Индуктивный датчик. Принцип работы и подключение
Индуктивный датчик (inductive sensor) – это датчик бесконтактного типа, предназначенный для контроля положения объектов из металла.
Принцип работы
Работа индуктивного датчика основана на взаимодействии магнитного поля катушки, расположенной внутри датчика, и металла, из которого состоит объект.
При приближении металлического объекта (5) к катушке (3), магнитное поле (4) изменяется, что в свою очередь заставляет компаратор (2) сформировать сигнал, который впоследствии поступит на усилитель (1) и далее в цепь управления.
Параметры
Напряжение питания – диапазон напряжения, при котором датчик работает корректно.
Максимальный ток переключения - количество непрерывного тока, которое пропускаясь через датчик, не вызывает повреждение датчика.
Минимальный ток переключения - минимальное значение тока, которое должно протекать через датчик, чтобы гарантировать работу.
Рабочее расстояние (Sn) – максимальное расстояние от поверхности датчика, до квадратного куска железа толщиной 1 мм в осевом направлении. Расстояние будет уменьшаться для других материалов, зависимость Sn от материала представлена в таблице.
|
Железо |
1 x Sn |
|
Нержавеющая сталь |
0,9 х Sn |
|
Латунь - бронза |
0,5 x Sn |
|
Алюминий |
0,4 x Sn |
|
Медь |
0,4 x Sn |
Частота переключения - максимальное количество переключений датчика в секунду.
Способ подключения
Способ подключения зависит от типа индуктивного датчика.
Трехпроводные – два вывода отвечают за питание датчика, а третий подключается к нагрузке. В зависимости от структуры (NPN или PNP) нагрузка подключается к положительному (NPN) или отрицательному (PNP) полюсу источника постоянного напряжения.
Четырехпроводные – два вывода питания, два вывода подключаются к нагрузке.
Существуют также двух и пятипроводные датчики, но используются они реже из-за особенностей подключения.
Индуктивный датчик LJ12A3-4-Z/BX
Рассмотрим стандартный датчик, который наиболее часто используется в ЧПУ-станках или 3d-принтерах в качестве концевого выключателя. Датчик имеет 3 вывода и NPN структуру. Размеры датчика 12x50мм, расстояние обнаружения 4мм. Напряжение питания 6-36 В.
На реальном примере продемонстрируем работу датчика. В качестве нагрузки подключаем светодиод с токоограничивающим резистором, а затем подносим металлическую пластину к датчику.
На расстоянии менее 4 мм от пластины, датчик срабатывает и подает напряжение на нагрузку через нормально разомкнутый контакт (NO).