Bezkontaktné pohybové spínače

Bezdotykové pojazdové spínače (koľajové prevodníky pracujúce bez mechanického pôsobenia od pohyblivého obmedzovača) sa používajú v riadiacich obvodoch elektrických pohonov strojov, mechanizmov a strojov. Senzorové spínače sú určené na prepínanie riadiacich obvodov elektromagnetické relé alebo bezkontaktné logické prvky, ktorý sa vykonáva pod vplyvom ovládacieho prvku.

Klasifikácia bezdotykových spínačov

Bezdotykové pojazdové spínače možno klasifikovať podľa: spôsobu pôsobenia na citlivý prvok, fyzikálneho princípu činnosti meniča, vyhotovenia, triedy presnosti, stupňa ochrany.

Podľa spôsobu ovplyvňovania citlivého prvku možno bezkontaktné pojazdové spínače rozdeliť na mechanické a parametrické.

U spínačov prvého typu pôsobí ovládací prvok priamo mechanicky na primárny pohon bezkontaktného koncového spínača, ktorý bezdotykovo spolupracuje so snímacím prvkom.U spínačov druhého typu sa v závislosti od polohy ovládacieho prvku, ktorý nie je mechanicky spojený s bezdotykovým spínačom, mení fyzikálny parameter prevodníka. Určitá hodnota tohto parametra zmení stav reléového prvku.

Klasifikácia bezkontaktných pojazdových spínačov podľa fyzikálneho princípu činnosti meniča zahŕňa tieto typy:

Indukčné spínače postavené na zmene indukčnosť, vzájomná indukčnosť ako aj indukčné spínače.

V súčasnosti je väčšina bezkontaktných cestovných spínačov na trhu indukčný prístroj.

Na druhej strane, konvertory indukčných bezdotykových spínačov môžu byť postavené podľa nasledujúcich schém: rezonančný, autogenerátor, diferenciál, mostík, priama konverzia.

Magnetické indukčné spínače, ktoré sú založené na nasledujúcich princípoch: Hallov jav, magnetorezistor, magnetodióda, magnetotyristor, jazýčkový spínač.

Kapacitné spínače: s meniacou sa plochou dosky, s meniacou sa medzerou dosiek, s meniacou sa dielektrickou konštantou medzery dosiek.

Fotoelektrické spínače s prvkami: fotodióda, fototranzistor, fotorezistor, fototyristor.

Fotovoltaické spínače a priľahlé lúčové spínače, v ktorých je možné použiť lúče inej fyzikálnej povahy, napríklad rádioaktívne žiarenie, spolu s lúčmi viditeľného svetla.

Konštrukčne sa bezkontaktné koncové spínače delia na: štrbinové, kruhové (polkruhové), rovinné, koncové, spínače s mechanickým pohonom, viacprvkové spínače.

Rozdelenie bezdotykových koncových spínačov na koncové a plošné verzie je do istej miery podmienené, keďže pohyb ovládacieho prvku vzhľadom na citlivú plochu môže u niektorých typov bezdotykových koncových spínačov prebiehať v paralelných aj kolmých rovinách. V tomto prípade je možné brať za základ jeho prednostné použitie.

Trieda presnosti (hodnota základnej chyby) bezkontaktné pohybové spínače sa delia na nízke (približne ± 0,5 mm a viac), stredné [približne ± (0,05-0,5) mm], zvýšené [približne ± (0,005-0,05) mm ] a vysoká presnosť (približne ± 0,005 mm alebo menej).

Bezdotykové koncové spínače môžu mať rôzny stupeň ochrany proti vniknutiu cudzích telies a vniknutiu vody do zariadenia. Charakteristiky stupňa ochrany snímačov priblíženia a klasifikácia súvisiaca so stupňom ochrany zodpovedajú charakteristikám a klasifikácii akceptovaným doma a v zahraničí pre elektrické zariadenia a elektrické zariadenia s napätím do 1000 V.

Technické vlastnosti bezdotykových spínačov

Technické vlastnosti bezdotykových pojazdových spínačov zahŕňajú presné (metrologické) charakteristiky, rýchlosť, elektrické charakteristiky, celkové a montážne rozmery a hmotnosť, menovité a prípustné prevádzkové podmienky, ukazovatele spoľahlivosti, cenu atď.

Jedna z hlavných charakteristík bezdotykových pojazdových spínačov, ktorá priamo ovplyvňuje ich konštrukciu a množstvo ďalších technických charakteristík, je určená geometrickým usporiadaním ovládacieho prvku voči citlivej ploche počas prevádzky... Pre bezdotykové spínače v rovine, hlavná charakteristika je braná ako pracovná vôľa — vzdialenosť medzi citlivou plochou spínača a ovládacím prvkom, na ktorom spínač pracuje. Hlavnou charakteristikou koncového spínača je maximálna vzdialenosť vplyvu, t.j. maximálna vzdialenosť medzi citlivou plochou spínača a ovládacím prvkom, pri ktorej je možná zmena jeho spínacieho stavu. Hlavnou charakteristikou štrbinových a prstencových spínačov je šírka štrbiny a vnútorný priemer prstenca, resp. týchto spínačov.

Charakteristiky presnosti bezkontaktných pojazdových spínačov zahŕňajú základnú chybu, dodatočné chyby zo zmien okolitej teploty a zmien napájacieho napätia a maximálnu celkovú chybu. Medzi charakteristiky presnosti bezdotykových spínačov pojazdu patrí aj diferenciál pojazdu, t.j. rozdiel medzi súradnicou bodu spustenia bezkontaktného zdvihu spínača a súradnicou bodu jeho rozpojenia pri opačnom pohybe ovládacieho prvku.

Rýchlosť (doba odozvy) bezdotykového spínača - je to čas medzi okamihom nastavenia pracovnej súradnice a okamihom dosiahnutia stacionárnej hodnoty napätia na výstupe bezkontaktného koncového spínača.Pri znalosti veľkosti rýchlosti bezdotykového pojazdového spínača je možné určiť dynamické chyby činnosti bezdotykových pojazdových spínačov pri zmene rýchlosti pohybu ovládacieho prvku.

Elektrické charakteristiky bezdotykových spínačov zahŕňajú požadované parametre zdroja (napájacieho zdroja) a záťažové charakteristiky. Parametre napájacej siete zahŕňajú: druh prúdu (jednosmerný, striedavý), napájacie napätie a jeho prípustné odchýlky, úroveň zvlnenia, výkon spotrebovaný bezdotykovým spínačom alebo odber prúdu, frekvenciu siete (pre striedavý prúd). Charakteristiky zaťaženia bezkontaktných pojazdových spínačov sú typom zaťaženia (relé, čip atď.). výstupné napätie, výkon alebo prúd odoberaný zo záťaže.

Medzi ukazovatele spoľahlivosti a životnosti bezdotykových koncových spínačov patrí predovšetkým: pravdepodobnosť bezporuchovej prevádzky po určitú dobu prevádzky alebo pri určitom počte operácií a životnosť bezdotykového koncového spínača.

Medzi najdôležitejšie parametre by mali patriť aj celkové a montážne rozmery bezkontaktných pohybových spínačov.

Požiadavky na bezdotykové spínače

Jednou z najdôležitejších požiadaviek na koncové spínače je požiadavka na vysokú spoľahlivosť ich činnosti. V porovnaní s inými elektrickými zariadeniami vrátane elektronických pracujú koncové spínače v najťažších podmienkach, pretože sú umiestnené priamo v pracovných priestoroch procesných strojov, kde je široký rozsah teplôt, vibrácií a otrasov, silné elektromagnetické polia, znečistenie z sú možné štiepky a rôzne tekutiny.

Koncové spínače môžu byť potrebné na prevádzku pri vysokých prevádzkových frekvenciách pri vysokých rýchlostiach pohybu ovládacích prvkov.

Technické údaje kontaktných koncových spínačov nie vždy umožňujú splniť požiadavky. Toto je charakteristické najmä pre automatizované procesné zariadenia so zložitými elektrickými zariadeniami obsahujúcimi veľké množstvo kontaktné koncové spínačeako sú automatické strojové linky, horné tlačné dopravníky a iné rozvetvené dopravné systémy, zlievarenské a hutnícke zariadenia atď. To platí aj pre vysokovýkonné zariadenia s veľkým počtom operácií za jednotku času, ako sú kováčske a lisovacie zariadenia.

V mnohých vyššie uvedených prípadoch pri použití kontaktných koncových spínačov nie je možné zabezpečiť prijateľnú spoľahlivosť prevádzky automatizovaných technologických zariadení a navyše tieto spínače je potrebné na pracovnom zariadení pravidelne vymieňať z dôvodu ich krátkej životnosti v r. vo vzťahu k celkovému počtu operácií.

Bezdotykové spínače sú spravidla vysoko spoľahlivé, schopné pracovať pri vysokej frekvencii operácií a majú dlhú životnosť z hľadiska celkového počtu operácií. Dôležitou výhodou bezkontaktných pohybových spínačov je, že ich spoľahlivosť (pravdepodobnosť bezporuchovej prevádzky po určitú dobu) je prakticky nezávislá od frekvencie operácií.

Zvýšenie spoľahlivosti zariadení pri použití bezdotykových pojazdových spínačov napomáha aj to, že bezdotykové pojazdové spínače je možné zapnúť len v prípade potreby.V prípade použitia koncových spínačov kontaktov dochádza k prepínaniu kontaktov pri každom stlačení vačky, bez ohľadu na to, či sú tieto kontakty zapojené do elektrického obvodu alebo nie.

Niektoré požiadavky na bezdotykové spínače sú tiež spôsobené prevádzkovými podmienkami.

Hlavnými podmienkami prostredia, ktoré je potrebné zvážiť, sú zvyčajne striedavé napájacie napätie a teplota okolia. Bezdotykové koncové spínače musia v stanovených medziach zmien vonkajších podmienok zachovať prevádzkyschopnosť a požadovanú presnosť. Činnosť spínačov by nemala byť výrazne ovplyvnená vlhkosťou okolitého vzduchu, ako aj nadmorskou výškou v rámci limitov akceptovaných pre koncové spínače.

Požiadavky, ktoré sa zvyčajne kladú na bezdotykové spínače, sú schopnosť zaujať akúkoľvek pracovnú polohu v priestore a absencia vplyvu základného materiálu, na ktorom sú inštalované, a kovových telies v kontakte s telom bezdotykového spínača. cestovanie. Činnosť snímačov priblíženia nesmie byť ovplyvnená otrasmi a otrasmi, ako aj vniknutím oleja, emulzie, vody, prachu.

Najvyššia spínacia frekvencia bezkontaktných pojazdových spínačov pri použití ako záťažové elektromagnetické relé môže dosiahnuť prakticky 120 operácií za minútu. Ak sa ako záťaž bezdotykových spínačov používajú elektronické zariadenia, prevádzková frekvencia systému môže byť výrazne vyššia.

Bezdotykové spínače generátora

Princíp činnosti bezkontaktných pojazdových spínačov generátora je založený na zmenách parametrov oscilačného obvodu generátora pod vonkajším vplyvom. Takýmto meniacim sa parametrom, ktorý premieňa pohyb ovládacieho prvku na meniaci sa elektrický signál, je zvyčajne indukčnosť alebo kapacita oscilačného obvodu alebo vzájomná indukčnosť medzi cievkami obvodu. V bezkontaktných koncových spínačoch s indukčným generátorom koncového typu vnáša ovládací prvok, ktorým je vodivá doska, pri priblížení poruchu vo vysokofrekvenčnom elektromagnetickom poli vytváranom indukčnou cievkou obvodu oscilátora.

Zároveň v ovládacom prvku, vírivé prúdyvytvára svoje vlastné elektromagnetické pole. Elektromagnetické pole Vírivé prúdy majú opačný účinok na cievku meniča, čo spôsobuje zmeny v aktívnom a jalovom odpore v nej, a tým aj zmenu frekvencie a amplitúdy výstupného signálu oscilátora od počiatočných hodnôt zodpovedajúcich značnej vzdialenosti ovládacieho prvku na hodnoty týchto parametrov zodpovedajúce tej polohe ovládacieho prvku, pri ktorej dôjde k náhlej zmene stavu, prahové zariadenie. Táto zmena vo výstupnom signáli oscilátora je nakoniec snímaná meničom.

Výstupným signálom oscilátora je kolísanie napätia s frekvenciou niekoľko stoviek kilohertzov. Na výstupe prahového zariadenia musí tento signál doraziť unipolárne. Preto je medzi generátor a prahové zariadenie pripojený usmerňovač.

Bezdotykové spínače BVK-24

Široko rozšírené štrbinové bezdotykové spínače s tranzistorovými zosilňovačmi pracujúcimi v režime generátora. Na obr. 1 a zobrazuje celkový pohľad na spínač typu BVK-24. Jeho magnetický obvod, umiestnený v boxe 4, pozostáva z dvoch feritových jadier 1 a 2 so vzduchovou medzerou 5-6 mm širokou medzi nimi. V jadre 1 je primárne vinutie wk a vinutie s kladnou spätnou väzbou wp.c, v jadre 2 je vinutie so zápornou spätnou väzbou w®.s. Takýto magnetický obvod eliminuje vplyv vonkajších magnetických polí. Cievky spätnej väzby sú zapojené do série – opačne. Ako spínací prvok je použitý hliníkový plátok (platnička) 3 s hrúbkou do 3 mm, ktorý je možné zasunúť do štrbiny (vo vzduchovej medzere) magnetického systému snímača.

Bezkontaktný pohybový spínač BVK -24: a — celkový pohľad; b - elektrická schéma

Ak je okvetný lístok mimo jadra, potom rozdiel medzi napätiami indukovanými vo vinutí wpc a wo.c bude kladný, tranzistor VT1 je uzavretý a generovanie konštantných kmitov v obvode wc — C3 (obr. 1, b ) sa nevyskytuje. Keď sa do štrbiny snímača zavedie okvetný lístok, spojenie medzi cievkami wk a wо.c sa oslabí (preto sa okvetný lístok nazýva aj clona), na bázu tranzistora VT1 sa privedie záporné napätie a ten sa otvorí. V okruhu wk — C3 sa generuje a striedavý prúd, ktorý indukuje EMF v cievke wp.c v hlavnom obvode tranzistora. V základnom obvode tranzistora VT1 je detekovaná premenlivá zložka základného prúdu. Tranzistor sa otvorí, čo spôsobí, že relé K zopne

Na stabilizáciu činnosti tranzistora s kolísaním teploty a napätia sa používa nelineárny delič napätia pozostávajúci z lineárneho prvku - R1, polovodičového termistora R2 a diódy VD2.

Chyba odozvy je 1-1,3 mm. Napájacie napätie spínača BVK-24 je 24 V.

Schéma zapojenia bezkontaktného spínača BVK

Schéma postupného spínania dvoch bezkontaktných spínačov BVK

Schéma paralelného zapojenia dvoch bezkontaktných spínačov BVK

Bezkontaktné spínače KVD

Bezdotykové koncové spínače typu KVD sú určené na spínanie elektrických riadiacich a signalizačných obvodov pri automatizácii rôznych systémov. Obvod obsahuje oscilátor a tranzistorovú spúšť. Keď sa do pracovnej medzery vloží kovová platňa, dôjde k zníženiu koeficientu spätnej väzby, čo spôsobí poruchu generácie, preklopí spúšť a otvorí sa normálne uzavretý výstupný tranzistor, ktorý aktivuje relé alebo logický prvok. Napájacie napätie - 12 alebo 24 V

Bezdotykové koncové spínače BTB

BTB spínače sú určené na spínanie riadiacich obvodov pomocou relé alebo prispôsobovacích prvkov bezkontaktných logických prvkov. Spínače menia stav spínania (akciu) pri priblížení sa k citlivému prvku ovládacieho prvku konštrukčnej ocele. Spínače pracujú na princípe riadeného generátora, k spínaniu dochádza pri priblížení sa k citlivému prvku ovládanej časti alebo ovládaciemu prvku z konštrukčnej ocele.

Všetky spínače sú vybavené ochrannými obvodmi proti prepólovaniu napájacieho napätia a prepätiu pri vypínaní indukčných záťaží. Spínače BTP 103-24, BTP 211-24-01 a BTP 301-24 sú okrem vyššie uvedených schém ochrany vybavené ochranným obvodom proti preťaženie a skrat v reťazci nákladnej dopravy. Napájacie napätie BTB spínačov — 24 V.