Схема индуктивного датчика: Практические схемы включения датчиков – СамЭлектрик.ру

Индуктивный датчик. Принцип работы и подключение

Датчики

Индуктивный датчик (inductive sensor) – это датчик бесконтактного типа, предназначенный для контроля положения объектов из металла.

Содержание

• Принцип работы
• Параметры
• Способ подключения
• Индуктивный датчик LJ12A3-4-Z/BX

Принцип работы

Работа индуктивного датчика основана на взаимодействии магнитного поля катушки, расположенной внутри датчика, и металла, из которого состоит объект.

При приближении металлического объекта (5) к катушке (3), магнитное поле (4) изменяется, что в свою очередь заставляет компаратор (2) сформировать сигнал, который впоследствии поступит на усилитель (1) и далее в цепь управления.

Параметры

Напряжение питания – диапазон напряжения, при котором датчик работает корректно. 

Максимальный ток переключения — количество непрерывного тока, которое пропускаясь через датчик, не вызывает повреждение датчика.

Минимальный ток переключения — минимальное значение тока, которое должно протекать через датчик, чтобы гарантировать работу.

Рабочее расстояние (Sn) – максимальное расстояние от поверхности датчика, до квадратного куска железа толщиной 1 мм в осевом направлении. Расстояние будет уменьшаться для других материалов, зависимость Sn от материала представлена в таблице.

Железо	1 x Sn
Нержавеющая сталь	0,9 х Sn
Латунь — бронза	0,5 x Sn
Алюминий	0,4 x Sn
Медь	0,4 x Sn

Частота переключения — максимальное количество переключений датчика в секунду.

Способ подключения

Способ подключения зависит от типа индуктивного датчика.

Трехпроводные – два вывода отвечают за питание датчика, а третий подключается к нагрузке. В зависимости от структуры (NPN или PNP) нагрузка подключается к положительному (NPN) или отрицательному (PNP) полюсу источника постоянного напряжения.

Четырехпроводные – два вывода питания, два вывода подключаются к нагрузке.

Существуют также двух и пятипроводные датчики, но используются они реже из-за особенностей подключения.

Индуктивный датчик LJ12A3-4-Z/BX

Рассмотрим стандартный датчик, который наиболее часто используется в ЧПУ-станках или 3d-принтерах в качестве концевого выключателя. Датчик имеет 3 вывода и NPN структуру. Размеры датчика 12×50мм, расстояние обнаружения  4мм. Напряжение питания 6-36 В.

На реальном примере продемонстрируем работу датчика. В качестве нагрузки подключаем светодиод с токоограничивающим резистором, а затем подносим металлическую пластину к датчику.

На расстоянии менее 4 мм от пластины, датчик срабатывает и подает напряжение на нагрузку через нормально разомкнутый контакт (NO).

Просмотров:

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК

01.05.2016 01.05.2016 / Схемы

Приветствую уважаемых радиолюбителей. Предлагаемый вашему рассмотрению индукционный датчик может использоваться во многих устройствах – сигнализациях отрывания дверей или снятия с полок товаров, в тахометрах, в искробезопасных указателях уровня жидкостей, вместо прерывателей в бензиновых двигателях, в элементах автоматики, к примеру в отключении клапана набора воды в ёмкостях… Схема взята из классических её прототипов, но упрощена и сбалансирована. Она достаточно проста, но, при этом и надёжна, и отличается чёткостью своей работы, легко изготавливается, налаживается и встраивается в различные устройства.

Схема принципиальная датчика

Для более чёткого рассмотрения картинки – сохраните её на ПК и увеличьте.

Схема построена как генератор с индуктивной обратной связью. Колебательный контур на элементах: L2, C2 задаёт частоту, катушка L1 и ёмкость C1 обратной связи обеспечивают генерацию, резисторы: R2, R4 задают режим транзистора по постоянному току и стабилизируют его. Развязку по высокой частоте обеспечивает цепочка: R1, C3.

Важно! Ёмкость С3 должна быть импульсной, хорошего качества и номиналом как указано в схеме.

Формирователь выходного сигнала выполнен по схеме удвоения напряжения на элементах: C4, C5, VD1, VD2, R3 диоды любые высокочастотные, резистор R3 подбирается в зависимости от необходимой скорости убывания выходного напряжения при срыве генерации. При наличии металлического лепестка между катушками генерация срывается.

Печатная плата изготавливается из фольгированного стеклотекстолита, для её крепления используется  2 мм. отверстие, в которое вставляется болт с надетой на него ограничивающей бобышкой (или просто кусок хлорвиниловой трубки от капельницы) и зажимается всё гаечкой, либо болт вкручивается в нарезанную на каком-то основании резьбу…

Изготовление индуктивного датчика

Файл и чертёж проекта можно скачать по ссылке. Катушки L1 и L2  без сердечников. L2 содержит 30 витков провода ПЭВ-1 (0.1-0.12 мм). L1 20-30 витков провода ПЭВ-1 (0.1-0.12 мм.) в зависимости от щели-расстояния в датчике (подбирается опытным путём, но при щели около 2 мм. 23-26 витков). Мотаются катушки на оправке (маленькое 1-1.5 мм. сверло, или иголка, кусок проволоки) между двумя картонными щёчками, после закрепляются клеем и снимаются с оправки, щёчки отбрасываются тоже. Толщина катушек два – три диаметра провода, мотаются в навал. Обе готовые катушки надеваются на пластиковый стержень, который после можно вынуть, между катушек ставится полиэтиленовая или фторопластовая прокладка подходящей толщины (полиэтилен и фторопласт отстаёт от застывшей эпоксидной смолы).

Из прессшпана вырезается крестовидная развёртка коробочки, в её дне прокалывается четыре отверстия, в которые продевают гибкие многожильные провода для выводов катушек, к ним подпаивают концы катушек, развёртку сгибают для получения коробочки, обматывают скотчем или изолентой, продевают насквозь ещё один пластиковый штырь (пластик после извлекается и получается отверстие для крепления), центрируется и крепится также штырь с катушками и, наконец, заливают эпоксидкой.  Гибкими выводами катушки подпаиваются каждая на своё место, фазируются  для получения генерации, датчик крепится на своё место, рядом с ним плата генератора.

В нынешнее время такие катушки или подобные им можно найти во многих уже не нужных, сломанных или устаревших устройствах, к примеру в флоппи-приводах. Есть и готовые и катушки и датчики, но не всегда их можно приобрести, и не всегда это дёшево. Ну и сделать своими руками тоже для кого-то удовольствие, особенно если будет работать не хуже, а где-то и лучше готовых изделий.

Фотографий готового устройства нет, так как мопед продал, а прибор был в нём. Так же как и плата самого зажигания, к которому и подсоединён этот датчик. Теперь возможно только побробнейшее описание и ответы на вопросы интересующихся на форуме. Но зажигание вместе с этим датчиком действительно было на порядок лучше промышленного. Искрами в лабораторном испытании даже киповскую бумагу поджигало. Ребята шутили – зачем тебе теперь бензин? На макулатуре будешь ездить… В общем схема отличная, рекомендую! Автор статьи – ПНП.

   Форум

Бесконтактные переключатели

Принципиальная схема Работа

от редакции

Бесконтактный переключатель определяет близость (близость) некоторого объекта. По определению, эти переключатели представляют собой бесконтактные датчики, использующие магнитные, электрические или оптические средства для определения близости объектов.

Бесконтактный переключатель будет находиться в «нормальном» состоянии, когда он находится на расстоянии от любого обнаруживаемого объекта.

Будучи бесконтактными по своей природе, бесконтактные выключатели часто используются вместо концевых выключателей с прямым контактом для той же цели определения положения детали машины, с тем преимуществом, что они никогда не изнашиваются со временем из-за повторяющегося физического контакта.

Большинство бесконтактных переключателей активны по своей конструкции. То есть они включают электронную схему с питанием для определения близости объекта. Индуктивные бесконтактные выключатели обнаруживают присутствие металлических предметов с помощью высокочастотного магнитного поля. Емкостные бесконтактные переключатели обнаруживают присутствие неметаллических объектов с помощью высокочастотного электрического поля. Оптические бесконтактные переключатели обнаруживают прерывание светового луча объектом. Ультразвуковые бесконтактные датчики определяют присутствие плотного вещества по отражению звуковых волн.

Символ бесконтактного выключателя

Символ на схеме для бесконтактного выключателя с механическими контактами такой же, как и для механического концевого выключателя, за исключением того, что символ выключателя заключен в ромбовидную форму, указывающую на питаемое (активное) устройство:

Однако многие бесконтактные переключатели не имеют выходов с «сухим контактом». Вместо этого их выходные элементы представляют собой транзисторы, сконфигурированные либо для источника тока, либо для приема тока. Термины «источник» и «приемник» лучше всего понять, визуализируя электрический ток в направлении обычного потока, а не потока электронов.

На следующих схематических диаграммах сравниваются два режима работы переключателя. Красными стрелками показано направление тока (условное обозначение потока). В обоих примерах нагрузка, управляемая каждым бесконтактным выключателем, представляет собой светодиод (LED):

Принцип работы:

Бесконтактный выключатель состоит из схемы датчика и схемы привода. Назначение схемы датчика используется для обнаружения любых находящихся рядом объектов. Цепь датчика отправляет выходной сигнал высокого уровня на схему драйвера на основе транзистора, когда какой-либо объект находится рядом с схемой датчика. Схема драйвера на основе транзисторов может использовать транзисторы NPN или PNP, и это зависит от используемого нами приложения.

При получении сигнала от цепи датчика транзистор будет включен, и выход будет включен. Когда объект удаляется от цепи датчика, выход датчика выключен, поэтому транзистор выключен, и выход будет выключен.

Примечание. Цепь датчика может содержать LC-резонансный генератор или схему на основе взаимной индукции. Резонансный осциллятор LC непрерывно генерирует расчетные резонансные колебания. всякий раз, когда рядом с датчиками находится какой-либо металлический предмет, колебания могут различаться, и это зависит от свойств объекта. Это изменение в колебаниях будет обнаружено и сгенерирует выходной сигнал либо Высокий, либо Низкий, либо ничего, кроме объекта, найденного или нет.

Бесконтактный переключатель Тип NPN

Примечание: Красная точка на анимации указывает поток текущего пути.

Бесконтактный переключатель PNP Тип

Обычный цвет электронных бесконтактных переключателей: коричневый для источника питания +V, синий для земли (− полюс источника питания) и черный для коммутируемого выходного сигнала. Это соглашение одинаково для бесконтактных переключателей типа «приемник» и «источник».

Электронный переключатель, предназначенный для пропускания тока через его сигнальный провод, также называется переключателем NPN из-за типа транзистора, используемого в его выходе. И наоборот, электронный переключатель, предназначенный для подачи тока через его сигнальный провод, может называться переключателем PNP.

Ключ к пониманию этих меток заключается в том, чтобы распознать эмиттерную клемму выходного транзистора, которая всегда подключена к шине питания. Для стокового переключателя это означает, что эмиттер должен подключаться к отрицательной шине, что требует NPN-транзистора для переключения. Для переключателя-источника это означает, что эмиттер должен подключаться к положительной шине, и в этом случае будет достаточно только PNP-транзистора.

Будьте первыми, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.

Неверный адрес электронной почты

Категории Анимация, Переключатели

2023 © Воспроизведение без явного разрешения запрещено. — Курсы PLC SCADA — Сообщество инженеров

Полупроводниковые и системные решения — Infineon Technologies

Новый TRENCHSTOP™ IGBT7 H7, 1200 В

TRENCHSTOP™ IGBT7 H7, 1200 В, разработан для удовлетворения потребностей в приложениях обезуглероживания, таких как фотогальваника

Скачать техническое описание

PCIM Europe 2023

С 9 по 11 мая. Зал 7 / Стенд 412. В этом году мы все о декарбонизации и цифровизации

Полная программа здесь

Приборная панель TRAVEO™ T2G

TRAVEO™ T2G предлагает более высокое разрешение дисплея, превосходную производительность и несколько дисплеев с динамическим контентом. И все это при меньшем энергопотреблении и меньшем объеме памяти

Узнать больше

Как сделать зеленый водород реальным

Сочетание возобновляемых источников энергии и эффективных силовых полупроводников делает возможным зеленый водород. Наши решения поддерживают устойчивую экономику h3

Узнайте, как

Высококачественный звук для смарт-устройств

Микрофоны XENSIV™ MEMS со сверхнизким уровнем шума и сверхмалым энергопотреблением обеспечивают высокое качество звука при вызове, активное шумоподавление и длительное время работы от батареи

Посмотреть вебинар по запросу

SECORA™ Pay теперь доступна с технологией 28 нм

Мы расширяем портфолио решений SECORA™ Pay с использованием технологии 28 нм для обеспечения наилучшей производительности транзакций в сочетании с простым в интеграции полносистемным решением

Узнать больше

Новости

03 апреля 2023 г.