Датчик положения
Датчик — маленькое, сложное устройство, которое превращает физические параметры в сигнал. Одним из самых распространённых видов датчиков является датчик положения. С помощью датчиков положения осуществляется вязь между механической и электронной частью оборудования устройства. Они используются для решения задач, связанных с автоматизацией технологических процессов и реализацией систем управления самого широкого назначения. Датчики положения используются в основном в беспилотных транспортных средствах, промышленных роботах, а также устройствах, требующих самобалансировки.
Задачи, решаемые с помощью датчиков положения и отрасли их применения
- Измерение положения и перемещения (угловое и линейное) органов в рабочих машинах, механизмах. Измерение может совмещаться с передачей данных.
- В АСУ, робототехнике может быть звеном обратной связи.
- Контроль степени открытия/закрытия элементов.
- Регулировка направляющих шкивов.
- Электропривод.
- Определение данных расстояния до предметов без привязки к ним.
- Могут осуществлять проверку функций механизмов в лабораториях, то есть провести испытания.
Классификация датчиков положения
Важно отметить, что датчики положения бывают бесконтактные и контактные.
Бесконтактные, в свою очередь, бывают:
- индуктивные
- магнитные
- емкостные
- ультразвуковые
- оптические
Они при помощи магнитного, электромагнитного или электростатического поля образуют связь с объектом.
В категории контактных датчиков самым распространенным является энкодер.
Далее в работе будут подробнее рассмотрены принципы работы видов бесконтактных датчиков движения.
Ультразвуковой датчик
Принцип действия построен на измерении времени между поданным ультразвуковым сигналом и регистрацией отраженного импульса.
Эти датчики могут измерять расстояние от любых поверхностей: твердых, жидких, прозрачных, цветных, чистых, грязных, шершавых, гладких и т.д.
Они нечувствительны к шуму, звуку, температуре и вибрации.
Ультразвуковые сенсоры применяются для обнаружения различных объектов или для измерения расстояний на поверхности, а также применяются в акустической парковочной системе (АПС).
Оптический датчик
В приборах такого типа чувствительным элементом является фотосенсор (устройство, производящее реакцию на изменение светового потока). Принцип работы заключается в перекрытии светового луча непрозрачным объектом.
В его состав входят: фотодетектор, источник света и устройства, которое управляет светом (это может быть линза или зеркало).
Исходя из типа устройства оптические датчики подразделяются на:
- Моноблочные. Приемник и излучатель находятся в одном корпусе.
- Двухблочные. Приемник оптического сигнала и источник излучения находятся в разных корпуса
Датчик бесконтактный индуктивный
Является дискретным и используется для обнаружения металлических объектов. В основе работы лежит генератор с катушкой индуктивности. Распределяется переменное магнитное поле, силовые линии выходят из чувствительного элемента и проникают в чувствительную зону. При нахождении в этой зоне электрического или магнитного предмета поле ослабляется, датчик срабатывает и обнаруживает этот предмет.
Индуктивные датчики активно применяются в промышленной автоматике.
Емкостной датчик
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.
Магнитный датчик
Регистрируют объекты с постоянным магнитом. Могут обнаружить магнитную метку даже за стенкой, которая не состоит из магнитного материала, но пропускает магнитное поле.
Заключение
В данной работе были рассмотрены основные виды бесконтактных датчиков, особенности и принципы их работы и,также, сферы их применения.
Можно подвести итог, что бесконтактные датчики — это первичные приборы для автоматизации технологического процесса различных отраслей промышленности.
Столь широкая область применения 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
