Індуктивні датчики

Індуктивний датчик - це перетворювач параметричного типу, принцип дії якого заснований на зміні індуктивності L або взаємоіндуктивності обмотки з осердям, внаслідок зміни магнітного опору магнітного ланцюга датчика, в яку входить сердечник.

Широке застосування індуктивні датчики знаходять в промисловості для вимірювання переміщень і покривають діапазон від 1мкм до 20мм. Також можна використовувати індуктивний датчик для вимірювання тисків, сил, рівнів витрат газу і рідини і т. д. У цьому випадку вимірюваний параметр за допомогою різних чутливих елементів перетвориться в зміну переміщення і потім ця величина підводиться до індуктивного вимірювального перетворювача. У разі вимірювання тисків, чутливі елементи можуть виконуватися у вигляді пружних мембран, сильфонів, і т. д. Використовуються вони і в якості датчиків наближення, які служать для виявлення різних металевих і неметалевих об'єктів безконтактним способом за принципом "так" або "ні".

Можливі області застосування датчиків надзвичайно різноманітні, можна виділити лише окремі сфери:

1. промислова техніка виміру і регулювання;

2. робототехніка;

3. автомобілебудування;

4. побутова техніка;

5. медична техніка.

Переваги:

- простота і міцність конструкції, відсутність ковзних контактів;

- можливість підключення до джерел промислової частоти;

- відносно велика вихідна потужність (до десятків Ватт);

- значна чутливість.

Недоліки:

- точність роботи залежить від стабільності напруги живлення за частотою;

- можлива робота тільки на змінному струмі.

Типи перетворювачів і їх конструктивні особливості.

За схемою побудови датчики можна розділити на одинарні і диференційні. Одинарний датчик містить одну вимірювальну гілку, диференційний - дві. 

Рисунок 1.15 Типи індуктивних перетворювачі та їх особливості.

Схеми підключення індуктивних датчиків.

Рисунок 1.16 Вихідний транзистор РnР-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.17 Вихідний транзистор РnР-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.18 Два вихідних транзистора РnР-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.19 Вихідний транзистор NРN-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.20 Вихідний транзистор NРN-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.21 Два вихідних транзистора NРN-типу з відкритим колектором.

Рисунок 1.22 Комутаційний елемент - тиристор або високовольтний транзистор.

Рисунок 1.23 Комутаційний елемент - тиристор або високовольтний транзистор.

Виконавчі механізми

Електроклапани:

Пристрій електромагнітного клапана і його виробництво нескладне - він складається з котушки з соленоїдом (електромагнітна котушка) і самого клапана , всередині якого є прохідний канал (сідло) і шток з герметичними прокладками. Основним керуючим впливом на електромагнітні клапани служить електричний струм , який живить котушку (електромагнітний привід). Що з'явилося електромагнітне поле, втягує або виштовхує робочий елемент. Шток робочого елементу при цьому відкриває або закриває малий обвідний канал або безпосередньо прохідний канал. Такий принцип роботи (принцип дії) електромагнітного клапана при першому наближенні.

Електромагнітні котушки (котушки індуктивності) виготовляються для всіх відомих діапазонів напруг постійного і змінного струму (220В АС, 110 AC, 24 AC, 24 DC, 12 DC, 5 DC). Соленоїди розміщують в водозахищені пластикові корпуси (IP55, IP65, IP66 і т.д.). Низьке споживання енергії, зокрема електромагнітними системами невеликих розмірів, означає, що можливе управління через напівпровідникові схеми. Напруженість магнітного поля збільшується в міру зменшення розміру повітряного зазору між стопором і сердечником електромагніта незалежно від виду подається напруги. Електромагнітні системи, що працюють від напруги змінного струму, мають велику силу магнітного поля і значну величину ходу штока, ніж порівнянні електромагнітні системи, що працюють від постійного струму. У момент подачі напруги, тобто коли розмір повітряного зазору максимальний, електромагнітні системи, що працюють від напруги змінного струму, споживають велику кількість енергії, шток піднімається і повітряний зазор закривається. Це призводить до великої потужності вихідного потоку і збільшення перепаду тиску. Після подачі напруги постійного струму збільшення швидкості потоку в системі відбувається відносно повільно, поки не буде досягнуто фіксоване значення напруги струму. Саме тому такі автоматичні клапани здатні регулювати тільки низькі тиску крім тих, що забезпечені невеликими прохідними отворами.

Електромагнітні клапани призначені для відкриття або перекриття подачі рідини в трубопроводі при подачі на котушку клапана відповідного електричного сигналу.

Мотори-редуктори:

Мотор-редуктор (від лат. motor — той, що рухає і лат. reductor — той що відтворює рух) — агрегат, у вигляді суміщених в одному блоці електродвигуна і редуктора поєднаних у спільний механізм безпосередньо або за допомогою муфти. Таке виконання дозволяє добитися більшої точності взаємного розташування валів редуктора і електродвигуна та зменшення кількості деталей.

Рисунок 1.24 Мотори-редуктори.

Класифікація:

Як правило однієї ступені буває недостатньо для досягнення необхідного діапазону передатних чисел мотор-редукторів, тому широке застосування знайшли дво- і триступінчасті мотор-редуктори.

Не рідкістю, також, є чотирьох-ступінчасті і п'яти-ступінчасті мотор-редуктори.

Залежно від типу використовуваної передачі в останній ступені, виділяють:

• циліндричні мотор-редуктори (з циліндричною зубчастою передачею);

• конічні мотор-редуктори (з конічною зубчастою передачею);

• черв'ячні мотор-редуктори (з черв'ячною передачею);

• планетарні мотор-редуктори (на основі планетарної передачі);

• хвильові мотор-редуктори (на основі хвильової передачі).

Рисунок 1.25 Види передач в редукторі: а) зубчаста; б) черв’ячна(шнекова); в) планетарна; г) хвильова.