Безконтактни сензори: преглед, принцип на работа, предназначение. Докоснете превключвател

Често електрониката намира използването на такъв радиоелемент като гекон. Неговата характеристика е възможността за заключване на контактите при облъчване с магнитно поле. Какво означава това? Вземането на обикновен магнит или поставяне на близък електромагнит в близост до релето, лесно може да се направи затваряне и отключване на контактите на този радио елемент. По същество това е един вид безконтактен сензор.

Определение на понятието

Какво е безконтактен сензор? Отдолу е електронно устройство, което регистрира наличието на даден обект в неговата зона на действие и работи без никакви механични или други влияния.
Безконтактните сензори се използват в най-различни области. Това е създаването на домакински уреди и системи за защита на обекти, промишлени технологии и автомобилостроене. Между другото, в хората, този елемент се нарича "безконтактен превключвател".

Предимства

Сред основните предимства на безконтактните сензори са: - компактни размери; - висока степен на херметичност; - надеждност и дълготрайност; - леко тегло; - разнообразие от възможности за монтаж; - липса на контакт с обекта и обратен ефект.

Класификация

Съществуват различни видове безконтактни сензори. Те се класифицират съгласно принципа на действие:
\ t
- капацитивен; - Оптични; - индуктивни; - ултразвук; - магнитно чувствителни; - пирометрични. Помислете за всеки от тези видове устройства поотделно.

Капацитивни сензори

Измерването на електрическите кондензатори се основава на тези устройства. В техния диелектрик и има обект, който подлежи на регистрация. Целта на безконтактните сензори от този тип е да работят с множество приложения. Това е например разпознаване на жестове. Капацитетните коли произвеждат сензори за дъжд. Такива устройства дистанционно измерват нивото на течността в процеса на обработка на различни материали и т.н. За разлика от други видове такива устройства, той има повече прецизност и чувствителност. В крайна сметка, промяната в капацитета има само няколко пикофарада. Схемата на безконтактен сензор от този тип включва плочи, състоящи се от печатна платка, както и такса. В този случай се образува кондензаторът. И това ще се случи по всяко време или в проводящ заземен елемент, или в обект, чиято диелектрична проницаемост е различна от въздуха. Такова устройство ще работи и в случай на възникване в зоната на действие на устройството на човек или част от неговото тяло, което ще бъде подобно на потенциала на земята. Тъй като близостта, например, пръстът, променя капацитета на кондензатора. И дори като се има предвид, че системата е нелинейна, за да се открие въртяща се граница, обект от трета страна за него няма да направи никаква работа.

Схемата на свързване на този безконтактен сензор може да бъде сложна. Няколко независими могат да бъдат включени в устройствотоедин елемент вляво /вдясно, а също и надолу /нагоре. Това ще разшири възможностите на устройството.

Оптични сензори

Такива безконтактни превключватели днес се използват широко в много области на човешката дейност, където е необходимо оборудване за откриване на обекти. Когато се свързва безконтактен сензор, се използва кодиране. Това ви позволява да предотвратите фалшиво позициониране на устройството, ако има излагане на трети страни на източници на светлина. Такива сензори работят при ниски температури. При тези условия те носят термично облекло.
Какво представляват оптичните неконтролиращи сензори? Това е електронна верига, която реагира на промяна в светлинния поток, който пада върху приемника. Подобен принцип на действие позволява да се определи наличието или отсъствието на обект в една или друга пространствена област. При проектирането на оптични безконтактни сензори има два основни блока. Един от тях е източник на радиация, а другият е приемник. Те могат да бъдат в едно или в различни случаи. При разглеждане на принципа на безконтактен сензор може да се разграничат три вида оптични устройства:
  • бариера. Работата на оптични превключватели от този тип (Т) се извършва на пряка греда. В този случай, устройствата се състоят от две отделни части - предавателя и приемника, разположени едно с друго. Излъчваният поток от излъчвателя трябва да бъде насочен точно към приемника. Когато лъчът е прекъснат от обекта, ключът се задейства. Такива сензори са добризащита от импеданс Освен това те не се страхуват от никаква капка дъжд, без прах и т.н.
  • Дифузен. Работата на оптичните превключватели тип D се основава на използването на отразена от обекта лъч. Приемникът и предавателят на такова устройство се намират в един случай. Радиаторът изпраща поток към обекта. Гредата, отразена от нейната повърхност, се разпределя в различни посоки. В този случай част от потока се връща обратно, където е заловен от приемника. В резултат на това превключвателят се задейства.
  • Рефлектор. Такива оптични безконтактни сензори са от тип R. Те използват светлина, отразена от рефлектора. Приемникът и предавателят на това устройство също са разположени в един корпус. Когато се удари в рефлектора, лъчът се отразява, открива се в зоната на приемника, което води до задействане на устройството. Такива устройства работят на разстояния до обекта не повече от 10 метра. Може би приложението им за фиксиране на полупрозрачни обекти.
  • Индуктивни датчици

    Основата на това устройство е принципът на отчитане на промените в индуктивността на основните му компоненти - намотката и сърцевината. Оттук и самото име на сензора.

    Промените в индукцията показват, че в магнитното поле на намотката, който го замества, се появява метален обект и съответно цялата верига на свързване, чиято основна функция е поставена върху компаратор. В този случай сигналът се подава към релето и електрическият ток се изключва. От това можем да говорим за основната цел на такова устройство. Използва сеза измерване на движението на част от оборудването, която трябва да бъде изключена, ако са превишени границите на преминаване. Самите сензори имат граница на движение, варираща от един микрона до двадесет милиметра. В тази връзка, това устройство се нарича също така и индуктивна позиция на превключване.
    Прегледът на безконтактните сензори от този тип позволява да се разграничат от тях няколко разновидности. Подобна класификация се основава на различен брой свързващи проводници:
  • Двупроводна. Такива индуктивни сензори са свързани директно към веригата. Това е най-простото, но това е доста завладяваща опция. Това изисква номинално съпротивление на натоварване. Когато стойността се понижи или увеличи, работата на устройството става неправилна.
  • Трипосочен. Подобен тип индукционен сензор е най-често срещаният. В такива вериги, два проводника трябва да бъдат свързани към напрежението, а едно - директно към товара.
  • Четири- и петпроводни. В тези сензори, два проводника са свързани към товара, а петият се използва за избор на желания режим на работа.

    Ултразвукови сензори

    Тези устройства се използват широко в широк спектър от индустрии, решавайки много проблеми при автоматизирането на технологичните цикли. Ултразвукови безконтактни сензори се използват за определяне на местоположението и разстоянието на различни обекти. Например, те служат за идентифициране на етикети и дори прозрачност, за измерване на разстоянието и упражняване на контрол върху движението на даден обект. С тяхна помощ определятниво на течност Такъв е случаят например с отчитане на разходите за гориво при извършване на транспортни операции. И това е само част от многото приложения на ултразвукови ключове тип.
    Такива сензори са достатъчно компактни. Те се отличават с висококачествен дизайн и липса на различни движещи се части. Това оборудване не се страхува от замърсяване, което е много уместно в условията на производство и почти не изисква поддръжка. Като част от ултразвуковия сензор е пиезоелектрически нагревател, който е едновременно радиатор и приемник. Тази конструктивна част възпроизвежда потока от звукови импулси, приемайки го и преобразувайки напрежението на получения сигнал. След това се подава към контролера, който обработва данните и изчислява разстоянието, на което се намира обектът. Тази технология се нарича ехо-звучене.
    Активният обхват на ултразвуков сензор е работният обхват на откриване. Това е разстоянието, в което ултразвуковото устройство може да "види" обекта и няма значение дали се приближава към чувствителния елемент в аксиална посока или се движи през звуковия конус. В зависимост от принципа на действие се различават ултразвукови сензори:
  • Позиция. Такива устройства се използват за изчисляване на интервала от време, необходим за предаване на звука от устройството към конкретен обект и обратно. Безконтактните ултразвукови позиционни сензори се използват за контрол на местоположението и наличието на различни механизми, както и за преброяването им. Използват се следните устройствакачеството на сигналните нива на различни течности или насипни материали.
  • Разстояния и изместване. Принципът на действие на такива устройства е подобен на този, използван в описаното по-горе устройство. Разликата е само в типа на сигнала, който присъства на изхода. Той е аналогов, а не дискретен. Сензори от този тип се използват за преобразуване на съществуващи индикатори за разстояние до обект в определени електрически сигнали.
  • Магнитно чувствителни сензори

    Тези превключватели се използват за управление на положението. Сензорите работят, когато магнитът се приближава, който се намира на движещата се част на механизма. Такива устройства имат разширен температурен диапазон (от -60 до + 125 градуса по Целзий). Тази функционалност ви позволява да автоматизирате голям брой сложни производствени процеси.
    Безконтактен температурен сензор от магниточувствителен тип се използва: - за химическата и металургичната промишленост; - в Далечния север; - на подвижен състав; - в хладилни инсталации; - на автокранове; - в булдозери; - в машини за сняг и др. Приложението им е в системите за сигурност на сградите, както и за автоматичното отваряне на прозорци и входни врати. Най-модерните и високоскоростни са магнитно чувствителните сензори, работещи върху ефекта на Хол. Те не са обект на механично износване, тъй като имат електронен ключ за източника. Ресурсът на такива сензори е практически неограничен. В тази връзка тяхното приложение е полезно и практично решение на задачите за измерване на броявъртене на вала, фиксиране на местоположението на бързо движещи се обекти и т.н. При измерване на нивото на течности широко се използват плаващи магнитно чувствителни сензори. Те са най-добрият вариант за определяне на необходимата производителност при ниска цена и лекота на дизайна.

    Микровълнови сензори

    Подобен вид безконтактни превключватели е най-универсалната конструкция, която ви позволява непрекъснато да сканирате зоната на обслужване. Трябва да се има предвид, че те са в по-висока ценова категория, отколкото, например, ултразвукови аналози. Работата на такова устройство се дължи на излъчването на електромагнитни вълни, които имат висока честота, чиято стойност е малко по-различна при устройствата на различни производители. Микровълновите сензори са конфигурирани да сканират и получават отразени вълни. Това позволява на машината да записва и най-малките промени в електромагнитния фон. Ако това се случи, веднага се задейства алармената система, свързана със сензора, под формата на сигнализация, осветление и т.н. Микровълновите устройства имат висока точност и чувствителност. За тях няма пречки тухлени стени, врати и мебели. Този факт трябва да се вземе предвид при инсталирането на системата. Нивото на чувствителност на инструмента може да се промени чрез регулиране на датчика за движение. Прилага микровълнови превключватели за управление на вътрешно и външно осветление, сигнални устройства, електрически уреди и др.

    Пирометрични сензори

    За тялотовсяко живо същество се характеризира с наличието на топлинно излъчване, което е куп електромагнитни вълни с различна дължина. Когато температурата на тялото се увеличава, а количеството на излъчваната от тях енергия се увеличава. Въз основа на фиксирането на топлинното излъчване работят сензори, наречени пирометрични сензори. Те се случват: - тотална радиация, измерваща общата топлинна енергия на тялото; - частично излъчване, измерващо енергията на зоната, обвързана с приемника; - спектрално съотношение, което дава индикатор за енергийната връзка на определени области от спектъра. Безконтактните сензорни сензори най-често се използват в устройства, които улавят движението на обекти.

    Сензори

    Развиващите се технологии са докоснали почти всички сфери на човешката дейност. Те не заобиколиха партията и проблемите с подобряването на дома. Един от най-ярките примери е сензорният превключвател. Това устройство ви позволява да контролирате осветлението на помещението с леко докосване.
    Бутонът за превключване веднага работи дори и при най-малкото натискане на бутона. Дизайнът му се състои от три основни елемента. Сред тях:
  • Управляващото устройство, обработването получи сигнал и го предава на необходимите елементи.
  • Превключете устройството. Тази част отключва и отключва веригата и също променя силата на тока, консумирана от лампата.
  • Контролен панел (сензорен панел). С тази част превключвателят приема сигнали от дистанционното управление или чрез докосване. Най-новите устройства работят, когато държат ръка до тях.
  • СтандартМоделите могат: - да включват и изключват светлината; - регулиране на яркостта; - контрол на работата на отоплителните уреди, отчитане на промените в температурата; - отваряне и затваряне на щори; - включване и изключване на домакински уреди. Сензорните ключове произвеждат различни типове. Конкретният модел се избира в зависимост от нуждите на офиса или жилищната сграда. Например, желанието за закупуване и инсталиране на устройство за докосване може да се дължи на местоположението на стационарен превключвател в неудобно положение с невъзможността да бъде пренесен. Или може би в къща или апартамент има човек, чиято мобилност е ограничена. Понякога стационарните превключватели са на височина, която не е достъпна за деца. Решаването на проблема изисква избор на конкретен модел. Някои собственици предпочитат да инсталират сензорни превключватели, за да променят яркостта на светлината, без да стават от леглото и т.н.

    Свързани публикации