Indukční snímač: zařízení a princip činnosti

Indukční snímače jsou určeny pro bezkontaktní detekci a počítání různých objektů nacházejících se v jejich zóně citlivosti.

Jmenování

Indukční senzor umožňuje detekovat přítomnost předmětu, aniž byste se ho museli dotknout. Na rozdíl od jiných senzorů mohou taková zařízení detekovat pouze kovy a jsou necitlivá na jiné materiály, což je činí odolnějšími vůči rušení. I když se cizí předmět dostane do zóny citlivosti senzoru, falešné poplachy budou vyloučeny.

Typy indukčních snímačů

Podle konstrukce se senzory dělí na:

• jednoduché – s jedním magnetickým obvodem, měřicí větev. Obvod je realizován v bezkontaktních spínačích.
• transformátor – transformační poměr se mění, když se kotva pohybuje, generuje určité napětí na výstupu sekundárního vinutí. Princip se používá v prvcích pro fixaci úhlových a malých lineárních pohybů.
• diferenciální – se dvěma magnetickými obvody ve tvaru w, vzájemně se kompenzujícími vliv na jádro, což zvyšuje citlivost a přesnost měření. V podstatě se jedná o systém dvou samostatných senzorů se společnou kotvou.

Podle typu připojení: snímače mohou mít dva až pět výstupů.

Princip činnosti

Princip činnosti indukčních snímačů je založen na změně parametrů magnetického pole indukční cívky, do jejíž zóny dopadá kovový předmět. Oscilační obvod uvnitř zařízení generuje elektromagnetické pole. Vzhledem k tomu, že na něm vznikají indukované proudy, dochází ke snížení kmitání, které je senzorem okamžitě přečteno.

• Použitelné pouze na kovové předměty.
• Docela krátká vzdálenost k objektu: do 80 mm.
• Relativně nízká cena.
• Dlouhá životnost.
• Odolnost vůči nepříznivým podmínkám prostředí.
• Vysoká rychlost měření.

Jak vybrat indukční senzor?

Pro výběr správného indukčního snímače je nutné určit požadovanou rychlost měřeného procesu, spolehlivost a přijatelnou cenu. Musíte také vědět, jaká bude vzdálenost mezi objektem a senzorem a také tvar objektu.

Сферы применения

Indukční snímače jsou známé svou spolehlivostí a bezpečností v náročných prostředích. Díky tomu jsou nejlepší volbou pro vojenský, letecký, železniční a těžký průmysl. Indukční snímače nacházejí uplatnění také v obráběcích strojích, strojích pro textilní průmysl, automobilový průmysl, na montážních linkách atd. Používají se k detekci kovových částí v obtížných prostředích a tam, kde je třeba zkontrolovat rychle se pohybující části.

ZAŘÍZENÍ A AUTOMATIZACE

• Měření a regulace teploty
  • Skleněné teploměry
  • Bimetalové teploměry
  • Manometrické teploměry
  • Digitální teploměry
  • Infračervené teploměry
  • Termokamery
    • termokamery FLUKE
    • Měřiče tlaku
      • Pomocné armatury pro připojení tlakoměrů
      • Tlakoměry, manometry, ukazatele tlaku a vakua
      • Diferenční tlakoměry
      • Tlakoměry pro přesné měření
      • Digitální tlakoměry
      • Elektrické kontaktní tlakoměry
      • Snímače diferenčního tlaku
      • Senzory tlaku plynu
      • Tlakové senzory WIKA
      • Senzory tlaku vody
      • Rotametry
      • Vodoměry
      • Průtokoměry kapalin
      • Měřiče odpadu, pár
      • Měřiče paliv a maziv a viskózních kapalin
      • Měřiče tepla
      • Regulátory průtoku
      • Pulzní čítače
      • Metr metry
      • Tachometry. Revoluční pulty.
      • Měřiče úrovně vibrací
      • Kapacitní hladinoměry
      • Konduktometrické hladinoměry
      • Plovoucí hladinoměry
      • Hladinoměry rádiových vln
      • Hladinové spínače
      • Průhledová okna
      • Ultrazvukové hladinoměry
      • Hydrostatické hladinoměry
      • Rotační (otočné) hladinoměry
      • Hladinoměry a hladinové spínače Dinel
      • Hladinoměry a hladinové spínače Nivelco
      • Voltampérefázometry (VAF)
      • Měřiče parametrů RCD
      • Měřiče parametrů pro elektrické sítě a elektroinstalace
      • Měřiče zemního odporu
      • Měřiče zkratového proudu
      • Proudové kleště
      • Megaohmmetry
      • Mosty, obchody, měřicí přístroje
      • Digitální multimetry
      • Ohmmetry, mikroohmetry, miliohmmetry
      • Měření měničů proudu, napětí, kmitočtu
      • Testery – kombinované elektrické měřicí přístroje
      • Ukazatele, indikátory napětí
      • Indikátory fází, indikátory sledu fází
      • Panelové elektrické měřicí přístroje
      • Panelové ampérmetry
      • Wattmetry, panelové varmetry
      • Panelové voltmetry
      • Panelové frekvenční čítače
      • Kalibrátory a testovací zařízení
      • Kvalita napájení / kvalita napájení / analyzátor PQE
      • Spektrální analyzátory
      • Laboratorní voltmetry a multimetry
      • Generátory NF, HF, šumových signálů
      • RLC měřiče
      • Laboratorní napájecí zdroje
      • Digitální osciloskopy
      • Laboratorní frekvenční čítače
      • Příslušenství a další možnosti pro zařízení
      • Aspirátory a sondy
      • Viskozimetry
      • Měřiče vodíku
      • Analyzátory plynu
      • Ionomery
      • Konduktometry
      • Oxymetry
      • Měřiče hustoty
      • Přístroje pro bezpečnost práce a analýzu atmosféry
      • pH metry
      • Vlhkoměry – vlhkoměry vzduchu a plynů
        • Vlhkoměry od Relsib
        • Anemometry
        • Barometry
        • Vlhkoměry
        • Termohygrometry
        • Pitotovy trubice
        • Dozimetry
        • Měřiče prachu
        • Měřiče parametrů elektromagnetického pole
        • Luxmetry
        • Hlukoměry
        • dálkoměry
          • 100
          • s noniusem
          • Nástroje pro automatizaci procesů
            • Senzory
            • Bariéry vnitřní ochrany
            • Napájecí zdroje
              • WEHO napájecí zdroje
              • Autotransformátory (LATR)
              • Ventilátory pro foukání studní
              • Přenosné uzemnění
              • Indikátory vysokého napětí UVN
              • Ovládací tyče
              • Proudové transformátory
              • Stabilizátory, zdroje nepřerušitelného napájení
              • Klapkové ventily
              • Uzavírací ventily
              • Zpětné ventily
                • Zdvihání
                • Přírubové
                • Míč
                • Plyn
                • Řídící jednotky
                • Ochranná zařízení a součásti zapalování
                • Pilotní hořáky
                • Zdroje vysokého napětí IVN
                • Kontrolní sady
                • Zařízení pro sledování plamene a ovládání zapalování
                • Regulátory teploty, tlaku, průtoku, hladiny
                • Solenoidové ventily
                • Ovládací tlačítka, tlačítkové stanice/spínače
                • Koncové spínače
                • Časové relé
                • Napěťové relé
                • Mezilehlá relé
                • Proudové relé
                • Relé indikátorů
                • Zařízení na zbytkový proud
                • Polovodičová relé
                • Páječky
                • Pájecí stanice
                  • Pájecí stanice ATTEN
                  • Jednotky pro úpravu vzduchu
                  • Spojovací prvky
                  • Pneumatické rozdělovače. Ovládací prvky.
                  • Pneumatické válce
                  • Vyhledávače kabelů
                  • Determinanty skrytého vedení
                  • Detektory úniku
                  • Vyhledávače tras (kabelová vedení, potrubí)
                  • Optické reflektometry
                  • Hotové sestavy pracovišť
                  • stoly
                  • Židle a křesla
                  • Skříně, regály, regály, police
                  • Zvětšovací lampy
                  • Mikroskopy
                  • Lampy bez stínu
                  • Optické přípravky
                  • Průmyslové lampy
                  • Signální sloupce
                  • Lampy signálního panelu
                  • Světelné majáky
                  • Sirény, bzučáky

                  

                  

                  Tel. / fax: (495) 710 70–37

                  Zveme vás, abyste se seznámili s fyzikálním základem činnosti indukčních snímačů dráhy vyrobených společností RDP Electronics Ltd (Spojené království), s jejich hlavními parametry, výhodami a oblastmi použití. Termín LVDT (Linear Variable Differential Transformer) znamená lineární diferenciální transformátor s proměnným převodovým poměrem. Podívejme se na princip fungování senzorů založených na technologii LVDT. Primární budící vinutí
                  Sekundární vinutí 1
                  Sekundární vinutí 2
                  Výsledný signál ze součtu sekundárních vinutí V zásadě existují dvě pracovní schémata – s výstupním napětím a výstupním proudem.

                  Schéma provozu s výstupním proudem (4-20mA)

                  Schéma obvodu výstupního napětí

                  Podívejme se blíže na proces měření posunu. Snímač výchylky využívající technologii LVDT se skládá ze tří vinutí transformátoru – jednoho primárního a dvou sekundárních. Stupeň přenosu proudu mezi primárním a dvěma sekundárními vinutími je určen polohou pohyblivého magnetického jádra, tyče. Sekundární vinutí transformátoru jsou zapojena v protifázi. Když je tyč uprostřed transformátoru, je napětí na dvou sekundárních vinutích stejné amplitudou, a protože jsou zapojeny v protifázi, celkové napětí na výstupu je nulové – nedochází k žádnému pohybu. Pokud se tyč pohybuje ze střední polohy kterýmkoli směrem, napětí v jednom ze sekundárních vinutí vzroste a ve druhém se sníží. V důsledku toho nebude celkové napětí nulové – snímač zaznamená posun tyče. Poměr výstupní fáze signálu v porovnání s fází budícího signálu umožňuje elektronice pochopit, ve které části vinutí se tyč právě nachází. Hlavním rysem principu činnosti indukčních snímačů dráhy je, že mezi snímacím prvkem a transformátorem nedochází k přímému elektrickému kontaktu (komunikace probíhá prostřednictvím magnetického pole), což uživatelům poskytuje absolutní údaje o posunutí, teoreticky nekonečnou přesnost rozlišení a velmi dlouhou životnost. životnost senzoru. Vlastnosti obvodu výstupního proudu – protože obvod generátoru/demodulátoru je zabudován do samotného snímače dráhy a je napájen výstupním proudem 4-20 mA, není potřeba externí zařízení pro generování signálu. Vlastnosti obvodu výstupního napětí – obvod generátoru/demodulátoru zabudovaný do snímače výchylky zajišťuje buzení a převádí zpětnovazební signál na stejnosměrné napětí. V tomto případě také není nutné externí zařízení pro generování signálu. Vlastnosti měření výstupního signálu.
                  1) Pokud je výstupní napětí měřeno fázově necitlivým (rms) voltmetrem, pak odchylka tyče v libovolném směru od střední polohy v transformátoru snímače bude odpovídat zvýšení výstupního napětí. Všimněte si, že křivka se nedotýká vodorovné osy. To je způsobeno zbytkovým výstupním napětím. 2) Pokud je použita fázově citlivá demodulace, pak lze z výstupního signálu usoudit, ve které části transformátoru se tyč právě nachází. Ke generování signálu se vždy používá fázově citlivá demodulace, protože to eliminuje vliv zbytkového výstupního napětí na výstupní signál a umožňuje uživateli znát polohu tyče v transformátoru. Rozsah linearity indukčního snímače výchylky.
                  Pokud se podíváme na výstupní křivku mimo mechanický rozsah typického snímače LVDT, můžeme vidět, že se křivka ohýbá na okrajích rozsahu. To znamená, že mechanický rozsah je výrazně širší než lineární oblast práce. Při kalibraci snímače je důležité, aby byl elektrický nulový bod použit jako referenční a aby byl snímač použit v rozsahu ±FS (plný rozsah) kolem elektrické nulové polohy. Pokud kalibrace není založena na nulovém bodě, jedna z poloh plného rozsahu bude mimo lineární rozsah, a proto může dojít k chybě linearity.

                  Typy indukčních snímačů výchylky

                  Typ 1 – nezapojené měniče, které mají kotvu oddělenou od těla skříně. Části snímače musí být instalovány tak, aby se kotva nedotýkala vnitřní trubky pouzdra. Tímto způsobem můžete dosáhnout absolutní absence tření při pohybu citlivého prvku snímače. Typ 2 – monolitické měniče, které mají teflonové ložisko, které vede kotvu (tyč) podél vnitřní trubky. Typ 3 — monolitické měniče s vratnou pružinou, která tlačí kotvu (tyč) směrem ven.

                  Vnitřní struktura typického indukčního snímače vzdálenosti LVDT

                  

                  Výhody indukčních snímačů posuvu LVDT

                  • Mezi tělem a vnitřními částmi a snímacím prvkem nedochází ke kontaktu, což znamená, že nedochází k opotřebení při pohybu tyče. Senzory POTS mají kontakt se snímacím prvkem a mohou se rychle opotřebovat, zvláště když jsou vystaveny vibracím.
                  • Odolnost proti vlhkosti a prachu lze snadno dosáhnout na požadovanou úroveň a i standardní verze snímačů LVDT mají obvykle mnohem lepší úroveň ochrany před vnějšími vlivy než POTS.
                  • Vibrace nezpůsobují výpadky signálu, na rozdíl od POTS, kde může jezdec při vibracích přerušit kontakt s vodičem.

                  2. Výhody oproti magnetostrikčním senzorům.

                  • Necitlivé na nárazy a vibrace.
                  • Méně náchylné k rozptýleným magnetickým polím okolního prostředí.
                  • Systém generování signálu lze ze snímacího prvku v určité vzdálenosti odstranit, což umožňuje použití snímačů při práci s vysokými teplotami a vysokou úrovní záření.
                  • Magnetostrikční snímače nemají krátkou tyč ±100 mm nebo méně, a to je právě nejoblíbenější řada technických aplikací snímačů vzdálenosti.

                  3. Výhody oproti enkodérům (polohovým snímačům).

                  • Mají nejlepší analogovou frekvenční odezvu.
                  • Mají odolnější tělo.
                  • Ihned po zapnutí „znají“ polohu tyče, na rozdíl od enkodérů, které potřebují zajistit trvalé spojení se známou polohou.

                  4. Výhody oproti variabilním odporovým vektorovým převodníkům (VRVT)

                  • LVDT senzory jsou obecně levnější.
                  • Mají menší průměr těla.
                  • Odolnější a nebude se opotřebovávat.
                  • Lze používat mnohem déle.

                  5. Výhody oproti lineárním kapacitním snímačům

                  • LVDT senzory jsou obecně levnější.
                  • Méně náchylné na vnější provozní podmínky.
                  • Výrazně odolnější.

                  Vlastnosti indukčních snímačů vzdálenosti LVDT

                  • Maximální provozní teplota 600°C.
                  • Minimální provozní teplota –220°C (pro referenci, teplota kapalného dusíku -196°C, teplota kapalného helia -269°C).
                  • Může pracovat při úrovních radiace 100,000 XNUMX rad.
                  • Může pracovat při tlaku 200 barů.
                  • Mohou pracovat pod vodou a voda se může dostat dovnitř senzoru, aniž by jej poškodila. Existuje speciální řada podvodních senzorů, které to umí i bez nich. kontrola, práce pod vodou 10 let, práce pod vodou v hloubce do 2,2 km. Kabelové konektory lze připojit i pod vodou.

                  Hlavní aplikace LVDT senzorů

                  Průmyslové měřicí systémy

                  • Řídicí ventily – Všude tam, kde existují řídicí ventily, lze pro monitorování polohy vřetene ventilu použít indukční snímače výchylky. Zejména tam, kde existují kritické oblasti práce, například v parních ventilech pro turbíny v elektrárnách.
                  • Sledování polohy stavidel – Ponorné snímače posunu jsou vhodné pro měření polohy stavidel ve vodních a odpadních systémech.
                  • Měření mezery mezi rolemi.
                    Aby se udržela stejnoměrná tloušťka válcovaných výrobků, mezera mezi válci se často měří na obou koncích.
                  • Sledování pohybu ventilových tyčí na podvodních ropovodech/plynových potrubích.
                  • Sledování činnosti hydraulických aktivátorů – měření pohybu předmětu, kterým aktivátor pohybuje. Díky své extrémně vysoké odolnosti proti opotřebení mohou tyto pohybové senzory LVDT vydržet miliony pohybových cyklů.
                  • Řízení polohy/pohybu řezných nástrojů odřezávání válcovaných materiálů.
                  • Měří polohu/posunutí válců, které se používají k narovnání válcovaného pásu před lisováním.
                  • Lze použít k dynamickému měření rozměrů (průměrů) rolí produktu, například spuštění signálu do řídicího systému, když role dosáhne maximální/minimální velikosti během navíjení/převíjení materiálu.

                  Strojové nástroje

                  • Může být použit v testovacích přípravcích pro měření kruhovitosti, rovinnosti atd. strojních součástí analyzovat kvalitu jejich výroby.
                  • Lze použít k vyhodnocení a řízení vzájemné polohy součástí součástí v sestavě, když je vyžadováno nastavení/úprava rozměrů vzájemné polohy součástí.

                  Letectví/vesmír

                  • Lze jej použít k vyhodnocení odezvy pohonu na činnost aktivátoru. Snímač například měří polohu vychýlení vztlakových klapek letadla během údržby. Zde je velmi důležité změřit rychlost činnosti aktivátoru po přivedení řídicího signálu na něj a také rychlost změny polohy klapek.
                  • Analýza rotoru vrtulníku
                    Senzory LVDT se používají na vrtulnících k měření úhlu sklonu listů rotoru.
                  • Lze použít k odhadu posunutí krytu motoru při zahřátí.
                  • Lze použít k měření posunutí (deformace) turbínové lopatky pod vnějšími vlivy.
                  • Lze použít k měření průhybu membrány trysky proudového motoru.
                  • Může být použit k testování křídel letadel pro měření jejich průhybu při zatížení.

                  Konstrukce / Projektování budov a konstrukcí

                  • Lze jej použít k měření vibrací nebo deformací mostů v důsledku změn provozu nebo poryvů větru.
                  • Lze jej použít k měření posunu půdy během výstavby, sledování sesuvů půdy a hrází.
                  • Lze je použít při zkoušení velkorozměrových stavebních konstrukcí, nosníků, mostních rozpětí apod. na silovou deformaci.

                  Automobilový průmysl

                  • Může být použit ke sledování zdvihu skříně motoru během testování.
                  • Ideální aplikací pro senzory LVDT by bylo testování komponent zavěšení vozidla.
                  • Může být použit pro řízení výroby přesných součástí.
                  • Může být použit k vyladění součástí motoru, jako jsou vstřikovače nafty.
                  • Může být použit k testování sedadel, dveří, pedálů a rukojetí vozidla k simulaci prodloužení životnosti.
                  • Lze jej použít k měření profilu povrchu obrobku, jako je sklo nebo jiné plošné předměty.

                  Výroba energie

                  • Lze použít pro měření házivosti hřídele turbíny.
                  • Lze použít k ovládání polohy hlavního parního ventilu, který reguluje průtok páry do turbíny. Ventil neustále upravuje svou polohu, aby udržoval konstantní otáčky turbíny. Senzory LVDT jsou ideální pro použití v oblastech s vysokými teplotami, nečistotami a neustálými vibracemi.
                  • Lze použít k ovládání polohy obtokového ventilu. Když se obtokový ventil otevře, snímač může zaznamenat teplotu 200 °C.