Фотоэлектрические концевые выключатели
П
ринцип
действия заключается в определении
момента достижения механизмом крайнего
положения и перекрытии собой светового
потока падающего с отражателя на
фотоэлемент.
На подобном принципе основаны системы контроля определенной зоны пространства на наличие объектов. Данная схема может работать по принципу обратного распространения так и на просвет.
Фотоэлектрические датчики угловых перемещений (энкодеры)
С
лужат
для измерения основных кинематических
параметров работы электропривода:
скорости и положения вала. В настоящее
время они заменяют ранее используемые
сельсины или тахогенераторы постоянного
и переменного токов.
В фотоэлектрических датчиках свет проходит от излучающих светодиодов к ФД через прозрачный диск с метками. Генерируются импульсы, которые обрабатываются с помощью электронных устройств (программируемых логических контроллеров, преобразователей постоянного и переменного токов для электродвигателей, счетчиков).
Различают абсолютные и инкрементные энкодеры. Абсолютные имеет уникальную комбинацию меток для каждого углового положения, а на инкрементном одинаковые метки распределены по диску равномерно. Основным же преимуществом абсолютного энкодера перед инкрементным является функция сохранения текущего значения углового перемещения вне зависимости от того, подано питание на датчик или нет.
Емкостные преобразователи
Емкостный преобразователь представляет собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины.
В качестве емкостного преобразователя широко используют плоский конденсатор, емкость которого можно выразить формулой:
,
где где
0
– диэлектрическая постоянная воздуха
(0 = 8,85∙10-12
Ф/м);
– относительная диэлектрическая
проницаемость среды между обкладками
конденсатора, Ф/м; S
–
площадь обкладки, м2;
–
расстояние между обкладками, м.
Так как измеряемая неэлектрическая величина может быть функционально связана с любым из этих параметров, то устройство емкостных преобразователей может быть самым различным в зависимости от области применения. Для измерения уровней жидких и сыпучих тел используют цилиндрические или плоские конденсаторы; для измерения малых перемещений, быстроизменяющихся сил и давлений — дифференциальные емкостные преобразователи с переменным зазором между обкладками.
На рис.3 показаны варианты использования емкостных преобразователей в зависимости от области применения.
На рис.3.а показан емкостный уровнемер. Емкость С такого преобразователя является функцией уровня и может быть определена как емкость двух параллельно соединенных конденсаторов.
На рис. 3.б показан емкостный толщиномер для измерения толщины ленты из диэлектрика (резина, полиэтилен и т.д.). Лента протягивается между обкладками, и в зависимости от её толщины изменяется диэлектрическая проницаемость межэлектродного пространства.
На рис. 3.в показан емкостный дифференциальный измеритель усилия. Средняя обкладка закреплена на пружинах и перемещается параллельно неподвижных обкладок под действием измеряемой силы F. При этом зазор между обкладками изменяется и соответственно емкость С1 уменьшается, а емкость С2 увеличивается.
Для измерения перемещений может быть использован емкостный измеритель перемещений показанный на рис.3.г. Подвижный электрод перемещается вдоль неподвижных с неизменным зазором. Величина емкости в этом случае прямо пропорционально площади перекрываемых обкладок.
На рис. 3.д изображено устройство емкостного преобразователя для измерения угла поворота вала. Подвижная обкладка измерителя жестко скреплена с валом и перемещается относительно неподвижной так, что зазор между обкладками остается неизменным, а изменяется перекрываемая площадь обкладок, а следовательно и емкость преобразователя.
На рис.3.е показан принцип действия емкостного датчика наличия объекта. При вхождении объекта в зону действия датчика изменяется диэлектрическая проницаемость среды между обкладками и соответственно изменяется и емкость.
Рис.3. Варианты использования емкостных преобразователей