Какво е индуктивен датчик?
Съвременните автоматизирани системи използват голям брой датчици (сензори), които се отличават по характеристика и принцип на работа. Един от най-разпространените датчици, който намира приложение в много области (включително и в автомобилостроенето) е индуктивният датчик и тъкмо на него ще отделим малко по-специално внимание сега.
Какво представлява индуктивният датчик?
Според своите характеристики, този сензор принадлежи към безконтактното оборудване. Казано по друг начин, на индуктивния датчик не му се налага да бъде във физическа близост до обекта, за да определи неговото местоположение в пространството.
Индуктивни датчици обикновено се използват в случаите, в които се налага да се работи с метални предмети и метали в тежка работна среда.
Как работи индуктивният датчик?
Поради своята вътрешна структура, индуктивният сензор има определени принципи на работа. Той използва специален генератор, който произвежда определена амплитуда на трептения. Когато метален или феромагнитен предмет навлезе в полето на действие на датчика, колебанията започват да се отчитат и да се променят.
Да опростим принципа на работа…
За да започне работа, към датчика се подава захранване, което допринася за образуването на магнитно поле. Това поле на свой ред създава вихрови токове, които променят амплитудата в трептенията в работещия генератор.
Крайният резултат от всички тези трансформации е изходът на сигнала, който може да варира в зависимост от разстоянието между индуктивния датчик и предмета, който е обект на изследване.
Сигналът, който първоначално излиза от датчика е аналогов, който се трансформира в логически посредством специално устройство, наречено тригер.
От какви елементи се състои безконтактния сензор?
Разбира се, има доста разновидности на индуктивните датчици, но общото между тях са основните елементи, от които са съставени:
Генератор
Най-важният елемент в този вид устройства е генераторът, тъй като той създава електромагнитното поле, което помага да се локализират и анализират металните обекти и да се определи тяхната позиция. Без генератора и полето, което създава, работата на индуктивния датчик би била невъзможна.
Преобразовател на сигнала
Този елемент представлява нещо като спусък и задачата му е да преобразува сигнала така, че датчика да може да си взаимодейства с други елементи в системата, които да предават информацията по-нататък.
Усилвател
Усилвателят е необходим, за да може получения сигнал да достигне до желаното ниво на по-нататъшно предаване.
Светодиодни индикатори
Светодиодните индикатори контролират работата на датчика и сигнализират, че той е включен или че се извършват различни системи настройки.
Тяло
Тялото съдържа всички по-горе изброени елементи, които са събрани в едно цяло. Тялото обикновено е изработено от месинг, полиамид или неръждаема стомана.
Видове датчици в автомобилните системи и къде намира приложение индуктивният датчик
Електронните системи за управление на съвременните автомобили са немислим без датчици. Различни видове сензори се използват в почти всички автомобилни системи. В двигателя измерват температурата и налягането на въздуха, горивото, маслото, охлаждащата течност.
Към много от движещите се части на автомобила като коляновия вал, разпределителя на капана, дросела, валовете на скоростната кутия, вентила за рециркулация на отработените газове и други са прикрепени датчици за положение и скорост. Освен това голям брой датчици се използват и в системите за безопасност на автомобила.
В зависимост от предназначението си автомобилните датчици се делят на датчици за местоположение и скорост, сензори за въздушен поток, за контрол на емисиите, за температура, за налягане и други.
Индуктивните датчици намират много широко приложение за измерване на скоростта и положението на въртящите се части, но като че ли най-голямо приложение този вид датчици намират за определяне на положението и скоростта на въртене на коляновия вал на двигателя.
Тъй като индуктивните датчици са много надеждни особено при работа в трудни условия, те намират много широко приложение не само в автомобилостроенето, но и във военната, железопътната, космическата и тежката промишленост.
Какво още трябва да знаем за индуктивния датчик?
Индуктивният сензор за местоположение и скорост е устройство със собствени специфики, поради което в описанието на неговата работа се използват специализирани определения като:
Активна зона
Тази зона означава района, в който степента на магнитното поле е най-силно изразена. Активната зона се намира пред чувствителната зона на датчика, където нивото на концентрация на магнитното поле е най-висока.
Номинално разстояние на превключване
Този параметър се счита за теоретичен, тъй като не отчита производствените характеристики, температурния режим, нивото на напрежение и други фактори.
Работен диапазон
Работният диапазон показва параметрите, които гарантират ефективната и нормална работа на индуктивния датчик.
Коефициент на корекция
Коефициентът на корекция е свързван с материала, от който е изработен металният обект, който се изследва от датчика.
Предимства и недостатъци на индуктивните датчици
Подобно на всички други устройства и индуктивните сензори имат своите силни и слаби страни.
Сред най-големите предимства на този вид датчици са:
·опростен дизайн - дизайнът на индуктивните датчици е изключително опростен и не съдържа сложни елементи, които да изискват специална конфигурация. Поради това датчиците имат висока степен на якост и надеждност, рядко се чупят и на практика могат да се използват много дълго време.
·специфични характеристик - характеристиките на индуктивните сензори позволяват да бъдат монтирани и да се свържат към частите на автомобилната система без никакви проблеми.
·Чувствителност - датчиците от този тип са достатъчно чувствителни, което позволява да бъдат използвани при работа с различни метални части и предмети.
Като недостатък може да се отбележи единствено, че е възможно по време на работа сензорите да бъдат повлияни от различни външни фактори и поради тази причина се изисква да се осигурят подходящи условия, които не биха могли да пречат на правилното функциониране на индуктивните датчици.
На какво трябва да обърнете внимание при избор на индуктивни датчици?
Форма
Индуктивните датчици се предлагат в различни форми, но най-разпространената е цилиндрична форма с резба по цялата дължина на датчика. Стандартната линия на класификация на резбата е М 5, М 8, М 12, М 18 и М 30.
Отстояние на реакцията
Това зависи от конкретните характеристики на генератора, който се влияе от вихровите токове на измерваната позиция. Диапазонът варира от 1 мм. до 25 - 30 мм. в зависимост от производителя.
Вид за датчика
Обикновено датчиците са аналогови (1 - 10V, 4 - 20mA) и дигитални. Последните от своя страна се делят на тип PNP и тип NPN. Освен това е важно да се определи дали датчика да е с нормално отворен изходен елемент (NO) или със затворен (NC)
Свързване
Обикновено се използва двужилен или трижилен кабел, но датчика може да бъде свързан и с конектор.