Введение
Обнаружение присутствия или отсутствия объекта на расстоянии называется «обнаружением приближения». Магнитные датчики занимают особое место среди представителей семейства датчиков приближения.
Они известны своей высочайшей дальностью обнаружения по сравнению со своими братьями и сестрами. индуктивные датчики приближения.
Цель этого блога - обсудить обзор магнитные датчики приближения/ переключатели и как их можно использовать в приложениях для определения приближения.
Что такое бесконтактный магнитный переключатель?
Магнитные бесконтактные датчики / переключатели - это бесконтактные датчики определения положения. Они обнаруживают объекты, используя их магнитное свойство. Другими словами, магнитные датчики приближения специально разработаны для работы с магнитами.
Когда дело доходит до обнаружения магнитных объектов через немагнитные материалы, такие как пластик, дерево или даже алюминий, магнитные датчики приближения становятся чрезвычайно полезными.
Они не только доступны во многих вариантах размера / упаковки, но также обладают высокой механической стабильностью в экстремальных условиях ударов / вибрации.
Принцип работы бесконтактного магнитного переключателя
В магнитных датчиках приближения используются различные технологии:
- Переменное сопротивление
- Датчики переменного магнитного сопротивления построены с использованием постоянного магнита и считывающей катушки, намотанной на ферромагнетик. Эти датчики не нуждаются во внешнем источнике питания. Когда магнит проходит мимо датчика, в катушке индуцируется напряжение, которое выдает аналоговый сигнал. Существуют «активные» их варианты с питанием, которые могут предоставить более точную информацию зондирования, такую как: нулевая скорость.
- Герконовые переключатели
- Магнитные датчики на герконах состоят из герметичной стеклянной колбы. Стеклянная колба закрывает два магнитных язычка. Когда рядом с переключателем помещается магнит, два язычка соприкасаются друг с другом, замыкая цепь.
- эффект Холла
- Датчики на эффекте Холла используют одноименный принцип для измерения магнитного поля, создаваемого магнитным объектом. Есть два типа датчиков Холла: цифровые и аналоговые. Цифровые датчики выдают логический сигнал HIGH или LOW. Аналоговые датчики выдают напряжение / ток, пропорциональный силе магнитного поля.
- GMR (гигантский магниторезистивный эффект) индуктивный
- Датчики GMR состоят из мост Уитстона схема. Два резистора специально разработаны для использования внутри ферромагнитный и неферромагнетик материал. Это приводит к изменению сопротивления резисторов под воздействием магнитного поля.
Схема моста Уитстона вырабатывает сигнал напряжения, пропорциональный присутствующему магнитному полю. Это напряжение проходит через ступень преобразования сигнала в компаратор.
Компаратор сравнивает сигнал с пороговыми значениями и переключает выходной каскад для вывода сигнала.
Принципиальная схема магнитного датчика приближения
Магнитные датчики могут быть очень полезны не только в задачах промышленной автоматизации, но и в задачах переключения общего назначения, таких как включение / выключение устройства с питанием от переменного тока.
Следующая схема представляет собой такое приложение, в котором герконовый переключатель используется для управления реле. Если на мгновение поместить магнит на геркон, реле будет включено / выключено.
Схема имеет три основных блока: входную схему, схему временной задержки и триггер. Поднесение магнита к геркону закорачивает контакт 2 таймера NE555 на массу.
NE555 настроен в моностабильный режим. В этой конфигурации, когда на вывод 0 подается импульс 2 В, вывод 3 переходит в ВЫСОКИЙ уровень на определенное время и переходит в НИЗКИЙ (0 В). Постоянная времени определяется RC-цепью, образованной R2 и C1.
Выход NE555 подключен к тактовому выводу (вывод 3) микросхемы CD4013. Это микросхема триггера D-типа, настроенная для работы в «режиме переключения».
В режиме переключения каждый раз импульс подается на контакт 3, выход IC2 переходит с ВЫСОКОГО на НИЗКИЙ или НИЗКИЙ на ВЫСОКИЙ.
Вывод 1 микросхемы IC2 подключен к транзистору T1, который включает / выключает реле RL1. Поскольку T1 является транзистором NPN, он включает реле, когда с IC2 подается положительное напряжение.
Реле имеет обратный диод D1 для предотвращения повреждения транзистора. Это подавляет индуктивную отдачу при выключении реле.
Как проверить бесконтактный магнитный переключатель
Для простого магнитного бесконтактного переключателя, такого как геркон, выполните приведенную ниже схему для проверки датчика.
Если датчик работает правильно, размещение магнита рядом с датчиком включит светодиод.
Если у вас есть мультиметр, установите его на проверка целостности режим или диодный режим и подключите два вывода к двум проводам датчика. Поднесите магнит к датчику и наблюдайте за показаниями мультиметра.
Мультиметр издаст звуковой сигнал или отобразит очень маленькое значение, близкое к нулю, если датчик работает нормально.
Для датчиков со встроенным светодиодным индикатором первым делом необходимо включить датчик с помощью источника напряжения. Напряжение зависит от модели датчика и может составлять от 5 В до 24 В постоянного тока.
Когда датчик включен, поместите магнит перед датчиком. Если светодиод на датчике горит, можно определить, что датчик исправен.
Как подключить датчик магнитного приближения
Для 3-проводного датчика приближения существует две конфигурации: NPN и PNP. Тип PNP требует тонущий тип ПЛК, а для датчиков типа NPN требуется тип источника ПЛК. Рисунок ниже из РеалПарс обозначает типичную электрическую схему с цветовой кодировкой для обоих типов датчиков.
Двухпроводные датчики приближения постоянного тока подключить относительно легче. Если ПЛК является втекающим, следует выбрать 2-проводный датчик PNP. Если ПЛК является исходным, датчик должен иметь тип выхода NPN.
Для датчика PNP подключите коричневый провод к + 24 В, а черный провод к входу ПЛК.
Для датчика типа NPN подключите коричневый провод ко входу ПЛК, а черный провод к 0 В (общий).
Диапазон магнитного датчика приближения
Как правило, диапазон действия магнитных датчиков приближения зависит от силы магнитного поля. Типичное расстояние срабатывания для магнитного датчика приближения находится в диапазоне 0-80 мм и может быть немного выше, если магнит очень мощный.
Заключение
Магнитные датчики приближения доступны в различных технологиях.
В этой статье мы рассмотрели простой герконовый переключатель и самые сложные индуктивные датчики GMR и обсудили принцип их действия, а также способы их тестирования и использования в реальных приложениях.
Обязательно всегда исследуйте варианты, прежде чем выбирать конкретный датчик. Это обеспечит оптимальную производительность вашей системы.
