यंत्रणांच्या स्थितीसाठी गैर-संपर्क सेन्सर

या लेखात आपण यंत्रणांच्या स्थिती सेन्सर्सबद्दल बोलू. मुळात, कोणत्याही सेन्सरचे मुख्य कार्य म्हणजे विशिष्ट घटना घडल्यावर सिग्नल देणे. म्हणजेच, जेव्हा ट्रिगर इव्हेंट होतो, तेव्हा सेन्सर सक्रिय होतो आणि सिग्नल व्युत्पन्न करतो, जो अॅनालॉग किंवा स्वतंत्र, डिजिटल असू शकतो.

मर्यादा सेन्सर अनेक दशकांपासून पोझिशन सेन्सर म्हणून वापरले जात आहेत. स्विच त्यामध्ये विद्युतीय संपर्क असतात जे जेव्हा काही चल (स्थिती) विशिष्ट मूल्यापर्यंत पोहोचतात तेव्हा यांत्रिकरित्या उघडतात किंवा बंद होतात. विविध प्रकारचे मर्यादा स्विच अनेक नियंत्रण प्रणालींचा एक महत्त्वाचा भाग आहेत, ज्याची विश्वासार्हता त्यांच्यावर अवलंबून असते. अशा सेन्सर्समध्ये हलणारे यांत्रिक घटक असतात ज्यांची संसाधने मर्यादित असतात.

मर्यादा स्विच सध्या सक्रियपणे विविध प्रॉक्सिमिटी सेन्सर्सद्वारे बदलले जात आहेत. बहुतेकदा खालील प्रकारचे प्रॉक्सिमिटी सेन्सर: प्रेरक, जनरेटर, मॅग्नेटोहर्कॉन आणि फोटोइलेक्ट्रॉनिक. या सेन्सर्सचा त्या हलत्या वस्तूशी कोणताही यांत्रिक संपर्क नसतो ज्याच्या स्थितीचे निरीक्षण केले जात आहे.

गैर-संपर्क स्थिती सेन्सर उच्च गती आणि यंत्रणा चालू करण्याची उच्च वारंवारता सुनिश्चित करतात. या सेन्सर्सचा एक विशिष्ट तोटा म्हणजे पुरवठा व्होल्टेज आणि तापमानातील बदलांवर अवलंबित्व, त्यांची अचूकता. आवश्यकतेनुसार, या उपकरणांचे आउटपुट डिव्हाइस खालीलप्रमाणे असू शकते संपर्करहित तर्क घटकआणि इलेक्ट्रिकल रिले.

इलेक्ट्रिक ड्राईव्हच्या अचूक ब्रेकिंग योजनांमध्ये, प्रॉक्सिमिटी सेन्सर्सचा वापर डाउनशिफ्ट आणि अंतिम थांबा या दोन्हीसाठी केला जाऊ शकतो.

आज बाजारात अनेक प्रकारचे सेन्सर आहेत, परंतु या लेखाच्या चौकटीत आम्ही थेट प्रेरक स्थिती सेन्सर या विषयावर प्रकाश टाकू, कारण 80% पेक्षा जास्त प्रकरणांमध्ये ते प्रेरक सेन्सर असतात जे यंत्रणेच्या स्थितीसाठी सेन्सर म्हणून काम करतात.

जेव्हा धातू त्याच्या ट्रिगर झोनजवळ येतो तेव्हा प्रेरक सेन्सर ट्रिगर होतो. या कारणास्तव, प्रेरक स्थिती सेन्सर्सना उपस्थिती सेन्सर, प्रॉक्सिमिटी सेन्सर किंवा फक्त प्रेरक स्विच देखील म्हणतात.

आता प्रेरक सेन्सरच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाचा विचार करूया. वर नमूद केल्याप्रमाणे, जेव्हा धातू ट्रिगर झोनच्या पुरेशी जवळ असते, तेव्हा सेन्सर सक्रिय होतो. या घटनेत गुंतलेल्यांच्या परस्परसंवादाचा समावेश होतो प्रेरक धातू जवळ आल्याने, जे कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या परिमाणात झपाट्याने बदल करते, ज्यामुळे सेन्सर सक्रिय होतो, तो ट्रिगर होतो, संबंधित सिग्नल त्याच्या आउटपुटवर दिसून येतो.

डिव्हाइसच्या इलेक्ट्रॉनिक भागामध्ये एक नियंत्रण सर्किट असते, जे यामधून रिले किंवा ट्रान्झिस्टर स्विच नियंत्रित करते. त्यात खालील भाग असतात:

• एक जनरेटर जो ऑब्जेक्टशी संवाद साधण्यासाठी आवश्यक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार करतो.

• श्मिट ट्रिगर स्विचिंग हिस्टेरेसिस प्रदान करते.

• सिग्नलचे मोठेपणा वाढवण्यासाठी अॅम्प्लीफायर जेणेकरुन ते आवश्यक ऍक्च्युएशन मूल्यापर्यंत पोहोचेल.

• स्विचच्या स्थितीबद्दल माहिती देणारा एलईडी निर्देशक. हे कार्यप्रदर्शन निरीक्षण आणि कॉन्फिगरेशन देखील प्रदान करते.

• घन कण आणि पाण्याच्या प्रवेशापासून संरक्षण करण्यासाठी कंपाऊंड.

• सेन्सर बसवण्यासाठी गृहनिर्माण आणि विविध यांत्रिक प्रभावांपासून संरक्षण. ते पितळ किंवा पॉलिमाइडचे बनलेले आहे आणि फास्टनर्सने पूर्ण केले आहे.

इंडक्टिव्ह पोझिशन सेन्सर औद्योगिक ऑटोमेशन सिस्टममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात जेथे यंत्रणेच्या कोणत्याही भागाची स्थिती नियमितपणे किंवा सतत निर्धारित करणे आवश्यक असते. सेन्सर एक सिग्नल व्युत्पन्न करतो जो ड्राइव्हला पाठविला जातो. स्टार्टर, कंट्रोलर, रिले, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर इ. कार्यकारी यंत्रणा म्हणून काम करू शकतात. मुख्य गोष्ट अशी आहे की सेन्सरचे पॅरामीटर्स व्होल्टेज आणि करंटच्या बाबतीत ड्राइव्हच्या पॅरामीटर्सशी संबंधित आहेत.

बहुतेक सेन्सर हे पॉवर डिव्हाइसेस नसतात, ते प्रामुख्याने सिग्नलिंग उपकरणे असतात, म्हणून सेन्सर स्वतःच, एक नियम म्हणून, शक्तिशाली काहीही स्विच करत नाही, परंतु केवळ नियंत्रण करते, नियंत्रण सिग्नल देते, कृती आरंभ उपकरण म्हणून कार्य करते जे आधीपासूनच कनेक्ट केले जाऊ शकते. पॉवर स्विचिंगसाठी

आधुनिक प्रेरक स्थिती सेन्सर बहुतेकदा प्लास्टिक किंवा धातूच्या घरांच्या दोन आवृत्त्यांमध्ये आढळतात: आयताकृती किंवा दंडगोलाकार. गोलाकार क्रॉस-सेक्शनसह सेन्सरचा व्यास 4 ते 30 मिमी पर्यंत असू शकतो, परंतु सामान्यतः वापरलेले व्यास 18 आणि 12 मिमी आहेत.

जेव्हा सेन्सर उपकरणांवर बसवला जातो, तेव्हा मेटल प्लेट आणि सेन्सरच्या अॅक्ट्युएशन झोनमध्ये एक अंतर सेट केले जाते, सामान्यत: हे अंतर सेन्सरच्या व्यासापेक्षा जास्त नसते आणि नियमानुसार, ते 2-3 पटीने लहान होते. त्याचा व्यास.

कनेक्शन पद्धतीनुसार, प्रेरक स्थिती सेन्सर दोन-वायर, तीन-वायर, चार-वायर आणि पाच-वायर असू शकतात.

दोन-वायर थेट लोड स्विच, जसे की स्टार्टर कॉइल, म्हणजे, ते पारंपारिक स्विचसारखे कार्य करतात. दोन-वायर सेन्सरला लोड प्रतिरोधकता आवश्यक असते, म्हणून ते नेहमीच विश्वसनीय साधन म्हणून योग्य नसतात, परंतु ते त्यांची प्रासंगिकता गमावत नाहीत.

लोड फक्त सेन्सरसह मालिकेत जोडलेले आहे, जर स्थिर व्होल्टेज वापरला असेल तर ध्रुवीयतेचे निरीक्षण करणे महत्वाचे आहे, जर पर्यायी ध्रुवीयता महत्वाची नसेल तर मुख्य गोष्ट म्हणजे स्विच केलेली शक्ती आणि प्रवाह.

थ्री-वायर सेन्सरमध्ये सेन्सरला शक्ती देण्यासाठी तिसरी वायर असते आणि हे सर्वात लोकप्रिय उपाय आहे. चार-वायर आणि पाच-वायर सेन्सरमध्ये लोड कनेक्ट करण्यासाठी ट्रान्झिस्टर किंवा रिले आउटपुट असतात आणि पाचव्या वायर आपल्याला सेन्सरचा ऑपरेटिंग मोड, आउटपुटची प्रारंभिक स्थिती निवडण्याची परवानगी देते.

आउटपुट रिले आणि ट्रान्झिस्टर दोन्ही असू शकतात, म्हणून सेन्सर आउटपुटच्या उपकरणानुसार तीन प्रकारांमध्ये विभागले जातात: रिले, एनपीएन आणि पीएनपी.

रिले आउटपुटसह सेन्सर

रिले आउटपुटसह सेन्सरमध्ये समाविष्ट केलेल्या सर्किटमधून पुरवठा सर्किटचे गॅल्व्हॅनिक अलगाव आहे. हे एक वायर स्विच करते आणि स्विच केलेल्या सर्किटमधील व्होल्टेज विशेषतः गंभीर नाही. सेन्सरचे पॉवर सप्लाय सर्किट गॅल्व्हॅनिकली पृथक असल्याने, हा रिले सेन्सरचा फायदा मानला जाऊ शकतो. या प्रकारचे सेन्सर सहसा मोठे असतात.

पीएनपी ट्रान्झिस्टर आउटपुटसह सेन्सर

सेन्सरमध्ये आउटपुटवर एक pnp ट्रान्झिस्टर आहे जो लोडसह सकारात्मक वायर बदलतो. आउटपुट पीएनपी ट्रान्झिस्टरच्या कलेक्टर सर्किटशी एक लोड जोडलेला असतो, जो त्याच्या दुसऱ्या लीडद्वारे कायमस्वरूपी ऋणाशी जोडलेला असतो.

एनपीएन ट्रान्झिस्टर आउटपुटसह सेन्सर

सेन्सरमध्ये आउटपुटवर एक NPN ट्रान्झिस्टर आहे जो लोडसह नकारात्मक वायरला बदलतो. आउटपुट एनपीएन ट्रान्झिस्टरच्या कलेक्टर सर्किटशी एक लोड जोडलेला असतो, जो त्याच्या दुसऱ्या लीडने सकारात्मक लीडशी कायमचा जोडलेला असतो.

आउटपुटच्या सुरुवातीच्या स्थितीनुसार, प्रेरक स्थिती सेन्सर सामान्यपणे बंद किंवा सामान्यपणे उघडलेले संपर्क असू शकतात. प्रारंभिक स्थितीचा अर्थ असा आहे की ही स्थिती त्या क्षणी आहे जेव्हा सेन्सर अद्याप ट्रिगर झालेला नाही, म्हणजेच ते सक्रिय केलेले नाही.

जर आउटपुट संपर्क सामान्यपणे बंद असतील, तर लोड निष्क्रिय वेळी जोडलेले असेल, जर ते सामान्यपणे उघडले असेल, तर सेन्सर ट्रिगर होईपर्यंत, लोड कापला जाईल आणि ड्राइव्हला वीज पुरवली जाणार नाही (उदा. कॉन्टॅक्टर). सामान्यतः बंद केलेले संपर्क इंग्रजी फॉरमॅटमध्ये नियुक्त केले जातात — N.C. (सामान्यपणे बंद), साधारणपणे उघडे — N.O. (सामान्यपणे उघडा).

अशाप्रकारे, ट्रान्झिस्टर आउटपुट असलेले सेन्सर चार प्रकारचे असतात: चालकतेनुसार दोन प्रकार (पीएनपी किंवा एनपीएन) आणि दोन प्रकार आउटपुटच्या प्रारंभिक स्थितीनुसार. चालू किंवा बंद करताना विलंब देखील होऊ शकतो.

सेन्सरशी कनेक्ट केलेल्या ड्राइव्हच्या प्रकारावर तसेच वीज पुरवठा पद्धतीनुसार, सेन्सरचे तर्क सकारात्मक किंवा नकारात्मक असू शकतात. हे व्होल्टेज पातळीमुळे होते जे डिव्हाइसचे इनपुट सक्रिय करते.

अॅक्ट्युएटरची ऋण वायर जमिनीशी, मायनसशी जोडलेली असताना इनपुट सक्रिय केले असल्यास, तर्कशास्त्राला नकारात्मक म्हणतात, असे कनेक्शन एनपीएन प्रकारच्या ट्रान्झिस्टर आउटपुटसह सेन्सरचे वैशिष्ट्य आहे.

पॉझिटिव्ह लॉजिक सक्रिय केल्यावर ड्राईव्हच्या पॉझिटिव्ह वायरला पॉझिटिव्ह पॉवर सप्लायशी जोडण्याशी संबंधित आहे, हे लॉजिक पीएनपी ट्रान्झिस्टर आउटपुटसह सेन्सर्सचे वैशिष्ट्य आहे. बर्‍याचदा, यंत्रणेच्या स्थितीसाठी प्रेरक सेन्सर्सच्या ऑपरेशनसाठी सकारात्मक तर्क असतो.

प्रेरक स्थिती सेन्सर्सचे जुने सर्वात सामान्यपणे वापरलेले प्रकार

प्रेरक स्थिती सेन्सर IKV-22

प्रेरक सेन्सर IKV-22. जेव्हा चुंबकीय सर्किटमधील हवेतील अंतर बदलते तेव्हा या सेन्सर्सचे ऑपरेशन स्टील कोरसह कॉइल्सचा प्रेरक प्रतिरोध बदलण्याच्या तत्त्वावर आधारित आहे.

दोन कॉइल असलेले चुंबकीय सर्किट स्टीलच्या प्लेटवर बसवले जाते, ते प्लास्टिकच्या आवरणाने बंद होते. दोन MBGP कॅपेसिटर (एक 15 μF, 200 V क्षमतेचा, दुसरा 10 μF, 400 V क्षमतेचा) तळाच्या बाजूने प्लेटला जोडलेले आहेत. कॅपेसिटर कव्हरने झाकलेले असतात. केबल सील द्वारे जोडलेले आहे. यंत्रणेवर चुंबकीय शंट स्थापित केले आहे, ज्याचे परिमाण किमान असावे: जाडी 2 मिमी, रुंदी 80 मिमी, लांबी 140 मिमी. चुंबकीय सर्किट आणि शंटमधील हवेतील अंतर 6 ± 4 मिमी आहे.

जेव्हा चुंबकीय शंट सेन्सरमधून जातो तेव्हा आउटपुट रिले सहसा चालू आणि बंद केला जातो, जेव्हा कॉइलच्या प्रेरक प्रतिकारामध्ये बदल झाल्यामुळे, वर्तमान अनुनाद उद्भवतो आणि रिले कॉइलमधून प्रवाह कमी होतो. हे रिले: MKU-48, 12 V AC टाइप करा, प्रवाह 0.45 A पेक्षा जास्त नसावा, प्रवाह 0.1 A पेक्षा कमी नसावा.सेन्सर सर्किटचा पुरवठा व्होल्टेज 24 V AC रिले आहे.

प्रेरक स्थिती सेन्सर्स ID-5

मेटलर्जिकल वर्कशॉप्समध्ये, आयडी -5 प्रकारचे प्रेरक सेन्सर वापरले जातात, जे सभोवतालच्या तापमानात + 80 डिग्री सेल्सियस पर्यंत आणि 100% पर्यंत आर्द्रतेवर कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. प्रवाहकीय धूळ आणि स्केल स्वीकार्य आहेत. सेन्सरसह UID-10 प्रकारचा सेमीकंडक्टर आउटपुट अॅम्प्लिफायर वापरला जातो. व्यापक REV-800 रिले, कॉन्टॅक्टर्स केपी21, एमके-1 इ. चालू करण्यासाठी अॅम्प्लीफायर (25 डब्ल्यू) ची आउटपुट पॉवर पुरेशी आहे.

सेन्सर आणि निरीक्षण केलेल्या फेरोमॅग्नेटिक ऑब्जेक्टमधील हवेतील अंतर 30 मिमी पर्यंत असू शकते. आयडी-5 सेन्सरचे परिमाण 187x170x70 मिमी आहेत, पुरवठा व्होल्टेज 220 V ± 15%, 50 Hz आहे.

लहान आकाराचे BSP संपर्करहित स्विचेस

स्मॉल मोशन स्विचेस BSP-2 (संपर्क नसलेल्या आउटपुटसह, लॉजिक एलिमेंटसह) आणि BRP (आउटपुट टू रिले PE-21, 24 V, 16 Ohm) मेटल कटिंग मशीनवर वापरले जातात.

BSP-2 स्विचमध्ये डिफरेंशियल ट्रान्सफॉर्मर सेन्सर आणि सेमीकंडक्टर ट्रिगर असतो. पहिल्या सेन्सर कॉइलची चुंबकीय प्रणाली स्टील प्लेटद्वारे हलविली जाते आणि दुसरी कॉइल सपाट आर्मेचर यंत्रणेशी जोडलेल्या चुंबकीय प्रणालीवर फिरते तेव्हा हाताळली जाते. कॉइल उलट दिशेने चालू आहेत.

जर आर्मेचर सेन्सरच्या वर असेल, तर कॉइलची प्रेरक अभिक्रिया समान असते आणि डिफरेंशियल ट्रान्सफॉर्मरचे सेन्सर आउटपुट शून्य असते. या प्रकरणात, ट्रिगरच्या आउटपुटवर कमीतकमी 2.5 V चा व्होल्टेज दिसून येतो, जो तर्क घटक कार्य करण्यासाठी पुरेसे आहे.

सेन्सरच्या वर आर्मेचर नसताना, ट्रिगरवर व्होल्टेज लागू केले जाते, जे त्यास त्याच्या मूळ स्थितीत परत करते. मग स्विचचे आउटपुट सिग्नल शून्य आहे.

बीआरपी स्विचच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत अनेक प्रकारे बीएसपी-2 सारखेच आहे. बॉक्सच्या आत एक प्रेरक सेन्सर (डिफरेंशियल ट्रान्सफॉर्मरच्या सर्किटनुसार), ट्रिगर आणि अॅम्प्लीफायर स्थापित केले आहेत. वळणांची भिन्न संख्या असलेले दुय्यम कॉइल उलट दिशेने चालू केले जातात. आर्मेचर सेन्सरच्या चुंबकीय प्रणालीला ओव्हरलॅप करत असताना, सिग्नल कमी होतो आणि फेज बदलल्यानंतर, ट्रिगर स्विच केला जातो आणि बाह्य आउटपुट रिले (PE-21, 24 V, 16 Ohm) सक्रिय केला जातो.

यंत्रणेवर निश्चित केलेल्या अँकरचे परिमाण 80x15x3 मिमी आहेत. अँकर आणि सेन्सरमधील अंतर 4 मिमी आहे. नाममात्र मोडमधील स्विचची अचूकता ± 0.5 मिमी आहे, अॅक्ट्युएशन डिफरेंशियल 5 मिमीपेक्षा जास्त नाही. येथे पुरवठा व्होल्टेज आणि तापमानातील चढउतार, BSP-2 आणि BRP स्विचची त्रुटी ± (2.5-f-3.0) मिमी पर्यंत पोहोचू शकते.

उच्च वारंवारता प्रेरक सेन्सर VKB

मेटल कटिंग मशीनच्या ऑटोमेशनसाठी U- आकाराचे किंवा सपाट आर्मेचर असलेले VKB प्रकारचे उच्च-परिशुद्धता प्रेरक सेन्सर देखील वापरले जातात. अंगभूत ट्रान्सफॉर्मरचे ध्रुव एक खुली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रणाली तयार करतात. कार्यरत हवा अंतर 0.1-0.15 मिमी आहे.

ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगमधून आउटपुट व्होल्टेज विभेदक मापन सर्किटला आणि नंतर ट्रान्झिस्टर अॅम्प्लीफायरला दिले जाते. 5 ते 40 ° से तापमान चढउतारांसह सेन्सरची एकूण त्रुटी आणि नाममात्र मूल्याच्या 85 ते 110% व्होल्टेज ± (0.064-0.15) मिमी आहे, प्रतिसादातील फरक 0.4 मिमी पेक्षा जास्त नाही. यंत्रणेची जास्तीत जास्त हालचाल गती 10 मी / मिमी आहे. सेन्सरचे परिमाण 62x34x24 मिमी. पुरवठा व्होल्टेज 12 V.

डिफरेंशियल सर्किटसह मेटल कटिंग मशीनसाठी विशेष प्रकारचे अचूक प्रेरक सेन्सरमध्ये ± 0.01 मिमी पेक्षा कमी त्रुटी आहे.अशा सेन्सर्समध्ये VPB12 प्रकाराचा संपर्क नसलेला मोशन स्विच समाविष्ट असतो, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉनिक युनिटवरील सेन्सर युनिट असते. सेन्सर युनिटमध्ये प्रेरक कार्य सेन्सर, एक प्रेरक भरपाई सेन्सर आणि मुद्रित सर्किट बोर्ड समाविष्ट आहेत. यंत्रणा आरोहित आहे: फेराइट घटक नियंत्रित करा. पुरवठा व्होल्टेज 12 V DC. कमाल एक्सपोजर अंतर 0.12 मिमी पेक्षा जास्त नाही. RPU-0 प्रकारचा रिले सेन्सर आउटपुटशी जोडला जाऊ शकतो. आउटपुट डिव्हाइसचे कमाल लोड वर्तमान 0.16 A आहे.

जनरेटर स्थिती सेन्सर्स

या प्रकारचे सेन्सर कॉम्पॅक्ट आणि अतिशय अचूक असतात. KVD-6M आणि KVD-25 मालिका (स्लॉटसह), KVP-8 आणि KVP-16 (विमान) च्या सेन्सर जनरेटरने स्वतःला चांगले सिद्ध केले आहे. ते ओलावा आणि धूळ उच्च सांद्रता मध्ये वापरण्यासाठी योग्य आहेत. सेन्सरच्या ट्रान्झिस्टर सर्किटचे घटक (जनरेटर आणि ट्रिगर) शॉक-प्रतिरोधक पॉलीस्टीरिनपासून बनवलेल्या घरामध्ये स्थित आहेत. सीलिंग कोल्ड-हार्डनिंग कंपाऊंडसह केले जाते. ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी - 30 ते +50 डिग्री सेल्सियस पर्यंत आहे.

जेव्हा मेटल प्लेट («ध्वज») स्लॉटमधून जाते तेव्हा HPC सेन्सर एक स्वतंत्र सिग्नल तयार करतो, ज्यामुळे निर्मिती आणि ट्रिगर स्विचिंगमध्ये बिघाड होतो. KVD-6M सेन्सरसाठी स्लॉटची रुंदी 6 मिमी आणि KVD-25 सेन्सरसाठी 25 मिमी आहे.

KVP-8 आणि KVP-16 सेन्सर्स सक्रिय होतात जेव्हा धातूची प्लेट त्यांच्या जवळून अनुक्रमे 8 आणि 16 मिमीच्या कमाल अंतरावर जाते.