מטרה, מכשיר ועקרון הפעולה של חיישן אינדוקטיבי במילים פשוטות

במכונות מכונות מודרניות ובציוד ברמת דיוק גבוהה, שם חשוב לשלוט במיקום האלמנטים המבניים, מותקן חיישן אינדוקטיבי. לשם מה מכשיר זה משמש, אילו סוגים ושיטות חיבור קיימים, כיצד הוא עובד, נשקול במאמר זה.

קביעת פגישה

חיישן אינדוקטיבי נועד לשלוט בתנועת גוף העבודה ללא מגע ישיר עמו. תחום היישום העיקרי עבורו הוא ציוד מכונות, מכשירים רפואיים מדויקים, מערכות אוטומציה לתהליכים טכנולוגיים, מדידה ובקרה על צורת המוצר. בהתאם להוראות סעיף 2.1.1.1 של GOST R 50030.5.2-99, זהו חיישן היוצר שדה אלקטרומגנטי באזור הרגישות ויש לו מתג מוליך למחצה.

היקף היישום של חיישנים אינדוקטיביים נקבע במידה רבה על ידי האמינות הגבוהה שלהם ועמידותם לגורמים חיצוניים. קריאותיהם וביצועיהם אינם מושפעים מגורמים סביבתיים רבים: לחות, עיבוי, הצטברות אבק ולכלוך, חדירת חלקיקים מוצקים. תכונות כאלה מסופקות על ידי נתוני המכשיר והעיצוב שלהם.

התקן

התפתחות פלח האלקטרוניקה הרדיו הובילה לא רק לשיפור המנגנונים הראשוניים, אלא גם להופעתם של חיישני אינדוקציה חדשים ביסודם. כדוגמה, שקול את אחת האפשרויות הפשוטות ביותר (איור 1):

כפי שניתן לראות באיור, הוא כולל:

• מעגל או עול מגנטי (1) - נועד להעביר את השדה האלקטרומגנטי מהגנרטור לאזור הרגישות;
• משרן (2) - יוצר שדה אלקטרומגנטי מתחלף כאשר זרם חשמלי זורם דרך הלולאות;
• אובייקט מדידה (3) - עוגן מתכת מוכנס או מועבר באזור של רגישות, עצמים שאינם מתכתיים אינם מסוגלים להשפיע על מצב השדה האלקטרומגנטי, ולכן הם אינם משמשים כ- גַלַאִי;
• הפער בין מושא המדידה למעגל המגנטי הראשי (4) - מספק מדד לאינטראקציה כדיאלקטרי מגנטי, בהתאם למודל החיישן ושיטת התנועה, הוא יכול להישאר ללא שינוי או להשתנות בטווח נתון;
• גנרטור (5) - תוכנן לייצר מתח חשמלי בתדר נתון, שייצור שדה מגנטי מתחלף באזור נתון.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של חיישן אינדוקטיבי הוא יכולתו של השדה האלקטרומגנטי לשנות את הפרמטרים שלו, בהתאם לערך המוליכות המגנטית לאורך נתיב הזרימה. פעולתו מבוססת על הגרסה הקלאסית של סליל הפצוע על ליבה.

כאשר זרם חשמלי I זורם בסיבובי סליל זה, נוצר שדה מגנטי (ראה. איור 2), הווקטור שנוצר של אינדוקציה מגנטית B נקבע על ידי שלט יד ימין. כאשר השדה המגנטי נע דרך הליבה, החומר הפרומגנטי מספק תפוקה מרבית. אך ברגע שקווי האינדוקציה המגנטית נכנסים לחלל האוויר, המוליכות המגנטית מתדרדרת באופן משמעותי וחלק מהשדה מתפזר.

כאשר מוחדר אובייקט מפעיל (איור 3) עשוי מתכת לשדה החיישן האינדוקטיבי, עוצמת קווי האינדוקציה משתנה בחדות. כתוצאה מכך השטף עולה וערכו משתנה, וזה בתורו מוביל לשינוי בכמות החשמלית במעגל הסליל עקב תופעת האינדוקציה ההדדית. בפועל, אות זה קטן מדי, ולכן מגבר נכלל במעגל שלהם כדי להרחיב את טווח המדידה של החיישן האינדוקטיבי.

חישה מרחק ומטרה

תלוי בתכנון ובעיקרון הפעולה של החיישן ההשראי, לאובייקט המטרה יכולה להיות תנועה אנכית או אופקית ביחס למונה עצמו. עם זאת, התגובה של החיישן לתחילת התנועה של האובייקט הנשלט עשויה שלא להתחיל מיד, וזה בגלל מרחק נומינלי בו מסופקים אזור הרגישות של החיישן והפרמטרים הטכניים לְהִתְנַגֵד.

כפי שניתן לראות באיור 4, במיקום הראשון, האובייקט הנשלט נמצא במרחק כזה בו קווים אלקטרומגנטיים אינם מגיעים לפניו. במקרה זה, האות לא יוסר מחיישן ההשראה, מכיוון שהוא אינו רושם תנועות באזור הרגישות. במצב השני, האובייקט המבוקר כבר חצה את מרחק החישה ונכנס לאזור הרגיש. כתוצאה מאינטראקציה עם האובייקט, אות מקביל יופיע בפלט החיישן.

כמו כן, מרחק החישה יהיה תלוי במידות הגיאומטריות, הצורה והחומר. יש לציין שרק חפצי מתכת משמשים כאובייקט להפעלת חיישן אינדוקטיבי. אך רגע המעבר של החיישן למצב הנגדי יהיה שונה גם מהסוג הספציפי, שמוצג ב תרשים:

נ.ב. קרא עוד במאמר שלנו: https://www.asutpp.ru/induktivnyy-datchik.html