Scopo, dispositivo e principio di funzionamento di un sensore induttivo in un linguaggio semplice

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

Nelle moderne macchine utensili e apparecchiature di alta precisione, dove è importante controllare la posizione degli elementi strutturali, è installato un sensore induttivo. Per cosa viene utilizzato questo dispositivo, quali tipi e metodi di connessione esistono, come funziona, considereremo in questo articolo.

Appuntamento

Un sensore induttivo è progettato per controllare il movimento del corpo di lavoro senza contatto diretto con esso. Il principale campo di applicazione sono le apparecchiature per macchine utensili, dispositivi medici di precisione, sistemi di automazione per processi tecnologici, misurazione e controllo della forma del prodotto. In conformità con le disposizioni della clausola 2.1.1.1 di GOST R 50030.5.2-99, questo è un sensore che crea un campo elettromagnetico nell'area di sensibilità e ha un interruttore a semiconduttore.

L'ambito di applicazione dei sensori induttivi è in gran parte determinato dalla loro elevata affidabilità e resistenza a fattori esterni. Molti fattori ambientali non influenzano le letture e il funzionamento: umidità, condensa, accumulo di polvere e sporco, ingresso di particelle solide. Tali funzionalità sono fornite dal loro dispositivo e dai dati di progettazione.

instagram viewer

Dispositivo

Lo sviluppo del segmento dell'elettronica radio ha portato non solo al miglioramento dei meccanismi iniziali, ma anche all'emergere di sensori induttivi fondamentalmente nuovi. Ad esempio, considera una delle opzioni più semplici (Figura 1):

Figura: 1. Dispositivo sensore induttivo

Come puoi vedere nella figura, include:

  • circuito magnetico o giogo (1) - progettato per trasmettere il campo elettromagnetico dal generatore alla zona di sensibilità;
  • induttore (2) - crea un campo elettromagnetico alternato quando una corrente elettrica scorre attraverso le spire;
  • oggetto di misura (3) - ancoraggio metallico inserito o spostato nella zona di sensibilità, oggetti non metallici non in grado di influenzare lo stato del campo elettromagnetico, pertanto non vengono utilizzati come rivelatore;
  • lo spazio tra l'oggetto di misura e il circuito magnetico principale (4) - fornisce una misura dell'interazione come dielettrico magnetico, a seconda del modello del sensore e del metodo di movimento, può rimanere invariato o fluttuare in un dato intervallo;
  • generatore (5) - progettato per generare una tensione elettrica di una data frequenza, che creerà un campo magnetico alternato in una data area.

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di un sensore induttivo è la capacità del campo elettromagnetico di modificare i suoi parametri, a seconda del valore della conducibilità magnetica lungo il percorso del flusso. Il suo funzionamento si basa sulla versione classica di una bobina avvolta su un'anima.

Figura: 2. Campo magnetico a riposo

Quando una corrente elettrica I scorre attraverso le spire di questa bobina, viene generato un campo magnetico (vedi. Figura 2), il cui vettore risultante dell'induzione magnetica B è determinato dalla regola della mano destra. Quando il campo magnetico si muove attraverso il nucleo, il materiale ferromagnetico fornisce il massimo rendimento. Ma, non appena le linee di induzione magnetica entrano nello spazio aereo, la conduttività magnetica si deteriora in modo significativo e parte del campo viene dissipata.

Figura: 3. Campo magnetico all'introduzione di un oggetto scatenante

Quando un oggetto di attivazione (Figura 3) in metallo viene introdotto nel campo del sensore induttivo, l'intensità delle linee di induzione cambia bruscamente. Di conseguenza, il flusso aumenta e il suo valore cambia, e questo, a sua volta, porta a una variazione della quantità elettrica nel circuito della bobina a causa del fenomeno della mutua induzione. In pratica, questo segnale è troppo piccolo, quindi un amplificatore è incluso nel loro circuito per espandere il campo di misura del sensore induttivo.

Distanza di rilevamento e obiettivo

A seconda del design e del principio di funzionamento del sensore induttivo, l'oggetto target può avere un movimento verticale o orizzontale rispetto al misuratore stesso. Tuttavia, la reazione del sensore all'inizio del movimento dell'oggetto controllato potrebbe non iniziare immediatamente, il che è dovuto a distanza nominale alla quale sono forniti la zona di sensibilità del sensore ed i parametri tecnici oggetto.

Figura: 4. Scopo e oggetto di attivazione

Come si può vedere nella Figura 4, nella prima posizione l'oggetto controllato si trova ad una distanza tale in cui le linee elettromagnetiche non raggiungono la sua superficie. In questo caso, il segnale non verrà rimosso dal sensore induttivo, poiché non registra i movimenti nella zona di sensibilità. Nella seconda posizione, l'oggetto controllato ha già superato la distanza di rilevamento ed è entrato nell'area sensibile. Come risultato dell'interazione con l'oggetto, un segnale corrispondente apparirà all'uscita del sensore.

Inoltre, la distanza di rilevamento dipenderà dalle dimensioni geometriche, dalla forma e dal materiale. Va notato che solo oggetti metallici vengono utilizzati come oggetto per l'attivazione di un sensore induttivo. ma anche il momento di transizione del sensore nello stato opposto sarà diverso dal tipo specifico, che è mostrato in diagramma:

Figura: 5. Distanza di rilevamento rispetto al materiale

P.S. Leggi di più nel nostro articolo: https://www.asutpp.ru/induktivnyy-datchik.html