Beskontaktni senzori: pregled, princip rada, namjena. Dodirnite prekidač

Često u elektronici takav radio element kao jezičac nalazi svoju primjenu. Njegova značajka je mogućnost zatvaranja kontakata kada je ozračena magnetskim poljem. Što to znači? Uzimanjem jednostavnog magneta ili postavljanjem elektromagneta u blizini reed prekidača, lako možete napraviti i zatvoriti kontakte ovog radio elementa. U biti, to je neka vrsta beskontaktnog senzora.

Definicija pojma

Što je senzor blizine? Pod time se podrazumijeva elektronski uređaj koji registrira prisutnost određenog objekta u zoni njegova djelovanja i pokreće se bez ikakvih mehaničkih ili bilo kojih drugih učinaka.

Beskontaktni senzori se koriste u raznim poljima. To je stvaranje kućanskih aparata i sigurnosnih sustava, industrijske tehnologije i automobilske industrije. Usput, ovaj element se popularno naziva "prekidač blizine".

prednosti

Među glavnim prednostima senzora blizine oni ih razlikuju:

- kompaktna veličina;

- visoki stupanj nepropusnosti;

- trajnost i pouzdanost;

- mala težina;

- razne mogućnosti instalacije;

- nedostatak kontakta s objektom i obrnuti utjecaj.

klasifikacija

Postoje različiti tipovi senzora blizine. Oni su klasificirani prema načelu djelovanja i su:

- kapacitivni;

- optički;

- induktivni;

- ultrazvuk;

- magnetski osjetljivi;

- pirometrijski.

Razmotrite svaku od ovih vrsta uređaja zasebno.

Kapacitivni senzori

U središtu tih uređaja je mjerenje električnih kondenzatora. U svom dielektriku i je predmet koji je predmet registracije. Svrha beskontaktnih senzora ovog tipa je rad s mnogim primjenama. To je, primjerice, prepoznavanje geste. Kapacitivni senzori za automobilsku kišu. Takvi uređaji daljinski mjere razinu tekućine tijekom obrade različitih materijala, itd.

Kapacitivni senzor blizine je analogni sustav koji radi na udaljenosti do sedamdeset centimetara. Za razliku od drugih vrsta sličnih uređaja, ima veću točnost i osjetljivost. Uostalom, promjena kapaciteta se javlja samo u nekoliko pikofarada.

Ovaj beskontaktni krug osjetnika uključuje ploče koje se sastoje od vodljive tiskane pločice, kao i punjenja. U ovom slučaju, stvaranje kondenzatora. I to će se dogoditi u bilo koje vrijeme, bilo u vodljivom uzemljenom elementu, ili u nekom objektu, čiji je dielektrična konstanta različita od zraka. Takav uređaj će raditi i ako se osoba ili dio njegovog tijela pojavi u zoni djelovanja uređaja, što će biti slično potencijalu tla. Dok se približavate, primjerice, prst će se promijeniti kapacitivnost kondenzatora. Čak i ako uzmemo u obzir činjenicu da je sustav nelinearan, neće se teško pojavljivati ​​u vidljivim granicama.

Dijagram ožičenja takvog senzora blizine može biti kompliciran. Uređaj može biti uključen nekoliko elemenata nezavisno jedan od drugog u smjeru lijevo / desno i također gore / dolje. To će proširiti mogućnosti uređaja.

Optički senzori

Takvi beskontaktni prekidači danas pronalaze svoju široku primjenu u mnogim granama ljudske djelatnosti, gdje djeluje oprema potrebna za otkrivanje objekata. Kod spajanja senzora blizine koristi se kodiranje. To vam omogućuje da spriječite pogrešno aktiviranje uređaja zbog vanjskog utjecaja izvora svjetlosti. Ovi senzori rade na niskim temperaturama. Pod tim uvjetima oni se stavljaju na termoverice.

Što su nekontrolirani optički senzori? To je elektronički krug koji reagira na promjene svjetlosni tok koji pada na prijemnik. Takvo načelo djelovanja omogućuje da se odredi prisutnost ili odsutnost objekta u određenoj prostornoj domeni.

Dizajn optičkih senzora blizine ima dvije glavne jedinice. Jedan od njih je izvor zračenja, a drugi je prijemnik. Mogu biti u jednom iu različitim slučajevima.

Pri razmatranju principa beskontaktnog senzora mogu se razlikovati tri vrste optičkih uređaja:

1. Barijera. Rad optičkih sklopki ovog tipa (T) provodi se na izravnom zraku. U tom slučaju, instrumenti se sastoje od dva odvojena dijela - odašiljača i prijemnika, koji su smješteni koaksijalno jedan prema drugom. Tok zračenja koji emitira radijator mora biti usmjeren upravo na prijemnik. Kada se snop prekine objektom, prekidač se aktivira. Takvi senzori imaju dobru otpornost na buku. Osim toga, ne boje se ni kapi kiše ili prašine itd.
2. Difuzna. Rad optičkih sklopki tipa D temelji se na korištenju snopa reflektiranog od objekta. Prijemnik i odašiljač takvog uređaja nalaze se u istom pakiranju. Odašiljač usmjerava tok prema objektu. Zraka, reflektirana od njene površine, raspoređena je u različitim smjerovima. U ovom dijelu toka se vraća natrag, gdje ga prima prijemnik. Kao rezultat, aktivira se prekidač.
3. Refleks. Takvi optički senzori blizine su tipa R. Koriste se zrake reflektirane od reflektora. Prijemnik i odašiljač takvog uređaja također se nalaze u istom kućištu. Kada se pritisne na reflektor, zrake se reflektiraju, ispadaju u području prijemnika, zbog čega se uređaj aktivira. Takvi uređaji rade na udaljenosti do 10 metara. Možda njihovo korištenje za fiksiranje prozirnih objekata.

Induktivni senzori

Osnova ovog uređaja je načelo obračunavanja promjena induktivnosti njegovih glavnih komponenata - svitka i jezgre. Otuda i sam naziv senzora.

Promjene indukcije ukazuju da se u magnetskom polju svitka pojavio metalni predmet koji ga je promijenio, a time i cijeli dijagram ožičenja, čija je glavna funkcija dodijeljena komparatoru. Kada se to dogodi, na relej se primjenjuje signal i struja se isključuje.

Na temelju toga možemo govoriti o glavnoj svrsi takvog uređaja. Koristi se za mjerenje kretanja komada opreme koji se mora isključiti ako se prekorače granice terena. Senzori imaju ograničenja kretanja od jednog mikrona do dvadeset milimetara. U tom smislu, takav uređaj se također naziva induktivni prekidač položaja.

Pregled takvih beskontaktnih senzora omogućuje nam da razlikujemo nekoliko njih. Ova se klasifikacija temelji na različitom broju žica za povezivanje:

1. Dvije žice. Takvi induktivni senzori spojeni su izravno na krug. To je najjednostavnija, ali u isto vrijeme prilično hirovita opcija. Potreban je nominalni otpor opterećenja. Uz smanjenje ili povećanje ovog indikatora, rad instrumenta postaje netočan.
2. Trožični. Ovaj tip indukcijskog senzora je najčešći. U takvim shemama, dvije žice trebaju biti spojene na napon, a jedna - izravno na teret.
3. Četiri i pet žica. U tim senzorima, dvije žice su spojene na opterećenje, a peta se koristi za odabir željenog načina rada.

Ultrazvučni senzori

Ovi uređaji su široko korišteni u različitim područjima proizvodnje, rješavajući mnoge probleme automatizacije tehnoloških ciklusa. Ultrazvučni senzori blizine koriste se za određivanje položaja i udaljenosti različitih objekata.

Primjerice, koriste se za otkrivanje oznaka, pa čak i prozirnih, za mjerenje udaljenosti i kontrolu kretanja objekta. Uz njihovu pomoć odredite razinu tekućine. Potreba za tim javlja se, primjerice, kada se uzme u obzir potrošnja goriva pri obavljanju prijevoza. A to su samo neke od mnogih primjena ultrazvučnih tipki.

Takvi senzori su vrlo kompaktni. Odlikuju se visokokvalitetnim dizajnom i nedostatkom različitih pokretnih dijelova. Ova oprema se ne boji zagađenja, što je prilično relevantno s aspekta proizvodnje, a također ne zahtijeva gotovo nikakvo održavanje.

Ultrazvučni senzor sadrži piezoelektrični grijač, koji je i radijator i prijemnik. Ovaj strukturni dio reproducira protok zvučnih impulsa, uzimajući ga i pretvarajući primljeni signal u napon. Zatim se šalje kontroleru, koji vrši obradu podataka i izračunava udaljenost na kojoj se objekt nalazi. Ta se tehnologija naziva eholokacija.

Aktivni raspon ultrazvučnog senzora je radni raspon detekcije. To je udaljenost unutar koje ultrazvučni uređaj može "vidjeti" objekt, i nije bitno da li se približava osjetljivom elementu u aksijalnom smjeru ili se kreće preko zvučnog konusa.

Ovisno o principu rada razlikuju se ultrazvučni senzori:

1. Pozicija. Takvi se uređaji koriste za izračun vremenskog intervala potrebnog da zvuk putuje od instrumenta do objekta i natrag. Bezkontaktni ultrazvučni senzori položaja koriste se za praćenje položaja i dostupnosti različitih mehanizama, kao i za njihovo brojanje. Takvi se uređaji također koriste kao indikatori razine raznih tekućina ili rasutih materijala.
2. Udaljenosti i pokreti. Princip rada takvih uređaja sličan je onome koji se koristi u gore opisanom uređaju. Razlika je samo u vrsti signala koji je prisutan na izlazu. To je analogno, ne diskretno. Senzori ovog tipa služe za pretvaranje dostupnih pokazatelja udaljenosti do objekta u određene električne signale.

Senzori osjetljivi na magnet

Ovi prekidači se koriste za upravljanje položajem. Senzori se aktiviraju prilazom magneta koji se nalazi na pokretnom dijelu mehanizma. Takvi uređaji imaju prošireni temperaturni raspon (od -60 do +125 stupnjeva Celzija). Ova funkcionalnost omogućuje automatizaciju velikog broja složenih proizvodnih procesa.

Bezkontaktni temperaturni senzor magnetski osjetljiv tip:

- na kemijskoj i metalurškoj industriji;

- u područjima Dalekog sjevera;

- na željeznička vozila;

- u rashladnim jedinicama;

- na dizalicama;

- u buldožerima;

- u strojevima za snijeg, itd.

Svoju uporabu pronalaze u sigurnosnim sustavima zgrada, kao iu automatskom otvaranju prozora i ulaznih vrata.

Najmoderniji i najbrže djelujući senzori su magnetski osjetljivi Učinak Halla. Oni nisu izloženi mehaničkom trošenju jer imaju elektronički izlazni ključ. Izvor takvih senzora je gotovo neograničen. U tom smislu, njihova upotreba je korisno i praktično rješenje problema mjerenja broja okretaja vratila, fiksiranja položaja brzih objekata itd.

Prilikom mjerenja razine tekućina široko se primjenjuju magnetski osjetljivi senzori. Oni su najbolja opcija za određivanje potrebnih performansi zbog niske cijene i jednostavnosti dizajna.

Mikrovalni senzori

Ova vrsta prekidača blizine je najsvestranija opcija dizajna, koja omogućuje kontinuirano skeniranje posluženog područja. Treba imati na umu da su u višoj cjenovnoj kategoriji od, primjerice, kolega iz ultrazvuka.

Rad takvog uređaja nastaje zbog emisije elektromagnetskih valova visoke frekvencije čija je vrijednost nešto drugačija u uređajima različitih proizvođača. Mikrovalni senzori konfigurirani su za skeniranje i prihvaćanje reflektiranih valova. To omogućuje uređaju da uhvati čak i najmanje promjene u elektromagnetskoj pozadini. Ako se to dogodi, sustav upozorenja spojen na senzor odmah aktivira, u obliku alarma, rasvjete itd.

Mikrovalni uređaji imaju visoku točnost odgovora i osjetljivost. Za njih nisu prepreke zidovi od opeke, vrata i namještaj. Tu činjenicu treba uzeti u obzir pri instalaciji sustava. Razina osjetljivosti instrumenta može se promijeniti postavkom senzor pokreta.

Primijeniti mikrovalne prekidače za kontrolu unutarnje i vanjske rasvjete, alarmnih uređaja, električnih uređaja itd.

Pirometrijski senzori

Prisutnost toplinskog zračenja, koje je snop elektromagnetskih valova različite duljine, karakteristično je za organizam svakog živog bića. Povećanjem tjelesne temperature povećava se volumen emitirane energije.

Na temelju fiksacije toplinskog zračenja rade senzori koji se nazivaju pirometrijskim senzorima. To su:

- ukupno zračenje, mjerenje ukupne toplinske energije tijela;

- parcijalno zračenje, mjerenje energije područja ograničenog prijemnikom;

- spektralni omjer, koji daje pokazatelj omjera energije pojedinih dijelova spektra.

Beskontaktni senzori, senzori se najčešće koriste u uređajima koji bilježe kretanje objekata.

Prekidači na dodir

Razvijene tehnologije utjecale su na gotovo sve sfere ljudske aktivnosti. Nisu zaobišli pitanja poboljšanja doma. Upečatljiv primjer je prekidač osjetljiv na dodir. Ovaj uređaj omogućuje lagano upravljanje osvjetljenjem prostorije.

Dodirni prekidač odmah radi čak i uz najslabiji dodir gumba. Njegov dizajn uključuje tri glavna elementa. Među njima su:

1. Kontrolna jedinica koja obrađuje ulazni signal i prenosi ga na željene elemente.
2. Prebacivanje uređaja Ovaj dio zatvara i otvara krug, a također mijenja jačinu struje koju troši svjetiljka.
3. Upravljačka ploča (dodirni). S ovom pojedinosti, prekidač prima signale s daljinskog upravljača ili od dodira. Većina modernih uređaja radi kada držite ruku pokraj njih.

Standardni modeli mogu:

- uključivanje i isključivanje svjetla;

- podešavanje svjetline;

- pratiti rad uređaja za grijanje, izvještavati o promjenama temperature;

- otvoriti i zatvoriti rolete;

- uključivanje i isključivanje kućanskih aparata.

Dodirne sklopke proizvode različite vrste. Specifični model odabire se ovisno o potrebama ureda ili stambene zgrade. Na primjer, želja za kupnjom i ugradnjom senzorskog uređaja može nastati zbog mjesta stacionarnog prekidača u neugodnom mjestu s nemogućnošću njegovog prijenosa. Ili možda osoba čija je pokretljivost ograničena živi u kući ili stanu. Ponekad su stacionarni prekidači na takvoj visini da nisu dostupni djeci. Rješavanje problema zahtijevat će odabir određenog modela. Neki vlasnici radije instaliraju prekidače na dodir za promjenu svjetline svjetla bez ustajanja iz kreveta itd.