Датчики положения

Датчики положения: назначение, классификация, сферы использования

Датчик - первичный преобразователь, один из обязательных элементов АСУ, измерительного устройства, сигнализатора. Предназначен для восприятия некоторой величины и преобразования ее в электрический сигнал. Наибольшее распространение получили датчики положения, позволяющие автоматизировать различные технологические, производственные процессы, осуществлять управление системами без вмешательства человека.

Назначение

Сфера применения данных приспособлений довольно обширна. Они являются одним из обязательных атрибутов современных АСУ, осуществляющих контроль, управление, автоматизацию производственных циклов, автоматических линий:

  • в строительстве;
  • в машиностроении;
  • в различных областях промышленности;
  • в сельском хозяйстве;
  • в робототехнике;
  • в медицине;
  • в системах позиционирования, слежения, охраны;
  • в гидравлических, пневматических системах.

Так же многообразны и задачи, решаемые при помощи датчиков положения. Они используются:

  • для определения положения и измерения перемещения объектов, с последующей передачей данных на АСУ;
  • в качестве одного из звеньев обратной связи в различных системах, робототехнике;
  • для оценки степени закрытия/открытия заслонок, клапанов, задвижек, других регулирующих приспособлений;
  • для включения/выключения электроприводов и так далее.

Находят применение они и при создании контрольно-измерительных приборов, при необходимости решения других важных задач производственной, научной, учебной деятельности.

Классификация

Для подразделения данных устройств на категории в качестве основного могут быть выбраны различные параметры, характеристики. Исходя из принципа работы, их подразделяют на три основных класса.

  1. Энкодеры или датчики углового положения.

В свою очередь делятся на инкрементальные (пошаговые) и абсолютные. Инкрементальные устройства предназначены для отслеживания перемещения вращающегося объекта. Скорость, направление движения вала определяется согласно счетному устройству, на которое передаются импульсы от датчика. Абсолютные энкодеры – это оптоэлектронные устройства, которые в отличие от пошаговых передают информацию об объекте наблюдения сразу после включения. Встроенный оптомеханический редуктор позволяет контролировать количество оборотов, выполненных валом. Они, могут быть однооборотные, отслеживающие угол поворота объекта при совершении им одного оборота вокруг оси, и многооборотные, учитывающие весь пройденный путь, с учетом всех выполненных оборотов.

  1. Датчики линейного положения

Используются в самых разнообразных областях промышленности. Подразделяются на следующие виды:

  • потенциометрические, отличаются простотой конструкции и не восприимчивостью к магнитным помехам;
  • бесконтактные (магнитострикционные), обладают износостойкостью, повторяемостью получаемых данных, скоростью работы.

Магнитострикционные устройства пользуются у потребителей наибольшим спросом, благодаря универсальности, возможности использоваться в сложных условиях, надежности и точности передаваемой информации. Метод, положенный в основу конструкции исключает механический износ датчика.

  1. Инклинометры

Используются в качестве элементов систем, управляющих объектами, движение которых приводит к изменению их положения относительно вертикальной (горизонтальной) линии. Это может быть стрела крана, манипулятора, испытательный стенд, технологический процесс и так далее. Измерение может осуществляться по одной либо по двум осям. Датчики угла наклона могут иметь цифровой или аналоговый выход.

Бесконтактные

В особую группу выделяют бесконтактные сенсоры положения (выключатели), предназначенные для соединения/разъединения цепи электрического тока в случае появления объекта в зоне восприятия устройства. Между объектом и датчиком отсутствует механический контакт, что повышает его надежность и долговечность.

Использование бесконтактных устройств дает возможность решать широкий спектр задач в промышленности, позволяя полностью автоматизировать производственные процессы. Бесконтактные сенсоры:

  • подсчитывают количество объектов на конвейере;
  • осуществляют их отбор в зависимости от присущих им физических характеристик (цвета, формы, размера);
  • оценивают положение, наличие (отсутствие) объекта в заданной точке;
  • определяют скорость движения, угол поворота и могут решать множество других самых разнообразных задач.

В зависимости от принципа, положенного в основу действия сенсора, выделяют приспособления трех видов.

Индуктивные

Реагируют на объекты, проводящие электрический ток: механизмы, машины, отдельные их детали и узлы. Данные о перемещении преобразуются в электрический импульс (сигнал) и подаются на управляющую систему, что позволяет автоматизировать технологические процессы. В нормальном состоянии может иметь замкнутый и разомкнутый контакт. В основе реагирования сенсора – его чувствительность к изменениям характеристик магнитного поля.

Среди достоинств, которыми обладают индуктивные датчики: отсутствие механического износа, отказов и ложного срабатывания, высокая частота переключений. Однако есть у них и недостатки, такие как низкая чувствительность, обратное воздействие устройства на измеряемую характеристику.

Емкостные

Предназначены для отслеживания неэлектрических величин: изменения уровня жидкости, влажности, давления, механического усилия и так далее. Устройство выполняется в виде цилиндрического или плоскопараллельного конденсатора, емкость которого реагирует на изменяющиеся условия: сокращение или увеличение расстояния между пластинами конденсатора.

Обладая невысокой инерционностью и повышенной чувствительностью, емкостные сенсоры в то же время, подвержены воздействию со стороны внешних (посторонних) электрических полей, кроме того их использование усложняет конструкцию измерителя.

Оптические

Их называют еще фотосенсорами, поскольку они воспринимают изменение уровня освещенности и определенным образом  на него реагируют. Выделяют фотосенсоры:

  • аналоговые, выходной сигнал которых пропорционален интенсивности светового потока, используются для управления световыми приборами;
  • дискретные, включаются/выключаются при достижении уровнем освещенности заданного порогового значения.

Могут использоваться для наблюдения за удаленными (до 50м) объектами, нечувствительны к электростатическим шумам, посторонним магнитным полям.

В каталоге интернет-магазина центра электроники Entrance представлены бесконтактные датчики всех трех видов. Вы можете самостоятельно или с помощью нашего менеджера подобрать оптимальный вариант и купить нужное вам устройство по доступной цене. Мы работаем не только с жителями Москвы и областями, но и поставляем продукцию в любые, самые удаленные уголки нашей страны.