Устройство и принцип действия. В отличие от индуктивных датчиков, которые могут определять металлические объекты

В отличие от индуктивных датчиков, которые могут определять металлические объекты только на определенном (номинальном) расстоянии, индуктивные аналоговые датчики могут определять металлические объекты в некотором рабочем диапазоне расстояний (рисунок 3.5). Их выходной сигнал является токовым и приближенно пропорционален расстоянию до объекта.

Рисунок 3.5 - Сравнение индуктивного переключателя и индуктивного аналогового датчика

Принцип действия индуктивного аналогового датчика основан на поглощении энергии переменного электромагнитного поля проводящей средой за счет наводимых в ней вихревых токов.

В состав датчика входит LC-генератор высокой частоты, при работе которого перед активной поверхностью чувствительного элемента датчика формируется переменное электромагнитное поле. Вихревые токи, индуцированные этим полем в приближающемся металлическом объекте, вызывают поглощение энергии электромагнитного поля датчика. При этом, чем ближе объект, тем в большей степени поглощается электромагнитная энергия и, соответственно, ослабляется поле датчика, что сопровождается снижением амплитуды колебаний генератора. Эти изменения амплитуды преобразуются электронной схемой в аналоговый измерительный сигнал, который после усиления и коррекции поступает на выход датчика I_вых (рисунок 3.6). Выходной сигнал датчика в определенном диапазоне значений линейно зависит от расстояния до объекта.

Рисунок 3.6 - Принцип работы индуктивного аналогового датчика

Технические характеристики индуктивных аналоговых датчиков

Тип: IA8-30GM-13

Принцип действия: ослабление магнитного поля датчика за счет вихревых токов

в проводящем объекте

Диапазон измерения: 3...8 мм

Линейность характеристики: ±3 %

Воспроизводимость6 £ 15 мм

Ошибка гистерезиса: £ 30 мм

Граничная частота: примерно 190 Гц

Выходной сигнал: токовый, 0...20 мА

Рабочее напряжение: = 10...60 В

Диаметр D: M30 x 1,5 мм

Длина L: 60 мм

3.3 Эксперименты

Эксперимент №1 - Влияние материала объекта на статическую характеристику индуктивного аналогового датчика

Продемонстрируйте с помощью индуктивного аналогового датчика, что при постоянном расстоянии до объектов их можно различать по материалам, из которых они состоят.

Процедура

- Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема (рисунок 2.8).

- Вставьте держатель испытательных образцов в гнезда крепления на сегментном диске при таком положении диска, чтобы стрелки на панели и диске совпадали.

- Закрепите образец из стали St37 в держателе так, чтобы он был направлен на датчик.

- Вставьте датчик в каретку таким образом, чтобы его чувствительный элемент был направлен влево.

- Подключите контакты датчика к 2-мм переходным гнездам панели и соедините эти гнезда дополнительными проводами с гнездами источника питания и индикации.

- Подключите амперметр между сигнальным выходом датчика (черный) и «землей» (голубой ┴).

- Установите на амперметре диапазон измерения, равный 200 мА постоянного тока.

- Теперь медленно перемещайте датчик по направлению к образцу, пока он не коснется образца (расстояние s = 0 мм), и отрегулируйте положение образца таким образом, чтобы он располагался по центру рабочей поверхности датчика.

- Увеличивайте расстояние между датчиком и образцом (шагами по 1 мм), пока измеряемый ток не перестанет изменяться, и запишите полученные значения в таблицу 3.1.

- Повторите эту процедуру для других образцов, указанных в таблице 3.1.

- По полученным значениям постройте график зависимости выходного тока датчика от расстояния до объекта (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 - Зависимость выходного тока датчика от расстояния до объекта

Рисунок 3.8 - Экспериментальная установка для сравнения образцов по материалам

Поиск по сайту: