Бесконтактные датчики

Работа любой автоматизированной системы управления состоит из приема информации, ее обработки и генерации обратной связи. Входная информация поступает от датчика, снимающего показания с управляемого объекта (температура, скорость вращения, давление и пр.). Логическое цифровое устройство анализирует поступившие данные, вырабатывает управляющий сигнал для исполнительного механизма или для вышестоящего диспетчерского пункта. Таким образом, становится понятно, что работа ее начинается с датчика.

Подробнее.....

Применение бесконтактных датчиков

С новым поколением датчиков мы порой сталкиваемся в бытовой жизни, даже не задумываясь об их присутствии – от бесконтактного измерения температуры на входе в поликлинику до оплаты банковской картой в магазине. Бесконтактные датчики нашли широкое применение в промышленности, строительстве, охранных системах, транспорте и т.д. Благодаря использованию этих небольших устройств удается создавать потрясающие умные механизмы, которые выполняют порученную работу лучше человека, не делают ошибок, не устают и действуют с высокой точностью.

При создании бесконтактных датчиков используется несколько видов физических явлений, что дает возможность автоматизировать сложные процессы, получая при этом качество и надежность.

Виды бесконтактных датчиков

На данный момент производители предлагают несколько видов датчиков. Рассмотрим их и поясним работу на простых примерах.

Емкостные

Работа основана на изменении емкостного сопротивления встроенного конденсатора в зависимости от измеряемой величины. Реагируют на металлические и неметаллические объекты. Пример: контроль уровня жидкости в баке или сыпучих веществ в бункере.

Оптические

Дает реакцию при изменении светового потока, попадающего на приемный элемент.

Есть 3 вида оптических бесконтактных датчиков:

Барьерный. Источник излучает тонкий луч. Расположенный напротив источника фотоприемник реагирует на его прерывание. Пример: подсчет предметов, движущихся по конвейерной линии.
Рефлекторный. Излучатель и фотоприемник расположены в одном корпусе. Напротив датчика помещается отражатель света. Как только отраженный луч прерывается, датчик срабатывает. Пример: контроль допустимого уровня жидкости в бутылках, движущихся по конвейеру.
Диффузный. Принцип работы тот же, как у рефлекторного, но луч отражается от контролируемых предметов. Рассчитан на маленькое расстояние. Пример: контроль наличия крышек на бутылках, которые едут по конвейеру.

Как понятно из примеров, этот вид датчиков хорошо применим для конвейерных линий, но на этом использование не заканчивается. Так, на их основе работают некоторые дальномеры.

Индуктивные

Реагируют только на металлические предметы благодаря изменению параметров встроенной катушки индуктивности. Дальность срабатывания от пары миллиметров до нескольких сантиметров. Особенности – невысокая стоимость, простота конструкции и стабильность параметров. Пример: концевой датчик для фрезерного станка с ЧПУ.

Ультразвуковые

В основу положен принцип эхолокации. Непрерывно излучаемый сигнал отражается от предметов и возвращается к датчику. Встроенный микроконтроллер выдает расстояние до предмета.

Разделяются на 2 группы по принципу обнаружения:

По положению. Примеры: определение расстояния, определение уровня жидкости или сыпучих веществ, парктроник в автомобиле.
По расстоянию и перемещению. Выдает аналоговый сигнал. Пример: контроль движущихся объектов.

С помощью ультразвукового датчика можно обнаруживать даже прозрачные этикетки.

Магнитные

Определяет наличие приближающегося магнита без непосредственного контакта. Самый простой пример – охранная сигнализация, когда устанавливаются контактные группы на входной двери. Используются в пневмоцилиндрах для определения положения поршня. Существуют бесконтактные индикаторы температуры, которые нужны в металлургии и химической промышленности. Умеют измерять частоту вращения, фиксировать объекты, движущиеся с большой частотой и в сочетании с поплавковым механизмом измерять уровень жидкости.

Микроволновые

Принцип работы похож на работу ультразвукового датчика. Работают на отражение или на просвет. С их помощью осуществляется непрерывное зональное сканирование. Обнаруживают движущиеся объекты. Отличаются высокой чувствительностью и точностью срабатывания. Стена или дверь не являются преградой. Пример: система охраны большой площади.

Пирометры

Улавливает инфракрасное излучение. На его основе созданы бесконтактные измерители температуры тела. Но этим использование не ограничивается. Пирометром пользуются для определения тепловых потерь в зданиях, повреждения теплоизоляции трубопроводов, место соединения проводов, степень нагрева деталей и т.д. Могут быть дополнены лазерным наведением.

В наше время, когда окружающая жизнь наполнена электроникой, бесконтактные датчики активно применяются в устройствах. Наращивается производство, и появляются новые модели. Современная автоматизация и роботостроение немыслимы без этих небольших, но очень важных устройств.