Какие датчики бывают


Типы датчиков движения

В прошлой статье мы рассмотрели общий принцип работы такого датчика и даже затронули техническую сторону. Теперь рассмотрим какие бывают типы, их плюсы и минусы.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие типы датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения

Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях.

ИНФРАКРАСНЫЕ (ИК) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

КАК РАБОТАЕТ ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

- Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

- Относительно небольшой диапазон рабочих температур

- Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК - излучение материалами

ПЛЮСЫ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

- Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

- При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ (УЗ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию.

КАК РАБОТАЕТ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

- Относительно невысокая дальность действия

- Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

ПРЕИМУЩЕСТВА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Относительно невысокая стоимость

- Не подвергаются влиянию окружающей среды

- Определяют движение вне зависимости от материала объекта

- Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

- Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

МИКРОВОЛНОВЫЕ (СВЧ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

КАК РАБОТАЕТ МИКРОВОЛНОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера - изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название "микроволновый" говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

- Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

- СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

ПРЕИМУЩЕСТВА МИКРОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

- Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

- Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

- Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

- Датчик обладает более компактными размерами

- Может иметь несколько независимых зон обнаружения

КОМБИНИРОВАННЫЕ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Виды датчиков контроля давления – классификация, применение и критерии выбора

Такие приборы представляют собой измерительные устройства с чувствительными элементами, изменяющими физические параметры в зависимости от давления окружающей среды.

В отличие от манометров, которые только измеряют давление и демонстрируют показания на шкале, датчики еще и преобразуют полученную величину в унифицированный сигнал или цифровой код, который передается по сети технической системы и используется для регулирования всего процесса.

Таким образом, в датчиках обязательно предусматривают не только приемник давления (чувствительный элемент), а и устройства вывода информационного сигнала. И все места стыков и соединений защищаются герметичными соединениями.

Классификация

Датчики давления классифицируют по нескольким признакам. Первый из них — измеряемая характеристика:

  • Абсолютное давление — показатель в измеряемой среде относительно абсолютного нуля (вакуума).
  • Избыточное давление — уровень увеличения давления в среде относительно барометрического (в земной атмосфере).
  • Разрежения — степень уменьшения давления относительно барометрического.
  • Давления/разрежения: можно измерять как увеличение, так и уменьшение относительно показателей атмосферного давления.
  • Разности давлений (дифференциальные): замеряют, насколько различаются показатели в двух разных средах или в 2 удаленных точках процесса.
  • Гидростатического: измеряют разность между полным и динамическим давлением, используются для трубопроводов.

Еще одна классификация — по методу измерения давления:

  • Высота жидкости в колонне. По такому принципу работают манометры с откалиброванной шкалой, заполненные водой или ртутью. Водные считаются более чувствительными и точными.
  • Упругая деформация. Метод основан на таком соответствии: степень деформации упругого материала прямо пропорциональна прикладываемому усилию (давлению).
  • Электрические методы. По такому принципу работают тензодатчики: изменение размера сказывается на электрическом сопротивлении проводника.

В зависимости от всех этих характеристик выделяют следующие типы датчиков:

  1. Упругие датчики зачастую используются для измерения давления жидкости. Представляют собой прибор с жидкостью в отсеке с одной упругой стенкой. эта эластичная “мембрана” отклоняется при изменении показаний, и на основании этих отклонений высчитывается величина. Такие приборы чувствительные и хрупкие, сбиваются при воздействии вибраций.
  2. Трубки Бурдона: внутрь трубки подается давление, что вызывает ее упругую деформацию (эллипс или овал в сечении стремится принять форму круга, а свободный конец трубки перемещается). Чаще всего по такому принципу работают манометры со стрелочным циферблатом. Это — портативные модели, нетребовательные в обслуживании, но работающие с низкой точностью и подходящие только для статических измерений.
  3. Сильфоны: устройства цилиндрической формы со складками, деформируются при сжатии и расширении. Такие приборы подключаются к переключателям и могут использоваться только при давлениях ниже 200 Па.
  4. Мембраны и диафрагмы представляют собой резиновые, металлические, пластиковые или кожаные диски. Отличаются чувствительностью к резким изменениям давления, а также подходят для измерения низких величин, менее 2-7Па. Также могут применяться в агрессивных средах.
  5. Электрические датчики устанавливаются наравне с упругими, увеличивая точность измерения и обеспечивая передачу электрического сигнала на контрольный пункт.
  6. Емкостные, состоящие из параллельных пластин-конденсаторов, соединенных с металлической диафрагмой. также в конструкции есть электроды, запитанные от высокочастотного генератора. Подходят для измерения в пределах 2,5-70 МПа.
  7. Индуктивные, с ферромагнитным сердечником, обмотками и упругим элементом. Сердечник перемещается при изменении давления, и напряжение между обмотками тоже меняется. В зависимости от степени калибровки напряжения и типа упругого элемента диапазон измеряемых значений может колебаться в пределах 250Па — 70 МПа.
  8. С магнетосопротивлением. Представляют собой конструкцию с ферромагнитным сердечником, пластиной и гибким элементов. При их перемещении изменяется магнитный поток цепи. Чувствительность измерений в этом случае составляет 0,35 МПа.
  9. Пьезоэлектрические с датчиком-кристаллом, который формирует электрический заряд в тот момент, когда воспринимает давление. Есть прямая зависимость между изменением этих величин, поэтому устройство получается чувствительное, с быстрым срабатыванием (низким временем отклика). Чувствительность в этом случае тоже на уровне, в пределах 0,1МПа, а верхний предел измерений — 100 МПа.
  10. Потенциометрические оснащаются рычагом, прикрепленным к упругому датчику. Когда упругий элемент деформируется, рычаг перемещается по потенциометру, и тем самым обеспечивается измерение сопротивления. Такие датчики работают с низкой чувствительностью и не подходят для постоянного использования в ответственных процессах.
  11. Тензометрический: изменения давления определяются путем расчета колебаний сопротивления мостовой схемы Уитстона. Чувствительность датчиков остается высокой только в случае стабильной температуры процессов. Диапазон измерений — до 1400 МПа с чувствительностью 1,4-3.5 МПа.
  12. Вибрационные (с виброэлементом). В этом случае измеряются изменения резонансной частоты вибрирующих элементов, а сам датчик расположен в изолированном цилиндре под вакуумом. Такие устройства подходят для измерения стабильных величин без резких скачков и практически не подвержены воздействию температур. Допустимый диапазон измерений — до 0,3 МПа.
  13. Дифференциального давления: измеряется разность давления, и эта величина преобразуется в передаваемый сигнал. Используется в паре с емкостным элементом или с диафрагмой, считается минимально инвазивным. Чувствительность измерений и их диапазон зависит от того, какие именно электрические и упругие элементы используются в конструкции. Чаще всего такие устройства используются для измерения перепадов величин.
  14. Вакуумные или вакуумметры работают при давлении ниже атмосферного, в вакууме или при чрезвычайно низких величинах.
  15. Тепловые, работают по принципу вакуумметров, когда газовая теплопроводность изменяется из-за давления. Принцип используемый в данном типе датчиков заключается в изменении газовой теплопроводности под действием давления. Такие чувствительные элементы работают только при низких давлениях.
  16. Приборы ионизации могут быть с горячим либо с холодным катодом (отличаются по принципу испускания электронов). Такие устройства считаются очень чувствительными и подходят для измерения дробных долей.

 

Также выпускаются приборы с разной степенью чувствительности. Некоторые работают с минимальной погрешностью, но требуют больше времени для проведения измерений. Их целесообразно использовать там, где показатели давления в системе стабильны. Если же эта величина сильно изменяется за короткий промежуток времени, то решают “пожертвовать” точностью в пользу скорости проведения измерений.

Области применения

Датчики давления как устройства, преобразующие измеряемую величину в унифицированный цифровой сигнал, могут использоваться в сфере ЖКХ, на производстве (химическом, пищевом, нефтехимическом, в машиностроении, металлургии, судостроении, энергетике) и для проведения лабораторных экспериментов.

В жилищно-коммунальных хозяйствах и в быту такие устройства монтируются в системы теплового учета и автоматического контроля инженерных сетей. Большинство моделей универсальны и рассчитаны на использование в жидких, газообразных и химически агрессивных средах. В системах контроля за технологическими процессами (в фильтрах, насосах, открытых и закрытых емкостях) часто используются датчики дифференциального давления, а приборы, измеряющие разность давления, широко применяются на предприятиях энергетической отрасли.

Критерии выбора

При подборе подходящего устройства обязательно учитывают:

  • место установки, тип технологического процесса и оборудования;
  • диапазон измерений;
  • тип и температура транспортируемой среды;
  • тип унифицированного выходного сигнала;
  • необходимая точность проведения измерений (чем ответственнее технологический процесс, тем выше нужна точность).

Компания «Измеркон» предлагает наиболее востребованные датчики, задатчики, регистраторы, сенсоры и преобразователи давления с высокой точностью. Также здесь можно приобрести цифровые манометры.

Все это — продукция швейцарской компании KELLER. Такое оборудование высокой точностью, стабильностью, надежностью электрических разъемов и технологических присоединений. Для подбора подходящего измерительного устройства в соответствии с требованиями технологического процесса и оборудования достаточно оставить онлайн-заявку или заказать обратный звонок.

Датчики систем автоматики

Системы автоматики могут охватывать различные масштабы регулирования: от скорости домашнего вентилятора до систем диспетчеризации сооружений с возможностью управления на большом пространственном удалении. Каждая установка системы автоматики предполагает установку датчиков определенного типа.

К датчикам движения или датчикам охранных систем автоматики относятся:

1. Активные (AIR). Структура активного ИК-датчика состоит из двух элементов, излучателя и приемника. Когда происходит прерывание отраженного луча, то возникает сигнал. Применяется преимущественно как наружный датчик, установка рядом с вентиляцией, нагревательными приборами нежелательна.

2. Пассивные (PIR)
Функция пассивного ИК-датчика — фиксация изменение инфракрасного фона, который вызывает движения субъекта. Может подвергаться ложным срабатываниям, либо не срабатывать, если объект пользуется термоотражающим костюмом. Применяется преимущественно в закрытых помещениях. Установка рядом с вентиляцией, нагревательными приборами недопустима.

3. Датчики ультразвуковые
Действие основано на свойствах излучения и отражения сигнала ультразвукового поля. Прибор имеет звуковой излучатель, микрофон. При изменении интенсивности отраженного звука выдает сигнал тревоги. Чувствительности к температуре, влажности, (тепловым колебаниям), освещенности не проявляет. Широко применяется в изолированных, замкнутых, небольших пространствах (сйфы, витрины, и пр.).

4. Магнитные (герконовые).
Представляют собой традиционные датчики из 2-х частей. На дверную коробку крепится геркон (элемент магнитно чувствительный). Вторая часть (магнит постоянный) крепится на саму дверь. Датчики герконовые устанавливаются на форточки, люки, окна с целью контроля проникновения в помещение.

5. Контактные.
Применяются в шлагбаумах, роллер-ставнях, откатных воротах. В качестве датчиков разбитого стекла используются: анализатор звука, контактная лента.

К аварийным датчикам относятся:

1. Датчик протечки воды. Такое устройство устанавливается под трубами, кранами, водопровода, где может скапливаться вода в аварийной ситуации. Применяется для формирования сигнала к водным клапанам автоматическим запирающего действия, что предотвращает затопление.

2. Датчик уровня воды используется для автоматического наполнения систем резервных емкостей воды. Выполняет управление работой насоса подачи воды, отключения погружного насоса и пр.

3. Датчик газа. Для горючих газов применяется, как компонент пожарной охраны, для углекислого газа – как компонент управления комфортом.

4. Пожарный — это, по-сути, датчик температуры. Принципом его работы управляет биметаллическая пластина, срабатывающая после определенного температурного порога выдачей сигнала пожарной тревоги. Цель- обнаружение и предотвращение ранних очагов возгораний.

Современные системы автоматики используют новое поколение датчиков от известных компаний SIEMENS (Германия), Regin (Швеция) и многие другие. Это датчики температуры, влажности, давления, точки росы, качества воздуха, специальных измерений.

Последние технологические достижения сделали их установку и использование стандартизированными и удобными. Благодаря продуманному дизайну, мощным цифровым компенсирующим алгоритмам, элементы автоматики эффективно устраняют электрические помехи, тем самым отображая без искажений результаты измерений, которые получены даже в неблагоприятных условиях.

 

Датчики Arduino: описание возможностей / Амперка

Любая автоматизация начинается с подбора датчиков — именно на основе их показаний строится вся логика управления. Сенсоры помогают решить различные инженерные задачи, чтобы сделать ваш проект ещё точнее и «умнее». Сегодня мы расскажем, какие виды датчиков наиболее часто используются в связке с Arduino-совместимыми контроллерами и одноплатными компьютерами наподобие Raspberry Pi.

Датчики положения

Если вы строите робота, способного самостоятельно перемещаться в пространстве, ему понадобится некая система ориентации, иначе он будет неуклюже упираться в препятствия и требовать вашей помощи. Конечно, на лавры Boston Dynamics мы не претендуем, но дадим пару советов.

Основные параметры, которые можно измерить датчиками положения, — это линейная и угловая скорость перемещения. По ним уже можно составить представление, каково положение нашего детища в пространстве, и что с ним происходит. Для этого используются несколько видов сенсоров.

Датчики пространства

Машинное зрение с распознаванием объектов — это, конечно, хорошо, но мы привыкли искать решения попроще. Задачу ориентирования можно элегантно решить, если свести «зрение» робота к простейшей функции обнаружения препятствий. Для этого ему понадобится сенсор пространства, который определяет дистанцию до объектов, или хотя бы их наличие поблизости. Тогда он перестанет врезаться и научится строить маршрут в обход препятствий — не без вашей программной помощи.

Тактильные сенсоры

Кнопки, потенциометры и тому подобные штучки — это тактильные сенсоры, которые превращают наши манипуляции в электрический сигнал. Хотите сделать собственный геймпад или микшерный пульт? Вам понадобится целая куча кнопок и других органов управления.

Климатические сенсоры

Климатические сенсоры температуры, влажности и других параметров нужны, например, чтобы построить систему управления климатом умного дома, автоматизированную теплицу или любительский метеозонд. В конце концов, кто не любит наблюдать за красивыми графиками?

Сенсоры света и цвета

Некоторые роботы рождены, чтобы участвовать в гонках, а не ползать. Им главное — мчать по трассе, не сбавляя скорости. Чтобы не сбиваться с намеченного пути, робот обычно считывает трассу, проложенную линией. Для подобных целей тоже существуют особые датчики света и цвета.

Датчики звука

Звуковые волны — полезный источник информации, если знать, что с ними делать. Чуть выше мы уже рассказывали про ультразвуковой дальномер, который использует эхолокацию. С датчиками звука вы можете придумать не менее интересные применения своему проекту.

Датчики механического воздействия

В некоторых электронных системах нужно иметь чёткое представление о физических силах, которые действуют на объект. Неудивительно, что для этого придуманы специальные датчики механического воздействия.

Датчики газа

Собрать газоанализатор на Arduino — вполне реально, если подобрать подходящий датчик газа. Полученная система сможет измерять концентрацию газов и летучих веществ, кроме того, она поможет обнаруживать утечки газа в помещении и создать сигнализацию с детектором дыма. Среди измеряемых субстанций есть как природный газ, угарный / углекислый газ, пропан, бутан, метан, так и более специфичные: водород, аммиак и пары спирта.

Датчики воды

Спасти жилище от затопления, создать систему автоматического полива в теплице или автопоилку для животных невозможно без датчиков воды. Они помогут оценить уровень и расход воды, чтобы вовремя подать управляющие сигналы насосу и другим модулям. А ещё с ними вы точно не забудете закрыть кран дома!

В заключение

Теперь вы познакомились с основными видами датчиков, их возможностями и предназначением. Как видите, с помощью сенсоров контроллер можно научить управлять практически любым процессом, если грамотно учесть специфику проекта и подключить немного фантазии!

  • Выбирайте подходящие модули в разделе датчиков.
  • Найти более глубокую справочную информацию с примерами использования сенсоров вы сможете на нашей Вики.

Первичные средства измерения. Аналоговые и дискретные датчики

Типов и видов датчиков существует огромное множество. Они различаются типом измеряемого параметра, способом измерения, конструкцией, диапазоном измерения, видом выходного сигнала и т.д. Рассмотрим только те типы и виды, которые применяются в инженерных системах зданий.

Во-первых: что такое датчик? Определим это так - устройство, с помощью которого мы измеряем значение какого-либо технологического параметра.
Любой датчик состоит из чувствительного элемента и преобразовательной системы. Иногда сам чувствительный элемент является одновременно и преобразовательной системой. Кроме того, чувствительный элемент всегда непосредственно связан с той средой, параметр которой он измеряет. В теории измерений для него принято название - измерительный преобразователь.

Аналоговые измерительные датчики – это первичные преобразователи.
Такой тип датчиков применяется в системах непрерывного измерения и регулирования. Принцип действия таких датчиков состоит в том, что при изменении параметра происходит соответствующее изменение его выходного сигнала.

Дискретные измерительные датчики – сигнализаторы, реле и т.п.
Такой тип датчиков применяется, когда необходимо отследить конкретное значение измеряемого параметра для каких либо дальнейших действий.
Эти датчики устанавливаются там, где отсутствует необходимость получения всех значений измеряемого параметра, там, где необходимо знать, достиг ли параметр какого-либо конкретного значения. В этом случае измерительная система выдает сигнал только при достижении заданного ограничительного значения.

Датчики (измерительные преобразователи ) температуры.
Физический смысл работы преобразователей температуры (термосопротивлений) основан на изменении сопротивления применяемого в качестве чувствительного элемента металла в зависимости от температуры среды, в которую он погружен. Пропуская через этот элемент электрический ток, мы можем получить зависимость изменения напряжения от температуры. Раньше в качестве такого металла применялась медь. Были медные чувствительные элементы с сопротивлением 50 Ом или 100 Ом при 0ºС. Их недостатком было то, что при значительных длинах проводов, которые соединяли их с вторичными устройствами, сопротивление кабеля было соизмеримо, а то и больше, чем сопротивление самих датчиков. Это, естественно, вносило погрешности в измерения, которые необходимо было компенсировать. Сейчас от этой проблемы ушли, применяя металлы, имеющие 500 Ом или 1000 Ом при 0ºС. Это платина (Pt) и никель (Ni). Поэтому сегодня в инженерных системах чаще всего применяются датчики типа Pt 1000.
В современных системах чаще используются погружные термопреобразователи сопротивления, чувствительный элемент которых непосредственно погружен в измеряемую среду, и накладные, которые измеряют температуру поверхности, предполагая, что она приблизительно равна температуре самой среды. В качестве дискретных датчиков температуры чаще всего применяются манометрические термометры. Это устройства, в которых чувствительным элементом является термобаллон, который соединен капиллярной трубкой с сильфоном. При изменении температуры термобаллона изменяется давление в системе и сильфон перемещает механизм, который заканчивается контактными устройствами. Часто можно услышать название таких датчиков – сигнализаторы температуры или термостаты. Бывают также и
биметаллические датчики.

Датчики (измерительные преобразователи ) давления и перепада давлений.
Датчики давления, как и датчики температуры, бывают аналоговые и дискретные.
Раньше использовались мембранные и сильфонные датчики, принцип действия которых был основан на механическом перемещении (сжатии или расширении) данных чувствительных элементов при изменении давления среды. Далее эти чувствительные элементы имели шток, перемещающийся в магнитном поле и меняющий величину, например, магнитной индукции. Сейчас в качестве чувствительных элементов все чаще применяют тензорезисторы. При сжатии или расширении такого резистора меняется его сопротивление. А дальше, так же, как и в термопреобразователях сопротивления, данный резистор включается в электрическую схему. Дискретные датчики давления рассчитаны на необходимость фиксации конкретного значения давления или перепада давления. Для этого применяются электроконтактные манометры и дифманометры, в качестве чувствительных элементов которых применены трубчатые пружины и мембраны.
Датчики (измерительные преобразователи) влажности.
Датчики влажности

Почти все современные аналоговые датчики влажности имеют емкостной чувствительный элемент. Их принцип работы основан на изменении емкости чувствительного элемента при изменении влажности. Далее этот чувствительный элемент включен в измерительную схему вторичного прибора. Достаточно часто встречаются совмещенные аналоговые датчики влажности и температуры. Таким образом, в точке отбора, где требуется измерение этих двух параметров, устанавливается один прибор вместо двух. Такой датчик имеет два независимых выходных сигнала – один по влажности, другой по температуре.
Дискретные датчики влажности отличаются от аналоговых наличием контактной группы, срабатывающей только при заданном значении. Такие датчики также называют гигростатами.

Датчики (измерительные преобразователи) расхода.
В системах измерения встречаются ультразвуковые, индукционные, вихревые аналоговые расходомеры и термомассовые расходомеры. Дискретные датчики расхода могут быть выполнены в виде крыльчатки, вращающейся в потоке жидкости. С такого датчика сигнал выдается в виде импульса при совершении каждого полного ее оборота. Считая эти импульсы можно организовать учет количества жидкости, прошедшей через прибор за определенное время. Такие датчики могут называться также сигнализаторами расхода.
Сигнализаторы также могут быть выполнены в виде заслонки, установленной поперек потока. Чем больше расход, тем больше давление потока на ее поверхность и больший угол ее отклонения от вертикального положения. При определенном угле отклонения срабатывает контакт и выдается сигнал о наличии расхода. Такие сигнализаторы расхода часто называют реле протока.

Датчики (измерительные преобразователи) уровня жидкости
Аналоговые датчики уровня – это те же датчики дифференциального давления, т.к. любой столб жидкости создает разность давлений между верхним и нижним уровнем.
Дискретные датчики уровня (фактически это датчики наличия жидкости) построены на принципе электропроводности жидкости и состоят из минимум двух электродов, через которые проходит электрический ток. При погружении их в воду образуется замкнутая электрическая цепь. В частности такие системы применяются в дренажных приямках для измерения наличия уровня в них воды.

Датчики (измерительные преобразователи) качества воздуха.
В системах вентиляции и кондиционирования воздуха все чаще поддерживаются не только температура и влажность воздуха, но и его качество, т.е. количество углекислого газа, озона, таких примесей как, сигаретный дым, запах пота, алкоголя, выхлопных газов и т.д. Для измерения этих параметров применяются датчики определяющие наличие в воздухе каких-то отдельных веществ, например углекислого газа, и датчики анализирующие качество воздуха по комплексу присутствующих в нем примесей.
Такие датчики также могут быть аналоговыми и дискретными.

Для унификации выходных сигналов принят ряд стандартных сигналов по току – сигналы (0-5), (0-20) и (4-20)мА и напряжению – сигнал (0-10)В. Преобразование в стандартный сигнал может выполняться преобразователем, встроенным в датчик, или отдельным преобразующим устройством.
Некоторые типы датчиков могут быть как с такими встроенными преобразователями, так и без них. Другие - только со встроенными преобразователями.

Остались вопросы? Не стесняйтесь задавать их:ФОРМА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Использованная литература:

1. Типовые компоненты и датчики контрольно-диагностических средств/ М – во образования Респ. Беларусь, Учреждение образования «Полоц. гос. ун – т». – Новополоцк: ПГУ, 2004. – 382
2. Фрайден Д. Современные датчики/ Дж. Фрайден. – Москва: Техносфера, 2005. – 588 с. – (Мир электроники)
4. Школа автоматчиков. УРОК №5. Основы автоматизации
5. Бейлина, Р.А. Микроэлектронные датчики/ Р.А. Бейлина, Ю.Г. Грозберг, Д.А. Довгяло. Новополоцк: ПГУ, 2001. – 307 с.

Датчики температуры в автомобиле: общая информация. Как устроены температурные датчики: какие они бывают

Температурные датчики – элементы электрических цепей, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры.

Классификация:
По принципу работы:
Термовыключатели – работают по принципу ключа – при изменении температуры происходит скачкообразное изменение сопротивления:
1. при достижении определённой температуры сопротивление падает с единицы практически до нуля – термовыключатели работающие на замыкание.
2. при достижении определённой температуры сопротивление возрастает с нуля до единицы – термовыключатели работающие на размыкание.
Терморезисторы – меняют свое сопротивление постепенно в зависимости от температуры.
- терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) ). С увеличением температуры их сопротивление уменьшается.
- терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) - позисторы). С увеличением температуры их сопротивление возрастает.

По выполняемой функции:
1. Датчики включения вентилятора.
2. Датчики на температурную стрелку.
3. Датчики на систему впрыска.

Термовыключатели
Термовыключатели устанавливаются на большом круге циркуляции, как правило, на радиаторе охлаждения, либо рядом с ним.
Термовыключатели делятся на два вида:
- включения аварийной индикации
- включения вентилятора охлаждения

Температурные датчики - важные детали системы управления двигателем, участвующие в экономии топлива и уменьшении вредных выбросов. Вместе с другими датчиками, температурные датчики передают электронному блоку управления двигателем (ЭБУ / ECU) данные, необходимые для управления впрыском топлива.

Существует несколько основных типов датчиков:
1. Датчики температуры охлаждающей жидкости. Их функция заключается в измерении температуры охлаждающей жидкости. Эти датчики устанавливаются в малом круге циркуляции охлаждающей жидкости и передают данные напрямую в ЭБУ. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 130 градусов.
2. Датчики температуры входящего воздуха. Устанавливаются на впускном тракте. Эти датчики измеряют температуру поступающего в двигатель воздуха, эти данные, в сочетании с данными, поступающими с датчика расхода воздуха, позволяют ЭБУ более точно рассчитывать массу поступившего в двигатель воздуха. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 120 градусов.
3. Датчики наружной температуры. Функция этих датчиков аналогична функции датчиков температуры входящего воздуха. Отличие заключается в месте установки. Они устанавливаются не во впускном тракте.

В основе конструкции температурного датчика лежит терморезистор – полупроводник, электрическое сопротивление, которого изменяется в зависимости от температуры. По типу изменения сопротивления от температуры выделяют два типа терморезисторов:
- терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) - термисторы).
- терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) - позисторы).

Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления:
Их сопротивление определяется по формуле:

Rt – сопротивление терморезистора
R25 – сопротивление терморезистора при 25 градусах
B – константа (зависит от свойств материала из которого изготовлен терморезистор)
T – температура терморезистора
Из формулы видно, что чем выше температура, тем меньше сопротивление терморезистора.

График изменения сопротивления позистора в зависимости от температуры:

Устройство автомобильного датчика температуры охлаждающей жидкости:

Connector – электрический разъем для присоединения датчика к электропроводке автомобиля.
Metal body – корпус датчика
Gasket – уплотняющая прокладка
Thermistor - термистор

При неисправности термодатчика нужно проверить состояние разъема и корпуса датчика, при наличии повреждений требуется заменить датчик на новый.

Причины поломки термодатчиков:
- механическое повреждение датчика
- перегрев датчика

Признаки выхода из строя термодатчика:
- повышенный расход топлива
- потеря мощности
- перегрев двигателя
- включение аварийной индикации на приборной панели
- затруднённый запуск двигателя
- увеличение токсичности выхлопных газов

Обслуживание:
Требуется проверять работу температурных датчиков каждые 25000км. В случае нарушения работы датчика его необходимо заменить на новый. В случае с датчиками температуры воздуха необходимо проводить регулярную очистку его от загрязнений, затрудняющих его работу.

Термодатчики охлаждающей жидкости затягиваются с усилием 30-50 Nm. Герметизирующую прокладку нельзя использовать повторно. Каждый раз при монтаже датчика требуется использовать новую прокладку.

 

Разновидности датчиков для УЗИ аппаратов

Датчик – одна из важнейших частей УЗИ аппарата. Именно от датчика зависит, какие органы и на какой глубине могут быть исследованы. Так, например, датчик, предназначенный для детей, будет недостаточно мощным для исследования органов взрослых пациентов и наоборот.

Стоимость ультразвукового сканера во многом зависит от набора датчиков, идущих в комплекте. Поэтому перед покупкой нужно точно знать область использования аппарата.

Ультразвуковые датчики можно приобрести и отдельно от аппарата. При этом нужно помнить, что для разных моделей сканеров, выпускаются разные модели датчиков. Перед тем, как заказать датчик, убедитесь, что он подходит к вашему сканеру. Например, датчики для портативных УЗИ аппаратов могут не подходить к стационарным моделям и наоборот.

Типы ультразвуковых датчиков

Линейные

Рабочая частота 5-15 МГц. Глубина сканирования небольшая (до 10 см). За счет высокой частоты сигнала позволяют получать изображение с высокоим разрешением. Данный тип датчиков обеспечивает полное соответствие исследуемого органа положению трансдюсора. Недостатком является сложность обеспечения равномерного прилегания датчика к телу пациента. Неравномерность прилегания приводит к искажению изображения по краям.

Линейные УЗИ датчики могут использоваться для исследовании поверхностно расположенных органов, мышц и небольших суставов, сосудов.

Конвексный

Рабочая частота 2-7,5 МГц. Глубина сканирования - до 25 см. Изображение по ширине на несколько сантиметров больше размеров датчика. Для определения точных анатомических ориентиров специалист должен учитывать эту особенность.

Конвексные датчики используются для сканирования глубоко расположенных органов: брюшная полость, мочеполовая система, тазобедренные суставы. Подходят как для худощавых людей и детей, так и для полных людей (в зависимости от выбранной частоты).

Микроконвексный

Микроконвексный – является педиатрической разновидностью конвексного датчика. С его помощью производятся те же исследования, что и конвексным датчиком.

Секторные фазированные датчики

Используются в кардиологии. Секторная фазированная решетка позволяет изменять угол луча в плоскости сканирования. Это позволяет заглянуть за ребра, родничок, или за глаза (для исследования мозга). Возможность независимого приема и излучения различных частей решетки позволяет работать в режиме постоянно-волнового или непрерывно-волнового доплера.

Внутриполостные датчики

Внутриполостные датчики. Вагинальные (кривизна 10-14 мм), ректальные, либо ректально-вагинальные (кривизна 8-10 мм). Предназначены для исследований и области гинекологии, урологии, акушерства.

Биплановые

Состоят из двух совмещенных излучателей. Конвекс + конвекс, либо линейка + конвекс. Позволяют получатьизображения как в поперечном, так и в продольном срезе. Помимо би-плановых, существуют трех-плановые датчики с одновременным выводом изображений со всех излучателей.

3D/4D объемные датчики

Механические датчики с кольцевым вращением, либо угловым качением. Позволяют проводить автоматическое посрезовое сканирование органов, после чего данные преобразуются сканером в трехмерную картинку. 4D – трехмерное изображение в реальном времени. Возможен просмотр всех срезовых изображений.

Матричные

Датчики с двумерной решеткой. Делятся на:

  • 1.5D (полуторомерные). Количество элементов по ширине решетки меньше, чем по длине. Это обеспечивает максимальное разрешение по толщине.
  • 2D (двумерные). Решетка представляет собой прямоугольник с большим количеством элементов по длине и ширине. Позволяют получать 4D изображение, одновременно выводить на экран несколько проекций и срезов.

Карандашные (слепые CW) датчики

Датчики с раздельным приёмником и излучателем. Используются для артерий, вен конечностей и шеи - 4-8 МГц, сердца - 2 МГц.

Видеоэндоскопические датчики

Сочетают в одном устройстве гастрофиброскоп/бронхофиброскоп и ультразвук.

Игольчатые (катетерные) датчики

Микродатчики для ввода в труднодоступные полости, сосуды, сердце.

Лапароскопические датчики

Представляют собой тонкую трубку с излучателем на конце. Датчик может применяться для контроля при лапароскопических операциях. У разных моделей кончик может изгибаться в одной плоскости или двух плоскостях или не изгибаться вовсе. Управление осуществляется с помощью джойстика, аналогично гибким эндоскопам. Излучатель может быть линейным боковым, конвексным боковым, фазированным с прямым обзором, в зависимости от модели.

Каталог Медицинское оборудование УЗИ аппараты Mindray

Типы датчиков и передовые методы

Успех измерения физических величин зависит от того, какие датчики используются в приложении.

Дискретное измерение, называемое цифровым измерением, повсеместно используется в автоматизации. Он использовался с момента изобретения систем релейной логики, задолго до распространения программируемых контроллеров (ПЛК), и до сих пор используется для упрощения логики блоков ПЛК.Каждый дискретный цифровой датчик передает сигнал нуля или единицы, позволяя блоку ПЛК игнорировать уровни аналогового запуска, мертвые зоны сигнала, время обнаружения и другие параметры, препятствующие измерению.

Этот сигнал может означать «Я вижу объект», «давление в машине превышает 5 бар», «привод достиг своего положения», «нагреватель достиг заданной температуры» или имеет много других значений. Надежная работа машины во многом зависит от правильного использования соответствующих датчиков.В каждом из этих случаев потребуется использовать другой датчик.

Рис. 1. Датчики приближения с крышкой и без нее. Стоит обратить внимание на дополнительную деталь из пластика (желтого цвета) в версии без крышки.

Популярные типы датчиков

Концевые выключатели

Все еще популярные концевые выключатели обычно имеют механический выключатель, который включается или выключается при контакте с объектом. Они бывают разных размеров и форм и предлагают такие возможности, как отсутствие необходимости в прямом контакте.Несмотря на их простоту и доступность, во многих приложениях уже используются бесконтактные датчики без движущихся частей из-за их универсальности и долговечности. В случае классических датчиков значительное неудобство в некоторых приложениях заключается в том, что они требуют некоторой формы прямого контакта с обнаруженным объектом.

Геркон

Герконы, наиболее часто используемые в пневматических системах, оснащены контактом - электрическим выключателем, который включается и выключается с помощью магнита.Обычно они устанавливаются на приводы, в поршень которых встроен магнит. Стоит подчеркнуть, что не всегда хорошо определять положение поршня. Например, когда он приводит в действие механизм, конец которого толкает объект в заданное положение. Что делать, если штифт выпадет из механизма? Что делать, если механизм задерживается или болтается? Более выгодно обнаруживать движение концевой части механизма, которая контактирует с объектом, чем отслеживать положение поршня. Поскольку герконы по сути являются механическими датчиками (подвижным контактом), вопрос о долговечности аналогичен вопросу о концевых выключателях.В приводах есть датчики положения поршня, которые не имеют движущихся частей и могут использоваться вместо герконов.

Рис. 2. Фотоэлектрические датчики, мешающие друг другу.

Датчики приближения

Датчики приближения - это еще один тип датчиков, которые работают с использованием явления индукции, которое требует наличия металла, предпочтительно содержащего железо. Неферромагнитные металлы, такие как алюминий и медь, также могут работать с таким датчиком, но не так хорошо обнаруживаются, как железо.В этом случае диапазон, диапазон обнаруживаемой области будет короче, а объект должен быть больше, чтобы его можно было обнаружить (иногда даже до точки, когда эта функция становится бесполезной). Есть два способа улучшить обнаруживаемость объекта:

  1. Установка стального винта в неферромагнитный объект для облегчения обнаружения датчиком приближения.

2. Используйте датчик дальнего действия или датчик без крышки. Это два названия одного и того же типа датчика, чувствительность которого выше, поскольку он не имеет металлической оболочки на конце датчика.

Существуют также другие типы датчиков, которые не используют принцип индуктивности (емкостные или ультразвуковые) и могут обнаруживать объекты, изготовленные из материалов, отличных от металлов. Однако они являются настолько редким решением, что, когда техники говорят о датчике приближения, обычно предполагается, что это индуктивный датчик.


Основные понятия и правила реализации датчиков PE (фотоэлектрических)

→ Видимый и инфракрасный свет: Пользователь обычно сталкивается с задачей настройки, которая заключается в том, чтобы направить свет на приемник, что намного проще, если мы его видим.Поэтому, когда нет необходимости в инфракрасном (ИК) диапазоне, следует использовать видимый свет.

→ Утечка сигнала: Свет от этих датчиков может мешать работе других датчиков и световых завес. Следует помнить, что луч света представляет собой не прямую линию, а конус, и может мешать работе других устройств, работающих с той же длиной волны ( рис. 2 ).


Есть много способов преодолеть проблему перекрестного сигнала:


→ Разные направления излучения света, , когда датчики PE расположены близко друг к другу.Например, если два датчика измеряют на конвейере на расстоянии 150 мм друг от друга, первый должен иметь эмиттер слева, а второй - справа.

→ Использование разных длин волн. Например, световые завесы обычно используют инфракрасный свет. Если рядом работает другой датчик PE, он должен работать в видимом свете.

→ Используйте сенсорные плафоны , чтобы сузить поперечное сечение светового луча.

→ Датчик нормально включен или выключен: Должен ли датчик включаться, когда он обнаруживает свет, или когда нет? Обычно это можно установить с помощью отвертки или кнопки.

→ Точность: Популярные приложения PE-датчиков не позволяют точно определять объекты. Например, обнаружение пакетов на конвейере посредством отражения с помощью датчика PE может быть точным только на расстоянии 25-50 мм. Использование оптических волокон и апертур для уменьшения площади излучаемого (и принимаемого) света может помочь повысить точность.

→ Лазеры: Эти датчики более дорогие, но имеют много преимуществ, таких как способность определять расстояние, а не только присутствие света. Они также обнаруживают прозрачные предметы из пластика или стекла.


Фотоэлектрические датчики

Фотоэлектрические датчики (фотоэлемент PE- ) оснащены передатчиком и приемником. Эти элементы иногда являются частью одного датчика, а иногда - отдельными. Обычно это недорогие датчики для отслеживания объектов в системе.Иногда свет передается по оптическому волокну или исходит непосредственно от передатчика / приемника. Детали и объекты можно обнаружить, отражая от них свет или прерывая световой луч, падающий на приемник.

Выбор типа датчика

Сегодня на рынке представлено множество типов датчиков. Если вы выбираете датчик, который можно правильно прикрепить и указываете его тип, при покупке стоит учесть другие особенности:

PNP или NPN: Все датчики без движущихся частей имеют эту опцию.Это определяет направление тока. В США широко распространены датчики типа PNP, но если ваше оборудование получено откуда-то еще, важно проверить, какие входные данные требуются вашему ПЛК. Если в руководстве по эксплуатации ПЛК указано, что для него требуется понижающий вход, то известно, что это датчик PNP. Если требуется ввод источника, следует использовать датчик NPN. Некоторые модули работают с любыми типами датчиков. В этом случае определите, что подключено к общей точке подключения.Если общая клемма 0 В постоянного тока, датчик типа PNP. Если 24 В постоянного тока, то это датчик типа NPN.

→ Сравнение двух проводов и трех проводов: В основном это выбор между механическим контактом (двухпроводным) и датчиком без движущихся частей (трехпроводным).

→ Датчик со съемным или встроенным кабелем: Многие датчики имеют встроенный кабель, но есть также датчики со съемным кабелем. Несмотря на немного более высокую цену, съемные кабельные датчики обычно упрощают техническое обслуживание.Если датчик вышел из строя, то новый кабель покупать не нужно.

Было время в развитии технологий, когда дискретные датчики были полностью цифровыми по своей природе, например, механический клапан с подпружиненной диафрагмой или ртутный термостат, но эта граница начинает размываться. Современные дискретные датчики часто аналогичным образом измеряют такие значения, как давление, температуру, сопротивление и количество света, и преобразуют их в нуль-единицу с помощью небольших логических схем.Важно отметить, что многие современные датчики могут передавать эту информацию в ПЛК с помощью таких технологий, как IO-Link (Консорциум IO-Link). Если есть данные и компьютер доступен на месте, почему бы не использовать его? Это относительно новая тенденция, которая еще не окончательно закрепилась на рынке. Блок ПЛК и блок-схема программирования легли в основу концепции дискретных сигналов.


Джон Брин - владелец Breen Machine Automation Services LLC.

.

Промышленные датчики - конструкция, виды, работа

Промышленные датчики - это элементы системы автоматизации, задачей которых является обнаружение и регистрация сигналов от окружающей среды, важных с точки зрения алгоритма управления. В настоящее время они необходимы для работы большинства машин и технологических линий.

Современные системы промышленной автоматизации требуют использования датчиков для интеллектуального обнаружения объектов, оценки / измерения параметров процесса, важных с точки зрения автоматизации управления.Мы можем понимать промышленные датчики как сенсорные органы технологии. Какими бы сложными ни были требования, правильно выбранные датчики могут решить множество задач и стать надежным решением для многих приложений. Неоспоримые преимущества использования промышленных датчиков включают повышение эффективности оборудования, повышение качества продукции, снижение риска простоя оборудования и экономию энергии.

Одними из наиболее широко используемых являются датчики приближения.Бесконтактный, т.е. предназначен для бесконтактного обнаружения элементов. Во многих приложениях без них невозможно обойтись. Их задача - бесконтактная сигнализация о наличии объекта. Это включает датчики: емкостные, индуктивные, фотоэлектрические. Каждый из них использует свой принцип работы, а выбор и применение зависят от конкретного приложения, от рабочей среды.

Типы промышленных датчиков

- Бесконтактные - емкостные датчики
- Бесконтактные - Индуктивные датчики
- Датчики температуры
- Датчики давления
- Фотоэлектрические датчики (оптические датчики приближения)
- Датчики наклона

Датчики приближения

Они, наверное, самые датчики приближения популярного типа.Они используются везде, где есть необходимость в бесконтактном обнаружении объектов. Датчики, подключенные к счетчикам, контроллерам или реле, могут подсчитывать элементы, повороты или управлять положением движущихся частей.

Индуктивные датчики приближения

Индуктивные датчики приближения используются при необходимости бесконтактного обнаружения металлических предметов. Принцип действия основан на взаимодействии, связанном с попаданием контролируемого объекта в переменное высокочастотное электромагнитное поле, создаваемое датчиком.Обнаружение металла датчиком приближения происходит в зоне его действия, которая различается в зависимости от типа датчика и может составлять от нескольких до нескольких десятков мм. В каталогах рабочая зона указана для стали. В случае других металлов следует учитывать поправочный коэффициент - рабочая зона сокращается.

Датчик приближения TS12-05P-2

Индуктивные датчики используют явление изменения напряженности магнитного поля внутри обмотки катушки (рис.4). Принудительное течение тока индуцирует электромагнитное поле вокруг катушки, которое воздействует на металлические части в пределах диапазона датчика. Изменения электромагнитного поля в пределах диапазона действия датчика отслеживаются датчиком. Размер изменений зависит от расстояния элементов от лицевой стороны датчика. Регулируя чувствительность сенсора, вы можете изменять диапазон поля сенсора.

Рис. 4. Конструкция и работа индуктивного датчика, источник [3]

Индуктивные датчики могут быть селективными - в специальной версии они могут реагировать, например,на металлах, рассеивающих магнитное поле, таких как алюминий, латунные сплавы, бронза и т. д., или на металлах, фокусирующих магнитное поле.

Выбранные параметры индуктивных датчиков приближения
(Некоторые из этих параметров также применимы к другим датчикам, обсуждаемым в статье.)

1. Диапазон датчика
Рабочая область - диапазон датчика - является основным параметром каждого датчика этот тип. Диапазон зависит от размера катушки, которая является детекторным элементом, и пропорционален длине датчика.Вы можете увидеть различные описания параметра диапазона датчика. Самый распространенный параметр - это максимальная дальность действия датчика Sn. Датчик рассчитан на низкоуглеродистую сталь. Технические характеристики также включают такие параметры, как рекомендуемый / рабочий диапазон Sa. Чаще всего указывается как коэффициент преобразования 0,81Sn. Калькулятор основан на учете переменных значений источника питания, температуры, а также электронных компонентов, используемых для построения датчика.

Рис. 5. Алюминиевые крышки размещаются на питателе, их наличие определяется индукционным датчиком с маркировкой 45U7, источник [4]

Рис.6. Параметры диапазона датчика, источник [4]

2. Гистерезис
Датчики имеют гистерезис, который понимается как задержка реакции на внешний фактор. Гистерезис представлен в виде процентного значения в зависимости от диапазона датчика и зависит от типа и размера датчика. Оно не должно превышать 20% диапазона измерения. Эффект гистерезиса заключается в изменении точки переключения выхода, когда объект перемещается в направлении по отношению к лицевой стороне датчика.

Рис.7. Зона чувствительности индуктивного датчика, источник [6]

Внимание!
Что делать, если вам нужна точка переключения с высокой повторяемостью? Выбирайте датчик с маленькой катушкой и малым радиусом действия!

3. Уменьшение диапазона
Благодаря приблизительным справочным значениям для различных материалов, мы можем приблизительно определить диапазон датчика для данного материала.

Таблица 1. Таблица 1. Диапазон датчика для выбранных материалов на основе [4]

4.Корпус лицевой панели
Стоит обратить внимание на корпус лицевой панели датчика, у тех, у кого свободная головка, дальность больше. Преимущество датчиков с закрытой гранью - точная точка переключения.

Рис. 8. Примеры индуктивных датчиков с закрытой передней и расширенной передней, источником [6]

Также стоит помнить о принципах установки индуктивных датчиков - максимальное расстояние от другого индуктивного датчика, металлические элементы в пределах досягаемости. Каждый раз требуется проверка датчиков в реальных условиях.

5. Частота переключения
Это максимальная частота, с которой датчик может обнаруживать появляющиеся объекты - сигнализировать об их наличии на выходе. Стандартная частота переключения индуктивных датчиков находится в диапазоне от 1 кГц до 2,5 кГц.

6. Параметры источника питания, тип и количество выходов

Рис. 9. PNP - После активации датчика на выходе мы получаем сигнал PLUS, например +28 VDC, NPN - После активации датчик, выход получает сигнал МИНУС, например-0.1GDN, источник [8]

Чаще всего индуктивные датчики изготавливаются с дискретными (двоичными) коммутационными выходами PNP или NPN. Вы также можете найти универсальные версии, в которых можно подключить датчик с заданной полярностью по вашему выбору. Для измерительных целей чаще всего используются версии от 4 до 20 мА или от 0 до 10 В. Следует помнить, что расстояние от элемента детектирования влияет на значение амплитуды выходного сигнала.

Наиболее распространенными индуктивными датчиками являются датчики с одним выходом и двумя дополнительными коммутационными выходами (один нормально разомкнутый и один нормально замкнутый), комбинации одного коммутирующего выхода и другого с IO-Link, импульсным выходом и выходом IO-Link, а также аналоговые датчики. уступить место датчикам с протоколами.

7. Назначение и степень защиты
Типичная ошибка - подключение кабелей с более низкой степенью защиты к датчикам с высокой степенью защиты IP, например IP68, IP69K. При использовании датчика для работы в агрессивной среде нельзя забывать о кабеле, который также должен иметь высокую стойкость. Проще говоря, если вы используете датчик IP68, выберите кабель, соответствующий IP68. Также важно правильно выбрать материал, из которого изготовлен кабель, например, с повышенной устойчивостью к маслам, для подвижных лотков или для работы в заданном диапазоне температур.Все это влияет на работу и сопротивление датчика.

Обычно используемые индуктивные датчики используются в стандартных приложениях и в нормальных условиях. Наиболее распространены датчики в корпусах M12, M18, затем M8 и M30. Корпуса изготовлены из никелированной латуни, а передние панели - из пластика со степенью защиты IP69K.
Чтобы поддерживать условия контакта с антисептиками и пищевыми продуктами, корпуса изготовлены из нержавеющей стали, а передние панели датчиков - из композитных материалов без красителя.

Емкостные датчики приближения

Конструкция емкостных датчиков приближения аналогична указанным выше индукционным датчикам и отличается только принципом действия. Условно можно сказать, что он заключается в измерении емкости - датчик - это одна оболочка, другая оболочка - это объект, приближающийся к лицевой стороне датчика. Благодаря этому датчик также может обнаруживать неметаллические объекты: пластик, стекло, дерево, бумагу, органические материалы и многие другие.Следует помнить, что в зависимости от типа обнаруживаемого материала дальность обзора датчика может быть сокращена.
Дополнительным преимуществом емкостных датчиков приближения является их высокая устойчивость к электромагнитным помехам по сравнению с индуктивными датчиками.

Емкостной датчик приближения CM18-3008NC

Емкостные датчики реагируют практически на все. Следовательно, они используются для обнаружения неметаллических объектов.Емкостной датчик использует принцип конденсатора. Одна часть сенсора - это оболочка, которая является частью лицевой стороны сенсора, другая - узнаваемая часть. Когда объект (металл, жидкость, гранулы) приближается к датчику, конденсатор меняет свою емкость. Если фактическая емкость существенно отличается от базовой емкости конденсатора, будет активирован выход датчика. Если в зоне действия датчика должен присутствовать материал с более высокой диэлектрической проницаемостью, изменение емкости обнаруживается с помощью материала с более низкой диэлектрической проницаемостью.

Рис. 1. Емкостные датчики, принцип действия, источник [1] ​​

Для емкостного датчика стены и шторы не являются преградой, так как позволяют обнаруживать объекты, прячущиеся под поверхностью. Они используются при контроле уровня наполнения и подачи жидкости, государственной регистрации в технологических процессах и окончательном производственном контроле.

Рис. 2. Незакрытый датчик для контроля уровня сыпучих продуктов - риск прилипания к лицевой стороне датчика, источник [2]

Хотя емкостные датчики достаточно быстрые для большинства применений, это того стоит обращая внимание на низкую частоту переключения, которая обычно не превышает 50 Гц (особенно по сравнению с индуктивными датчиками, со стандартной частотой переключения 1 кГц - 2,5 кГц.

Поэтому следует быть осторожным с вязкими жидкостями, которые, прилипая к поверхности датчика, могут исказить его работу. Например: состояние датчика следует часто контролировать, особенно в приложениях для контроля вязких жидкостей, порошков с высокой гигроскопичностью. К счастью, можно свести к минимуму риск «обмана» датчика, используя датчики с закрытой лицевой стороной или специальными колпачками, или рассмотреть возможность использования ультразвукового датчика.

Емкостные датчики приближения обычно имеют возможность регулировать чувствительность (с помощью потенциометра или программного обеспечения), что позволяет адаптировать датчик к применению.

Емкостные датчики используются там, где есть необходимость сигнализировать об уровне молока, воды, сыпучих пищевых продуктов, кормов, жиров, а также консервов и соков, и используются для стабилизации уровня наполнения резервуаров. Датчики этого типа подходят для процессов, включая подсчет металлических деталей, обнаружение движения конвейерных лент и обнаружение расположения продуктов на конвейерной ленте.

Примечания и примечания при использовании емкостных датчиков

1.Не превышайте максимальную частоту переключения емкостных датчиков. Помните, что емкостные датчики не так быстры, как индуктивные.
2. Из-за возможности искажения показаний датчика будьте осторожны, особенно при использовании для контроля гигроскопичных и вязких материалов. Если возможно, используйте ультразвуковой датчик или емкостной датчик с закрытой поверхностью или используйте специальный колпачок, чтобы датчик не прилипал к нему.

Фотоэлектрические датчики (оптические)

Принцип действия фотоэлектрических датчиков заключается в отправке и приеме модулированного светового луча. Это может быть видимый, инфракрасный или лазерный свет. Элементы на световом пути прерывают луч, вызывая управляющий выход. Самыми распространенными датчиками являются: отражающие, отражающие, барьерные и щелевые датчики.

Фотоэлектрический датчик G18-D10PH отражающий

Несомненным преимуществом оптических датчиков является их большая рабочая зона, которая может достигать даже нескольких десятков метров.Это свойство чаще всего используется при реализации барьерной функции, например, для ограждения зоны доступа световой завесой. Следует помнить, что работа этих датчиков может быть затруднена в запыленной среде - пыль может оседать на передатчике или приемнике и, следовательно, прерывать пучок лучей, таким образом искажая работу датчика.


Вышеуказанные промышленные датчики успешно используются в машинах с различными производственными характеристиками.Кроме того, стоит подумать о выборе держателей, входящих в систему крепления датчиков, и готовых соединительных кабелей для датчиков.

Ссылки
1. Емкостные датчики, http://pgsystems.pl/produkty/czujniki-procesowe-i-pojemnosciowe.htm, по состоянию на 26 июня 2020 г.
2. Датчики приближения, https://iautomatyka.pl/czujniki- zlizacyjne -responsibility-types-application-most Часто-made-errors, по состоянию на 26 июня 2020 г.
3. Жилка В., Жилка М., Датчики в практике инженерного образования, Образование - Технологии - ИТ, № 4/22 / 2017
4.Емкостные датчики и датчики приближения - статья IAutomatyka.pl, https://tiny.pl/7cl3s, по состоянию на 26 июня 2020 г.
5. Индуктивные датчики в системах промышленной автоматизации, https://polskiprzemysl.com.pl/utrzymanie-ruchu/czujniki - measure-systems-vision / sensor-индуктивный /, по состоянию на 26 июня 2020 г.
6. Емкостные, индуктивные и фотоэлектрические датчики, https://elektrosystemy.pl/?p=11846, по состоянию на 26 июня 2020 г.
7. Датчики приближения для промышленности в предложении Micros, https: //www.elektroonline.ru / a / 10319, Микродатчики приближения для промышленных предприятий, Электроника, по состоянию на 26 июня 2020 г.
8. Датчики типа PNP и NPN. Краткое описание, https://termoregulatory.pl/pl/blog/p-czujniki-typ-pnp-i-npn-krotki-opis, по состоянию на 26 июня 2020 г.

.

Датчики приближения - принцип действия, виды применения

В этой статье в доступной форме делается попытка представить принцип работы, приложения и основные параметры, а также типичные проблемы, возникающие при выборе и использовании этих датчиков. Авторы решили переместить эти - одни из самых простых в принципе - датчики в связи с их обычным использованием в системах автоматизации.

На сайте iAutomatyka.pl уже опубликовано об оптических датчиках .В этот раз речь пойдет об индуктивных, магнитных и емкостных датчиках.

Статья создана при сотрудничестве SICK и iAutomatyka.pl.

Что такое датчики приближения?

Датчики приближения - это датчики, предназначенные для бесконтактного обнаружения компонентов . Они очень часто используются в приложениях автоматизации. Чаще всего они используются для управления положением, перемещением и уровнем. Датчики приближения включают, среди прочего, индуктивные, магнитные и емкостные датчики.Каждый из них имеет различный принцип действия и может использоваться для обнаружения других элементов.

Содержание

  1. Индуктивные датчики
  2. Магнитные датчики
  3. Емкостные датчики

Принцип работы индуктивного датчика

Основным чувствительным элементом индуктивного датчика является катушка. Заставляя ток течь через катушку, мы индуцируем вокруг нее электромагнитное поле. Электромагнитное поле воздействует на металлические элементы (ферромагнитные и неферромагнитные - подробнее об этом позже в этой главе), расположенные перед датчиком в пределах его диапазона.Изменения в этом поле отслеживаются электроникой датчика. Величина этих изменений зависит от расстояния элемента от лицевой стороны датчика. Выход активируется после того, как элемент приближается к соответствующему расстоянию. Чаще всего это расстояние можно изменить, регулируя чувствительность сенсора.


В зависимости от диапазона датчика (номинал Sn или рабочий / рекомендуемый Sa ), типа материала (ферромагнитный / неферромагнитный металл) и его размеров, типа установки датчика (со встроенной передней панелью или без нее) ), переключение частоты и другие параметры, это будет зависеть от того, какие элементы и при каких условиях мы можем обнаруживать (благодаря коммутационным / дискретным выходам) и измерять (например,аналоговые выходы). Эти датчики могут работать с протоколом IO-Link. Также существуют комбинации вышеперечисленных выходов, например, датчик имеет на одном контакте переключающий или импульсный выход, а на другом - связь IO-Link.

Обзор индуктивных датчиков SICK: https://www.sick.com/gb/gb/sensors- бесконтактные / индуктивные- датчики приближения / c / g190731

Применение индуктивного датчика

Они обычно используются для обнаружения металлических предметов, деталей машин, кулачков, контроля присутствия / качества, напримералюминиевые крышки, пробки для бутылок, позиционирование деталей машин, проверка нанесения слоя материала, измерение или проверка толщины листового металла или алюминиевой фольги, измерение скорости или ускорения в приводах и т. д. Фактически, использование этих датчиков ограничено только вашим воображением . Например, металлический винт, прикрепленный болтами к пластиковому барабану, можно использовать для измерения скорости вращения барабана.

]]>

Пример применения индуктивного датчика - определение присутствия ведомого в конечном положении.На пивоваренном заводе крышки, которыми закрываются банки, постепенно выталкиваются из дозатора с помощью толкателя, приводимого в действие исполнительным механизмом. Необходимо контролировать, когда толкатель находится в крайнем положении. Для этого использовался индуктивный датчик. Датчик расположен внизу в положении толкателя, и если он находится прямо над датчиком, будет активирован выход датчика.

На фотографиях ниже показан вышеупомянутый датчик 45U1, который на одном фото активирован (толкатель над ним), а на другом нет.

]]>

Кроме того, ниже представлена ​​электрическая схема, показывающая, как трехпроводные датчики получают питание и где сигнал от датчика подается в систему управления. Прилагаю фотографию, показывающую подключение датчика к острову ввода / вывода.

]]>

В качестве другого примера мы показываем датчик с той же производственной линии.Таким образом устанавливаются алюминиевые крышки на подающем устройстве, и их наличие определяется индукционным датчиком с маркировкой 45U7.


Важнейшие параметры индуктивных датчиков приближения

Важное примечание: Некоторые из этих параметров также применимы к магнитным и емкостным датчикам.

  1. Диапазон

В зависимости от материалов вы можете встретить различные описания и зависимости между различными типами диапазонов.Самый распространенный - , максимальная дальность действия датчика . Он рассчитан на типичную конструкционную сталь Ст3. Также существует рекомендуемый диапазон / рабочих / определенных Sa для той же марки стали. Чаще всего приводится коэффициент преобразования 0,81 максимального диапазона Sn . Это значение, среди прочего, обусловлено от значения допуска питания, разницы температур, допуска электронных компонентов, используемых для создания датчика.

На практике диапазон датчика , предусмотренный Sa , используется в качестве ориентира для обеспечения переключения выходного сигнала датчика с соблюдением всех допусков.Это также гарантирует, что датчик работает в пределах своего рабочего диапазона.

Большинство индуктивных датчиков представляют собой простые конструкции, которые после «сборки» датчика имеют постоянные параметры, такие как диапазон и гистерезис. В некоторых более совершенных датчиках калибровка дополнительно применяется после сборки. В результате указанный рекомендуемый диапазон датчика имеет значения, близкие к максимальному диапазону, меньший гистерезис и т. Д.

Диапазон помимо параметров самого датчика также зависит от ряда других внешних факторов

Важно: Калибровка датчика выполняется на стальной пластине Ст3 определенных размеров.На практике это означает обнаружение металлических элементов с расстояния, близкого к номинальному, когда минимальная толщина объекта составляет min. 2 мм, а его площадь в 2,5–3 раза больше активного поля датчика.

  1. Гистерезис

Как и любое техническое устройство, датчики имеют определенный гистерезис. В случае датчиков это проявляется в другой точке переключения выхода, когда объект перемещается к / от лицевой стороны датчика. Важно отметить, что это явление также возникает, когда мы перемещаем объект со стороны перед лицевой стороной датчика.Гистерезис обычно представляет собой процентное значение, зависящее от диапазона датчика.

Важно: Что делать, если нам нужна точка переключения с высокой повторяемостью? Проще всего взять датчик с маленькой катушкой (маленьким диаметром), малым радиусом действия.

Другими словами, гистерезис - это разница в расстоянии, на котором датчик реагирует на приближение и расстояние металла от его поверхности. Затем состояние выхода меняется с ВЫКЛ на ВКЛ или с ВКЛ на ВЫКЛ (см. Рисунок ниже).Значение гистерезиса зависит от типа и размера датчика и не превышает 20% диапазона измерения. При этом датчик будет работать исправно и тогда, когда обнаруженный объект находится на границе зоны срабатывания датчика. В датчиках, оборудованных сигнализацией состояния выхода, на это указывает свечение светодиода.

  1. Материальные факторы (уменьшение диапазона)

Индуктивные датчики в большинстве случаев не имеют возможности обнаруживать различные металлические элементы с одного и того же / близкого расстояния.Для данных материалов, например меди, латуни, алюминия, используются коэффициенты, умноженные на диапазон датчика. Таким образом, мы можем приблизительно определить диапазон действия датчика для данного материала.

Есть также датчики, обнаруживающие разные металлы на одинаковом расстоянии.

Важный момент: Даже если датчик имеет такую ​​электронную систему, необходимо проверить, из какого материала изготовлена ​​лицевая панель датчика . .В некоторых версиях с высокой степенью защиты IP 69K датчики могут иметь фасады из нержавеющей стали . Такой датчик, обнаруживая различные металлы из одного и того же диапазона, будет правильно работать при обнаружении всех типов металлов, за исключением нержавеющей стали со свойствами, аналогичными стали лицевой поверхности датчика. Как видите, из правила есть исключения.

  1. Передняя крышка

В зависимости от корпуса передней части датчика (закрытого или открытого), датчик с данным корпусом имеет больший или меньший диапазон.В случае датчиков с резьбовым корпусом корпус можно распознать с первого взгляда, проверив лицевую сторону датчика и резьбу, т. Е. Имеет ли корпус резьбу почти до конца поверхности или должна ли какая-то часть поверхности выступают над металлическим корпусом, монтажным кронштейном и т. д.

Встроенные датчики лица обычно имеют меньший диапазон, но более точную точку переключения. Датчики с открытой передней частью (в просторечии «выступающей») имеют больший диапазон, но менее точную точку переключения.

Наряду с типом лицевого корпуса и дальностью действия датчика, следует обратить внимание на принципы установки индуктивных датчиков. Речь идет о сохранении дистанции от другого индуктивного датчика, металлического объекта на заднем плане или металлических деталей сбоку от датчика.

Эти значения отличаются от одного датчика к другому. Их стоит проверить перед установкой при выборе датчиков. Обычно датчики размещаются в проектной документации или в машинах в конце проекта. Иногда это связано с неприятной проблемой «упаковки» датчиков заданного диапазона в плотный корпус.Если датчик выбран неправильно, он не будет работать должным образом, например, он будет возбужден металлическим предметом на заднем плане за обнаруженным объектом.

  1. Частота переключения

Это максимальная частота, с которой датчик может обнаруживать появляющиеся объекты - сигнализировать об их наличии на выходе.

Здесь стоит упомянуть, что в случае быстро появляющихся объектов условие максимальной частоты переключения обычно выполняется примерно в половине номинального диапазона.

  1. Параметры источника питания, тип и количество выходов

Обычно эти датчики изготавливаются с коммутирующими (дискретными) выходами PNP или NPN. Существуют также универсальные версии, которые позволяют подключать датчик в обеих полярностях, которые можно выбрать при подключении соответствующей последовательности контактов. Обычно для измерений используются версии с аналоговыми выходами 4… 20 мА или 0… 10 В.

Важно: Перед тем, как выбрать конкретный датчик с аналоговым выходом, стоит проверить, отображается ли (в случае токового выхода) значение 4 мА, когда объект находится ближе к передней части датчика и 20 мА дальше от передней части датчика, или если мы имеем дело с ситуацией, когда 20 мА на выходе датчика - это когда объект почти касается поверхности датчика, а 4 мА находится на границе диапазона.

Когда индуктивный датчик должен напрямую управлять устройством, снабжая его своим выходом, используются двухпроводные датчики. Затем один из проводов двухпроводного датчика подключается к катушке реле, которая перемещает якорь реле.

Неопытные пользователи иногда подключают двухпроводный датчик напрямую к источнику питания (минуя нагрузку, как будто совсем не знают, что датчик должен подавать сигнал), что обычно заканчивается сгоранием датчика.

Существуют также датчики с интерфейсами для обмена данными, например, работающие по протоколу IO-Link, датчики с импульсными выходами, где присутствие объекта или его скорость определяется определенной частотой импульсов и т. Д.

Что касается количества и комбинаций выходов, наиболее распространенными являются индуктивные датчики с одним выходом и двумя дополнительными коммутационными выходами (один нормально разомкнутый и другой нормально замкнутый ). Также существуют комбинации одного коммутирующего выхода и одного с входом / выходом. -Link, импульсный выход и выход IO-Link, три переключающих выхода, которые последовательно сигнализируют, когда объект достигает заданного порога.В последние годы датчики с аналоговыми выходами уступили место датчикам, работающим с протоколами, но они по-прежнему очень популярны.

На рисунке ниже показаны примеры подключения датчиков с цифровым выходом .

На рисунке ниже показан пример подключения датчика с аналоговым выходом . Это именно индуктивный датчик IMA18-10BE1ZCOK с аналоговым выходом 0-10 В (выход QA1) или 4-20 мА (выход QA2).Из технической спецификации мы можем узнать, что его диапазон измерения составляет 0-10 мм. Обратите внимание на его рабочие характеристики на графике ниже:

90 247
  • 0 мм будет соответствовать 0 В для выхода напряжения QA1 и 4 мА для токового выхода QA2,
  • 5 мм будет соответствовать приблизительно 5 В для выхода напряжения QA1 и 12 мА для токового выхода QA2,
  • 10 мм будет соответствовать 10 В для выхода напряжения QA1 и 20 мА для выхода тока QA2.
  • Обратите внимание, что фигура не на 100% линейна, она имеет форму «волны». В результате изменения аналогового сигнала ближе к концам диапазона измерения также будут нелинейными.

    1. Назначение, сопротивление (класс защиты)

    Большинство обычно используемых индуктивных датчиков предназначены для работы в типичных приложениях, где нет тяжелых условий работы. Самыми популярными типами датчиков являются датчики в корпусах M12, M18, M8 и M30 с наибольшим диапазоном действия.Корпуса изготовлены из никелированной латуни, а грани - из пластика. Типичная степень защиты IP 69K

    .

    Существуют также датчики, специально предназначенные для работы в определенных приложениях или средах. Это могут быть датчики для работы в пищевой, фармацевтической или косметической промышленности. Из-за риска прямого контакта со средой, поддерживающим антисептик, предотвращающим рост бактерий, их тела изготовлены из нержавеющей стали. Головки сенсора могут быть изготовлены из пластика без красителя (чтобы он не выпадал в осадок в среду) с сертификатами на материалы, допускающими контакт, напримерс пищей или нержавеющей сталью.

    Существуют также сенсорные решения с повышенной стойкостью к машинным маслам, трансмиссионным маслам и охлаждающей жидкости. Если мы имеем дело с датчиком с выводом кабеля, кабель также имеет повышенное сопротивление, например, маслу.

    Другой пример - датчики для гидравлических систем высокого давления. Их лоб сделан из других материалов.Само подключение датчика выполнено несколько иначе.

    Существуют также интеллектуальные датчики, используемые для работы в приводах, используемые для контроля скорости или ускорения, датчики с повышенной устойчивостью к электромагнитным помехам и повышенной температуре (например, для сварки или печей) и многие другие.

    90 300

    Все чаще датчики называют SMART SENSORS. Это датчики, которые связываются с системой управления машиной и передают диагностические данные в дополнение к параметрам обнаружения и данным измерений.Эти датчики контролируют свои параметры и имеют дополнительные функции - в зависимости от выбранного типа датчика. Это могут быть, например, функции счетчика, средства защиты от сбоев, временного фильтра и многое другое. Такой датчик во многих случаях после программирования может работать независимо или даже разгрузить ПЛК. ДАТЧИКИ SMART во многих моделях также могут работать как стандартные датчики с транзисторным выходом.

    Ниже приведены примеры:

    • Посмотрите, сколько различных параметров можно установить в меню датчика, отслеживающего скорость и ускорение привода.

    • Датчик, контролирующий износ цепи в системе транспортировки поддонов. Видны четыре диапазона (окна) диапазона, который поддерживает датчик.

    • Меню для индуктивного датчика, контролирующего наличие одинарного или двойного слоя алюминиевой фольги.

    Подробнее о SMART SENSORS:

    https://www.sick.com/pl/pl/smart-sensors/w/smart-sensors/

    Когда нам нужна большая дальность действия, мы часто используем индукционные датчики в прямоугольном корпусе.Также есть датчики в виде небольших кубов, которые можно удобно разместить в профилях или прикрепить к корпусам устройств.

    В некоторых приложениях, где датчики часто подвергаются механическим повреждениям, прямоугольные датчики устанавливаются на специальных креплениях (также называемых опорами). В случае повреждения головка датчика быстро снимается с крепления и заменяется на новую. Это экономит время, необходимое для замены и установки стандартного датчика.

    Отдельную группу индуктивных датчиков составляют датчики, предназначенные для работы во взрывоопасных зонах. Наиболее распространенные датчики основаны на искробезопасном решении NAMUR, где датчик работает при малых токах и подключен к специальному модулю безопасности.

    Распространенные ошибки и способы их устранения

    1. Датчики обычно размещаются в проектах (в документации) и в машинах как один из последних элементов.По этой причине очень часто необходимо устанавливать индукционные датчики в плотном корпусе или как можно ближе к другому датчику. Условия минимальной постройки или постройки двух датчиков, расположенных близко друг к другу, иногда можно нивелировать. Каждый раз требуется проверка датчиков вживую. Столы для установки датчиков обычно создаются на основе типовых конструкционных сталей. Интервалы между двумя рабочими датчиками, в свою очередь, обычно выбираются на основе результатов, определенных между двумя идентичными.Выбирая индуктивные датчики двух разных семейств с разными параметрами, мы увеличиваем вероятность их сближения. Важно провести тест в реальных условиях, многократно вводя и удаляя обнаруженный элемент / объект.

    2. Бывают и аварийные случаи, когда индуктивный датчик с расширенным диапазоном выходит из строя, а у нас на складе имеется только стандартная версия. Здесь вы можете использовать обратный метод и попытаться увеличить дальность, поместив «на заднем плане» за обнаруженным элементом / объектом металлического листа (ферромагнетика).Это увеличит диапазон датчика. Однако мы должны, как и в случае, описанном выше, провести испытания, потому что мы обычно нарушаем принципы установки индуктивного датчика.

    3. Некоторые пользователи 2-проводных датчиков пытаются подключить их напрямую к источнику питания или к неправильному источнику (например, 230 В переменного тока вместо 24 В постоянного тока). Подключение двухпроводного датчика без нагрузки напрямую к источнику питания приводит к сгоранию датчика. Возникает вопрос: чего хотел таким образом добиться пользователь, если бы он не вел сигнал с датчика? Другой случай - подключение искробезопасных датчиков NAMUR вместо специализированных сепараторов (эти датчики работают на малых токах и напряжениях) к стандартным источникам питания.Мы часто полагаемся на то, что уже сделали, и иногда пропускаем проверку документации. Каждый раз следует проверять, с каким типом сенсорной электронной системы мы имеем дело.

    4 Один из распространенных случаев - перегрузка по току на транзисторных выходах индуктивных датчиков. Эту тему можно разбить на два случая:

    • Подключение транзисторного выхода датчика не как сигнал о наличии элемента, а непосредственно для управления другим устройством путем подачи на него питания.Если пусковой ток «устройства» превышает номинальный ток датчика на его выходе, то может быть поврежден транзисторный выход датчика (если он не имеет соответствующей защиты). Если нам нужно использовать датчик для контроля мощности устройства, то лучше всего использовать двухпроводной датчик, где мы подключаем катушку реле на один из его проводов. Реле может подавать второе напряжение на целевую систему / устройство.
    • Подключение выходов индуктивных датчиков в каскады, т.е.выходной сигнал предыдущего датчика подает следующий. Это более обширный вариант предыдущего случая, когда пользователь строит простую логическую систему без использования драйвера или логических вентилей. У нас больше элементов, поэтому ток на выходе, например, первого датчика, еще больше. В случае одновременного включения такого «самодела» ток, снимаемый с выхода первого датчика, может достигнуть больших значений и повредить его транзисторный выход. Мы должны помнить, что, особенно при активации датчика, мгновенное значение тока при его активации выше, чем при номинальном срабатывании.Производители датчиков обычно не знают ток, потребляемый при запуске внешнего устройства, подключенного своими клеммами питания к выходу датчика. Это необходимо проверить в документации устройства. Этот метод подключения датчиков обычно не рекомендуется. Для самих датчиков это очень рискованно. Также страдает качество и уровень выходного сигнала на последнем датчике.

    5. Подключение к датчикам с высокой степенью защиты IP, например,IP68, IP69K кабелей с более низкой степенью защиты или штекеры с предварительно проложенным кабелем. Как правило, если мы ищем устойчивый датчик для работы в сложных условиях, помните, что кабель также должен иметь высокое сопротивление. Например, если мы используем датчик IP69K для пищевых продуктов с мойками высокого давления, мы выбираем кабель, соответствующий IP69K. Если мы выбираем кабель с IP67, не делайте вид, что через какое-то время в розетке датчика появится влага, что приведет к короткому замыканию.Также важно правильно выбрать материал, из которого изготовлен кабель, например, с повышенной устойчивостью к маслам, для подвижных лотков или для работы в заданном диапазоне температур. Все это влияет на работу и сопротивление датчика.

    6. Типичные ошибки при использовании интеллектуальных датчиков, таких как ДАТЧИКИ SMART, возникают из-за отсутствия опыта программирования, например, контроллеров ПЛК. При выборе датчика проверьте, какой у вас контроллер и есть ли у датчика библиотеки, которые его поддерживают.Если вы решили использовать SMART SENSOR в качестве автономного датчика, не забудьте загрузить его настройки на свой ноутбук. В случае повреждения датчика мы устанавливаем следующий такой же и сразу же загружаем его настройки. После этого датчик готов к работе. Если мы работаем в более крупном коллективе, такой независимо работающий датчик стоит отметить в документации и прикрепить файл с его настройками, и даже нанести на него специальные отметки несмываемым маркером. Таким образом, мы избежим сюрпризов, когда он будет запущен.

    Магнитные датчики Принцип действия

    Магнитные датчики обнаруживают наличие магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Таким образом, они используются для обнаружения магнитов. Однако как часто на производственных линиях возникает такая необходимость? Редко, и это преимущество. Магниты могут быть установлены в различных движущихся частях, и их положение определяется магнитными датчиками. Чаще всего используются для определения положения штока поршня в пневматических и гидроцилиндрах, а также для определения пределов закрытия крышек на производственных линиях.Простые датчики не требуют питания и доступны в двухпроводном исполнении.

    Обзор магнитных датчиков SICK: https://www.sick.com/gb/gb/zip-sensors/m Magnetic-sensors/c/g201656

    Теоретическая база

    Пространство, в котором взаимодействуют магнитные силы, называется магнитным полем. В основном магнитное поле существует вокруг магнитов и проводников, по которым протекает электрический ток. У магнита два полюса - N и S.Линии влияния магнитного поля всегда проходят от полюса N к полюсу S и замкнуты. Магнитное поле, создаваемое катушкой, через которую протекает электрический ток, выглядит так же.

    Здесь стоит упомянуть ферромагнетики. Эти материалы могут намагничиваться в магнитном поле. В основном используются ферромагнитные сплавы (сталь с различными добавками) и никель.

    Типы магнитных датчиков

    Среди магнитных датчиков можно выделить две основные производственные технологии: герконы и датчики Холла.

    • Геркон состоит из двух тонких пластин из ферромагнитного материала, находящихся либо в вакууме, либо в инертном газе. Под действием внешнего магнитного поля на одной из пластин появляется полюс N, а на другой S. Пластины с противоположными полюсами притягиваются друг к другу и соединяются, замыкая электрическую цепь.

      Короче говоря, после приложения магнита к геркону пластины укорачиваются, через них протекает ток, что считывается активацией выхода датчика.После снятия магнита пластины открываются за счет своей упругости. Герконовые реле часто используются для сигнализации конечных положений в ограждениях машин и исполнительных механизмах. Это простое и дешевое решение. Однако он не лишен недостатков, поскольку в устройствах, передающих высокие вибрации, пластины могут слипаться. Несмотря на удаление магнита из поля (т.е. открытие крышки), пластины останутся замкнутыми, а электрическая цепь останется замкнутой. Поэтому стоит быть осторожным при использовании сигнала герконов в таких приложениях.
    • Датчик Холла получил свое название от эффекта Холла. Короче говоря, этот эффект заключается в появлении разности потенциалов в проводнике, когда он находится в магнитном поле и по нему течет постоянный ток. Чаще всего в качестве активного элемента используется магниторезистивная пластина. Для практического использования этого эффекта следует использовать очень тонкие пластины из полупроводниковых материалов. Тогда изменение потенциалов настолько очевидно, что его можно рассматривать как результат появления магнита в процессе работы датчика.Поскольку датчики Холла должны иметь источник питания, в последнее время к ним добавляются дополнительные функции, создавая так называемые интеллектуальные датчики (Smart Sensors). Эти датчики чаще всего используются для определения положения штока поршня в исполнительных механизмах. Они характеризуются более медленным временем отклика, чем герконы, и более точной точкой переключения.

      Датчики Холла чаще всего встречаются как:
      • Магнитные датчики в резьбовом или квадратном корпусе.Их внешний вид аналогичен индуктивным датчикам.
      • Датчики обычно приспособлены для установки на корпусе пневматического привода.

    Магнитные датчики для исполнительных механизмов

    Магнитное поле очень проникающее, что придает этим датчикам высокую устойчивость к загрязнениям и помехам. Соответствующий выбор узла датчик + магнит отвечает за дальность действия.

    Для "стандартных" магнитных датчиков диапазон выражается в [мм]. В случае магнитных датчиков для исполнительных механизмов обычно указывается их чувствительность к напряженности магнитного поля, выраженная в [мТл].

    Кроме того, для этого типа датчиков часто указывается параметр, называемый «Перебег», выраженный в [мм]. Это значение приблизительно соответствует общей части пути, по которой шток поршня переместился в одну и другую сторону (общая часть при выдвижении и втягивании штока поршня).

    Цилиндровые датчики изготавливаются в корпусах в зависимости от типа установки исполнительного механизма. Чаще всего используются датчики, адаптированные для установки в Т-образные и С-образные пазы

    .

    В случае С-образных пазов следует отметить, что некоторые из их типов имеют минимальные различия в размерах. В случае неправильного выбора у вас могут возникнуть серьезные проблемы с «вдавливанием» датчика в паз. Датчик также может выскочить из паза во время работы.

    Другие типы - это датчики для исполнительных механизмов со штифтом, со шлицами (датчики выглядят одинаково, но их нельзя спутать, поскольку они не могут быть постоянно прикреплены взаимозаменяемо). Также имеется ряд аксессуаров, таких как ленты, крепления, переходники, благодаря которым датчики могут быть прикреплены к исполнительным механизмам.

    В некоторых случаях магнитный датчик должен указывать конкретное значение положения штока поршня пневматического привода (например,популярные отвертки или автоматические настольные дрели). Можно сказать, что такой датчик работает по принципу линейки. Информация о положении / перемещении затем передается через аналоговый выход или IO-Link.

    Когда мы имеем дело с приводами с очень коротким ходом, и мы не хотим размещать два датчика, которые информируют о крайних положениях поршня, мы можем использовать один датчик с двумя головками (датчиками), обнаруживающими магнит на штоке поршня в одном тело.Это экономит время и сокращает количество проводов.

    В эпоху повсеместной миниатюризации создается все больше и больше структур, специализирующихся на управлении закрытием / открытием захватов промышленных роботов и манипуляторов. В случае применения этого типа важны не только размеры и место выхода кабеля (захват все-таки не может «защелкнуться»), но и сопротивление датчика и кабеля динамическим нагрузкам.


    Распространенные ошибки и способы их устранения

    1. Одной из типичных ошибок, связанных с желанием значительно расширить линейку магнитных датчиков, является попытка использовать неодимовые магниты вместо постоянных магнитов, рекомендованных производителем. Использование неодимовых магнитов обычно приводит к повреждению электроники датчика.

    2. С датчиками для цилиндров с Т-образным или С-образным пазом небольшие винты, фиксирующие датчик в слоте, были потеряны.Они сделаны из неферромагнитных металлов. Заменяя такой винт на широко используемый, мы заставляем новый винт намагничиваться. Через некоторое время пользователь, даже вынув датчик из канавки, замечает, что его выходная мощность все еще высока, несмотря на отсутствие магнита. Аналогичное явление происходит, когда мы используем типичные ферромагнитные металлические кронштейны для установки магнита или рядом с его местоположением. Они будут намагничиваться на более длительный период времени, что приведет к ошибочным показаниям датчика.

    3. Другой случай касается связывания нескольких кабелей датчиков с исполнительными механизмами. Они не должны быть тугими - должен быть небольшой провис. Если мы его не предоставим и жгут натянут и собран «тросом», то из-за работы актуатора и вибраций от него кабельная стяжка начнет резать провода. В крайних случаях кабель может даже оторваться от корпуса датчика, что приведет к его распечатыванию или отделению от электронной системы.

    Емкостные датчики Принцип действия

    В некоторых приложениях, где обнаруживаемые объекты не сделаны из металла, используются емкостные датчики. Они отлично обнаруживают металлы, жидкости и гранулы. В зависимости от диэлектрической проницаемости объекта мы обнаружим его с большего или меньшего расстояния. Датчик состоит из двух металлических электродов, образующих открытый конденсатор. Когда объект приближается к датчику, конденсатор меняет свою емкость.Выход датчика активируется, когда фактическая емкость существенно отличается от базовой емкости (например, когда возле датчика нет предметов). Емкостные датчики используют тот факт, что диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость) всех твердых тел и жидкостей больше, чем у газов (включая воздух).

    Обзор емкостных датчиков SICK: https://www.sick.com/pl/pl/zujniki-zajniki-zimizacyjne/pojemnosciowe-zujniki-zimizacyjne/c/g201659


    Применение емкостных датчиков

    Емкостные датчики чаще всего используются для:

    • Обнаружение диэлектрических объектов.
    • В качестве датчиков уровня для жидкостей с низкой вязкостью.
    • В качестве датчиков уровня жидкости / уровня для тонкостенных резервуаров. Эти версии датчиков «плоские» прикрепляются на заданной высоте к тонкостенным резервуарам.
    • В качестве датчиков уровня для гранул и порошков (обратите внимание на гигроскопичность).
    • Для обнаружения металлических предметов, независимо от того, являются они ферромагнитными или неферромагнитными.
    • Емкостные датчики очень устойчивы к помехам (благодаря постоянной зарядке / разрядке конденсатора), что может использоваться, например, при их использовании.вместо обычных индуктивных датчиков.
    • Для проверки уровня / наличия агрессивных веществ. Есть варианты датчиков в корпусах из тефлона. Они очень химически стойкие.
    • Как датчики наполнения, уровня наполнения.

    Важно! Недостатками емкостных датчиков являются:

    - Низкая частота коммутации. Обычно не превышает 50 Гц. По сравнению с типичными, например, индуктивными датчиками, у которых стандартная частота переключения составляет 1–2,5 кГц, можно сказать, что емкостные датчики работают довольно медленно.Однако они достаточно быстрые для большинства приложений.

    - Эти датчики относительно чувствительны. Поэтому следует быть осторожным с вязкими жидкостями, которые, прилипая ко лбу датчика, могут исказить его работу. Например: датчик, «застрявший» в вязкой густой жидкости, будет указывать максимальное состояние в резервуаре, когда на самом деле резервуар почти пустой. То же самое и с сыпучими веществами с высокой гигроскопичностью. Под воздействием влаги такое вещество может прилипнуть к емкостному датчику, искажая его показания.По этой причине датчики со встроенной головкой следует использовать в резервуарах, где обнаруживаются такие вещества. Таким образом мы уменьшаем риск «обмана» датчика.

    Датчик с открытой передней частью для контроля уровня сыпучих веществ - риск прилипания к поверхности датчика

    В большинстве случаев емкостные датчики имеют возможность регулировать чувствительность в виде потенциометра или кнопок программирования. Благодаря этому можно настроить датчик для конкретного применения.

    Распространенные ошибки и способы их устранения - Емкостные датчики

    1. Наиболее частые ошибки - превышение максимальной частоты переключения емкостных датчиков. Мы должны помнить, что эти датчики не такие быстрые, как индуктивные датчики.

    2. Из-за их относительно высокой чувствительности мы должны помнить, что вы должны быть осторожны с ними, особенно в случае применения с гигроскопичными или липкими материалами. Они могут прилипнуть ко лбу датчика и фальсифицировать его показания, как описано выше.В таких случаях мы используем емкостные датчики со встроенной лицевой панелью или, если это возможно, например, ультразвуковые датчики.

    3. Другой способ предотвратить залипание сенсора - использовать специальные крышки, предназначенные для этого типа материала. Они сводят к минимуму накопление материала и механически отделяют поверхность датчика от материала стенкой. Однако это каким-то образом влияет на чувствительность сенсора.

    4. Некоторые емкостные датчики выполнены в виде плоских кубов.Эти версии обычно используются в закрытых помещениях или для контроля уровня в тонкостенных резервуарах. Важно, чтобы датчик крепился к стенке резервуара с активной поверхностью, используемой для обнаружения (да, есть ошибки), а активную часть датчика не следует смазывать клеем - особенно на водной основе (датчик активирован сразу на наличие клея).

    Статья создана в сотрудничестве с SICK и iAutomatyka.pl

    Авторов:

    Петр Вильчек - SICK
    Марцин Фащевски - iAutomatyka.pl 90 589
    Piotr Gwiazdowski - iAutomatyka.pl

    .

    Какие типы датчиков мы можем различить?

    На рынке представлены различные типы датчиков для использования в системе интеллектуального здания. Их спецификация, а также тип и способ эксплуатации зависят от конкретного технического решения данного производителя.

    Xiaomi предлагает своим покупателям относительно недорогую систему на основе радиосвязи и протокола ZigBee. Доступные типы датчиков работают с приложением для смартфонов, что делает управление интеллектуальными функциями чрезвычайно простым и приятным.

    В комплекте:

    1. Наиболее распространенные типы датчиков в автоматизации зданий
    2. Датчики движения Smart Home от Xiaomi
    3. Датчики полезные - датчики света
    4. Голосовое управление - интересные типы программируемых датчиков
    5. Типы датчиков качества и температуры воздуха
    6. Датчики открывания окон и дверей - разновидность датчиков присутствия Xiaomi
    7. Типы датчиков Mi Smart Home - сводка

    Наиболее часто используемые типы датчиков в автоматизации зданий

    Датчики

    , известные в области автоматизации на протяжении десятилетий, получили широкое распространение в домашних электрических установках относительно недавно.Это произошло из-за миниатюризации, которую они обязаны развитию электроники, и связанного с этим значительного снижения стоимости компонентов этого типа.

    Так родилась идея интеллектуального здания, которое автоматически «выполняет» различные действия. Первоначально использовался в офисных зданиях, со временем он переместился в частную зону, и теперь устройства автоматизации зданий можно найти во многих домах и квартирах.

    Интеллектуальный дом включает в себя различные типы датчиков приближения, датчиков температуры и света, основная задача которых - облегчить повседневную работу.Однако перед автоматизацией зданий может стоять и другая задача - защита жизни, здоровья и имущества. Отсюда и использование других типов датчиков - дыма, угарного газа или спящего газа, а также открытия окон и дверей.

    Датчики движения

    Smart Home от Xiaomi

    На рынке представлены датчики движения различных типов. Их задача - действовать, когда они обнаруживают движение в пределах своего диапазона. Датчики, используемые в домах, чаще всего интегрируются с другими устройствами, такими как, например,лампы и при обнаружении движения включают освещение. Наиболее распространенные датчики:

    • микроволновая печь,
    • инфракрасный,
    • Ультразвуковой
    • ,
    • лазер.

    С точки зрения пользователя тип датчика движения не очень важен, главное - его функциональность - простота установки, последующее расширение системы и удобство ее использования в виде, например, сотрудничества с смартфон.

    Xiaomi предлагает датчики движения Mi Smart Motion Sensor ZigBee на основе спецификации передачи данных ZigBee в беспроводных сетях, которые обнаруживают движение в непосредственной близости от них.В результате активации они запускают любое устройство, которое пользователь указал ранее при программировании системы.

    Датчики

    Mi Smart Motion можно использовать, например, для интеграции с освещением, что позволяет получить множество удобных решений, таких как освещение спальни после вставания с кровати или коридора, без включения и выключения света с помощью традиционных переключателей или кнопок.

    Полезные типы датчиков - датчики света

    В нашем магазине есть датчики света Mi Light Detection Sensor ZigBee, которые работают с другими элементами системы Умный дом.Их задача - определять интенсивность дневного света. Когда стемнеет и интенсивность света в данной комнате падает ниже заданного значения, автоматически включается искусственное освещение.

    Однако это только базовая функциональность датчиков Xiaomi, которые есть у всех типов датчиков освещения на рынке. Датчики обнаружения света Mi ZigBee, однако, предлагают больше - они могут регулировать интенсивность искусственного освещения в интерьере в соответствии с наступающими сумерками.

    Голосовое управление - интересные типы программируемых датчиков

    Примером устройств с голосовым управлением от Xiaomi является Mi Smart Power Plug ZigBee. Классические электрические розетки отличаются от обычных тем, что их можно программировать и управлять ими голосом с помощью Google Assistant или Amazon Alexa.

    Таким образом вы управляете любым электроприбором, подключенным к Mi Smart Power Plug, будь то зарядное устройство для смартфона, компьютерный монитор или тостер.

    Типы датчиков качества и температуры воздуха

    Еще одна группа датчиков, которая связана с обеспечением соответствующей температуры воздуха, его качества и влажности, - это датчики Mi Temperature and Humidity Sensor ZigBee.

    Благодаря датчикам можно управлять температурой и влажностью в помещении - например, автоматическое включение увлажнителя воздуха, когда становится слишком сухим, или включение вентилятора, когда интеллектуальный датчик температуры и влажности также показывает высокая температура в помещении жарким летом.

    Комплект, который автоматически регулирует изменения температуры и влажности, также может быть дополнен очистителем воздуха, который позволит полностью контролировать воздух, которым мы дышим в нашей квартире.

    Датчики открывания окон и дверей - разновидность датчиков присутствия Xiaomi

    Типы датчиков, доступные в Mi-Store, - это не только датчики, которые работают с приложением для смартфонов, чтобы сделать время, проведенное дома, более приятным.

    Xiaomi

    - это еще и датчики, повышающие уровень безопасности для пользователя квартиры.Они включают, среди прочего Mi Smart Window & Door Sensor ZigBee.

    Это герконы, обнаруживающие открытие дверей и окон. Конечно, сами датчики регистрируют только данное событие. Чтобы сработала тревожная реакция, они должны взаимодействовать с тревогой центрального блока. Интересный вариант - выбрать сигнал, имитирующий, например, лай собаки.

    Типы датчиков Mi Smart Home - сводка

    Система «Умный дом» - это не только датчики, но и другие компоненты, которые можно запрограммировать в соответствии с нашими потребностями.

    Например, есть кнопки - после входа в квартиру и нажатия одной из них может автоматически включиться дополнительный электрообогреватель в ванной, аудиоаппаратура или электрочайник. Благодаря таким средствам сразу после снятия пальто мы под звуки любимой музыки обольем чай кипятком, а в теплой ванной приготовим расслабляющую ванну.

    .

    Датчики дома - виды, как их расставить?

    В последнее время домашние датчики приобретают все большее значение в связи с растущей популярностью технологий умного дома. Эти типы гаджетов являются даже основным элементом современных зданий со встроенной системой безопасности. В старых домах все чаще устанавливаются различные типы домашних сирен. Какие детекторы повысят безопасность нашего имущества и имущества?

    Детекторы дыма

    Среди самых популярных датчиков, устанавливаемых в домах, есть датчики, обнаруживающие дым.Их задача - заранее известить домочадцев о пожаре. Для правильной работы дымовых извещателей их следует устанавливать в подходящем месте. В идеале они должны быть расположены примерно в 2 метрах от земли на свободных участках. Детекторы дыма следует устанавливать рядом со спальней или в коридоре. Установка на кухне или в котельной может вызвать частые ложные срабатывания. Также важно заранее убедиться, что звук, издаваемый устройством, слышен во всем доме.

    Датчики угарного газа

    Детекторы угарного газа похожи на детекторы дыма. Они также информируют о пожаре и дополнительно указывают на то, что в здании начал плавать смертельный для человека окись углерода. Вдыхание воздуха с содержанием 0,16% этого химического вещества может быть смертельным. У Чада нет запаха, поэтому еще более целесообразно приобрести датчик, который обнаруживает этого «тихого убийцу». Установка устройства такая же, как и в случае дымовых извещателей.На рынке есть модели, сочетающие в себе функции обоих этих гаджетов.

    Датчики газа

    Запах газа ощущается людьми, но он часто выделяется ночью. Тогда для членов семьи не нужно много времени, чтобы отравиться или вызвать опасный взрыв. Специальный детектор способен вовремя предупредить об опасности. Лучше всего установить его на кухне, прямо под потолком. В случае домов с газовым отоплением этот тип сигнализатора должен быть также в котельной.

    Датчик затопления

    Затопление - обычная проблема для жителей многоквартирных домов, многоквартирных домов и многоквартирных домов. Это правда, что извещатель не может защитить нас от внезапного пролития воды из стиральной машины или аквариума, но он быстро сообщит о нежелательном событии, что, в свою очередь, уменьшит степень повреждения и, возможно, предотвратит повреждение. в дом соседа. Этот тип детектора также идеально подходит для подвалов, подверженных затоплению грунтовых вод. Такой сигнализатор рекомендуется устанавливать на небольшой высоте, желательно прямо у пола.

    Детекторы движения

    Также стоит упомянуть датчики движения и датчики движения, которые способны защитить наш дом от взлома. Такой прибор отлично работает ночью или когда жители дома отсутствуют. Детектор, подключенный к сигнализации, реагирует, когда нежелательный посетитель ходит по территории. Однако большим недостатком является то, что сирена также включается, когда животное появляется в пределах ее досягаемости.

    .

    Автомобиль поможет в диагностике - какие они и как работают их датчики?

    Хороший автомеханик похож на врача, а автомобиль (как и человеческое тело) дает симптомы, которые помогают поставить правильный диагноз и начать лечение. Для того, чтобы кузов автомобиля мог контролировать его работу, его оснастили множеством датчиков. Мы расскажем, как они работают и как интерпретировать их показания.

    Помните, что современные автомобили забиты датчиками.Практически каждый процесс, происходящий в автомобиле, контролируется, а его работа интерпретируется специализированными устройствами. Это позволяет быстрее диагностировать проблему и устранить неисправность.

    Давление - залог плавного вождения

    Автомобили полны датчиков, которые определяют создаваемое давление. Датчик вакуума или давления масла, датчик давления топлива, датчик давления наддува и многое другое контролируют давление жидкости или воздуха на компоненты автомобиля.Датчик вакуума во впускном коллекторе отвечает за измерение давления за дроссельной заслонкой. Если двигатель теряет мощность, ломается, задыхается и датчик подает нам сигнал - это признак того, что машина вышла из строя. Иногда может выйти из строя сам датчик, но его разрушение означает, что система сгорания неэффективна.

    Датчик давления масла - это устройство, которое анализирует влияние этой важной жидкости на детали автомобиля. Слишком высокое давление может даже привести к необратимой поломке двигателя! Если давление слишком низкое, смазка не происходит должным образом, и двигатель может со временем заклинивать.Аналогичным образом работает датчик давления топлива. Устройство проверяет, как топливо попадает в камеру сгорания. Отсутствие правильных параметров означает, что машина горит намного больше, а датчик «дросселирования» машины предостерегает от таких воздействий. Регулятор давления топлива отвечает за правильную работу системы. Его работу также контролирует датчик.

    Оповещение о положении и уровне

    Отдельные датчики также проверяют правильность положения систем и уровень жидкостей в автомобиле.Датчик уровня масла предупреждает вас, когда этого вещества в автомобиле слишком мало, и предупреждает о возможной дальнейшей поездке. Датчик уровня топлива (обычно известный как «поплавок») контролирует количество топлива в баке. Он отвечает за отправку сигналов на приборную панель. Несоблюдение сигнала тревоги датчика приведет к остановке или даже заклиниванию топливного насоса! Аналогичным образом работает датчик уровня воды, следящий за состоянием охлаждающей жидкости в автомобиле. Помните - недостаток охлаждающей жидкости может привести к необратимому повреждению двигателя!

    Датчики

    также отвечают за положение и работу компонентов автомобиля.Датчик положения дроссельной заслонки контролирует ее работу, а его показания влияют на выбор количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Изменения вращения или рывки во время движения указывают на повреждение топливной системы.

    Источник: Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

    Система управления двигателем контролируется датчиком положения вала. Он контролирует работу коленчатого вала, приводящего в движение автомобиль. Повреждение его, а также датчика положения распределительного вала делает невозможным запуск двигателя.Это защищает от неисправности приводов.

    Важен контроль температуры

    Автомобили также оснащены датчиками, контролирующими температуру отдельных частей или веществ. Датчик температуры всасываемого воздуха проверяет, не слишком ли он холодный или слишком горячий. Датчик температуры двигателя предупредит вас, когда он станет слишком горячим, и его следует остановить. В свою очередь датчик температуры охлаждающей жидкости проверит, насколько горячая охлаждающая жидкость, и предупредит о ее возможном закипании.В более новых автомобилях также есть датчик температуры наружного воздуха, на основе которого, например, будет работать автомобильный термометр.

    Кроме упомянутых выше, есть еще датчик скорости (благодаря ему вы знаете, с какой скоростью вы двигаетесь), датчик детонации и лямбда-зонд. Это датчики, которые проверяют качество выхлопных газов и контролируют процесс сгорания.

    Как видите - ваша машина забита датчиками. Помните, что каждый из них должен быть приспособлен для безопасной и комфортной езды.

    .

    Датчики в дизельных системах

    ДАТЧИКИ В ДИЗЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

    ДАТЧИКИ В ДИЗЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

    В настоящее время дизельные системы стали очень похожи на электронные системы впрыска бензина, поэтому большинство датчики можно найти как в Приложения. Требования клиентов, защита окружающая среда, конкуренция среди производителей транспортных средств сделала это они существуют только для постройки современных автомобилей системы питания двигателя с электронным управлением.Это связано используя широкий спектр электрических компонентов и электронные устройства, начиная с драйвера и заканчивая датчики и исполнительные механизмы. Ассортимент датчиков используемые системой управления двигателем можно разделить для групп, выполняющих конкретные задачи на треке измерений, сфера их применения зависит от типа системы впрыска используется в автомобиле. Датчики давно используются скорость и положение коленчатого вала, затем ввести в системы датчиков положения распределительных валов.Скорость автомобиля он измеряется независимым датчиком или этим сигналом снимается с датчика АБС. Следующая группа датчики температуры: охлаждающей жидкости, всасываемого воздуха и топливо. Помимо них есть датчики положения педали акселератора, и датчики: положение регулятора дозы топлива и подъемника игла инжектора. Независимые датчики контролируют давление топливо и воздух во впускном коллекторе, а давление атмосферный - очень важно из-за правильности функционирование турбонаддува.В дизельных двигателях, особенно все по экологическим причинам масса измеряется всасывается воздух через объемные и насыпные расходомеры воздуха. Группы датчиков замыкают автоматические выключатели. определение положения педалей и переключателей тормоза и сцепления относящиеся к коробке передач, а также к круиз-контролю.
    Огромность связанных с этим вопросов позволяет писать о обширные книжные датчики. С точки зрения мастерской роль датчиков в процессе контроля важна или правила и методы диагностики, позволяющие указать поврежден измерительный элемент.В основном нет датчиков ненужные, но их важность в системе варьируется удельный вес, в зависимости от роли, которую они играют в системе электронная система дизельного топлива и по типу система впрыска EDC автомобиля (электронная Управление дизельным двигателем).

    Датчики частоты вращения и положения коленчатого вала двигателя.
    Они являются одними из самых важных датчиков в системе управления. дизельный двигатель, потому что на основе измерений скорости вращение вала и положение вала рассчитываются контроллером такие параметры, как доза топлива или угол впрыска.К этому нужно добавить независимое от нагрузки регулирование и стабилизация скорости холостой ход двигателя. Не все знают, что на основе сигнал от этого датчика, контроллер вычисляет угловое ускорение коленчатый вал, а значит, и требования к мощности двигатель. Таким образом, применительно к отдельным цилиндрам осуществляется выборочный контроль дозы топлива. Во многих в ограниченной степени возможна работа в аварийном режиме двигатель с системой EDC без датчика коленвала при сигнале скорость берется с датчика подъема иглы инжектор.Тем не менее запустить двигатель с поврежден датчик коленвала.
    Для распознавания частоты вращения и положения коленчатого вала. используются индуктивные датчики.

    Датчик положения и скорости коленчатого вала двигатель.

    1 - постоянный магнит
    2- корпус
    3- корпус двигателя
    4-
    сердечник из мягкого железа 5- катушка
    6- шкала с отметкой положения вала

    Датчик состоит из катушки индукция, постоянный магнит и сердечник из мягкого железа.Диагностика такого датчика в первую очередь основана на проверка его сопротивления и сравнение результата со значением каталог, наиболее часто доступный в информационной системе SIS в ESI [tronic] от Bosch. Значение сопротивления датчика индуктивное напряжение обычно колеблется в пределах (0,5–1,5) кОм. Следующим шагом может быть выполнение осциллографических измерений. сигнал датчика.

    Форма сигнала осциллографа от датчика скорости i Положение коленвала в Audi A6 2.5 TDI, сделано Диагностический прибор Bosch FSA 740.

    Основные параметры, которые мы можем оценить при таком испытании амплитуда сигнала не менее 2V, симметрия волны без видимых искажений и отсутствия возмущения, наложенные на кривую формы сигнала. Амплитуда измерительного сигнала z может быть неравномерной. датчик, но не более 30%. Трудно диагностику неисправностей следует учитывать из-за периодического отсутствия сигнала z индуктивный датчик, вызванный кратковременным обрывом обмотки катушки.Чаще всего это связано с сильной восприимчивостью меди. на его расширение и сжатие из-за перепадов температуры среда, в которой работает датчик. В такой ситуации желательно происходит охлаждение датчика, например, в морозильной камере, а затем нагревать его до температуры около 100 ºC с одновременным мониторинг его сопротивления. Вот как мы можем диагностировать возможен обрыв в цепи катушки датчика. Еще одна причина когда двигатель не запускается, амплитуда напряжения от слишком мала датчик, необходимый для распознавания контроллером EDC положение коленчатого вала.Это может быть, например, из-за слишком большого зазор между лицевой стороной датчика и ободом вала генератора импульсов межвитковое замыкание коленчатого вала или катушки чаще всего механическим путем. Чтобы увеличить поле магнитный, можно попробовать приложить к датчику магнит полоса, которая должна увеличивать амплитуду напряжения сигнал. В свою очередь, деформации пульсатора размещены на валу коленчатый вал, а также скапливающиеся на нем железные опилки или опилки другие загрязнения могут вызвать неравномерную работу двигатель.Несколько слов о датчиках скорости и положения коленвал этой темой не исчерпывает. В автомобилях в В зависимости от модели и бренда в решениях бывают разные мутации. техническое импульсное колесо и датчик, связанный с различные формы сигналов осциллографа наблюдаемые нами во время измерений. Если мы используем диагностика мотора серии FSA7xx от Bosch, мы можем сделать это сами создать базу данных образцов осциллограмм присвоено модели и марке автомобиля.Это может быть очень полезный инструмент в работе диагноста.

    Датчики на эффекте Холла.
    В системах Common Rail или системах с насос-форсунками Обычно используются датчики определения фазы UIS / UPS ГРМ путем наблюдения за положением распредвала двигателя.

    Датчики времени Hallotron.

    Положение распредвала определяется с помощью Датчик на эффекте Холла, состоящий из зависимость напряжения с датчика от изменения величины потока магнитное поле, действующее на этот элемент.Мы можем встретиться различные технические решения, например, в конструкции колеса генератор и сам датчик, которые зависят от версии система впрыска, используемая в автомобиле. Однако в целом В этом случае мы получаем прямоугольный сигнал с амплитудой около 5В. В диагностических целях мы должны использовать осциллограф для оценки сигнал от датчика Холла. Использование пробирок с лампами накаливания может в конечном итоге повредить датчик. Мультиметрические измерения могут выполнять только с точки зрения оценки напряжения от датчика на стоящем двигатель, медленно поворачивая вал двигателя.Обратите внимание, что для работы датчика Холла требуется питание, поэтому три контакта в гнездо датчика: питание + 5В, сигнал и земля. Нет сигнала от датчик фаз газораспределения предотвращает последовательную работу системы инъекция, а значит, и ее правильное функционирование. Фазовые датчики шестерни ГРМ диагностируются самостоятельно, поэтому мы должны использовать тестер неисправностей, в виде кода ошибки получить информацию о возможен выход из строя этого датчика.

    Датчик подъема иглы форсунки NBF.
    Задача этого датчика - сообщить контроллеру системы EDC. об угле впрыска тока, подавая сигнал напряжения генерируется катушкой, помещенной в корпус одного из форсунки. Благодаря отрицательной обратной связи в в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки, угол впрыска правильно отрегулирован. Создано во время ход иглы форсунки, напряжение сравнивается в контроллере с сигналом верхней точки возврата ГЗП.

    Осциллограмма от датчика подъема иглы форсунки, изготовленной на диагностике Bosch FSA 740.

    На их основе реальное начало впрыска рассчитывается по разнице. Получить соответствующее магнитное поле вокруг сердечника иглы инжектора, системный контроллер вырабатывает регулируемый ток недостаточного намагничивания значения (30-40) мА. Что этот сигнал правильно понят Контроллер должен соблюдать условие амплитуды и фазы пробег.Первое повышение напряжения выше 150 мВ для контроллер, признак начала впрыска, при условии, что этот импульс положительный. Изучать этот сигнал следует провести осциллограф на штекере подключенной форсунки на работающем двигателе. Этот сигнал увеличивается со скоростью частота вращения двигателя увеличивается и увеличивается с увеличением дозы впрыска. В если сигнала нет, проверьте сопротивление катушки инжектор, который в зависимости от температуры находится в диапазон (80-120) Ом.Затем, вынув вилку из розетки, инжектор, мы можем проверить напряжение питания катушки ze драйвер прибл.12 В. При отсутствии напряжения питания проверяем целостность цепей к контроллеру. В итоге мы можем заменить драйвер. На некоторых инжекторных двигателях прямой люфт удлинителя иглы распылителя, увеличивается из-за износа, может привести к ложным срабатываниям сигналы и пропуски зажигания на высоких скоростях поворотный.Чтобы определить причину неисправности, вы должны быть на высокой скорости. ротационная 3000 об / мин. слегка ударить по металлической форсунке тема. Если изображение сигнала меняется при одновременном дергая двигатель, значит, форсунка должна быть заменять.
    Если датчик хода иглы выходит из строя, он срабатывает. аварийная программа. С его помощью контролируется начало впрыска. на основе запрограммированных характеристик. Более того, следует снижение дозы впрыска, и система рециркуляции выхлопных газов EGR будет выключенный.

    Расходомеры воздуха.
    Для точного определения массы всасываемого дизельным двигателем воздуха. необходим для оптимального сгорания топлива и правильного действует система рециркуляции выхлопных газов расходомеры воздуха. За годы своего строительства изменилось. Первые технические решения были основаны на так называемое объемные расходомеры, обычно называемые заслонками.

    Откидной расходомер.

    1 - тракт коллектора
    2- ползунок потенциометра
    3-зубчатая пружина натяжная
    4- пружинный возврат
    5- керамическая пластина с резисторами

    Они заключались в размещении заслонки в воздуховоде. глушитель с закрепленной на его оси возвратной пружиной и потенциометр как измерительный элемент. Это решение сделало ряд недостатков. Во-первых, использование потенциометра было связано с трение коллекторной дорожки, по которой он двигался ползунок потенциометра, что в случае шума и прерываний на пути он дал искаженный сигнал.Во-вторых, весна крутящий момент был израсходован и, следовательно, значение предварительная нагрузка со временем уменьшалась. Это сделал завышение размера воздушного потока, поэтому он мог предложить водителю возможность увеличения и тем самым превышение допустимой дозы топлива, что способствовало увеличение дыма.
    Следует упомянуть термисторный датчик температуры воздуха. расположен в воздуховоде расходомера.Диагностика Такой расходомер в принципе довольно прост. Помимо испытания на сопротивление между отдельными штырями не допускаются забудьте о незаменимых исследованиях в этом случае сигнал осциллографа. В силу возраста может достигать заедание подшипников, а значит плавность и легкость хода заслонки расходомер должен пройти нашу поверку.
    Прорывом в измерении массы воздуха стало появление Термопленочные расходомеры Bosch HFM5.

    Массовый расходомер HFM5 от Bosch.

    Этот современный дизайн основан на чисто электронной Решением было обеспечить точное и надежное измерение массы всасываемый воздух. Как мы все знаем, мастер-классы с этим какая-то проблема как выяснили расходомеры вылетает довольно часто, и не каждый может справиться с диагностика этого датчика. К этому нужно добавить все богатство рынок запчастей с заменами, «стимуляторами» и з картриджи для расходомеров.В последнее время в профессиональной литературе Есть статьи, в которых представлены результаты исследований расходомеров. произведены другими компаниями в качестве замены продукции от Bosch. Оказывается, есть отличия в измерении воздушной массы. До 50%. Такая замена не рекомендуется. Что касается картриджей расходомеров, хочу вас предостеречь. против возможных последствий такой подмены. Bosch не продает сами картриджи расходомера как есть это просто полуфабрикат.В комплекте подходит для использования расходомер, содержащий соответствующий, откалиброванный на заводе измерительная вставка для испытательного стенда. Неправильный выбор расходомера вызывает высокий расход топлива, снижение мощности двигателя или увеличение непрозрачности. Единственно правильный метод выбора расходомер находится в каталоге запчастей запасной номер, связанный с моделью и маркой автомобиля. Массовые расходомеры, особенно с горячим слоем, очень чувствителен к любым загрязнениям.Поэтому абсолютно использовать качественные фирменные воздушные фильтры, менять моторное масло регулярно, а при работе с системой обратите особое внимание на чистоту выполненные операции.
    Диагностика массовых расходомеров HFM 5 состоит в основном из все на контроле питающих напряжений, т.е. около 12В на питание нагревателя и 5В на питании измерительной системы расходомер. Сигнал лучше всего измерять с помощью осциллографа на на холостом ходу, а затем на разных оборотах роторный двигатель.Наблюдайте, как меняется сигнал от расходомера при измерении во время движения и когда мы внезапно увеличиваем нагрузку на двигатель сильным добавление газа. Затем мы ожидаем однозначного ответа в виде резкое повышение уровня сигнала от расходомера. Самодиагностика, несмотря на недостаточную мощность двигателя, лишь в единичных случаях показывает код ошибки, хранящийся в памяти контроллера, относящийся к расходомер воздуха.Уже в системах с ТНВД EDC 1.4, не говоря уже о common rail, с помощью тестера неисправности серии KTSXXX, измеренное значение и ожидается или иным образом требуется системным драйвером инъекция.

    Снимок экрана диагностического прибора Bosch KTSXXX со значениями измеряется в области измерения воздушных масс.

    Слишком большая разница в показаниях может быть признаком повреждение электроники этого важного для управления процессами датчик.
    Достижения в разработке новых датчиков делают нас такими ждем с рынка новинок, к которым надо быть готовыми. Правильный подбор запчастей и ремонт в соответствии с Технологии Bosch могут принести нам успех в области ремонта дизельные системы. Знаний и опыта недостаточно для удовлетворения все задачи мастерской. Нам нужен каждый день поддержка, которую мы можем получить с системой в нашем распоряжении информационная СИС, входящая в программный комплекс для автомобильные мастерские ESI [tronic] от Bosch.И наконец контрольно-измерительные приборы, без которых ремонт автомобиля иногда гадание. Очень часто ремонт требует использования тестера. неисправности, или диагностика двигателя с цифровым осциллографом. Компьютеризация и, как следствие, усложнение систем электронное тоже применимо, и, возможно, больше всего системы питания двигателей, в том числе системы передачи данных между контроллерами, а также датчиками или системами должностное лицо.Чтобы не остаться в стороне, необходимо участвовать в тренинги и курсы, на которых вы получите необходимые знания для ремонта современных автомобилей. Остальное зависит от тебя.

    Ежи Гладышек
    BOSCH SERVICE PLASTER
    Kraków

    © Все права защищены

    .

    Смотрите также

    
    Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)