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          IFM

        1. 更新日期:2009-11-07      瀏覽次數(shù):2568
          • IFM

            電感式傳感器工作原理
            電感式傳感器由三大部分組成:振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng),并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí),在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導(dǎo)致振蕩衰減,以停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào),觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件,從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。
            傳感器選型指南
            選擇的依據(jù)是要決定哪一個(gè)是合適的傳感器原理。這取決于將要測(cè)定的目標(biāo)的材料。
            如果目標(biāo)是金屬的,那么需要一個(gè)電感傳感器。
            如果目標(biāo)是塑料做的,紙做的;或(油基或水基)流體、顆粒、或者粉末,那么需要一個(gè)電容傳感器。
            如果目標(biāo)帶有磁性,那么電磁傳感器是合適的。
            為你的應(yīng)用選擇Z傳感器的4個(gè)步驟:
            步驟1 按外殼形狀
            步驟2 按動(dòng)作距離
            步驟3 按電氣數(shù)據(jù)和輸出形式
            步驟4 按其它技術(shù)參數(shù)
            步驟1 按外殼形狀
            圓柱形傳感器
            這此傳感器在它們的正面有一個(gè)感應(yīng)區(qū)域,指向軸線方向。現(xiàn)有的直徑是從3mm(沒(méi)有螺紋)和4mm(有螺紋),一直到// 現(xiàn)有的罩殼材料有:
            ★ 不銹鋼
            ★ 黃銅,鍍鎳或者復(fù)蓋聚四氟乙稀
            ★ 塑料
            矩形傳感器
            槽型傳感器
            步驟2 按動(dòng)作距離
            動(dòng)作距離是一個(gè)接近開(kāi)關(guān)的Z重的特征。根據(jù)物理原理,對(duì)于電感傳感器和電容傳感器,可以應(yīng)用下面的近似公式:
            S≤D/2
            式中,D是傳感器的傳感面直徑。
            S是傳感器的動(dòng)作距離
            動(dòng)作距離的定義
            當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板軸向接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)面,使開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)發(fā)生變化時(shí)測(cè)量的開(kāi)關(guān)感應(yīng)面和測(cè)試板之間的距離。
            標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板尺寸:
            其邊長(zhǎng)或?yàn)閭鞲衅鞯闹睆剑驗(yàn)?Sn(3倍額定動(dòng)作距離)取二者中較大者,厚度為1mm
            材料:為ST37或碳鋼
            例如:傳感器直徑為D=18mm
            Sn=5mm
            則D(18mm)>3Sn(3X5mm=15mm)
            取18X18X1 為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板
            如直徑為D=18mm
            Sn=8mm
            則D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
            則D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
            取24X24X1 為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板
            額定動(dòng)作距離Sn
            開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)作距離,即不考慮制造及外部條件所引起的偏差。
            有效動(dòng)作距離Sr
            開(kāi)關(guān)在額定工作電壓及室溫下(23±50℃)測(cè)得的動(dòng)作距離
            0.9Sn£Sr £1.1Sn
            可用動(dòng)作距離Su
            開(kāi)關(guān)在允許的環(huán)境溫度-25℃--+70℃下,輸入電壓在額定電壓的85%到110%范圍內(nèi),測(cè)得的動(dòng)作距離
            0. 9Sr£Su £1.1Sr
            可靠動(dòng)作距離Sa
            在這個(gè)動(dòng)作距離內(nèi),開(kāi)關(guān)的動(dòng)作是可靠的
            0£Sa £0.81Sn
            重復(fù)
            是指在外殼溫度為(23±5)℃,相對(duì)濕度為隨機(jī)的,供電電壓為Ue±5%,在8個(gè)小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的有效作用距離的變化量:
            R£0.1Sr
            回環(huán)寬度H
            當(dāng)測(cè)試板靠近接近開(kāi)關(guān)和當(dāng)測(cè)試板離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)時(shí)所獲得的兩個(gè)開(kāi)關(guān)點(diǎn)之間的距離差。這個(gè)距離差是相對(duì)于有效作用距離的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示,測(cè)量的環(huán)境溫度為(23±5)℃,和在額定的工作電壓范圍內(nèi):
            H£0.2Sr
            測(cè)量動(dòng)作距離時(shí),標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板必須軸向接近開(kāi)關(guān),然而,如果測(cè)試板在有效傳感區(qū)內(nèi)橫向移動(dòng),則會(huì)獲得不同的動(dòng)作距離,并且與離開(kāi)軸線的距離有關(guān)。
            對(duì)于槽型傳感器,響應(yīng)只和目標(biāo)插入槽口中的深度有關(guān)。
            衰減系數(shù)
            影響動(dòng)作距離的因素
            衰減(或阻尼)材料的性質(zhì)起了重要的作用,這可以用衰減系數(shù)來(lái)描述。
            衰減系數(shù)是指某一種材料的動(dòng)作距離相對(duì)于ST37號(hào)鋼減少了多少。衰減系數(shù)越小,則對(duì)于某種特定材料的動(dòng)作距離就越小。
            對(duì)于電容傳感器特征參數(shù)是相對(duì)介電常數(shù)
            齊平/非齊平安裝
            齊平安裝:傳感器埋入金屬性基座內(nèi),其有效感應(yīng)工作表面與基座面齊平。
            非齊平安裝:傳感器不可埋入從屬性基座內(nèi),其有效感應(yīng)工作表面必須與其座保持一定的尺寸。Z大的可能動(dòng)作距離(與直徑有關(guān))是用非齊平式傳感器來(lái)獲得的。
            齊平式安裝的電感傳感器和電容傳感器有這些:它們有更的機(jī)械保護(hù)性能,與非齊平式安裝的傳感器相比較,對(duì)于錯(cuò)誤的電影響的靈敏度更低。這些都是通過(guò)一個(gè)專門(mén)的內(nèi)部屏蔽環(huán)來(lái)獲得的。
            齊平式安裝的傳感器與非齊平式安裝的傳感器相比較,其作用距離大約是后者的69%。
            傳感器常常被一個(gè)靠著一個(gè)地進(jìn)行安裝。為了避免相互之間的干擾,應(yīng)該保持由表中給出的Z小間隙C。
            步驟3 按電氣數(shù)據(jù)和輸出型式
            直流二線制
            負(fù)載必須串接在傳感器內(nèi)進(jìn)行工作。
            有短路保護(hù)和極性變換保護(hù)。
            直流三線制
            這些傳感器的電源和負(fù)載分開(kāi)連接。它們有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)和極性保護(hù),它們的剩余電流可以忽略不計(jì)。
            直流四線制
            這些傳感器與三線制相同,只是同時(shí)提供一個(gè)常閉和一個(gè)常開(kāi)輸出。
            交流二線制
            負(fù)載必須串接在傳感器內(nèi)工作。根據(jù)其功能,在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的情況下,會(huì)有一個(gè)小的剩余電流過(guò)。接通時(shí)會(huì)有一個(gè)電壓降。
            NAMUR型二型二線制
            NAMUR傳感器是一種僅僅包含一振蕩器的二線制傳感器。該傳感器的內(nèi)阻隨著感應(yīng)目標(biāo)的遠(yuǎn)近,而發(fā)生變化,相應(yīng)的電流也隨之變化。
            并聯(lián)和串聯(lián)連接
            接近開(kāi)關(guān)可以采用并聯(lián)或串聯(lián)的連接,以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯功能(與、或、與非、或非)。
            與機(jī)械開(kāi)關(guān)組合在一起也是可能的。根據(jù)防暴規(guī)定,NAMUR傳感器不能采用并聯(lián)或串聯(lián)的連接。
            三線直流與四線直流傳感器的串聯(lián)
            當(dāng)串聯(lián)時(shí),電壓降相加,單個(gè)傳感器的接通延時(shí)間相加
            三線直流與四線直流傳感器并聯(lián)
            雙線交流傳感器的串聯(lián)
            常開(kāi)觸點(diǎn):“與”邏輯
            常閉觸點(diǎn):“或非”邏輯
            當(dāng)串聯(lián)時(shí),在傳感器上的電壓降相加,它減低了在負(fù)載上可利用的電壓,因此要注意:不能低于負(fù)載上的Z小工作電壓(注意到電網(wǎng)電壓的波動(dòng))。
            機(jī)械開(kāi)關(guān)與交流傳感器的并聯(lián)
            斷開(kāi)的觸點(diǎn)中斷了傳感器的電源電壓,若在傳感器被衰減期間內(nèi)機(jī)械觸點(diǎn)閉合的話,則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)間的功能故障,傳感器的準(zhǔn)備延遲時(shí)間(t£80ms)避免了立即的通斷動(dòng)作.
            補(bǔ)償方法:將一人電阻并聯(lián)在機(jī)械觸點(diǎn)上(當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)也是一樣),此電阻使傳感器的準(zhǔn)備時(shí)間不會(huì)再起作用,對(duì)與220V交流,此電阻大約82kW/1w.
            電阻的計(jì)算方法:近似值大約為400W/V
            雙線交流傳感器的并聯(lián)
            常開(kāi)觸點(diǎn):“或”邏輯
            常閉觸點(diǎn):“與非”邏輯
            當(dāng)并聯(lián)時(shí),剩余電流相加,例如:它可以—
            —在可編程控制器的輸入端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電平的假象。
            —超過(guò)小繼電器的維持電流,避免了在觸點(diǎn)上的壓降。
            —機(jī)械開(kāi)關(guān)與交流傳感器的并聯(lián)
            閉合的觸點(diǎn)使傳感器的工作電壓短路,當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)之后,只有在準(zhǔn)備延遲時(shí)間(t£80ms)之后傳感器才處于功能準(zhǔn)備狀態(tài)。
            補(bǔ)償辦法:觸點(diǎn)上串聯(lián)一個(gè)電阻,可以可靠地了傳感器的Z小工作電壓,因此避免了在機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)之后的準(zhǔn)備延遲。
            計(jì)算電阻的公式:R=
            步驟4 按其它技術(shù)參數(shù)
            空載電流I是指?jìng)鞲衅髯陨硭枰碾娏鳎丛跊](méi)有負(fù)載時(shí)測(cè)量。
            工作電流(持續(xù)電流)I 是指連續(xù)工作時(shí)的Z大負(fù)載電流。
            瞬時(shí)電流I 是指在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)不會(huì)損壞傳達(dá)室感器的短時(shí)間內(nèi)允許出現(xiàn)的電流。
            剩余電流I 是指?jìng)鞲衅鲾嚅_(kāi)時(shí),流過(guò)負(fù)載的電流
            工作電壓U 是指供電電壓范圍。在這個(gè)電壓范圍內(nèi),傳感器可以安全工作。對(duì)于NAMUR傳感器,必須標(biāo)明額定電壓。
            電壓降U 是指?jìng)鞲衅鹘油〞r(shí)在傳感器二端或者輸出端測(cè)量得到的電壓。
            紋波電壓 是指疊加在工作電壓之上的交流電壓(峰-峰值),常用算術(shù)平均值的百分比來(lái)表示。
            開(kāi)關(guān)頻率 是指從衰減狀態(tài)轉(zhuǎn)變到?jīng)]有衰減的狀態(tài)的變換的Z大數(shù),用赫茲(Hz)來(lái)度量。
            允許干擾電壓 是指作用在電源上的短時(shí)間的電壓尖峰,可能會(huì)損壞無(wú)保護(hù)的傳感器。
            接通延時(shí) 是指在接近開(kāi)關(guān)的電源電壓接上,到該接近開(kāi)關(guān)開(kāi)始工作,所需要的時(shí)間。
            對(duì)誤脈沖抑制
            當(dāng)工作電壓加上的時(shí)候,能在TV這個(gè)時(shí)間階段里,抑制錯(cuò)誤信號(hào)的輸出。
            短路保護(hù)
            如果極限電流超過(guò)的話,輸出會(huì)周期性地封閉和釋放,直短路被除。
            極性保護(hù)
            直流傳感器具防止輸入電源電壓極性誤接的保護(hù)功能。
            過(guò)載保護(hù)
            任何過(guò)載對(duì)傳感器均無(wú)損害
            斷路保護(hù)
            電源線斷路不會(huì)引起誤動(dòng)作
            導(dǎo)線顏色編碼和連接形式
            形式 功能 性 導(dǎo)線顏色/端子
            2-線 N.O. 自由
            AC N.C. 自由
            Or N.O. 注明 L+棕,L-藍(lán)
            DC N.C. 注明 L+棕,L-藍(lán)
            金屬外殼的交流型傳感器外殼需接地
            注:電氣連接圖中 BN-棕色 BI-藍(lán)色 BK-黑色 WH-白色

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