तंत्र की स्थिति के लिए गैर-संपर्क सेंसर

इस लेख में हम तंत्र के स्थिति संवेदकों के बारे में बात करेंगे। मूल रूप से, किसी भी सेंसर का मुख्य कार्य किसी विशिष्ट घटना के होने पर संकेत देना है। यही है, जब एक ट्रिगर घटना होती है, सेंसर सक्रिय होता है और एक संकेत उत्पन्न करता है, जो एनालॉग या असतत, डिजिटल हो सकता है।

लिमिट सेंसर का उपयोग कई दशकों से पोजीशन सेंसर के रूप में किया जाता रहा है। स्विच। वे विद्युत संपर्क से युक्त होते हैं जो यांत्रिक रूप से खुलते या बंद होते हैं जब कुछ चर (स्थिति) एक निश्चित मूल्य तक पहुँचते हैं। विभिन्न प्रकार के सीमा स्विच कई नियंत्रण प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, जिनकी विश्वसनीयता उन पर निर्भर करती है। ऐसे सेंसर में गतिमान यांत्रिक तत्व होते हैं जिनके संसाधन सीमित होते हैं।

सीमा स्विच वर्तमान में सक्रिय रूप से विभिन्न निकटता सेंसर द्वारा प्रतिस्थापित किए जा रहे हैं। सबसे अधिक बार, निम्नलिखित प्रकार के निकटता सेंसर: आगमनात्मक, जनरेटर, magnetohercon और फोटोइलेक्ट्रॉनिक। इन सेंसर का गतिमान वस्तु के साथ कोई यांत्रिक संपर्क नहीं है जिसकी स्थिति पर नजर रखी जा रही है।

गैर-संपर्क स्थिति सेंसर तंत्र पर स्विच करने की उच्च गति और उच्च आवृत्ति सुनिश्चित करते हैं। आपूर्ति वोल्टेज और तापमान में परिवर्तन पर इन सेंसर का एक निश्चित नुकसान निर्भरता, उनकी सटीकता है। आवश्यकताओं के आधार पर, इन उपकरणों के आउटपुट डिवाइस निम्नानुसार हो सकते हैं संपर्क रहित तर्क तत्वऔर विद्युत रिले.

इलेक्ट्रिक ड्राइव की सटीक ब्रेकिंग योजनाओं में, प्रॉक्सिमिटी सेंसर का उपयोग डाउनशिफ्ट और अंतिम स्टॉप दोनों को कमांड करने के लिए किया जा सकता है।

आज बाजार पर कई प्रकार के सेंसर हैं, लेकिन इस लेख के ढांचे के भीतर हम विषय को सीधे आगमनात्मक स्थिति सेंसर पर प्रकाश डालेंगे, क्योंकि 80% से अधिक मामलों में यह आगमनात्मक सेंसर हैं जो तंत्र की स्थिति के लिए सेंसर के रूप में काम करते हैं।

जब धातु अपने ट्रिगर ज़ोन के पास पहुंचता है तो आगमनात्मक सेंसर चालू हो जाता है। इस कारण से, आगमनात्मक स्थिति संवेदकों को उपस्थिति संवेदक, निकटता संवेदक, या केवल आगमनात्मक स्विच भी कहा जाता है।

आइए अब आगमनात्मक सेंसर के संचालन के सिद्धांत पर विचार करें। जैसा ऊपर बताया गया है, जब धातु ट्रिगर जोन के काफी करीब है, तो सेंसर सक्रिय हो जाता है। इस घटना में शामिल लोगों की बातचीत शामिल है कुचालक इसके पास आने वाली धातु के साथ, जो कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण को तेजी से बदलता है, जिससे सेंसर सक्रिय हो जाता है, यह चालू हो जाता है, इसके आउटपुट पर संबंधित सिग्नल दिखाई देता है।

डिवाइस के इलेक्ट्रॉनिक भाग में एक नियंत्रण सर्किट होता है, जो बदले में रिले या ट्रांजिस्टर स्विच को नियंत्रित करता है। इसमें निम्नलिखित भाग होते हैं:

• एक जनरेटर जो एक वस्तु के साथ बातचीत करने के लिए आवश्यक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है।

• श्मिट ट्रिगर स्विचिंग हिस्टैरिसीस प्रदान करता है।

• सिग्नल के आयाम को बढ़ाने के लिए एक एम्पलीफायर ताकि यह आवश्यक सक्रियण मान तक पहुंच सके।

• एलईडी संकेतक स्विच की स्थिति के बारे में सूचित करता है। यह प्रदर्शन निगरानी और कॉन्फ़िगरेशन भी प्रदान करता है।

• ठोस कणों और पानी के प्रवेश से बचाने के लिए यौगिक।

• संवेदक को माउंट करने के लिए आवास और विभिन्न यांत्रिक प्रभावों से सुरक्षा। यह पीतल या पॉलियामाइड से बना है और फास्टनरों के साथ समाप्त हो गया है।

आगमनात्मक स्थिति सेंसर का व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है जहां तंत्र के किसी भी हिस्से की स्थिति को समय-समय पर या लगातार निर्धारित करना आवश्यक होता है। सेंसर एक संकेत उत्पन्न करता है जो ड्राइव को भेजा जाता है। एक स्टार्टर, कंट्रोलर, रिले, फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर आदि एक कार्यकारी तंत्र के रूप में कार्य कर सकते हैं। मुख्य बात यह है कि सेंसर के पैरामीटर वोल्टेज और करंट के संदर्भ में ड्राइव के मापदंडों के अनुरूप हैं।

अधिकांश सेंसर बिजली उपकरण नहीं हैं, वे मुख्य रूप से सिग्नलिंग डिवाइस हैं, इसलिए सेंसर स्वयं, एक नियम के रूप में, कुछ भी शक्तिशाली स्विच नहीं करता है, लेकिन केवल नियंत्रण करता है, एक नियंत्रण संकेत देता है, एक क्रिया दीक्षा उपकरण के रूप में कार्य करता है जो पहले से ही जुड़ा हो सकता है पावर स्विचिंग के लिए।

आधुनिक आगमनात्मक स्थिति सेंसर अक्सर प्लास्टिक या धातु के आवास के दो संस्करणों में पाए जाते हैं: आयताकार या बेलनाकार। गोलाकार क्रॉस-सेक्शन वाले सेंसर का व्यास 4 से 30 मिमी तक हो सकता है, लेकिन सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले व्यास 18 और 12 मिमी हैं।

जब सेंसर को उपकरण पर लगाया जाता है, तो मेटल प्लेट और सेंसर के एक्टिवेशन ज़ोन के बीच एक गैप सेट किया जाता है, आमतौर पर यह दूरी सेंसर के व्यास से अधिक नहीं होती है और, एक नियम के रूप में, यह 2-3 गुना कम हो जाती है इसका व्यास।

कनेक्शन विधि के अनुसार, आगमनात्मक स्थिति सेंसर दो-तार, तीन-तार, चार-तार और पांच-तार हो सकते हैं।

दो-तार सीधे लोड को स्विच करते हैं, जैसे स्टार्टर कॉइल, यानी वे एक पारंपरिक स्विच की तरह काम करते हैं। दो-तार सेंसर को भार प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, इसलिए वे हमेशा एक विश्वसनीय उपकरण के रूप में उपयुक्त नहीं होते हैं, लेकिन वे अपनी प्रासंगिकता नहीं खोते हैं।

भार केवल संवेदक के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, यदि निरंतर वोल्टेज का उपयोग किया जाता है तो ध्रुवीयता का निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है, यदि वैकल्पिक ध्रुवीयता महत्वपूर्ण नहीं है, तो मुख्य बात स्विच की गई शक्ति और वर्तमान है।

तीन-तार वाले सेंसर में सेंसर को शक्ति प्रदान करने के लिए तीसरा तार होता है, और यह सबसे लोकप्रिय समाधान है। चार-तार और पांच-तार सेंसर में लोड को जोड़ने के लिए ट्रांजिस्टर या रिले आउटपुट होते हैं, और पांचवां तार आपको सेंसर के ऑपरेटिंग मोड, आउटपुट की प्रारंभिक स्थिति का चयन करने की अनुमति देता है।

चूंकि आउटपुट रिले और ट्रांजिस्टर दोनों हो सकते हैं, सेंसर तदनुसार आउटपुट के डिवाइस के अनुसार तीन प्रकारों में विभाजित होते हैं: रिले, एनपीएन और पीपीएन।

रिले आउटपुट के साथ सेंसर

रिले आउटपुट वाले सेंसर में शामिल सर्किट से आपूर्ति सर्किट का गैल्वेनिक अलगाव होता है। यह एक तार को स्विच करता है और स्विच्ड सर्किट में वोल्टेज विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं है। चूंकि सेंसर का बिजली आपूर्ति सर्किट गैल्वेनिक रूप से पृथक है, इसे रिले सेंसर का एक फायदा माना जा सकता है। इस प्रकार के सेंसर आमतौर पर बड़े होते हैं।

Pnp ट्रांजिस्टर आउटपुट के साथ सेंसर

सेंसर में आउटपुट पर एक pnp ट्रांजिस्टर होता है जो लोड के साथ पॉजिटिव वायर को कम्यूट करता है। एक लोड आउटपुट pnp ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट से जुड़ा होता है, जो स्थायी रूप से इसके दूसरे लीड के माध्यम से नेगेटिव से जुड़ा होता है।

एनपीएन ट्रांजिस्टर आउटपुट के साथ सेंसर

सेंसर के आउटपुट पर एक एनपीएन ट्रांजिस्टर होता है जो लोड के साथ नकारात्मक तार को कम्यूट करता है। आउटपुट एनपीएन ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट से एक लोड जुड़ा होता है, जो स्थायी रूप से इसके दूसरे लीड से पॉजिटिव लीड से जुड़ा होता है।

आउटपुट की प्रारंभिक स्थिति के अनुसार, आगमनात्मक स्थिति सेंसर सामान्य रूप से बंद या सामान्य रूप से खुले संपर्क हो सकते हैं। प्रारंभिक अवस्था का अर्थ है कि यह अवस्था उस समय है जब सेंसर अभी तक चालू नहीं हुआ है, अर्थात यह सक्रिय नहीं है।

यदि आउटपुट संपर्क सामान्य रूप से बंद हैं, तो लोड निष्क्रिय समय पर जुड़ा हुआ है, यदि यह सामान्य रूप से खुला है, तो सेंसर चालू होने तक, लोड काट दिया जाएगा और ड्राइव (जैसे संपर्ककर्ता) को कोई शक्ति प्रदान नहीं की जाएगी। आम तौर पर बंद संपर्कों को अंग्रेजी प्रारूप में नामित किया जाता है - एन.सी. (सामान्य रूप से बंद), सामान्य रूप से खुला - नहीं. (सामान्यत: खुला है)।

इस प्रकार, ट्रांजिस्टर आउटपुट वाले सेंसर चार प्रकार के होते हैं: चालकता के अनुसार दो प्रकार (पीएनपी या एनपीएन) और आउटपुट की प्रारंभिक स्थिति के अनुसार दो प्रकार। चालू या बंद करने में भी देरी हो सकती है।

सेंसर से जुड़े ड्राइव के प्रकार के साथ-साथ बिजली आपूर्ति विधि के आधार पर, सेंसर का तर्क सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। यह वोल्टेज स्तर के कारण होता है जो डिवाइस के इनपुट को सक्रिय करता है।

यदि इनपुट सक्रिय होता है जब एक्ट्यूएटर का नकारात्मक तार जमीन से माइनस से जुड़ा होता है, तो तर्क को नकारात्मक कहा जाता है, ऐसा कनेक्शन एनपीएन प्रकार के ट्रांजिस्टर आउटपुट वाले सेंसर की विशेषता है।

सक्रिय होने पर सकारात्मक तर्क ड्राइव के सकारात्मक तार को सकारात्मक बिजली आपूर्ति से जोड़ने के अनुरूप होता है, यह तर्क pnp ट्रांजिस्टर आउटपुट वाले सेंसर के लिए विशिष्ट है। सबसे अधिक बार, तंत्र की स्थिति के लिए आगमनात्मक सेंसर के संचालन के लिए एक सकारात्मक तर्क है।

आगमनात्मक स्थिति सेंसर के पुराने सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकार

आगमनात्मक स्थिति सेंसर IKV-22

आगमनात्मक सेंसर IKV-22। इन सेंसरों का संचालन एक स्टील कोर के साथ कॉइल के आगमनात्मक प्रतिरोध को बदलने के सिद्धांत पर आधारित है, जब चुंबकीय सर्किट में हवा का अंतर बदल जाता है।

एक स्टील प्लेट पर दो कॉइल वाला एक चुंबकीय सर्किट लगाया जाता है, जो प्लास्टिक कवर के साथ बंद होता है। दो एमबीजीपी कैपेसिटर (एक 15 μF, 200 V की क्षमता वाला, दूसरा 10 μF, 400 V की क्षमता वाला) नीचे की तरफ से प्लेट से जुड़ा होता है। कैपेसिटर एक आवरण से ढके होते हैं। केबल सील के माध्यम से जुड़ा हुआ है। तंत्र पर एक चुंबकीय शंट स्थापित किया गया है, जिसका आयाम कम से कम होना चाहिए: मोटाई 2 मिमी, चौड़ाई 80 मिमी, लंबाई 140 मिमी। चुंबकीय सर्किट और शंट के बीच हवा का अंतर 6 ± 4 मिमी है।

आउटपुट रिले आमतौर पर उस समय चालू और बंद होता है जब चुंबकीय शंट सेंसर से गुजरता है, जब कॉइल के आगमनात्मक प्रतिरोध में बदलाव के कारण, वर्तमान अनुनाद होता है और रिले कॉइल के माध्यम से करंट गिरता है। ये रिले: MKU-48 टाइप करें, 12 V AC, ड्रा करेंट 0.45 A से अधिक नहीं, ड्राप करेंट 0.1 A से कम नहीं।सेंसर सर्किट की आपूर्ति वोल्टेज 24 वी एसी रिले है।

आगमनात्मक स्थिति सेंसर आईडी-5

धातुकर्म कार्यशालाओं में, आईडी -5 प्रकार के आगमनात्मक सेंसर का उपयोग किया जाता है, जो परिवेश के तापमान पर + 80 ° C तक और आर्द्रता 100% तक काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रवाहकीय धूल और पैमाने स्वीकार्य हैं। सेंसर के साथ एक UID-10 टाइप सेमीकंडक्टर आउटपुट एम्पलीफायर का उपयोग किया जाता है। एम्पलीफायर (25 W) की आउटपुट पावर व्यापक REV-800 रिले, संपर्ककर्ता KP21, MK-1, आदि को चालू करने के लिए पर्याप्त है।

सेंसर और देखे गए फेरोमैग्नेटिक ऑब्जेक्ट के बीच हवा का अंतर 30 मिमी तक हो सकता है। आईडी -5 सेंसर के आयाम 187x170x70 मिमी हैं, आपूर्ति वोल्टेज 220 वी ± 15%, 50 हर्ट्ज है।

छोटे आकार के बीएसपी संपर्क रहित स्विच

लघु गति स्विच BSP-2 (गैर-संपर्क आउटपुट के साथ, तर्क तत्व के लिए) और BRP (आउटपुट के साथ PE-21, 24 V, 16 ओम) का उपयोग धातु काटने की मशीनों पर किया जाता है।

BSP-2 स्विच में एक डिफरेंशियल ट्रांसफॉर्मर सेंसर और एक सेमीकंडक्टर ट्रिगर होता है। पहले सेंसर कॉइल की चुंबकीय प्रणाली को एक स्टील प्लेट द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, और दूसरे कॉइल को हेरफेर किया जाता है क्योंकि यह फ्लैट आर्मेचर तंत्र से जुड़ी अपनी चुंबकीय प्रणाली पर चलता है। कॉइल को विपरीत दिशा में चालू किया जाता है।

यदि आर्मेचर सेंसर के ऊपर है, तो कॉइल की आगमनात्मक प्रतिक्रिया बराबर होती है और अंतर ट्रांसफार्मर का सेंसर आउटपुट शून्य होता है। इस स्थिति में, ट्रिगर के आउटपुट पर कम से कम 2.5 V का वोल्टेज दिखाई देता है, जो तर्क तत्व के काम करने के लिए पर्याप्त है।

सेंसर के ऊपर एक आर्मेचर की अनुपस्थिति में, ट्रिगर पर एक वोल्टेज लगाया जाता है, जो इसे उसकी मूल स्थिति में लौटा देता है। तब स्विच का आउटपुट सिग्नल शून्य होता है।

BRP स्विच के संचालन का सिद्धांत BSP-2 के समान कई तरह से है। बॉक्स के अंदर एक आगमनात्मक सेंसर (अंतर ट्रांसफार्मर के सर्किट के अनुसार), एक ट्रिगर और एक एम्पलीफायर स्थापित किया गया है। घुमावों की भिन्न संख्या वाले द्वितीयक कुंडलियों को विपरीत दिशा में चालू किया जाता है। जैसे ही आर्मेचर सेंसर की चुंबकीय प्रणाली को ओवरलैप करता है, सिग्नल कम हो जाता है और चरण बदलने के बाद, ट्रिगर स्विच हो जाता है और एक बाहरी आउटपुट रिले (PE-21, 24 V, 16 ओम) सक्रिय हो जाता है।

तंत्र के लिए तय किए गए एंकर का आयाम 80x15x3 मिमी है। एंकर और सेंसर के बीच 4 मिमी का अंतर है। नाममात्र मोड में स्विच की सटीकता ± 0.5 मिमी है, सक्रियण अंतर 5 मिमी से अधिक नहीं है। पर। आपूर्ति वोल्टेज और तापमान में उतार-चढ़ाव, बीएसपी -2 और बीआरपी स्विच की त्रुटि ± (2.5-एफ-3.0) मिमी तक पहुंच सकती है।

उच्च आवृत्ति आगमनात्मक सेंसर वीकेबी

यू-आकार या फ्लैट आर्मेचर के साथ वीकेबी प्रकार के उच्च-सटीक आगमनात्मक सेंसर का उपयोग धातु काटने की मशीनों के स्वचालन के लिए भी किया जाता है। अंतर्निर्मित ट्रांसफॉर्मर के ध्रुव एक खुले विद्युत चुम्बकीय प्रणाली का निर्माण करते हैं। कामकाजी वायु अंतर 0.1-0.15 मिमी है।

ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग से आउटपुट वोल्टेज को डिफरेंशियल मेजरमेंट सर्किट और फिर एक ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर को फीड किया जाता है। तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ सेंसर की कुल त्रुटि 5 से 40 डिग्री सेल्सियस और नाममात्र मूल्य के 85 से 110% तक वोल्टेज ± (0.064-0.15) मिमी है, प्रतिक्रिया में अंतर 0.4 मिमी से अधिक नहीं है। तंत्र की अधिकतम गति गति 10 मीटर / मिमी है। सेंसर आयाम 62x34x24 मिमी। आपूर्ति वोल्टेज 12 वी।

डिफरेंशियल सर्किट वाली धातु काटने की मशीनों के लिए विशेष प्रकार के सटीक आगमनात्मक सेंसर में ± 0.01 मिमी से कम की त्रुटि होती है।इस तरह के सेंसर में VPB12 प्रकार का एक गैर-संपर्क गति स्विच शामिल होता है, जिसमें एक इलेक्ट्रॉनिक इकाई पर एक सेंसर इकाई होती है। सेंसर यूनिट में एक इंडक्टिव वर्क सेंसर, एक इंडक्टिव मुआवजा सेंसर और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड शामिल हैं। तंत्र घुड़सवार है: फेराइट तत्व को नियंत्रित करें। आपूर्ति वोल्टेज 12 वी डीसी। अधिकतम एक्सपोजर दूरी 0.12 मिमी से अधिक नहीं है। एक RPU-0 प्रकार के रिले को सेंसर आउटपुट से जोड़ा जा सकता है। आउटपुट डिवाइस का अधिकतम लोड करंट 0.16 A है।

जनरेटर स्थिति सेंसर

इस प्रकार के सेंसर कॉम्पैक्ट और बहुत सटीक होते हैं। KVD-6M और KVD-25 श्रृंखला (स्लॉट के साथ), KVP-8 और KVP-16 (विमान) के सेंसर जनरेटर ने खुद को अच्छी तरह साबित किया है। वे नमी और धूल की उच्च सांद्रता में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं। सेंसर (जनरेटर और ट्रिगर) के ट्रांजिस्टर सर्किट के तत्व शॉक-प्रतिरोधी पॉलीस्टाइनिन से बने आवास में स्थित हैं। सीलिंग कोल्ड-हार्डिंग कंपाउंड के साथ किया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज - 30 से +50 डिग्री सेल्सियस तक है।

एचपीसी सेंसर एक असतत संकेत उत्पन्न करता है जब धातु की प्लेट ("ध्वज") स्लॉट से गुजरती है, जिससे ट्रिगर की पीढ़ी और स्विचिंग में खराबी होती है। स्लॉट की चौड़ाई KVD-6M सेंसर के लिए 6 मिमी और KVD-25 सेंसर के लिए 25 मिमी है।

KVP-8 और KVP-16 सेंसर तब सक्रिय होते हैं जब धातु की प्लेट क्रमशः 8 और 16 मिमी की अधिकतम दूरी पर उनके पास से गुजरती है।