Реферат Бесконтактные датчики положения
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство Образования Российской Федерации
МАТИ – Российский Государственный Технологический Университет
Им. К. Э. Циолковского
Кафедра: ”Технология производства
приборов и систем управления
летательными аппаратами”
Группа: 3АСУ-2ДС-014Р
Студент: Окунев А.Е.
Преподаватель: Морозов А.А.
Реферат по теме:
«
Бесконтактные датчики положения »
г. Раменское
2010 г.
Содержание.
Введение………………………………………………………………………................... 3
Основная часть…………………………………………………….…………………….. 4
1. Датчик, общие сведения…………………………………………………………..…..4
2. Датчики положения………………………………………………………………..…. 5
2.1. Бесконтактные датчики положения………………………………………….....6
2.1.1. Индуктивные датчики ………………………………………………...….8
2.1.2. Емкостные датчики………………………………………………….…..12
2.1.3. Оптические датчики…………………………………………………..…18
3. Достоинства и недостатки индуктивных, емкостных, оптических датчиков…. .. 20
4. Применение индуктивных, емкостных, оптических датчиков………………....… 21
Заключение…………………………………………………………………………..…. 22
Список литературы……………………………………………………………………..23
Введение.
В то время как производственный мир становится все более автоматизированным, промышленные датчики играют все большую роль для увеличения продуктивности и безопасности.
В течение двух десятилетий во всех отраслях производства успешно применяются датчики и измерители пути: датчик положения, датчик перемещения. Являясь связующим звеном между электронной и механической частями приборов, датчик перемещения, датчик положения стал неотъемлемым элементом оборудования для автоматизации различных процессов.
Данная работа посвящена бесконтактным датчикам, а именно индуктивным, емкостным и оптическим датчикам. Каждый вид имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому в зависимости от условий и требований по применению датчика, выбирают тот или иной тип. Мы расскажем, что такое бесконтактные датчики, поговорим об их преимуществах и примерах использования. В работе мы большое внимание уделили емкостному датчику. Рассмотрели устройства, созданные на основе него.
В настоящей исследовательской работе представлена информация, являющаяся результатом обработки данных о бесконтактных датчиках.
Цель работы: изучить устройства, принцип работы и особенности бесконтактных датчиков, явления, лежащие в основе их работы, применение, выявить их достоинства и недостатки.
Задачей научной работы является получение навыков по сбору и обработке научной и технической информации.
Основная часть.
1. Датчик, общие сведения.
Датчик, сенсор (от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.
В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.
Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.
Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Специальный случай представляет использование датчиков в автоматических системах регистрации параметров, например, в системах научных исследований.
Определения понятия датчик
Широко встречаются два основных значения:
· чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
· законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
Эти значения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др.
В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:
датчики механических перемещений (линейных и угловых),
-пневматические,
-электрические,
-расходомеры,
-датчики скорости,
-ускорения,
-усилия,
-температуры,
-давления
и др.
Различают три класса датчиков:
- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;
- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;
- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.
2. Датчики положения.
Датчик положения (датчик перемещения) — это устройство, предназначенное для определения местоположения объекта, который может находиться в твердой или жидкой форме, а также быть сыпучим веществом.
Датчики положения являются первичными источниками информации для систем автоматики, как на основе релейных или логических схем, так и на базе программируемых контроллеров. Надежность всей системы определяется надежностью элемента, наиболее подверженного воздействию дестабилизирующих факторов.
Датчик положения (датчик перемещения) бывает двух видов: бесконтактный (индуктивные датчики, магнитные, емкостные, ультразвуковые, оптические) и контактный. Основным представителем второго типа является энкодер — устройство, преобразующее угол поворота объекта в сигнал, позволяющий определить этот угол.
По типу выхода датчик положения (датчик перемещения) разделяется на аналоговый, цифровой и дискретный (выключатели).
2.1.Бесконтактные датчики.
Бесконтактные датчики, бесконтактные выключатели — это приборы промышленной автоматизации, предназначенные для контроля положения объектов.
ГОСТом 26430-85 был введён термин «бесконтактный выключатель». Впоследствии ГОСТом Р 50030.5.2-99 термин заменён на «бесконтактный датчик». В настоящее время для данных изделий используются оба термина.
Рис.2.1. Внешний вид бесконтактного датчика
Бесконтактный выключатель (далее ВБ) осуществляет коммутационную операцию при попадании объекта воздействия в зону чувствительности выключателя. Отсутствие механического контакта между воздействующим объектом и чувствительным элементом ВБ обеспечивает высокую надежность его работы
Рис.2.2. Бесконтактный выключатель
Упрощенно, функциональная схема бесконтактного выключателя состоит из трех блоков:
Рис.2.3. Функциональная схема бесконтактного выключателя
При приближении объекта воздействия к активной поверхности чувствительного элемента происходит срабатывание бесконтактного выключателя. При этом коммутационный элемент производит замыкание или размыкание (или выполняет обе указанные операции) в цепях постоянного тока до 400 мА и в цепях переменного тока до 250 мА.
Бесконтактные датчики положения классифицируются по принципу действия чувствительного элемента — индуктивный, оптический, емкостный и др.
Бесконтактные выключатели — это первичные приборы для автоматизации технологического процесса различных отраслей промышленности, таких как
· станкостроение,
· автомобилестроение,
· нефтехимическая промышленность,
· машиностроение,
· пищевая промышленность и пр.
Столь широкая область применения ВБ обусловлена большим количеством возможных технологических решений, реализуемых с их помощью:
· подсчёт количества объектов,
· контроль положения объекта,
· регистрация наличия или отсутствия объекта,
· отбор объектов по их габаритам, цвету и другим физическим свойствам,
· определение скорости,
· определение угла поворота
и многое другое.
2.1.1. Индуктивные датчики.
Индуктивный датчик — бесконтактный датчик предназначенный для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.
Индуктивный датчик распознает и соответственно реагирует на все токопроводящие предметы.
Индуктивные датчики широко используются для решения задач АСУ ТП. Выполняются с нормально разомкнутым или нормально замкнутым контактом.
Принцип действия основан на изменении параметров магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности внутри датчика.
Принцип действия бесконтактного конечного выключателя (ВК) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферромагнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса
Структура
Индуктивные бесконтактные выключатели состоят из следующих основных узлов:
Рис.2.4. Устройства индуктивного выключателя
1.Генератор создает электромагнитное поле взаимодействия с объектом.
2. Триггер обеспечивает гистерезис при переключении и необходимую длительность фронтов сигнала управления.
3. Усилитель увеличивает амплитуду сигнала до необходимого значения.
4. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.
5. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.
6. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.
Основные определения.
1. Активная зона
Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя — та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента датчика. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру датчика.
Рис. 2.5. Активной зоны датчика
2.Номинальное расстояние срабатывания
Рис.2.6. Номинальное расстояние переключения
Номинальное расстояние переключения — теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров датчика, изменения температуры и напряжения питания.
Номинальное расстояние срабатывания (Sn) — основной параметр датчика, нормируемый для данного типоразмера при номинальном напряжении питания и температуре. Расстояние срабатывание увеличивается с ростом габаритов чувствительного элемента и, соответственно, с ростом габаритов датчика.
Согласно ГОСТ Р 50030.5.2-99 индуктивный датчик должен срабатывать в гарантированном интервале срабатывания, а именно в диапазоне от 0 (то есть от поверхности чувствительной головки датчика) до 81% от заявляемого Sn для стандартизированного стального объекта воздействия.
Интервал срабатывания датчиков объективно зависит от температуры окружающей среды.
Как правило, датчик устанавливается так, чтобы объект воздействия (подвижный элемент конструкции) двигался параллельно чувствительной поверхности устройства.
3.Рабочий зазор
Рабочий зазор — это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения.
4.Поправочный коэффициент рабочего зазора
Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.
| Материал | Коэффициент |
| Сталь 40 | 1,00 |
| Чугун | 0,93…1,05 |
| Нержавеющая сталь | 0,60…1,00 |
| Алюминий | 0,30…0,45 |
| Латунь | 0,35…0,50 |
| Медь | 0,25…0,45 |
Различаются датчики утапливаемого исполнения (допускающие установку заподлицо в металл) и неутапливаемого. Во втором случае датчики имеют большее расстояние срабатывания.
На рисунке отображена зависимость выходного сигнала от расстояния до диска.
Рис.2.7. Поперечный датчик приближения зависимость выходного сигнала от расстояния.
2.1.2. Емкостные датчики.
Емкocтный дaтчик, измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др.) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический.
Принцип действия емкостных бесконтактных выключателей
Емкостные датчики имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора.
Принцип действия емкостных сенсоров основывается либо на изменении геометрии конденсатора (т.е. на изменении расстояния между пластинами), либо на изменении емкости за счет размещения между пластинами различных материалов: электропроводных или диэлектрических. Изменения емкости, как правило, преобразуются в переменный электрический сигнал.
Принцип действия основан на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.
Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением:
С = e0e
S
/
d
где e0 - диэлектрическая постоянная; e - относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S - активная площадь обкладок; d - расстояние между обкладками конденсатора.
Зависимости C(S) и C(d) используют для преобразования механических перемещений в изменение емкости.
Приближение объекта из любого материала к активной поверхности ведет к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и в конечном итоге к переключению коммутационного элемента.
Устройство и принципы работы емкостного датчика
Рис. 2.8. Устройство емкостного датчика
Емкocтный бecконтактный датчик функционирует следующим образом:
1. Генератор обеспечивает электрическое поле взаимодействия с объектом.
2. Демодулятор преобразует изменение амплитуды высокочастотных колебаний генератора в изменение постоянного напряжения.
3. Триггер обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.
4. Усилитель увеличивает выходной сигнал до необходимого значения.
5. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает работоспособности, оперативность настройки.
6. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.
7. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.
Активная поверхность емкостного бесконтактного датчика образована двумя металлическими электродами, которые можно представить как обкладки "развернутого" конденсатора (см. рис.). Электроды включены в цепь обратной связи высокочастотного автогенератора, настроенного таким образом, что при отсутствии объекта вблизи активной поверхности он не генерирует. При приближении к активной поверхности емкостного бесконтактного датчика объект попадает в электрическое поле и изменяет емкость обратной связи. Генератор начинает вырабатывать колебания, амплитуда которых возрастает по мере приближения объекта. Амплитуда оценивается последующей схемой обработки, формирующей выходной сигнал. Емкостные бесконтактные датчики срабатывают как от электропроводящих объектов, так и от диэлектриков. При воздействии объектов из электропроводящих материалов реальное расстояние срабатывания Sr максимально, а при воздействии объектов из диэлектрических материалов расстояние Sr уменьшается в зависимости от диэлектрической проницаемости материала er (см. график зависимости Sr от er и таблицу диэлектрической проницаемости материалов). При работе с объектами из различных материалов, с разной диэлектрической проницаемостью, необходимо пользоваться графиком зависимости Sr от er. Номинальное расстояние срабатывания (Sn) и гарантированный интервал воздействия (Sa), указанные в технических характеристиках выключателей, относятся к заземленному металлическому объекту воздействия (Sr=100%). Соотношение для определения реального расстояния срабатывания (Sr): 0,9 Sn < Sr < 1,1 Sn.
Рис 2.9.Зависимость реального расстояния срабатывания Sr от диэлектрической проницаемости материала объекта er
Диэлектрическая проницаемость некоторых материалов: Материал - er
Бумага.........................................2,3
Бумага промасленная............4,0
Вода.............................................80
Воздух..........................................1,0
Древесина..................................2-7
Керосин.......................................2,2
Мрамор........................................8,0
Нефть...........................................2,2
Спирт этиловый........................25,8
Стекло.........................................5,0
Фторопласт (тефлон)..............2,0
Фарфор........................................4,4
Фанера........................................4,0
Емкостные датчики могут быть однополярными (в их состав входит только один конденсатор), дифференциальными (в их состав входят два конденсатора) или мостовыми (здесь уже используются четыре конденсатора). В случае дифференциальных или мостовых сенсоров, один или два конденсатора являются либо постоянными, либо переменными, включенными навстречу друг другу.
На практике при измерении перемещения электропроводного объекта, его поверхность часто играет роль пластины конденсатора. На рис.3 отображена принципиальная схема однополярного емкостного датчика, в котором одна из пластин конденсатора соединена с центральным проводником коаксиального кабеля, а другой пластиной является сам объект. Отметим, что собственная пластина датчика окружается заземленным экраном, что позволяет улучшать линейность и уменьшать краевые эффекты. Типовой емкостной датчик работает на частотах 3-МГц диапазона и может детектировать перемещения быстро двигающихся объектов. Частотные характеристики такого датчика со встроенным электронным интерфейсом лежат в диапазоне 40 кГц.
Емкостные датчики приближения очень эффективны при работе с электропроводными объектами, при этом они измеряют емкость между электродом и самим объектом. Емкостные датчики также достаточно хорошо работают и с непроводящими объектами, но при этом их точность несколько ухудшается. Любой объект, попадающий в окрестность электрода, обладает своими собственными диэлектрическими свойствами, которые изменяют емкость между электродом и корпусом датчика, что, в свою очередь, приводит к появлению выходного сигнала, пропорционального расстоянию между объектом и детектором.
Для повышения чувствительности и снижения краевых эффектов в однополярном емкостном датчике применяют активное экранирование. При этом экран размещается вокруг нерабочих сторон электрода и на него подается напряжение, равное напряжению на электроде. Поскольку напряжения на экране и электроде имеют одинаковые амплитуды и фазы, между ними нет электрического поля, и все компоненты, расположенные за экраном не оказывают никакого влияния на работу датчика. Этот метод экранирования проиллюстрирован на рис. 3.1.
Рис.3 Емкостный датчик с экранирующим кольцом, поперечное сечение
Рис. 3.1 Емкостный датчик, измеряющий расстояние до объекта, с активным экраном вокруг электрода
В последние годы очень популярными стали мостовые емкостные датчики перемещений. На рис. 3.2. отображен линейный мостовой емкостной датчик перемещений, состоящий из двух групп плоских электродов, расположенных параллельно на фиксированном расстоянии d. Для увеличения емкости расстояние между электродами делается достаточно маленьким. Стационарная группа электродов состоит из четырех прямоугольных элементов, а подвижная группа - из двух. Все шесть элементов имеют одинаковые размеры.
Для увеличения диапазона линейности желательно делать размер каждого элемента, как можно, крупным (здесь, как правило, начинают сказываться ограничения по механической прочности). Четыре электрода стационарной подгруппы перекрестно соединены друг с другом электрическими проводами, что делается для формирования емкостной схемы мостового типа.
На мостовую схему подается синусоидальное напряжение с частотой 5...50 кГц. Дифференциальный усилитель усиливает разность напряжений между парой электродов в подвижной группе. Выходной сигнал усилителя поступает на вход синхронного детектора. Емкость конденсатора. Емкостной датчик мостового типа с двумя параллельными пластинами: А — устройство расположения групп, Б — эквивалентная схема ном расстоянии друг от друга, пропорциональна площади части подвижной пластины, расположенной напротив соответствующей области стационарной пластины. На рис.3.2. отображена эквивалентная схема датчика перемещений с конфигурацией емкостного моста. Емкостные датчики перемещений имеют широкую сферу применения. Они могут использоваться как самостоятельно для определения положения и перемещения объектов, так и входить в состав других сенсоров, в которых перемещения отдельных элементов вызываются воздействием на них различных сил, давления, температуры и т.д.
Рис 3.2. Мостовой емкостный датчик
ЕМКОСТНЫЕ ДАТЧИКИ ПРИСУТСТВИЯ
Второй пластиной этого конденсатора может быть либо корпус автомобиля, либо отдельная пластина, расположенная под ковриком на полу. В качестве эталонного конденсатора Сх используется либо постоянный, либо переменный конденсатор. Его необходимо размещать недалеко от сидения. Эталонный и чувствительный конденсаторы подключаются к соответствующим входам детектора зарядов (через резисторы R1 и R2). Для уменьшения паразитных наводок соединительные провода рекомендуется скручивать. Дифференциальный детектор зарядов управляется генератором прямоугольных импульсов (рис. 3.4.). Когда на сидении никто не сидит, эталонный конденсатор устанавливается приблизительно равным конденсатору Сp. Резисторы и соответствующие конденсаторы определяют постоянные времени двух цепей. В исходном состоянии обе Сцепи имеют одинаковые постоянные времени, равные t1. Напряжения с резисторов подаются на входы ОУ, выходной сигнал того Uc практически равен нулю. Небольшие пики на выходном сигнале свидетельствуют о некотором разбалансе схемы. Когда человек садится на сидение, его тело формирует дополнительную емкость параллельно Ср, что приводит к увеличению постоянной времени цепи от t, до t2. Это сказывается на увеличении амплитуды пиков на выходе ОУ Компаратор сравнивает Uc с эталонным уровнем напряжения Uret. Когда Uc становится больше Uret, компаратор посылает сигнал на логическое устройство, вырабатывающее сигнал тревоги V, свидетельствующий о том, что в машине кто-то находится рекомендуется отметить, что емкостной детектор является активным устройством, поскольку для его работы необходим сигнал генератора
Рис. 3.3. Емкостной детектор для охраны автомобиля охранного детектора
Рис. 3.4. Временные диаграммы работы емкостного датчика
2.1.3. Оптический датчик
Фотосенсор – это устройство, которое регистрирует и реагирует на изменение интенсивности светового потока.
Различают аналоговые и дискретные оптические датчики. У аналоговых датчиков выходной сигнал изменяется пропорционально внешней освещенности. Основная область применения – автоматизированные системы управления освещением.
Датчики дискретного типа изменяют выходное состояние на противоположное при достижении заданного значения освещенности.
Оптические датчики применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов.
После механических контактных и потенциометрических сенсоров оптические детекторы возможно являются наиболее популярными устройствами для определения положения и перемещений объектов.
В состав оптического датчика перемещений, как правило, входят три компонента: источник света, фотодетектор и устройства, управляющие светом (линзы, зеркала, оптические волокна и т.д.
Рис. 3.5. Устройство оптического датчика.
С использованием защитных экранов или охлаждения оптические датчики применяются для позиционирования или счета нагретых объектов
Классификация оптических датчиков
В соответствии с ГОСТ Р 50030.5.2 оптические бесконтактные выключатели классифицируются на три группы:
тип Т - с приемом прямого луча от излучателя;
тип R - с приемом луча, возвращенного от отражателя;
тип D- с приемом луча, рассеянно отраженного от объекта.
Оптический датчик типа Т характеризуется тем, что излучатель и приемник размещены в отдельных корпусах. Прямой оптический луч идет от излучателя к приемнику и может быть перекрыт объектом воздействия. Излучатель и приемник могут получать напряжение питания от различных источников питания. Индикатор излучателя сигнализирует о подаче напряжения питания. Индикатор приемника сигнализирует о срабатывании приемника. Элемент коммутации расположен в приемнике.
Оптический датчик типа R имеет размещенный в одном корпусе излучатель и приемник. Приемник принимает луч излучателя, отраженный от специального отражателя
Оптический датчик типа D имеет размещенный в одном корпусе излучатель и приемник. Приемник принимает луч, рассеяно отраженный от объекта воздействия. Объект может перемещаться как вдоль относительной оси, так и под углом к ней
3.Достоинства и недостатки индуктивного, емкостного, оптического датчиков.
3.1. Индуктивный датчик.
Преимущества
- нет механического износа, отсутствуют отказы, связанные с состоянием контактов
- отсутствует дребезг контактов и ложные срабатывания
- высокая частота переключений до 3000 Hz
- устойчив к механическим воздействиям
Недостатки - сравнительно малая чувствительность, зависимость индуктивного сопротивления от частоты питающего напряжения, значительное обратное воздействие датчика на измеряемую величину (за счет притяжения якоря к сердечнику).
3.2. Емкостный датчик.
Достоинства емкостных датчиков - простота, высокая чувствительность и малая инерционность.
Недостатки - влияние внешних электрических полей, относительная сложность измерительных устройств.
3.3. Оптический датчик.
Достоинства - благодаря большим расстояниям срабатывания (до 50 м) оптические бесконтактные датчики нашли широкое применение в промышленности и не только.
Они нечувствительны к паразитным магнитным полям и электростатическим помехам, что делает их незаменимыми для некоторых приложений
4.Применение датчиков.
4.1. Индуктивные датчики.
Индуктивные датчики служат для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.
Устанавливаются на станки с ЧПУ, прессы, термопластавтоматы, конвейерные линии, автоматические задвижки, упаковочные автоматы и т. п.
4.2. Емкостные датчики.
Емкостные датчики применяют для измерения угловых перемещений, очень малых линейных перемещений, вибраций, скорости движения и т. д., а также для воспроизведения заданных функций (гармонических, пилообразных, прямоугольных и т. п.).
Емкостные преобразователи, диэлектрическая проницаемость e которых изменяется за счет перемещения, деформации или изменения состава диэлектрика, применяют в качестве датчиков уровня непроводящих жидкостей, сыпучих и порошкообразных материалов, толщины слоя непроводящих материалов (толщиномеры), а также контроля влажности и состава вещества.
4.3. Оптические датчики.
Оптические датчики применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов.
Фотодатчики распространены повсеместно и используются в нашей каждодневной жизни. Они помогают, контролировать процесс открытия и закрытия гаражных ворот, бесконтактно включать и выключать воду в раковине, контролировать движение эскалатора, открывать двери в супермаркете, фотофиниш.
Заключение.
В научной работе были рассмотрены основные виды бесконтактных датчиков, особенности и принципы их работы, рассмотрены сферы их применения.
Подробно были рассмотрены емкостные датчики.
Можно подвести итог, что бесконтактные выключатели — это первичные приборы для автоматизации технологического процесса различных отраслей промышленности, таких как
· станкостроение,
· автомобилестроение,
· нефтехимическая промышленность,
· машиностроение,
· пищевая промышленность и пр.
Столь широкая область применения ВБ обусловлена большим количеством возможных технологических решений, реализуемых с их помощью:
· подсчёт количества объектов,
· контроль положения объекта,
· регистрация наличия или отсутствия объекта,
· отбор объектов по их габаритам, цвету и другим физическим свойствам,
· определение скорости,
· определение угла поворота
и многое другое
Преимущества бесконтактных выключателей:
· высокая надежность;
· однозначная зависимость выходной величины от входной;
· стабильность характеристик во времени;
· малые размеры и масса;
· отсутствие обратного воздействия на объект;
· работа при различных условиях эксплуатации:
Была проведена работа по сбору и обработке научной и технической информации. Результатом исследовательской деятельности является отчет по проделанной работе в виде презентации и пояснительной записки
Список литературы.
1. Журнал «Современная электроника» № 6 2006г.
2. Сайт www.sensor-com.ru
3. Сайт www.datchikisensor.ru
4. Миль Г. Электронное дистанционное управление моделями. - М.: 1980.
5. Сайт www.elektronlibrary.ru
6. Журнал «Компоненты и технологии» №1 2005г., статья Александра Криворученко «Бесконтактные датчики положения. Проблемы выбора и практика применения» 2005г.
7. Сайт ru.wikipedia.org
