메커니즘 위치를 위한 비접촉식 센서

이 기사에서는 메커니즘의 위치 센서에 대해 설명합니다. 기본적으로 모든 센서의 주요 기능은 특정 이벤트가 발생했을 때 신호를 보내는 것입니다. 즉, 트리거 이벤트가 발생하면 센서가 활성화되어 아날로그 또는 이산 디지털 신호가 될 수 있는 신호를 생성합니다.

리미트 센서는 수십 년 동안 위치 센서로 사용되었습니다. 스위치. 일부 변수(위치)가 특정 값에 도달하면 기계적으로 열리거나 닫히는 전기 접점으로 구성됩니다. 다양한 유형의 리미트 스위치는 많은 제어 시스템의 중요한 부분이며 그 신뢰성은 스위치에 달려 있습니다. 이러한 센서에는 리소스가 제한된 움직이는 기계 요소가 포함되어 있습니다.

리미트 스위치는 현재 다양한 근접 센서로 활발히 대체되고 있습니다. 대부분 다음 유형의 근접 센서: 유도형, 발전기, 자력기체 및 광전자. 이 센서는 위치가 모니터링되는 움직이는 물체와 기계적으로 접촉하지 않습니다.

비접촉식 위치 센서는 메커니즘을 켜는 고속 및 고주파수를 보장합니다. 이러한 센서의 특정 단점은 공급 전압 및 온도 변화에 대한 정확도, 의존성입니다. 요구 사항에 따라 이러한 장치의 출력 장치는 다음과 같을 수 있습니다. 비접촉식 논리 소자그리고 전기 릴레이.

전기 드라이브의 정밀 제동 방식에서 근접 센서는 저단 변속 명령과 최종 정지 명령 모두에 사용할 수 있습니다.

오늘날 시장에는 많은 유형의 센서가 있지만 이 기사의 프레임워크 내에서 직접 유도 위치 센서라는 주제를 강조할 것입니다. 왜냐하면 80% 이상의 경우 메커니즘 위치에 대한 센서 역할을 하는 유도 센서이기 때문입니다.

금속이 트리거 영역에 접근하면 유도 센서가 트리거됩니다. 이러한 이유로 유도 위치 센서는 존재 센서, 근접 센서 또는 단순히 유도 스위치라고도 합니다.

이제 유도 센서의 작동 원리를 살펴보겠습니다. 위에서 언급했듯이 금속이 트리거 영역에 충분히 가까워지면 센서가 활성화됩니다. 이 현상은 관련된 상호 작용으로 구성됩니다. 인덕터 금속이 접근하면 코일의 자기장의 크기가 급격히 바뀌어 센서가 활성화되고 해당 신호가 출력에 나타납니다.

장치의 전자 부품에는 릴레이 또는 트랜지스터 스위치를 제어하는 ​​제어 회로가 포함되어 있습니다. 다음 부분으로 구성됩니다.

• 물체와 상호 작용하는 데 필요한 전자기장을 생성하는 생성기입니다.

• 스위칭 히스테리시스를 제공하는 슈미트 트리거.

• 필요한 작동 값에 도달하도록 신호의 진폭을 증가시키는 증폭기.

• 스위치의 상태를 알려주는 LED 표시기. 또한 성능 모니터링 및 구성을 제공합니다.

• 고체 입자와 물의 침투를 방지하는 화합물.

• 센서를 장착하고 다양한 기계적 영향으로부터 보호하기 위한 하우징 황동 또는 폴리아미드로 만들어지며 패스너로 마감됩니다.

유도 위치 센서는 기계 부품의 위치를 ​​주기적으로 또는 지속적으로 결정해야 하는 산업 자동화 시스템에서 널리 사용됩니다. 센서는 드라이브로 전송되는 신호를 생성합니다. 스타터, 컨트롤러, 릴레이, 주파수 변환기 등이 실행 메커니즘으로 작동할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 센서의 매개변수가 전압 및 전류 측면에서 드라이브의 매개변수와 일치한다는 것입니다.

대부분의 센서는 전원 장치가 아니며 주로 신호 ​​장치이므로 일반적으로 센서 자체는 강력한 것을 전환하지 않고 제어 만 제어 신호를 제공하며 이미 연결할 수있는 작업 시작 장치 역할을합니다. 전원 스위칭 .

최신 유도 위치 센서는 플라스틱 또는 금속 하우징의 두 가지 버전(직사각형 또는 원통형)에서 가장 흔히 볼 수 있습니다. 단면이 원형인 센서의 직경은 4 ~ 30mm가 될 수 있지만 가장 일반적으로 사용되는 직경은 18 및 12mm입니다.

센서가 장비에 장착되면 금속판과 센서의 작동 영역 사이에 간격이 설정되며 일반적으로 이 거리는 센서의 직경을 초과하지 않으며 일반적으로 그것의 직경.

연결 방법에 따라 유도 위치 센서는 2선식, 3선식, 4선식 및 5선식이 될 수 있습니다.

2와이어와 같은 부하를 직접 전환 스타터 코일즉, 기존 스위치처럼 작동합니다. 2선식 센서는 부하 저항이 필요하므로 신뢰할 수 있는 도구로 항상 적합한 것은 아니지만 관련성을 잃지는 않습니다.

부하는 센서와 단순히 직렬로 연결됩니다. 정전압을 사용하는 경우 극성을 관찰하는 것이 중요합니다. 교대 극성이 중요하지 않은 경우 가장 중요한 것은 스위치 전력과 전류입니다.

3선 센서에는 센서 자체에 전원을 공급하는 세 번째 전선이 있으며 이것이 가장 널리 사용되는 솔루션입니다. 4선식 및 5선식 센서에는 부하를 연결하기 위한 트랜지스터 또는 릴레이 출력이 있으며 다섯 번째 와이어를 사용하면 출력의 초기 상태인 센서의 작동 모드를 선택할 수 있습니다.

출력이 릴레이 및 트랜지스터일 수 있으므로 센서는 출력 장치에 따라 릴레이, npn 및 pnp의 세 가지 유형으로 나뉩니다.

릴레이 출력이 있는 센서

릴레이 출력이 있는 센서는 포함된 회로에서 공급 회로를 갈바닉 절연합니다. 하나의 전선을 전환하고 전환 회로의 전압은 특별히 중요하지 않습니다. 센서의 전원 공급 회로가 전기적으로 절연되어 있기 때문에 릴레이 센서의 장점이라고 할 수 있습니다. 이 유형의 센서는 일반적으로 큽니다.

pnp 트랜지스터 출력이 있는 센서

센서에는 출력에 pnp 트랜지스터가 있어 양극선을 부하와 정류시킵니다. 부하는 출력 pnp 트랜지스터의 컬렉터 회로에 연결되며 두 번째 리드를 통해 영구적으로 음극에 연결됩니다.

npn 트랜지스터 출력이 있는 센서

센서에는 출력에 NPN 트랜지스터가 있어 음극선을 부하와 정류합니다. 부하는 출력 npn 트랜지스터의 컬렉터 회로에 연결되며 두 번째 리드를 통해 양극 리드에 영구적으로 연결됩니다.

출력의 초기 상태에 따라 유도 위치 센서는 상시 폐쇄 또는 상시 개방 접점일 수 있습니다. 초기 상태는 센서가 아직 트리거되지 않은 순간, 즉 활성화되지 않은 상태임을 의미합니다.

출력 접점이 일반적으로 닫혀 있으면 유휴 시간에 부하가 연결되고 일반적으로 열려 있으면 센서가 트리거될 때까지 부하가 ​​차단되고 드라이브(예: 접촉기)에 전원이 공급되지 않습니다. 일반적으로 닫힌 접점은 영어 형식 — N.C.로 지정됩니다. (평상시 닫힘), 평상시 열림 — N.O. (평상시 개방).

따라서 트랜지스터 출력이 있는 센서는 전도도(pnp 또는 npn)에 따른 두 가지 유형과 출력의 초기 상태에 따른 두 가지 유형의 네 가지 유형이 있습니다. 전원을 켜거나 끌 때 지연이 있을 수도 있습니다.

센서에 연결된 드라이브 유형과 전원 공급 방식에 따라 센서의 논리는 양수 또는 음수가 될 수 있습니다. 이는 장치의 입력을 활성화하는 전압 수준 때문입니다.

액추에이터의 음극선이 접지, 마이너스에 연결될 때 입력이 활성화되면 논리를 음극이라고 하며 이러한 연결은 npn 유형 트랜지스터 출력이 있는 센서의 특징입니다.

포지티브 로직은 활성화될 때 드라이브의 포지티브 와이어를 포지티브 전원 공급 장치에 연결하는 것과 일치하며, 이 로직은 pnp 트랜지스터 출력이 있는 센서에서 일반적입니다. 대부분의 경우 메커니즘의 위치에 대한 유도 센서의 작동에 긍정적인 논리가 있습니다.

가장 일반적으로 사용되는 이전 유형의 유도 위치 센서

유도 위치 센서 IKV-22

유도형 센서 IKV-22. 이 센서의 작동은 자기 회로의 에어 갭이 변경될 때 강철 코어가 있는 코일의 유도 저항을 변경하는 원리를 기반으로 합니다.

두 개의 코일이 있는 자기 회로는 플라스틱 덮개로 닫힌 강판에 장착됩니다. 두 개의 MBGP 커패시터(하나는 15μF, 200V 용량, 다른 하나는 10μF, 400V 용량)가 바닥면에서 플레이트에 부착됩니다. 커패시터는 덮개로 덮여 있습니다. 케이블은 씰을 통해 연결됩니다. 마그네틱 션트는 메커니즘에 설치되며 치수는 최소 두께 2mm, 너비 80mm, 길이 140mm이어야 합니다. 자기 회로와 션트 사이의 공극은 6 ± 4mm입니다.

출력 릴레이는 일반적으로 코일의 유도 저항의 변화로 인해 자기 분로가 센서를 통과하는 순간에 켜지고 꺼집니다. 전류 공진이 발생하고 릴레이 코일을 통과하는 전류가 떨어집니다. 이 릴레이: MKU-48 유형, 12V AC, 인출 전류 0.45A 이하, 드롭 전류 0.1A 이상.센서 회로의 공급 전압은 24V AC 릴레이입니다.

유도 위치 센서 ID-5

야금 작업장에서는 최대 + 80 ° C의 주변 온도와 최대 100%의 습도에서 작동하도록 설계된 ID-5 유형의 유도 센서가 사용됩니다. 전도성 먼지와 스케일은 허용됩니다. UID-10 유형 반도체 출력 증폭기가 센서와 함께 사용됩니다. 증폭기의 출력 전력(25W)은 광범위한 REV-800 계전기, 접촉기 KP21, MK-1 등을 켜기에 충분합니다.

센서와 관찰된 강자성 물체 사이의 에어 갭은 최대 30mm가 될 수 있습니다. ID-5 센서의 크기는 187x170x70mm이고 공급 전압은 220V ± 15%, 50Hz입니다.

소형 BSP 비접촉식 스위치

소형 모션 스위치 BSP-2(논리 요소에 대한 비접촉 출력 포함) 및 BRP(릴레이 PE-21, 24V, 16옴에 대한 출력 포함)는 금속 절단기에 사용됩니다.

BSP-2 스위치는 차동 변압기 센서와 반도체 트리거로 구성됩니다. 첫 번째 센서 코일의 자기 시스템은 철판에 의해 움직이고 두 번째 코일은 평면 전기자 메커니즘에 연결된 자기 시스템 위로 이동하면서 조작됩니다. 코일은 반대 방향으로 켜집니다.

전기자가 센서 위에 있는 경우 코일의 유도 리액턴스는 동일하고 차동 변압기의 센서 출력은 0입니다. 이 경우 트리거 출력에 최소 2.5V의 전압이 나타나며 이는 논리 요소가 작동하기에 충분합니다.

센서 위에 전기자가 없으면 트리거에 전압이 가해져 원래 상태로 돌아갑니다. 그런 다음 스위치의 출력 신호는 0입니다.

BRP 스위치의 작동 원리는 여러면에서 BSP-2와 유사하며 유도 센서 (차동 변압기 회로에 따름), 트리거 및 증폭기가 상자 내부에 설치됩니다. 권수가 다른 2차 코일은 반대 방향으로 켜집니다. 전기자가 센서의 자기 시스템과 겹치면 신호가 감소하고 위상이 변경된 후 트리거가 전환되고 외부 출력 릴레이(PE-21, 24V, 16Ohm)가 활성화됩니다.

메커니즘에 고정된 앵커의 크기는 80x15x3mm입니다. 앵커와 센서 사이의 간격은 4mm입니다. 공칭 모드에서 스위치의 정확도는 ± 0.5mm이고 작동 차이는 5mm 이하입니다. 에. 공급 전압 및 온도의 변동, BSP-2 및 BRP 스위치의 오류는 ±(2.5-f-3.0) mm에 도달할 수 있습니다.

고주파 유도형 센서 VKB

U자형 또는 평면 전기자가 있는 VKB 유형의 고정밀 유도 센서는 금속 절단기의 자동화에도 사용됩니다. 내장형 변압기의 극은 개방형 전자기 시스템을 형성합니다. 작동 에어 갭은 0.1-0.15mm입니다.

변압기의 2차 권선의 출력 전압은 차동 측정 회로에 공급된 다음 트랜지스터 증폭기에 공급됩니다. 5 ~ 40 ° C의 온도 변동 및 공칭 값의 85 ~ 110 %의 전압이있는 센서의 총 오류는 ± (0.064-0.15) mm이며 응답 차이는 0.4 mm를 초과하지 않습니다. 메커니즘의 최대 이동 속도는 10m / mm입니다. 센서 치수 62x34x24mm. 공급 전압 12V.

차동 회로가 있는 금속 절단 기계용 정밀 유도 센서의 특수 유형은 오차가 ± 0.01mm 미만입니다.이러한 센서에는 전자 장치의 센서 장치로 구성된 VPB12 유형의 비접촉 모션 스위치가 포함됩니다. 센서 유닛은 유도 일 센서, 유도 보상 센서 및 인쇄 회로 기판을 포함합니다. 메커니즘이 장착됩니다: 제어 페라이트 요소. 공급 전압 12V DC. 최대 노출 거리는 0.12mm 이하입니다. RPU-0 유형 릴레이를 센서 출력에 연결할 수 있습니다. 출력 장치의 최대 부하 전류는 0.16A입니다.

발전기 위치 센서

이 유형의 센서는 콤팩트하고 매우 정확합니다. KVD-6M 및 KVD-25 시리즈(슬롯 포함), KVP-8 및 KVP-16(항공기)의 센서 생성기는 잘 입증되었습니다. 습기와 먼지가 많은 곳에서 사용하기에 적합합니다. 센서의 트랜지스터 회로 요소(제너레이터 및 트리거)는 내충격성 폴리스티렌 하우징에 있습니다. 밀봉은 냉간 경화 화합물로 이루어집니다. 작동 온도 범위는 - 30 ~ +50 °C입니다.

HPC 센서는 금속판(«플래그»)이 슬롯을 통과할 때 이산 신호를 생성하여 트리거의 생성 및 전환에 고장을 일으킵니다. 슬롯의 너비는 KVD-6M 센서의 경우 6mm, KVD-25 센서의 경우 25mm입니다.

KVP-8 및 KVP-16 센서는 금속판이 각각 최대 8mm 및 16mm 거리에서 센서를 통과할 때 활성화됩니다.