Brezkontaktni senzorji: pregled, princip delovanja, namen. Dotaknite se stikala

Pogosto v elektroniki tak radiofunkcijski element, kot stikalo reed, najde svojo uporabo. Njegova značilnost je zmožnost zapiranja kontaktov pri obsevanju z magnetnim poljem. Kaj to pomeni? S tem, ko vzamete preprost magnet ali namestite elektromagnet v bližini reed stikala, lahko preprosto vzpostavite in zaprete kontakte tega radijskega elementa. V bistvu je nekakšen nekontaktni senzor.

Opredelitev pojma

Kaj je senzor bližine? S tem je mišljena elektronska naprava, ki beleži prisotnost določenega predmeta v območju svojega delovanja in se sproži brez mehanskih ali kakršnihkoli drugih učinkov.

Brezkontaktni senzorji se uporabljajo na različnih področjih. To je ustvarjanje gospodinjskih aparatov in varnostnih sistemov, industrijske tehnologije in avtomobilske industrije. Mimogrede, ta element se popularno imenuje "bližinsko stikalo".

Koristi

Med glavne prednosti bližinskih senzorjev jih ločujejo:

- kompaktne velikosti;

- visoka stopnja tesnosti;

- trajnost in zanesljivost;

- majhna teža;

- različne možnosti namestitve;

- pomanjkanje stika s predmetom in obratni vpliv.

Razvrstitev

Obstajajo različne vrste bližinskih senzorjev. Razvrščeni so v skladu z načelom ukrepanja in so:

- kapacitivni;

- optični;

- induktivno;

- ultrazvok;

- magnetno občutljivi;

- pirometrično.

Razmislite o vsaki od teh vrst naprav posebej.

Kapacitivni senzorji

V središču teh naprav je merjenje električnih kondenzatorjev. V svojem dielektriku in je predmet, ki je predmet registracije. Namen brezkontaktnih senzorjev tega tipa je delo z veliko aplikacijami. To je na primer prepoznavanje geste. Kapacitivni senzorji za avtomobilski dež. Takšne naprave merijo nivo tekočine pri obdelavi različnih materialov itd.

Kapacitivni senzor bližine je analogni sistem, ki deluje na razdalji do 70 centimetrov. Za razliko od drugih podobnih naprav ima večjo natančnost in občutljivost. Navsezadnje se sprememba zmogljivosti pojavlja le v nekaj pikofaradih.

Ta brezkontaktni senzorski tokokrog vključuje plošče, ki so sestavljene iz prevodnega tiskanega vezja in polnjenja. V tem primeru nastane kondenzator. In to se bo zgodilo kadarkoli, bodisi v prevodnem ozemljenem elementu bodisi v nekem predmetu, katerega dielektrična konstanta se razlikuje od zraka. Taka naprava bo delovala tudi, če se v območju delovanja naprave pojavi oseba ali njen del, ki bo podoben potencialu tal. Ko se približate, se bo na primer spremenil prst kapacitivnost kondenzatorja. Tudi če upoštevamo, da je sistem nelinearen, ne bo težko za tuje predmete, da se pojavijo v pregledanih mejah.

Shema ožičenja takšnega senzorja bližine je lahko zapletena. Naprava lahko vključuje več elementov, ki so neodvisni drug od drugega v smeri levo / desno in tudi gor / dol. To bo razširilo zmožnosti naprave.

Optični senzorji

Takšna brezkontaktna stikala danes najdejo široko uporabo v mnogih vejah človeške dejavnosti, kjer deluje oprema, potrebna za odkrivanje objektov. Pri povezovanju senzorja bližine se uporablja kodiranje. To vam omogoča, da preprečite lažno sprožitev naprave zaradi zunanjega vpliva svetlobnih virov. Ti senzorji delujejo pri nizkih temperaturah. V teh pogojih se postavijo na termooblike.

Kaj so nenadzorovani optični senzorji? To je elektronsko vezje, ki se odziva na spremembe svetlobni tok ki pade na sprejemnik. Takšno načelo delovanja omogoča določanje prisotnosti ali odsotnosti objekta v določeni prostorski domeni.

Zasnova optičnih bližinskih senzorjev ima dve glavni enoti. Eden od njih je vir sevanja, drugi pa sprejemnik. Lahko so v enem, in v različnih primerih.

Pri upoštevanju načela brezkontaktnega senzorja lahko ločimo tri vrste optičnih naprav:

1. Barrier. Delovanje optičnih stikal tega tipa (T) se izvaja na direktnem žarku. V tem primeru so instrumenti sestavljeni iz dveh ločenih delov - oddajnika in sprejemnika, ki sta nameščena soosno glede na drugo. Tok sevanja, ki ga oddaja radiator, mora biti usmerjen točno na sprejemnik. Ko je predmet prekinjen, se aktivira stikalo. Taki senzorji imajo dobro odpornost proti hrupu. Poleg tega se ne bojijo kapljice dežja ali prahu itd.
2. Razpršeno Delovanje optičnih stikal tipa D temelji na uporabi žarka, odbitega od objekta. Sprejemnik in oddajnik take naprave se nahajata v istem paketu. Oddajnik usmerja tok v objekt. Žarek, ki se odbija od njegove površine, je porazdeljen v različnih smereh. V tem delu toka se vrne nazaj, kjer ga zajame sprejemnik. Posledično se aktivira stikalo.
3. Reflex. Taki optični bližinski senzorji so tipa R. Uporabijo žarek, ki se odbija od reflektorja. Sprejemnik in oddajnik takšne naprave se prav tako nahajata v istem ohišju. Ko se udari na reflektor, se žarek odbije, se izkaže v območju sprejemnika, zaradi česar se naprava sproži. Takšne naprave delujejo na razdalji do 10 metrov. Morda njihova uporaba za pritrditev prosojnih predmetov.

Induktivni senzorji

Osnova te naprave je načelo obračunavanja sprememb v induktivnosti njegovih glavnih sestavnih delov - tuljave in jedra. Od tod tudi ime samega senzorja.

Spremembe v indukciji kažejo, da se je v magnetnem polju tuljave pojavil kovinski predmet, ki ga je spremenil in s tem celoten vezni načrt, katerega glavna funkcija je dodeljena primerjalniku. Ko se to zgodi, se na rele sprosti signal in tok se izklopi.

Na podlagi tega lahko govorimo o glavnem namenu take naprave. Uporablja se za merjenje premikov opreme, ki jo je treba zaustaviti, če so meje terena presežene. Senzorji imajo omejitve gibanja od enega mikrona do dvajset milimetrov. V zvezi s tem se taka naprava imenuje tudi induktivno pozicijsko stikalo.

Pregled brezkontaktnih senzorjev te vrste nam omogoča razlikovanje med njimi. Ta razvrstitev temelji na drugačnem številu priključnih žic:

1. Dvožilni. Takšni induktivni senzorji so priključeni neposredno na vezje. To je najbolj preprosta, a hkrati precej muhasta možnost. Zahteva nazivno odpornost na obremenitev. Z zmanjšanjem ali povečanjem tega kazalnika delovanje instrumenta postane napačno.
2. Trižična. Ta tip indukcijskega senzorja je najpogostejši. V takih shemah, dve žici bi morali biti povezani z napetostjo, in eno - neposredno na tovor.
3. Štiri in petožilne. V teh senzorjih sta dve žici priključeni na obremenitev, peto pa za izbiro želenega načina delovanja.

Ultrazvočni senzorji

Te naprave se pogosto uporabljajo na različnih področjih proizvodnje in rešujejo številne probleme avtomatizacije tehnoloških ciklov. Za določanje lokacije in razdalje različnih objektov se uporabljajo ultrazvočni senzorji bližine.

Na primer, uporabljajo se za zaznavanje oznak in celo preglednih oznak za merjenje razdalje in nadzor gibanja predmeta. Z njihovo pomočjo določite nivo tekočine. Potreba po tem se pojavi na primer pri porabi goriva pri opravljanju prevozov. In to so le nekatere od mnogih uporab ultrazvočnih tipskih stikal.

Takšni senzorji so zelo kompaktni. Odlikuje jih kakovostna oblika in odsotnost različnih gibljivih delov. Ta oprema se ne boji onesnaževanja, ki je z vidika proizvodnje zelo pomembno in tudi ne zahteva skoraj nobenega vzdrževanja.

Ultrazvočni senzor vsebuje piezoelektrični grelec, ki je hkrati radiator in sprejemnik. Ta strukturni del reproducira tok zvočnih impulzov, ga vzame in pretvori prejeti signal v napetost. Nato se pošlje krmilniku, ki opravi obdelavo podatkov in izračuna razdaljo, na kateri je predmet. Ta tehnologija se imenuje eholokacija.

Aktivno območje ultrazvočnega senzorja je območje delovanja. To je razdalja, v kateri lahko ultrazvočna naprava »vidi« predmet in ni pomembno, ali se približuje občutljivemu elementu v aksialni smeri ali se premika po zvočnem stožcu.

Odvisno od načela delovanja se razlikujejo ultrazvočni senzorji:

1. Določbe. Takšne naprave se uporabljajo za izračun časovnega intervala, ki je potreben, da zvok potuje od instrumenta do predmeta in nazaj. Brezkontaktni ultrazvočni senzorji položaja se uporabljajo za spremljanje lokacije in razpoložljivosti različnih mehanizmov, kot tudi za njihovo štetje. Takšne naprave se uporabljajo tudi kot indikator nivoja različnih tekočin ali razsutih materialov.
2. Razdalje in gibanja. Načelo delovanja takšnih naprav je podobno tistemu, ki se uporablja v zgoraj opisani napravi. Razlika je le v vrsti signala, ki je prisoten na izhodu. Je analogna, ne diskretna. Senzorji te vrste se uporabljajo za pretvorbo razpoložljivih indikatorjev razdalje do objekta v določene električne signale.

Magnetni senzorji

Ta stikala se uporabljajo za nadzor položaja. Senzorji se sprožijo s približevanjem magneta, ki se nahaja na gibljivem delu mehanizma. Takšne naprave imajo razširjeno temperaturno območje (od -60 do +125 stopinj Celzija). Ta funkcionalnost vam omogoča avtomatizacijo velikega števila kompleksnih proizvodnih procesov.

Brezkontaktno temperaturno tipalo z magnetno občutljivim tipom:

- za kemijsko in metalurško industrijo;

- v regijah na daljnem severu;

- na železniškem voznem parku;

- v hladilnih enotah;

- na dvigalih;

- v buldožerjih;

- v snežnih strojih itd.

Uporabljajo jih v varnostnih sistemih stavb, kot tudi za avtomatsko odpiranje oken in vhodnih vrat.

Najbolj sodobni in hitro delujoči senzorji so magnetno občutljivi Učinek Hall. Ni predmet mehanske obrabe, ker imajo elektronski izhodni ključ. Vir teh senzorjev je skoraj neomejen. V zvezi s tem je njihova uporaba ugodna in praktična rešitev problemov merjenja števila vrtljajev gredi, določanja lokacije hitro premikajočih se objektov itd.

Pri merjenju nivoja tekočin se pogosto uporabljajo float magnetno občutljivi senzorji. So najboljša možnost za določitev zahtevane zmogljivosti zaradi nizkih stroškov in enostavnosti oblikovanja.

Mikrovalovni senzorji

Ta vrsta bližinskih stikal je najbolj vsestranska možnost oblikovanja, ki omogoča neprekinjeno skeniranje vročenega območja. Upoštevati je treba, da so v višji cenovni kategoriji, kot na primer primerki z ultrazvokom.

Delovanje takšne naprave nastane zaradi emisije elektromagnetnih valov z visoko frekvenco, katerih vrednost se v napravah različnih proizvajalcev nekoliko razlikuje. Mikrovalovni senzorji so konfigurirani za skeniranje in sprejemanje odbitih valov. To napravi omogoča, da zajame tudi najmanjše spremembe v elektromagnetnem ozadju. Če se to zgodi, se alarmni sistem, povezan s senzorjem, takoj sproži, v obliki alarma, osvetlitve itd.

Mikrovalovne naprave imajo visoko odzivno točnost in občutljivost. Za njih niso ovire zidovi opeke, vrata in pohištvo. To dejstvo je treba upoštevati pri namestitvi sistema. Stopnjo občutljivosti instrumenta lahko spremenite z nastavitvijo zaznavalo gibanja.

Uporabite mikrovalovna stikala za nadzor notranje in zunanje razsvetljave, alarmnih naprav, električnih naprav itd.

Pirometrični senzorji

Prisotnost toplotnega sevanja, ki je žarek elektromagnetnih valov različnih dolžin, je značilen za organizem živih bitij. S povečanjem telesne temperature se poveča količina energije, ki jo oddaja.

Na osnovi fiksiranja toplotnega sevanja delujejo senzorji, ki se imenujejo pirometrični senzorji. To so:

- skupno sevanje, merjenje skupne toplotne energije telesa;

- delno sevanje, ki meri energijo območja, omejenega s sprejemnikom;

- spektralno razmerje, ki daje razmerje med energijo določenih delov spektra.

Brezkontaktni senzorji, senzorji se najpogosteje uporabljajo v napravah, ki beležijo premikanje predmetov.

Stikala na dotik

Razvojne tehnologije so vplivale na skoraj vsa področja človekove dejavnosti. Niso zaobšli vprašanj o izboljšanju doma. Eden od očitnih primerov je stikalo na dotik. Ta naprava vam omogoča lahek nadzor osvetlitve prostora.

Stikalo na dotik takoj deluje tudi z najslabšim pritiskom gumba. Njena zasnova vključuje tri glavne elemente. Med njimi so:

1. Kontrolna enota, ki obdeluje dohodni signal in ga prenese na želene elemente.
2. Preklopna naprava Ta del zapre in odpre vezje, prav tako pa spremeni trenutno jakost, ki jo porabi svetilka.
3. Nadzorna plošča (dotik). S to podrobnostjo stikalo sprejema signale iz daljinskega upravljalnika ali z dotikom. Večina sodobnih naprav deluje, ko držite roko zraven njih.

Standardni modeli lahko:

- vklopite in izklopite luč;

- prilagoditev svetlosti;

- spremljanje delovanja ogrevalnih naprav, poročanje o spremembah temperature;

- odpiranje in zapiranje žaluzij;

- vklopite in izklopite gospodinjske aparate.

Touch stikala proizvajajo različne vrste. Poseben model je izbran glede na potrebe poslovnega ali stanovanjskega objekta. Na primer, želja po nakupu in namestitvi senzorske naprave se lahko pojavi zaradi lokacije stacionarnega stikala v neprijetnem mestu z nemožnostjo prenosa. Ali pa lahko oseba, katere mobilnost je omejena, živi v hiši ali stanovanju. Včasih so stacionarna stikala na takšni višini, da niso dostopna otrokom. Reševanje problema bo zahtevalo izbiro določenega modela. Nekateri lastniki raje namestijo stikala na dotik, da spremenijo svetlost svetlobe brez vstajanja iz postelje itd.