагрузку в случае нормально-замкнутого выхода (NC).

В современных станках и высокоточном оборудовании, где важно контролировать положение конструктивных элементов устанавливается индуктивный датчик. Для чего применяется данное устройство, какие разновидности и способы подключения существуют, как оно работает, мы рассмотрим в данной статье.

Назначение

Индуктивный датчик предназначен для контроля перемещения рабочего органа без непосредственного контакта с ним. Основной сферой применения для него является станочное оборудование, точные медицинские приборы, системы автоматизации технологических процессов, измерения и контроля формы изделия. В соответствии с положениями п.2.1.1.1 ГОСТ Р 50030.5.2-99 это датчик, который создает электромагнитное поле в области чувствительности и обладает полупроводниковым коммутатором.

Сфера  применения индуктивных датчиков во многом определяется их высокой надежностью и устойчивостью к воздействию внешних факторов. На их показания и работу не влияют многие факторы окружающей среды: влага, оседание конденсата, скопление пыли и грязи, попадание твердых частиц. Такие особенности обеспечиваются их устройством и конструктивными данными.

Устройство

Развитие сегмента радиоэлектроники привело не только к совершенствованию первоначальных механизмов, но и к возникновению принципиально новых индуктивных датчиков. В качестве примера рассмотрим один из простейших вариантов (рисунок 1):

Индуктивные датчики скорости

Рис. 1. Устройство индуктивного датчика

Как видите на рисунке, в его состав входят:

Принцип работы

Принцип действия индуктивного датчика заключается в способности электромагнитного поля изменять свои параметры, в зависимости от значения магнитной проводимости на пути протекания потока. В основе его работы лежит классический вариант катушки, намотанной на сердечник.

Индуктивные датчики скорости

Рис. 2. Магнитное поле в состоянии покоя

При протекании электрического тока I по виткам этой катушки генерируется магнитное поле (см. рисунок 2), результирующий вектор магнитной индукции B которого определяется по правилу Правой руки. При движении магнитного поля по сердечнику, ферромагнитный материал обеспечивает максимальную пропускную способность. Но, как только линии магнитной индукции попадают в воздушное пространство, магнитная проводимость существенно ухудшается и часть поля рассеивается.

Индуктивные датчики скорости

Рис. 3. Магнитное поле при введении объекта срабатывания

При внесении в область действия поля индуктивного датчика объекта срабатывания (рисунок 3), изготовленного из металла, напряженность линий индукции резко изменяется. В результате чего усиливается поток и меняется его значение, а это, в  свою очередь, приводит к изменению электрической величины в цепи катушки за счет явления взаимоиндукции. На практике этот сигнал слишком мал, поэтому для расширения предела измерения индуктивного датчика в их схему включается усилитель.

Расстояние срабатывания и объект воздействия

В зависимости от конструкции и принципа действия индуктивного датчика объект воздействия может иметь вертикальное или горизонтальное перемещение относительно самого измерителя. Однако реакция сенсора на начало движения контролируемого объекта может начинаться не сразу, что обуславливается номинальным расстоянием, при котором обеспечивается зона чувствительности датчика и техническими параметрами объекта.

Индуктивные датчики скорости

Рис. 4. Область и объект срабатывания

Как видите на рисунке 4, в первом положении контролируемый объект находится на таком удалении, где электромагнитные линии не достигают его поверхности. В таком случае с индуктивного датчика сигнал сниматься не будет, так как он не фиксирует перемещения в зоне чувствительности. Во втором положении контролируемый объект уже пересек расстояние срабатывания и вошел в чувствительную зону. В результате взаимодействия с объектом на выходе датчика появится соответствующий сигнал.

Также расстояние срабатывания будет зависеть от геометрических размеров, формы и материала. Следует заметить, что в качестве объекта срабатывания индуктивного датчика применяются только металлические предметы, но от конкретного типа будет отличаться и момент перехода датчика в противоположное состояние, что изображено на диаграмме:

Индуктивные датчики скорости

Рис. 5. Зависимость расстояния срабатывания от материала

Виды

На практике существует огромное разнообразие индуктивных датчиков, всех их можно разделить на две большие категории, в зависимости от рода питающего тока – переменного и постоянного.  В зависимости от состояния контактов в соответствии с таблицей 1 р.3 ГОСТ Р 50030.5.2-99 индуктивные датчики бывают:

По количеству измерительных цепей индуктивные датчики подразделяются на одинарные и дифференциальные. Первый из них обладает одной катушкой и одной цепью измерения. Второй тип подразумевает наличие двух сенсоров, измерительные цепи которых включаются в противофазу для сравнения показаний.

Индуктивные датчики скорости

Рис. 6. Одинарый и дифференциальный датчик

По способу передачи данных индуктивные датчики подразделяются на аналоговые, электронные и цифровые. В первом случае применяются те же катушки и ферромагнитные сердечники. Электронные используют триггер Шмидта вместо ферромагнетиков для получения гистерезисной составляющей. Цифровые выполняются в формате печатных плат на микросхемах. Помимо этого виды подразделяются по количеству выводов датчика: два, три, четыре или пять.

Характеристики (параметры)

При выборе индуктивного датчика для решения конкретной задачи руководствуются параметрами цепи, в которых он будет функционировать и основной логикой схемы. Поэтому обязательно проверяется соответствие их параметров:

Примеры подключения на схемах

Конструктивные особенности индуктивных датчиков определяют количество их выводов и способ дальнейшего подключения. В виду того, что существует четыре наиболее распространенных типа, рассмотрим примеры схем их подключения.

Двухпроводных датчиков индуктивности

Индуктивные датчики скорости

Рис. 7. Схема подключения двухпроводного датчика

Как видите на схеме выше, двухпроводные индуктивные датчики применяются исключительно для непосредственной коммутации нагрузки: контакторов, пускателей, катушек реле в качестве электронного выключателя. Это наиболее простая схема и модель, но работа конкретной модели сильно зависит от параметров подключаемой нагрузки.

Трехпроводных датчиков индуктивности

Индуктивные датчики скорости

Рис. 8. Схема подключения трехпроводного датчика индуктивности

В трехпроводной схеме присутствует два вывода на питание самого индуктивного датчика, а третий, предназначен для подключения нагрузки к нему. По способу коммутации их подразделяют на PNP и NPN, первый вид коммутирует положительный вывод, откуда и происходит название, второй тип коммутирует отрицательный вывод.

Четырехпроводных датчиков индуктивности

Индуктивные датчики скорости

Рис. 9. Схема подключения четырехпроводного датчика индуктивности

По аналогии с предыдущим датчиком, четырехпроводный также использует два вывода 1 и 3 для получения питания. А вот 2 и 4 вывод используется для подключения нагрузки с той разницей, что коммутация для обеих нагрузок будет противоположной.

Пятипроводных датчиков индуктивности

Индуктивные датчики скорости

Рис. 10. Схема подключения пятипроводного датчика индуктивности

В пятипроводном индуктивном датчике два вывода применяются для подачи напряжения на чувствительный элемент датчика, в рассматриваемом примере это 1 и 3. Два вывода 2 и 4 подают питание на разные нагрузки, а управляющий вывод 5 позволяет выбирать различные режимы работы и менять логику переключений.

Преимущества и недостатки

В сравнении с другими типами сенсорных устройств индуктивные датчики продолжают занимать весомую нишу, наращивая темпы внедрения в различные сферы промышленности и отрасли народного хозяйства. Такое частое применение объясняется рядом весомых преимуществ:

Но, вместе с тем, существуют и недостатки индуктивных датчиков, которые не позволяют использовать их повсеместно. Среди наиболее существенных минусов являются громоздкие размеры, не позволяющие монтировать их в любых устройствах. Также к недостаткам относится зависимость параметров работы от температурных и других факторов, вносящих поправку на точность.

Использованная литература

  • Алейников А.Ф., Гридчин В.А., Цапенко М.П. «Датчики» 2001
  • Келим Ю. М. «Типовые элементы систем автоматического управления» 2002.
  • В.В. Литвиненко, А.П. Майструк. «Автомобильные датчики, реле и переключатели» 2004
  • Соснин Д. А. «Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики современных легковых автомобилей» 2001

Виды
датчиков

Дизайн Кирилла Муцевского
Кирилл Муцевски

Инженер-автомобиль • Консультант по обслуживанию • Инспектор по соответствию • Фотограф • Писатель и издатель

Индуктивные датчики и датчики Холла в современных автомобилях в основном используются для измерения частоты вращения и определения положения коленчатого или распределительного вала в системах управления двигателем, а также для измерения скорости (об/мин) колес в системах ABS, ESP и т. д.

Датчики оборотов обычно могут быть датчиками Холла или индуктивного типа. Работа этих датчиков принципиально одинакова во всех случаях, хотя конструкция может различаться в зависимости от типа датчика, его предполагаемого использования или применения производителем.

Индуктивный датчик Принцип работы и технические характеристики

Индуктивный датчик, также известный как магнитный датчик, во время работы в результате индуктивного воздействия в катушке датчика вырабатывает колебательное напряжение, т.е. один вид сигнала синусоидальной формы ( ~ напряжение переменного тока).

Когда пусковое колесо с зубьями проходит на достаточно близком расстоянии (G) от полюсного штифта датчика, магнитное поле, окружающее катушку, изменяется.

Индуктивные датчики скорости

В результате изменения магнитного поля в катушке индуцируется напряжение, пропорциональное силе и скорости изменения магнитного поля. Для каждого зубца, проходящего рядом со штифтом полюса датчика, производится одно полное колебание. На рис. 1 показаны основные интегральные компоненты и форма генерируемого сигнала индуктивного датчика.

Рис. 1. Индуктивный датчик: 1. Корпус датчика, 2. Провода выходного сигнала, 3. Коаксиальная защита с покрытием 4. Постоянный магнит, 5. Индуктивная катушка, gap

В зависимости от применения производителя и типа датчика электрическое сопротивление катушки обычно находится в диапазоне от 500 до 1500 Ом. В некоторых крайних случаях наименьшее значение может составлять около 200 Ом, а в некоторых случаях максимальное значение может достигать 2500 Ом.

Сигнал напряжения, создаваемый датчиком, зависит от скорости пускового колеса и количества витков в катушке, поэтому выходное напряжение можно ожидать от 1 В до 2 В, например, во время запуска двигателя, но в случаях с более высокими оборотами , можно ожидать большего.

Индуктивные датчики скорости

Сигнал выходного напряжения, создаваемый датчиком, слабый, т. е. имеет низкий уровень энергии, поэтому может быть легко ухудшен другими внешними более сильными сигналами, такими как, например, система зажигания. По этой причине для исключения внешних воздействий сигнальные провода от датчика к блоку управления обычно экранируются коаксиальными проводами с защитным покрытием.

Датчик Холла Принципы работы и технические характеристики

В отличие от индуктивных датчиков на выходной сигнал датчика Холла не влияет скорость изменения магнитного поля. Производимое выходное напряжение обычно находится в диапазоне милливольт (мВ) и дополнительно усиливается встроенной электроникой, установленной внутри корпуса датчика.

На рис. 2 показана типичная сборка датчика Холла . Окончательный сигнал выходного напряжения обычно представляет собой импульсы цифровой формы (квадратной формы). Выходной сигнал датчика может быть как положительным, так и отрицательным с пиковым напряжением, обычно до 5 В или 12 В, в зависимости от типа встроенной электроники и требований используемой системы.

Индуктивные датчики скорости

Амплитуда выходного сигнала остается постоянной, только частота увеличивается пропорционально оборотам. В отличие от индуктивных датчиков, которые сами генерируют сигнал напряжения, датчики Холла должны дополнительно питаться внешним напряжением, необходимым для встроенной электроники. Обычное напряжение питания (+Vcc) в основном составляет 5 В, но в некоторых случаях может быть 12 В.

Рис. 2. Датчик Холла: 1. Корпус датчика, 2. Выходные провода (+Vcc, −Vcc и сигнал) 3. Встроенная электроника, 4. Постоянный магнит 5. Устройство на эффекте Холла, 6. Триггерное колесо, G. Воздушный зазор

Процедуры диагностики и тестирования индуктивного датчика

• Отсоедините датчик и убедитесь, что электрическое сопротивление катушки индуктивности находится примерно в пределах от 500 до 1500 Ом. Если значение показания сильно отличается, включая ноль или бесконечность, замените датчик. ПРИМЕЧАНИЕ. В некоторых крайних случаях наименьшее сопротивление может составлять около 200 Ом, а в некоторых случаях максимальное сопротивление может достигать 2500 Ом.

Индуктивные датчики скорости

• Проверьте размер воздушного зазора (G) между датчиком и пусковым колесом, значение должно быть: G ≈ 0,8–1,5 мм (0,03–0,06 дюйма). • Проверьте чистоту штифта датчика (иногда на нем может скопиться металлическая стружка). • Проверьте целостность и состояние проводов, разъемов, клемм и состояние экрана. • Отсоедините датчик и проверьте наличие выходного напряжения переменного тока при запуске двигателя (для датчиков оборотов двигателя) или при вращении колеса (для колесных датчиков ABS). Сигнал выходного напряжения может находиться в диапазоне от 1 В до 2 В (~напряжение переменного тока) во время запуска двигателя, например, но в случаях с более высокими оборотами можно ожидать большего. Также эту операцию можно выполнить и при подключенном разъеме датчика.

Процедуры диагностики и тестирования датчика Холла

• Проверьте питание датчика. Обычное напряжение питания 5 В (в некоторых случаях может быть 12 В). • Проверьте размер воздушного зазора (G) между датчиком и пусковым колесом, значение должно быть: G ≈ 0,8–1,5 мм (0,03–0,06 дюйма).

Индуктивные датчики скорости

• Проверьте целостность и состояние проводов, разъемов и клемм. • Проверьте чистоту штифта датчика (иногда на нем может скопиться металлическая стружка). • Проверьте наличие выходного сигнала при запуске двигателя (для датчиков оборотов двигателя) или при вращении колеса (для колесных датчиков ABS).

ПРИМЕЧАНИЕ: В отличие от индуктивных датчиков, у датчиков Холла разъем должен быть вставлен, т.к. требуется питание встроенных электронных компонентов, находящихся внутри датчика.

Для проверки могут быть использованы: тестовая светодиодная лампа, электрический мультиметр или осциллограф. Когда используется контрольная светодиодная лампа, во время запуска двигателя светодиод должен быстро мигать в зависимости от оборотов двигателя, но при более высоких оборотах за миганием трудно уследить. Тогда лучше использовать мультиметр или осциллограф для проверки частоты, а также напряжения сигнала.

Важный совет: При проверке сигнала датчика никогда не используйте контрольную лампу с вольфрамовой нитью накала, это может вызвать дополнительную перегрузку по току и привести к повреждению датчика. Рекомендуется всегда использовать некоторые из более чувствительных инструментов, например, тестовую лампу со светодиодной подсветкой или электрический мультиметр.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Вас также могут заинтересовать мои недавние сообщения: • Объяснение разъема OBD-II и кодов неисправностей • Объяснение автомобильной системы шины CAN • Система зажигания с индуктивным датчиком • Система зажигания с датчиком Холла • Двигатель Объяснение датчика давления масла • Принципы работы и диагностика топливной форсунки • Основы и проверка автомобильных реле • Основы и проверка автомобильной тормозной жидкости • 6 советов по подготовке автомобиля к летнему вождению • Что означают сигнальные лампы на приборной панели?

• Маркировка шин легковых автомобилей и их значение

Разработано и опубликовано Кириллом Муцевским Автомобильный инженер с более чем 15-летним опытом работы в: • Диагностика, техническое обслуживание и ремонт автомобилей • Помощь на дороге, обучение диагностике и поломкам автомобилей • Создание гоночных двигателей, модификация двигателей, разработка и испытания • Исследования в области двигателей внутреннего сгорания, топлива для двигателей, моторных масел и присадок • Продажа шин и легкосплавных дисков, решение проблем с гарантией • Написание и публикация автомобильных технических книг, руководств и статей

Индуктивные датчики скорости

Виды
выходов
датчиков
по
полярности

Главная

Датчики положения СЕНСОР

Индуктивные бесконтактные датчики

ДКС

Документация и ПО

4 файла,
18 MB

Датчики контроля скорости ДКС предназначены для осуществления остановки или снижения скорости вращения (движения) конвейеров, транспортеров, барабанов и других вращающихся устройств при помощи электрического сигнала, который датчик отправляет на исполнительные устройства или механизмы.

ДКС представляет собой индуктивный датчик, контролирующий частоту импульсов воздействия и имеющий бинарный выход. Вращающийся (движущийся) объект воздействует на чувствительный элемент датчика с частотой, пропорциональной частоте его вращения (движения) либо непосредственно, либо при помощи соединенного с ним металлического объекта. Наличие напряжения на выходе датчика свидетельствует о нормальной частоте вращения, в противном случае пассивный выходной сигнал сообщает о снижении частоты ниже допустимой. Потенциометр устанавливает необходимое значение контролируемой минимальной частоты.

От изготовителя датчик поставляется без конкретной настройки срабатывания. Заказчик имеет возможность настройки на требуемую пороговую частоту и регулировки срабатывания на месте эксплуатации с помощью встроенного потенциометра.

Датчики контроля скорости СЕНСОР серия ДКС

Габаритные размеры датчика ДКС-М30-81У, мм

Габаритные размеры датчика ДКС-М30-81C, мм

Схема подключения датчика ДКС-М30

Используя этот веб-сайт, Вы даете согласие на обработку файлов cookie, пользовательских данных в целях корректного функционирования сайта и проведения статических исследований.

Принцип
работы
индуктивного
датчика

Индуктивные датчики скорости

Индуктивные датчики скорости

NSCH — индуктивные датчики скорости

NSCH – индуктивные датчики скорости

NSCH – индуктивные датчики скорости

разъем М12, 4-pin

Или кабель 2м, 3-жилы

f = 5 кГц,

2мм, 4мм, 5мм, 8мм

•  М12, М18 – размеры корпусов датчиков

•  f = 5 кГц – частота переключения

•  Sn =  2 мм, 4 мм – экранированный тип датчика

5 мм, 8 мм – неэкранированный тип датчика

•  PNP NO / PNP NC / NPN NO / NPN NC – варианты сигнала на выходе

•  корпус из никелированной латуни

•  встроенная электрическая защита

•  разъем М12 4-pin / кабель 2м 3-жильный

•  12 — 24 VDC – диапазон напряжения питания

•  степень защиты IP67

Индуктивный датчик скорости применяется в основном для измерения скорости вращения зубчатого колеса, а также дисков, валов и других вращающихся механизмов, а также для позиционирования высокоскоростных объектов.

Индуктивные датчики скорости

NSCH-5 – индуктивные датчики скорости, f=5кГц

Запросить стоимость датчиков NSCH-5, f=5кГц

f = 10 кГц,

•  f = 10 кГц – частота переключения

Индуктивные датчики скорости

NSCH-10 – индуктивные датчики скорости, f=10кГц

Запросить стоимость датчиков NSCH-10, f=10кГц

Варианты наименований индуктивных датчиков скорости NSCH, 5 кГц:

NSCh2202-PO5S, NSCh2204-PO5S, NSCh2805-PO5S, NSCh2808-PO5S, NSCh2202-PC5S, NSCh2204-PC5S, NSCh2805-PC5S, NSCh2808-PC5S, NSCh2202-NO5S, NSCh2204-NO5S, NSCh2805-NO5S, NSCh2808-NO5S, NSCh2202-NC5S, NSCh2204-NC5S, NSCh2805-NC5S, NSCh2808-NC5S, NSCh2202-PO5C, NSCh2204-PO5C, NSCh2805-PO5C, NSCh2808-PO5C, NSCh2202-PC5C, NSCh2204-PC5C, NSCh2805-PC5C, NSCh2808-PC5C, NSCh2202-NO5C, NSCh2204-NO5C, NSCh2805-NO5C, NSCh2808-NO5C, NSCh2202-NC5C, NSCh2204-NC5C, NSCh2805-NC5C, NSCh2808-NC5C

Варианты наименований индуктивных датчиков скорости NSCH, 10 кГц:

NSCh2202-PO10S, NSCh2204-PO10S, NSCh2805-PO10S, NSCh2808-PO10S, NSCh2202-PC10S, NSCh2204-PC10S, NSCh2805-PC10S, NSCh2808-PC10S, NSCh2202-NO10S, NSCh2204-NO10S, NSCh2805-NO10S, NSCh2808-NO10S, NSCh2202-NC10S, NSCh2204-NC10S, NSCh2805-NC10S, NSCh2808-NC10S, NSCh2202-PO10C, NSCh2204-PO10C, NSCh2805-PO10C, NSCh2808-PO10C, NSCh2202-PC10C, NSCh2204-PC10C, NSCh2805-PC10C, NSCh2808-PC10C, NSCh2202-NO10C, NSCh2204-NO10C, NSCh2805-NO10C, NSCh2808-NO10C, NSCh2202-NC10C, NSCh2204-NC10C, NSCh2805-NC10C, NSCh2808-NC10C

Применение
индуктивного
датчика

Индуктивные датчики скорости

Про анемометры:  Ошибка P0102 — Датчик массового расхода воздуха – низкий уровень входного сигнала
Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий