Giriş
Uzak mesafeden bir nesnenin varlığının veya yokluğunun algılanmasına 'yakınlık algılama' denir. Yakınlık sensörleri ailesinin üyeleri arasında manyetik sensörlerin özel bir yeri vardır.
Kardeşlerine kıyasla üstün algılama menzilleri ile tanınırlar. endüktif yakınlık sensörleri.
Bu blog genel bakışı tartışmayı amaçlamaktadır. manyetik yakınlık sensörleri/anahtarlar ve yakınlık algılama uygulamalarında nasıl kullanılabilecekleri.
Manyetik Yakınlık Anahtarı nedir?
Manyetik yakınlık sensörleri/anahtarları, temassız konum algılama sensörleridir. Nesneleri manyetik özelliklerini kullanarak algılarlar. Başka bir deyişle, manyetik yakınlık sensörleri özellikle mıknatıslarla çalışmak üzere tasarlanmıştır.
Plastik, ahşap ve hatta alüminyum gibi manyetize olmayan malzemeler aracılığıyla manyetik nesneleri algılamak söz konusu olduğunda, manyetik yakınlık sensörleri son derece kullanışlı hale gelir.
Yalnızca birçok boyut/paket varyantında bulunmazlar, aynı zamanda aşırı şok/titreşim koşullarında yüksek mekanik stabiliteye sahiptirler.
Manyetik Yakınlık Anahtarı Çalışma Prensibi
Manyetik yakınlık sensörlerinde kullanılan çeşitli teknolojiler vardır:
- Değişken İsteksizlik
- Değişken relüktans sensörleri, kalıcı bir mıknatıs ve bir ferromıknatısın etrafına sarılmış bir toplama bobini kullanılarak oluşturulur. Bu sensörlerin harici bir güç kaynağına ihtiyacı yoktur. Sensörün yanından bir mıknatıs geçtiğinde, bobinde bir voltaj indüklenir ve analog sinyali verir. gibi daha doğru algılama bilgileri sağlayabilen, güç verilen 'aktif' varyantları vardır. sıfır hız.
- Reed anahtarları
- Reed anahtar tabanlı manyetik sensörler, hava geçirmez şekilde kapatılmış bir cam ampulden oluşur. Cam ampul, manyetik olan iki 'kamış'ı çevreler. Anahtarın yanına bir mıknatıs yerleştirildiğinde, iki kamış birbiriyle temas ederek devreyi tamamlar.
- salon etkisi
- Hall etkisi sensörleri, bir manyetik nesne tarafından oluşturulan manyetik alanı ölçmek için aynı adı taşıyan ilkeyi kullanır. İki tip Hall sensörü vardır, Dijital ve analog. Dijital sensörler bir mantık YÜKSEK veya DÜŞÜK sinyali verir. Analog sensörler, manyetik alanın gücüyle orantılı bir voltaj/akım verir.
- GMR (Dev Manyeto Direnç Etkisi) Endüktif
- GMR sensörleri bir Wheatstone köprüsü devre. Dirençlerden ikisi, iç kısımları kullanmak için özel olarak tasarlanmıştır. ferromanyetik ve ferromanyetik olmayan malzeme. Bu, bir manyetik alana maruz kaldığında dirençlerin direncini değiştirir.
Buğdaytaşı köprü devresi, mevcut manyetik alanla orantılı bir voltaj sinyali üretir. Bu voltaj, bir sinyal koşullandırma aşamasından bir karşılaştırıcıya geçirilir.
Karşılaştırıcı, sinyali eşiklerle karşılaştırır ve sinyal çıkışı için çıkış aşamasını değiştirir.
Manyetik Yakınlık Sensörü Devre Şeması
Manyetik sensörler, yalnızca endüstriyel otomasyon görevlerinde değil, aynı zamanda AC ile çalışan bir cihazı açmak/kapatmak gibi genel amaçlı anahtarlama görevlerinde de çok faydalı olabilir.
Aşağıdaki devre, bir röleyi kontrol etmek için bir manyetik indükleme anahtarının kullanıldığı bir uygulamadır. Manyetik anahtara anlık olarak bir mıknatıs yerleştirmek, röleyi açar/kapatır.
Devrenin giriş devresi, zaman geciktirme devresi ve flip flop olmak üzere üç ana bloğu vardır. Manyetik anahtarın yakınına bir mıknatıs getirmek, NE2 zamanlayıcının pim 555'sini toprağa kısa devre yapar.
NE555 şu şekilde yapılandırılmıştır: monostabil modu. Bu konfigürasyonda, pim 0'ye 2V darbe uygulandığında, pim 3 belirli bir süre YÜKSEK ve DÜŞÜK (0V) gider. Zaman sabiti, R2 ve C1 tarafından oluşturulan RC ağı tarafından tanımlanır.
NE555'in çıkışı, CD3 IC'nin saat pimine (pim 4013) bağlanır. Bu, D tipi bir flip-flop IC'dir ve 'geçiş modunda' olacak şekilde yapılandırılmıştır.
Geçiş modunda, pim 3'e her darbe uygulandığında, IC2 çıkışları YÜKSEK'ten DÜŞÜK'e veya DÜŞÜK'ten YÜKSEK'e geçiş yapar.
IC1'nin 2 numaralı pimi, RL1 rölesini açıp kapatan T1 transistörüne bağlanır. T1 bir NPN transistör olduğundan IC2'den pozitif gerilim verildiğinde röleyi açar.
Röle, transistörün hasar görmesini önlemek için serbest dönen bir D1 diyotuna sahiptir. Bu, röle kapandığında endüktif geri tepmeyi bastırır.
Manyetik Yakınlık Anahtarı Nasıl Test Edilir
Kamış anahtarı gibi basit bir manyetik yakınlık anahtarı için sensörü test etmek için aşağıdaki devreyi izleyin.
Sensör düzgün çalışıyorsa, sensörün yanına bir mıknatıs yerleştirmek LED'i açacaktır.
Bir multimetreniz varsa, ayarlayın devamlılık testi mod veya diyot modu ve iki ucu sensörün iki kablosuna bağlayın. Sensörün yanına bir mıknatıs getirin ve multimetrenin okumasını gözlemleyin.
Sensör iyi çalışıyorsa multimetre bip sesi çıkaracak veya sıfıra yakın çok küçük bir değer gösterecektir.
Dahili gösterge LED'i olan sensörler için ilk adım, sensöre bir voltaj kaynağı kullanarak güç vermektir. Voltaj sensör modeline bağlıdır ve 5V ile 24VDC arasında olabilir.
Sensör açıldığında, sensörün önüne bir mıknatıs yerleştirin. Sensör üzerindeki LED yanarsa sensörün hatasız olduğu belirlenebilir.
Manyetik Yakınlık anahtarı nasıl bağlanır
3 kablolu yakınlık sensörü için iki konfigürasyon vardır, NPN ve PNP. PNP tipi bir batan tip PLC, NPN tipi sensörlerin bir kaynak türü PLC. Aşağıdaki şekil GerçekPars her iki sensör tipi için tipik, renk kodlu bağlantı şemasını gösterir.
2 kablolu DC yakınlık sensörlerinin kablo bağlantısı nispeten daha kolaydır. PLC batan tip ise, 2 kablolu bir PNP sensörü seçilmelidir. PLC bir kaynak tipi ise, sensör NPN çıkış tipi olmalıdır.
Bir PNP sensörü için kahverengi kabloyu +24V'a ve siyah kabloyu PLC girişine bağlayın.
NPN tipi bir sensör için, kahverengi kabloyu PLC girişine ve Siyah kabloyu 0V'a (ortak) bağlayın.
Manyetik Yakınlık Sensörü Aralığı
Genel olarak, manyetik yakınlık sensörlerinin menzili, manyetik alanın gücüne bağlıdır. Bir manyetik yakınlık sensörü için tipik algılama mesafesi 0-80 mm aralığındadır ve mıknatıs çok güçlüyse biraz daha yüksek olabilir.
Sonuç
Manyetik yakınlık sensörleri farklı teknolojilerde mevcuttur.
Bu makalede, en karmaşık GMR endüktif sensörlere yönelik basit kamış anahtarından geçtik ve bunların arkasındaki işlevsel ilkeyi, bunların nasıl test edileceğini ve gerçek dünya uygulamalarında nasıl kullanılacağını tartıştık.
Belirli bir sensörü seçmeden önce her zaman seçenekleri araştırdığınızdan emin olun. Bu, sisteminizin optimum performansını sağlayacaktır.
