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电感式感测器
来源:http://www.fctaiwan.com   日期:10-07-10   浏览次数6147
1. 电感式感测器工作原理
        电感式感测器由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器産生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场,并达到感应距离时,在金属目标内産生涡流,从而导致振荡衰减,以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号,触发驱动控制器件,从而达到非接触式之检测目的。

2. 感测器选型指南
选择的依据是要决定哪一个是合适的感测器原理。这取决于将要测定的目标的材料。
如果目标是金属的,那么需要一个电感感测器。
如果目标是塑胶做的,纸做的;或(油基或水基)流体、颗粒、或者粉末,那么需要一个电容感测器。
如果目标带有磁性,那么电磁感测器是合适的。
爲你的应用选择最佳感测器的4个步骤:
步骤1 按外壳形状
步骤2 按动作距离
步骤3 按电气资料和输出形式
步骤4 按其他技术参数
步骤1 按外壳形状
圆柱形感测器
这此感测器在它们的正面有一个感应区域,指向轴线方向。现有的直径是从3mm(没有螺纹)和4mm(有螺纹),一直到// 现有的罩壳材料有:
★ 高级不锈钢
★ 黄铜,镀镍或者複盖聚四氟乙稀
★ 塑胶
矩形感测器
槽型感测器
步骤2 按动作距离
动作距离是一个接近开关的最重的特徵。根据物理原理,对于电感感测器和电容感测器,可以应用下面的近似公式:
S≤D/2
式中,D是感测器的传感面直径。
S是感测器的动作距离
动作距离的定义
当用标准测试板轴向接近开关感应面,使开关输出信号发生变化时测量的开关感应面和测试板之间的距离。
标准测试板尺寸:
其边长或爲感测器的直径,或爲3Sn(3倍额定动作距离)取二者中较大者,厚度爲1mm
材料:爲ST37或碳钢
例如:感测器直径爲D=18mm
Sn=5mm
则D(18mm)>3Sn(3X5mm=15mm)
取18X18X1 爲标准测试板
如直径爲D=18mm
Sn=8mm
则D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
则D(18mm)<3Sn(3X8=24mm)
取24X24X1 爲标准测试板
额定动作距离Sn
开关设计时理想的动作距离,即不考虑製造及外部条件所引起的偏差。
有效动作距离Sr
开关在额定工作电压及室温下(23±50℃)测得的动作距离
0.9Sn&pound;Sr &pound;1.1Sn
可用动作距离Su
开关在允许的环境温度-25℃--+70℃下,输入电压在额定电压的85%到110%范围内,测得的动作距离
0. 9Sr&pound;Su &pound;1.1Sr
可靠动作距离Sa
在这个动作距离内,开关的动作是可靠的
0&pound;Sa &pound;0.81Sn
重复精度
是指在外壳温度爲(23±5)℃,相对湿度爲随机的,供电电压爲Ue±5%,在8个小时的范围内进行测量所産生的有效作用距离的变化量:
R&pound;0.1Sr
回环宽度H
当测试板靠近接近开关和当测试板离开接近开关时所获得的两个开关点之间的距离差。这个距离差是相对于有效作用距离的百分数来表示,测量的环境温度爲(23±5)℃,和在额定的工作电压范围内:
H&pound;0.2Sr
测量动作距离时,标准测试板必须轴向接近开关,然而,如果测试板在有效传感区内横向移动,则会获得不同的动作距离,并且与离开轴线的距离有关。
对于槽型感测器,回应只和目标插入槽口中的深度有关。
衰减係数
影响动作距离的因素
衰减(或阻尼)材料的性质起了重要的作用,这可以用衰减係数来描述。
衰减係数是指某一种材料的动作距离相对于ST37号钢减少了多少。衰减係数越小,则对于某种特定材料的动作距离就越小。
对于电容感测器特徵参数是相对介电常数
齐平/非齐平安装
齐平安装:感测器埋入金属性基座内,其有效感应工作表面与基座面齐平。
非齐平安装:感测器不可埋入从属性基座内,其有效感应工作表面必须与其座保持一定的尺寸。最大的可能动作距离(与直径有关)是用非齐平式感测器来获得的。
齐平式安装的电感感测器和电容感测器有这些优点:它们有更好的机械保护性能,与非齐平式安装的感测器相比较,对于错误的电影响的灵敏度更低。这些都是通过一个专门的内部遮罩环来获得的。
齐平式安装的感测器与非齐平式安装的感测器相比较,其作用距离大约是后者的69%。
感测器常常被一个先靠着一个地进行安装。爲了避免相互之间的干扰,应该保持由表中给出的最小间隙C。
步骤3 按电气资料和输出型式
直流二线制
负载必须串接在感测器内进行工作。
有短路保护和极性变换保护。
直流三线制
这些感测器的电源和负载分开连接。它们有过载保护、短路保护和极性保护,它们的剩馀电流可以忽略不计。
直流四线制
这些感测器与三线制相同,只是同时提供一个常闭和一个常开输出。
交流二线制
负载必须串接在感测器内工作。根据其功能,在开关断开的情况下,会有一个小的剩馀电流过。接通时会有一个电压降。
NAMUR型二型二线制
NAMUR感测器是一种仅仅包含一振荡器的二线制感测器。该感测器的内阻随着感应目标的远近,而发生变化,相应的电流也随之变化。
并联和串联连接
接近开关可以採用并联或串联的连接,以实现简单的逻辑功能(与、或、与非、或非)。
与机械开关组合在一起也是可能的。根据防暴规定,NAMUR感测器不能採用并联或串联的连接。
三线直流与四线直流感测器的串联
当串联时,电压降相加,单个感测器的接通延时间相加
三线直流与四线直流感测器并联
双线交流感测器的串联
常开触点:“与”逻辑
常闭触点:“或非”逻辑
当串联时,在感测器上的电压降相加,它减低了在负载上可利用的电压,因此要注意:不能低于负载上的最小工作电压(注意到电网电压的波动)。
机械开关与交流感测器的并联
断开的触点中断了感测器的电源电压,若在感测器被衰减期间内机械触点闭合的话,则会産生一个短时间的功能故障,感测器的准备延迟时间(t&pound;80ms)避免了立即的通断动作.
补偿方法:将一人电阻并联在机械触点上(当触点断开时也是一样),此电阻使感测器的准备时间不会再起作用,对与220V交流,此电阻大约82kW/1w.
电阻的计算方法:近似值大约爲400W/V
双线交流感测器的并联
常开触点:“或”逻辑
常闭触点:“与非”逻辑
当并联时,剩馀电流相加,例如:它可以—
—在可编程控制器的输入端会産生一个高电平的假像。
—超过小继电器的维持电流,避免了在触点上的压降。
—机械开关与交流感测器的并联
闭合的触点使感测器的工作电压短路,当触点断开之后,只有在准备延迟时间(t&pound;80ms)之后感测器才处于功能准备状态。
补偿办法:触点上串联一个电阻,可以可靠地保证了感测器的最小工作电压,因此避免了在机械触点断开之后的准备延迟。
计算电阻的公式:R=
步骤4 按其他技术参数
空载电流I是指感测器自身所需要的电流,即在没有负载时测量。
工作电流(持续电流)I 是指连续工作时的最大负载电流。
暂态电流I 是指在开关闭合时不会损坏传达室感器的短时间内允许出现的电流。
剩馀电流I 是指感测器断开时,流过负载的电流
工作电压U 是指供电电压范围。在这个电压范围内,感测器可以保证安全工作。对于NAMUR感测器,必须标明额定电压。
电压降U 是指感测器接通时在感测器二端或者输出端测量得到的电压。
纹波电压 是指叠加在工作电压之上的交流电压(峰-峰值),常用算术平均值的百分比来表示。
开关频率 是指从衰减状态转变到没有衰减的状态的变换的最大次数,用赫兹(Hz)来度量。
允许干扰电压 是指作用在电源上的短时间的电压尖峰,可能会损坏无保护的感测器。
接通延时 是指在接近开关的电源电压接上,到该接近开关开始工作,所需要的时间。
对误脉冲抑制
当工作电压加上的时候,能在TV这个时间阶段里,抑制错误信号的输出。
短路保护
如果极限电流超过的话,输出会周期性地封闭和释放,直至短路被除。
极性保护
直流感测器具防止输入电源电压极性误接的保护功能。
过载保护
任何过载对感测器均无损害
断路保护
电源线断路不会引起误动作
导线顔色编码和连接形式
形式 功能 级性 导线顔色/端子
2-线 N.O. 自由
AC N.C. 自由
or N.O. 注明 L+棕,L-蓝
DC N.C. 注明 L+棕,L-蓝
金属外壳的交流型感测器外壳需接地
注:电气连接图中 BN-棕色 BI-蓝色 BK-黑色 WH-白色

 
 
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