Induktiver Sensor: Berührungslos, Prüfverfahren und technische Parameter

Funktionsprinzip und Einschaltung von induktiven Sensoren

Der berührungslose Induktionssensor ist ein Detektor, der auf Eisenobjekte reagiert, die sich in seinem elektrischen Umfeld befinden. Dank dieser Eigenschaft der induktiven Näherungssensoren ist es möglich, die Bewegung der beweglichen Teile der Anlage zu verfolgen und gegebenenfalls den Motor des Antriebsmechanismus abzuschalten. Um die Veränderungen im Magnetfeld zu bestimmen und zu analysieren, wird eine spezielle elektrische Einheit in ihre Zusammensetzung eingeführt, die als Controller (Komparator) bezeichnet wird.

Gerät und Funktionsprinzip

Induktive Positionsdetektoren enthalten neben dem elektrischen Komparator die entsprechenden unverzichtbaren Komponenten:

• ein Stahlgehäuse mit einem Anschluss für ein Verbindungskabel;
• eingebaute Empfangssubstanz in Form eines Eisenkerns mit einer Spule, die die Konfiguration des Magnetfeldes registriert;
• ausführendes Relais-Modul;
• LED-Aktivierungsanzeige.

Die verschiedenen Modelle von Metallsensoren können sich in ihrer Bauweise durchaus unterscheiden. Sie haben keinen Einfluss auf den Induktionssensor selbst, sein Funktionsprinzip ändert sich nicht.

In Übereinstimmung mit dem Gerät wird das Wesen seiner Arbeit auf folgende Weise beschrieben:

• Die Bewegung des Eisenteils des kontrollierten Objekts führt zu einer Änderung der Induktivität der empfindlichen Substanz des Sensors;
• Die Abweichung wird durch die Verzerrung des Magnetfelds erklärt, was zu einer Änderung der Eigenschaften des elektronischen Schaltkreises und seiner Aktivierung führt (die LED leuchtet auf);
• Daraufhin schaltet sich das elektrische Modul ein und sendet ein Signal an den Aktor;
• bei Erhalt eines Impulses über die Überschreitung der zulässigen Grenze durch die Bewegung trennt der Ausgangsknoten (Relais) das gesteuerte Gerät vom Netz.

Jedes Modell enthält ein persönliches Maß für die Bewegungsempfindlichkeit – den Offset-Abstand. Für verschiedene Muster variiert dieser Parameter von 1 Mikron bis 20 mm.

Parameter der induktiven Sensoren

Neben dem Ansprechspektrum oder der Empfindlichkeit zeichnet sich der induktive Sensor auch durch seine Leistungsfähigkeit aus:

• Die Größe (Durchmesser) des Anschlussgewindes liegt für alle Arten von Proben zwischen 8 und 30 mm.
• Bemessungsstromversorgung bei einer Temperatur von plus 20 Grad, bis zu 90 Volt konstant und bis zu 230 Volt – Wechselströme.
• Die Gesamtlänge des Gehäuses – seine Bedeutung hängt von der Betriebsspannung.

Der letztgenannte Indikator für verschiedene Proben hat die Fähigkeit, in erheblichen Grenzen zu variieren.

Für einen empfindlichen oder intensiven Bereich des Geräts wird wiederum ein Parameter eingeführt, der als garantierte Ansprechgrenze bezeichnet wird. Die untere Grenze ist gleich Null, die obere liegt bei 80 % des Nennwerts. Dieser Indikator wird manchmal auch als Korrekturfaktor für den Arbeitsspalt bezeichnet.

Ein ebenso wichtiger Indikator für die Funktionalität eines empfindlichen Geräts ist die Anzahl der Anschlussdrähte im Stecker. In der Regel sind es zwei oder drei: zwei für die Versorgung und eine für die Aktivierung des Stromkreises. Es sind jedoch auch Anschlussvarianten möglich, deren Anordnung vier oder fünf Kontaktstellen verwendet. Solche Muster enthalten neben zwei Versorgungsleitern auch zwei Ausgänge zur Last. In diesem Fall dient der fünfte Leiter zur Auswahl der Betriebsart des Geräts selbst.

Arten von Ausgängen und Anschlussmethoden

Um die Wirkung eines empfindlichen Geräts zu bewerten, wird eine besondere Eigenschaft eingeführt, die durch den Zustand der Polarität seiner Ausgangsparameter geschätzt wird. In Übereinstimmung mit der allgemein anerkannten Bezeichnung der Halbleiterelemente (Transistoren), aus denen die elektronische Schaltung des Sensors besteht, werden diese Ausgänge als “PNP” und “NPN” bezeichnet.

Der Unterschied zwischen diesen Bezeichnungen besteht darin, dass sie unterschiedliche Polaritäten (Pole) der Stromquelle der empfindlichen Geräte bezeichnen. PNP-Transistoren schalten ihren positiven Ausgang und NPN – den negativen. Die Last der Ausgangsschaltungen ist meistens der Steuermikroprozessor.

Je nach Steuerungsschema werden die induktiven Sensoren als HO (normal offen) oder NC – mit normal geschlossenem Eingang – bezeichnet.

Die NPN-Variante ist die gängigste Art, den Sensor einzuschalten, da bei der Standardschaltung der negative Draht für alle Komponenten gemeinsam ist. In diesem Fall werden die Eingänge von Mikroprozessoren und anderen Steuergeräten durch eine positive Spannung aktiviert.

Anschlusskennzeichnung

In Schaltplänen werden induktive Sensoren in der Regel durch eine Raute oder ein Quadrat mit zwei senkrechten Linien im Inneren gekennzeichnet. Häufig wird auch die Art des Ausgangs angegeben (normalerweise offen oder geschlossen), was einer der Arten von Halbleitertransistoren entspricht. Die meisten Schaltungsoptionen weisen eine normalerweise geschlossene Gruppe oder beide Typen in einem Gehäuse auf.

Farbkodierung der Stifte

In der Praxis wird ein einheitliches System zur Kennzeichnung der Leitungen von Induktivitätssensoren verwendet, das ausnahmslos von allen Herstellern empfindlicher Geräte befolgt wird. Es wird jedoch empfohlen, vor dem Einbau die Polarität des Anschlusses sorgfältig zu überwachen und die mit den Produkten gelieferten Anweisungen zu beachten.

Alle Sensoren haben ein farblich gekennzeichnetes Kabelmuster auf dem Gehäuse, sofern die Abmessungen dies zulassen.

Standard-Notationsreihenfolge:

• blau (Blue) bedeutet immer die negative Stromschiene;
• braun (Brown) steht für den positiven Leiter;
• schwarz (Black) entspricht dem Ausgang des Sensors;
• weiß (White) ist ein zusätzlicher Ausgang oder Eingang.

Zur Klärung der letzten Kennzeichnung sollte diese mit den Daten der dem jeweiligen Gerät beiliegenden Anleitung abgeglichen werden.

Sensorfehler

Der Fehler bei der Erfassung der Messwerte durch das Steuersystem beeinträchtigt den Betrieb eines berührungslosen induktiven Sensors erheblich. Sein Gesamtwert setzt sich aus den einzelnen Messfehlern für verschiedene Indikatoren zusammen: elektromagnetische, Temperatur, Hardware, magnetische Elastizität und viele andere.

Der elektromagnetische Fehler wird als ein sich zufällig manifestierender Wert definiert. Er entsteht durch eine parasitäre EMK, die durch externe Magnetfelder in der Spule induziert wird. Unter Produktionsbedingungen wird diese Komponente durch Leistungsgeräte mit einer Arbeitsfrequenz von 50 Herz erzeugt. Der Temperaturfehler ist einer der wichtigsten Indikatoren, da die meisten Sensoren nur in einem bestimmten Temperaturbereich arbeiten können. Er wird bei der Entwicklung von Geräten dieser Klasse unbedingt berücksichtigt.

Der Fehler der magnetischen Elastizität wird als Indikator für die Instabilität der Verformungen des Kerns eingeführt, die bei der Montage des Geräts auftritt, ebenso wie derselbe Faktor, der sich jedoch während des Betriebs zeigt. Die Instabilität der inneren Spannungen im Magnetkreis führt zu Fehlern bei der Verarbeitung des Ausgangssignals. Der Fehler, der in dem empfindlichen Gerät auftritt, wird durch die Wirkung der Feldstruktur auf die Verformung der Metallelemente des Sensors hervorgerufen. Darüber hinaus beeinflussen Spiel und Lücken in den beweglichen Teilen der Struktur den Gesamtwert erheblich.

Der Fehler des Verbindungskabels ergibt sich aus temperaturabhängigen Widerstandsabweichungen seiner verdrahteten Adern sowie aus der Ausrichtung fremder elektromagnetischer Felder und EMF. Der tensometrische Fehler als Zufallswert hängt von der Qualität der Herstellung der Wicklungselemente des Sensors (insbesondere seiner Spule) ab. Unter verschiedenen Betriebsbedingungen ist es möglich, den Widerstand der Wicklung bei konstantem Strom zu verändern, was zum “Schwimmen” des Ausgangssignals führt. Der Fehler ist auf die Abnutzung der beweglichen Elemente des Sensors sowie auf Veränderungen der elektromagnetischen Eigenschaften des Magnetkreises zurückzuführen.

Der tatsächliche Wert dieses Parameters lässt sich nur mit hochpräzisen Messgeräten überprüfen. Gleichzeitig müssen die kinematischen Eigenschaften des Sensors selbst berücksichtigt werden. Bei der Entwicklung und Herstellung empfindlicher Elemente wird eine solche Möglichkeit bereits im Voraus bei der Konstruktion berücksichtigt.

Induktive und kapazitive Sensoren zeichnen sich durch Betriebsarten mit vielen Einflussfaktoren aus, die durch die spezifischen Betriebsbedingungen bestimmt werden. Aus diesem Grund ist die Wahl der Empfindlichkeit und der Ausgangsparameter, die für diese Marke geeignet sind, entscheidend für die Verwendung als Endschalter.

Induktiver Sensor: Berührungslos, Prüfverfahren und technische Parameter

Induktiver Sensor: berührungslos, Prüfverfahren und Spezifikationen. Methoden zur Verwendung induktiver Sensoren. Herausragende Eigenschaften und Mängel bei der Verwendung von induktiven Sensoren. Farbliche Kennzeichnung von Schlussfolgerungen.

Anschlussschemata für PNP- und NPN-Sensoren

Der Unterschied zwischen PNP- und NPN-Sensoren besteht darin, dass sie verschiedene Pole der Stromquelle schalten. PNP (von dem Wort “positiv”) schaltet einen positiven Ausgang der Stromquelle, NPN ist negativ.

Nachfolgend sind beispielsweise die Schaltbilder für den Anschluss von Sensoren mit einem Transistorausgang aufgeführt. Last – in der Regel ist dies der Eingang des Reglers.

PNP-Ausgang des Sensors. Die Last (Load) ist ständig mit dem “Minus” (0v) verbunden, die Versorgung der diskreten “1” (+v) wird durch den Transistor geschaltet. Aber oder NZ-Sensor – hängt von der Steuerschaltung (Main Circuit) ab

NPN-Ausgang des Sensors. Die Last (Load) ist ständig mit dem “Plus” (+v) verbunden. Hier ist ein aktiver Pegel (diskrete “1”) am Ausgang des Sensors – niedrig (0V), während die Last durch den geöffneten Transistor versorgt wird.

Ich bitte alle, sich nicht verwirren zu lassen, die Funktionsweise dieser Schemata wird später im Detail beschrieben werden.

In den nachstehenden Schemata ist im Prinzip das Gleiche dargestellt. Der Verweis bezieht sich auf die Unterschiede zwischen PNP- und NPN-Ausgängen.

NPN- und PNP-Ausgänge bei der Einbeziehung von Sensoren

In der linken Abbildung – ein Sensor mit einem Ausgangstransistor NPN. Geschaltet wird die Artel-Leitung, die im vorliegenden Fall eine negative Leitung der Stromquelle ist.

Auf der rechten Seite ist der Fall mit einem PNP-Transistor am Ausgang dargestellt. Dieser Fall ist häufiger, zum Beispiel, wie in der fortschrittlichen Elektronik, ist es üblich, eine negative Leitung der Stromquelle zu schaffen, um zu kombinieren, und aktivieren Sie die Eingänge von Steuergeräten und anderen Geräten mit positivem Potenzial.

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Gerät und Funktionsprinzip

LJ12A3-4-Z/BX (D-12mm) induktiver Sensor.

Induktive Positionsdetektoren enthalten neben dem elektrischen Komparator die entsprechenden unverzichtbaren Komponenten:

• ein Stahlgehäuse mit einem Anschluss für ein Verbindungskabel;
• eingebaute Empfangssubstanz in Form eines Eisenkerns mit einer Spule, die die Konfiguration des Magnetfeldes registriert;
• ausführendes Relais-Modul;
• LED-Aktivierungsanzeige.

Die verschiedenen Modelle von Metallsensoren können sich in ihrer Bauweise durchaus unterscheiden. Sie haben keinen Einfluss auf den Induktionssensor selbst, sein Funktionsprinzip ändert sich nicht.

Der innere Aufbau des induktiven Bewegungssensors

In Übereinstimmung mit dem Gerät wird das Wesen seiner Arbeit auf folgende Weise beschrieben:

• Die Bewegung des Eisenteils des kontrollierten Objekts führt zu einer Änderung der Induktivität der empfindlichen Substanz des Sensors;
• Die Abweichung wird durch die Verzerrung des Magnetfelds erklärt, was zu einer Änderung der Eigenschaften des elektronischen Schaltkreises und seiner Aktivierung führt (die LED leuchtet auf);
• Daraufhin schaltet sich das elektrische Modul ein und sendet ein Signal an den Aktor;
• bei Erhalt eines Impulses über die Überschreitung der zulässigen Grenze durch die Bewegung trennt der Ausgangsknoten (Relais) das gesteuerte Gerät vom Netz.

Jedes Modell enthält ein persönliches Maß für die Bewegungsempfindlichkeit – den Offset-Abstand. Für verschiedene Muster variiert dieser Parameter von 1 Mikron bis 20 mm.

Funktionsprinzip und Einschaltung von induktiven Sensoren

Der berührungslose Induktionssensor ist ein Detektor, der auf Eisenobjekte reagiert, die sich in seinem elektrischen Umfeld befinden. Dank dieser Eigenschaft der induktiven Näherungssensoren ist es möglich, die Bewegung der beweglichen Teile der Anlage zu verfolgen und gegebenenfalls den Motor des Antriebsmechanismus abzuschalten. Um die Veränderungen im Magnetfeld zu bestimmen und zu analysieren, wird eine spezielle elektrische Einheit in ihre Zusammensetzung eingeführt, die als Controller (Komparator) bezeichnet wird.

Wovon hängt die Schaltgeschwindigkeit bei Transistoren ab?

Den größten Einfluss auf die Schaltgeschwindigkeit haben die Ladungsträger: Elektronen haben den größeren Anteil an der Ladung, Löcher sind langsamer.

Darüber hinaus kann sich die Schaltgeschwindigkeit unter dem Einfluss der Temperatur, des Emissionskoeffizienten und anderer Merkmale ändern. Die wesentliche Bedeutung bei der Änderung des Indikators hat die Dicke der Basis (je dicker die Basis, desto langsamer das Schalten).

Wie der NPN-Transistor funktioniert und wie man das Signal mit Unterstützung für dieses Gerät anzieht, wird auf der Hightolow-Website ausführlich beschrieben.

Die Transistor-Verstärkungskoeffizienten werden in dem Hinweis beschrieben, dass der Transistor-Verstärkungskoeffizient

Wie findet man einen induktiven Sensor heraus?

Dazu müssen Sie eine Tabelle einreichen, d.h. sie in das Diagramm einfügen. Im Anschluss daran – zu aktivieren (initiieren) es. Bei der Aktivierung wird der Indikator gezündet. Aber die Anzeige bürgt nicht für den korrekten Betrieb des induktiven Sensors. Es ist notwendig, die Last einzuschalten und die Belastung zu messen, um sich zu 100% zu überzeugen.

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Leitfähiges Symbol des Näherungssensors

Im Prinzip Schemata, induktive Detektoren (Näherungssensoren) bedeuten anders. Aber der Schlüssel – es ist ein Quadrat, das 45 ° und 2 vertikale Teile in ihm ist. Wie in den Schemata unten abgebildet.

Aber NZ-Detektoren. Prinzipielle Schemata.

In der oberen Schema – gut aufrichtig (aber) Kontakt (bedingt durch PNP-Transistor angezeigt). Das zweite Schema ist gut geschlossen, und das dritte Schema ist beide Kontakte in einem Gebäude.

Optionen

Um die Leistung des Induktionssensors zu kontrollieren und auch den Grad seiner Signale zu bestimmen, müssen die Parameter des Geräts verstanden werden.

Versorgungsspannung

Es handelt sich um ein Spektrum zulässiger Spannungen, innerhalb dessen das Gerät taktvoll arbeitet.

Minimaler Schaltstrom

Dies ist eine etwas wahrscheinliche Bedeutung des elektronischen Stroms, der unbedingt zum Sensor gelangen muss, um seine Arbeit zu gewährleisten.

Arbeitsabstände

Dies ist der maximal zulässige Abstand zwischen dem Gerät und einem Stahlquadrat von einem Millimeter Dicke. In diesem Fall wird diese Bedeutung verkleinert, wenn ein anderes Gewebe verwendet wird.

Schalthäufigkeit

Hierbei handelt es sich um eine sehr wahrscheinliche Anzahl von Schaltvorgängen, die in Richtung einer Sekunde angeordnet werden können.

Induktiver Sensor: Funktionsprinzip, Einschlussschaltung, Eigenschaften

In fortschrittlichen Maschinen und hochwertigen Geräten, bei denen der Zustand von Bauteilen grundlegend kontrolliert wird, ist ein induktiver Sensor vorgesehen. Warum dieses Gerät verwendet wird, welche Sorten und Methoden der Aufnahme gibt es, wie es funktioniert, werden wir in der Anmerkung zur Verfügung gestellt zu sehen.

Warum in einem Auto Induktion Kurbelwelle

Das Gerät Diagramm

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Bezeichnungssystem für induktive Sensoren

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Autonics-Sensorbezeichnungssystem

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Download eines Buches zum Thema Detektoren

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Elektronische Stromsensoren

Globale Trends – die Forderung nach einer Verringerung der CO2-Emissionen, die zunehmende Intensität der Energieeinsparung – führen zu einem ausgewogenen Energieverbrauch, bei dem elektronische Prozesssteuerungssysteme eine große Hilfe sein können. Die häufigsten Fälle sind die Optimierung der Leistung von Batterien, die Steuerung der Drehgeschwindigkeit von Motoren und von Transienten in Servern sowie die Steuerung von Solarpanels. Für die Betreiber solcher Systeme ist es vor allem wichtig zu wissen, wie viel Strom im Stromkreis fließt. Stromsensoren können dabei eine unschätzbare Hilfe sein.

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Merkmale (Parameter)

Bei der Auswahl eines induktiven Sensors für die Lösung eines bestimmten Problems orientieren sie sich an den Parametern der Schaltung, in der er funktionieren soll, und an der Hauptlogik der Schaltung. Daher muss die Einhaltung der Parameter überprüft werden:

Symptome eines schlechten Luftmassenstroms

Zu den Symptomen eines schlechten Luftmassenmessers (MAF) gehören

• schlechter Kraftstoffverbrauch
• schwankende Leistung
• Unentschlossenheit beim Beschleunigen
• Schwerer Start
• kein Anlassen des Motors
• Stottern beim Einlegen des Gangs
• geringe Motorleistung
• der Motor läuft in einem nicht nachvollziehbaren Modus

Echte Sensoren

Es ist problematisch, Sensoren zu kaufen, da es sich um ein spezifisches Produkt handelt und Elektriker solche Sensoren nicht in Geschäften verkaufen. Alternativ können sie in China, auf Aliexpress gekauft werden.

Aber welche optischen Sensoren treffe ich bei meiner Arbeit.

Ich danke Ihnen allen für Ihre Aufmerksamkeit, ich warte auf Fragen zum Anschluss von Sensoren in den Kommentaren!

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Vier-Draht-Induktivitätssensoren

Ähnlich wie der vorherige Sensor verwendet auch der Vierdraht-Sensor die beiden Stifte 1 und 3 für die Stromversorgung. Die Stifte 2 und 4 werden jedoch für den Anschluss der Last verwendet, mit dem Unterschied, dass die Schaltung für beide Lasten entgegengesetzt erfolgt.

Funktionsweise des Stromsensors

Die Funktionsweise dieses Elements umfasst die folgenden Schritte:

1. Messung der Last in einer kontrollierten Schaltung.
2. Vergleich des erhaltenen Wertes mit dem Referenzwert, der während des Einstellvorgangs programmiert wird.
3. Fixierung des erhaltenen Ergebnisses (kann in digitaler oder analoger Form erfolgen).
4. Übermittlung der Daten an das Bedienfeld.

Um diese Funktionen zu erfüllen (insbesondere die Realisierung einer hohen Messgenauigkeit), werden folgende Anforderungen an die Detektorelemente gestellt:

• Der zulässige Spannungsabfall über dem Shunt-Widerstand sollte nicht mehr als 120 … 130 mV betragen;
• Der Temperaturfehler darf nicht größer als 0,05%/°C sein und sich im Betrieb nicht ändern;
• Die Widerstandscharakteristik der Widerstände sollte im funktionalen Wertebereich linear sein;
• Die Methode, strommessende Widerstände auf die Platine zu löten, darf den Gesamtwiderstand der Anschlussschaltung nicht erhöhen.

Die Abbildungen zeigen Schaltpläne von Geräten, die für die Steuerung von Gleich- und Wechselstromkreisen ausgelegt sind.

Fünf-Draht-Induktivitätssensoren

Bei einem induktiven Fünf-Draht-Sensor werden zwei Ausgänge verwendet, um das empfindliche Element des Sensors mit Spannung zu versorgen, in diesem Beispiel sind es 1 und 3. Die beiden Ausgänge 2 und 4 versorgen verschiedene Lasten mit Strom, und mit dem Steuerausgang 5 können Sie verschiedene Betriebsarten auswählen und die Schaltlogik ändern.

Was Sie zur Fehlersuche bei Ihrem MAF-Sensor benötigen

Unabhängig davon, welche Art von Messgerät Sie verwenden, müssen Sie wissen, wie Sie den MAF-Sensor überprüfen können, denn die allgemeinen Schritte zur Fehlersuche sind im Grunde dieselben. Wenn Sie ein anständiges Digitalmultimeter (DMM) besitzen, sollten Sie in der Lage sein, Ihren Luftmassenmesser bei den meisten Fahrzeugen zu prüfen. In einigen Fällen benötigen Sie jedoch ein Digitalmultimeter mit einer Frequenzskala.

In jedem Fall ist es ratsam, ein Reparaturhandbuch für das jeweilige Fahrzeugmodell zu haben, um die korrekten Spezifikationen und den Typ des Messgeräts, das in Ihrem Fahrzeug verwendet wird, zu überprüfen. Wenn Sie dieses Handbuch nicht haben, können Sie es in Autohäusern oder im Internet nachschlagen.

Nachfolgend finden Sie allgemeine Prüfverfahren, die auf die meisten der heute auf den Straßen befindlichen Fahrzeugmodelle angewendet werden können.