Бесконтактные датчики, бесконтактные выключатели — 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.
Бесконтактный датчик (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) – Позиционный выключатель с подвижной частью без механического контакта.
Бесконтактный индуктивный датчик (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) – Датчик, создающий электромагнитное поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.
Бесконтактный емкостный датчик (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) – Датчик, создающий электрическое поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.
Бесконтактный фотоэлектрический датчик (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) – датчик, который обнаруживает предмет, отражающий или прерывающий световое излучение, видимое или невидимое, и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.
Бесконтактные индуктивные выключатели, встраиваемые заподлицо в металл
Бесконтактные выключатели могут быть встроены в металл до торцевой чувствительной поверхности без изменения рабочих параметров. Между двумя соседними выключателями должно быть расстояние не менее диаметра выключателя.
Бесконтактные индуктивные выключатели, невстраиваемые заподлицо в металл
Бесконтактный выключатель является невстраиваемым в металл, если для поддержания его установленных параметров требуется свободная зона, в которой должны отсутствовать материалы, влияющие на данные параметры.
Между двумя соседними выключателями должно быть расстояние не менее 2d активной поверхности.
Воспроизводимость точки переключения R - точность повторения расстояния переключения при двух последовательных включениях в течение 8 часов при температуре окружающей среды 25oС±5, напряжении, отклоняющемся от номинального на 5%, относительной влажности 50...70%
R ≤ 0,05Sэфф.
Время задержки после включения - это время, необходимое бесконтактному выключателю для того, чтобы полностью прийти в рабочее состояние с момента подачи питания.
Время срабатывания бесконтактного датчика – время необходимое для срабатывания коммутационного элемента после входа или выхода цели из зоны чувствительности.
Встречное расположение бесконтактных выключателей
Бесконтактные выключатели могут быть расположены встречно друг к другу, при этом расстояние между чувствительными поверхностями должно быть более 3Sном.
Выходное сопротивление Rо - внутреннее сопротивление источника выходного сигнала.
Демпфирующий материал – материал, который оказывает влияние на характеристики бесконтактного датчика
Диапазон рабочих напряжений Uраб. - Это допустимый диапазон напряжения, при котором гарантируется надежная работа выключателя (включая пульсацию).
Диапазон рабочих напряжений питания - допустимый диапазон напряжений питания, при котором обеспечиваются заявленные параметры датчика.
Диапазон рабочих токов Ιраб. - Диапазон токов нагрузки, при которых обеспечивается нормальное функционирование выключателей.
Допустимая освещенность окружающей среды - Предельная освещенность, поступающая в приемник оптического датчика от внешних источников, при которой сохраняется работоспособность датчика.
Задержка включения/отключения - Время, необходимое для срабатывания коммутационного элемента датчика после изменения положения контролируемого объекта.
Излучающее устройство – устройство, состоящее из светового источника, линз и цепей, необходимых для создания светового пучка.
Измерительная пластина - В качестве измерительной пластинки используется стальная квадратная пластинка (сталь 40) толщиной 1 мм со сторонами, равными диаметру чувствительной поверхности. Однако, если произведение 3хSном. больше диаметра чувствительной поверхности, то пластина выбирается со сторонами 3хSном.
Импульсный ток Ιимп. - Максимальный импульсный ток, который может обеспечить выключатель при длительности импульса t.
Категория применения
DC-13 - Род тока постоянный. Управление электромагнитом.
АС-140 - Род тока переменный. Управление слаботочными индуктивными нагрузками, например, промежуточные реле.
Коммутационные операции
○ - операция включения, обеспечивает протекание тока нагрузки (подключение нагрузки) при обнаружении контролируемого объекта и прерывающая его протекание при отсутствии объекта.
● - операция отключения, прерывающая протекание тока нагрузки (отключающая нагрузку) при обнаружении контролируемого объекта и обеспечивающая его протекание при отсутствии объекта.
○/● - операция переключения. Датчик имеет два выхода с комбинированным коммутационным элементом, выполняющим операции включения и отключения нагрузки.
Комплексная защита выключателя - Это электрическая защита устройства от неправильного подключения питания, короткого замыкания выхода, бросков напряжения питания.
Крутизна фронтов T - Крутизна фронтов выходного логического сигнала - скорость нарастания/ спада напряжения выходного логического сигнала, измеренная в вольт/мкс.
Максимальный рабочий ток Ιmax - Максимальный ток, максимально допустимое значение тока нагрузки, под действием которого выключатель может находиться длительное время.
Недемпфирующий материал – материал, который оказывает незначительное влияние на характеристики бесконтактного датчика.
Номинальное расстояние переключения Sном. - теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров выключателя, изменения температуры и напряжения питания.
Нормально замкнутый контакт «НЗ» (размыкающий) Бесконтактный выключатель обеспечивает функцию размыкающего контакта при появлении в активной зоне измерительной пластинки (в исходном состоянии нагрузка подключена).
Нормально разомкнутый/открытый контакт «НО» (замыкающий) Бесконтактный выключатель обеспечивает функцию замыкающего контакта при появлении в активной зоне измерительной пластинки (в исходном состоянии нагрузка отключена).
Оптический бесконтактный датчик - это электронное устройство, которое обнаруживает контролируемый объект, отражающий или прерывающий оптическое излучение, и имеет полупроводниковый или релейный коммутационный элемент.
Датчики классифицируются на три группы:
тип Т - барьерный
тип R - ретрорефлекторный
тип D - прямого действия, диффузионный
Остаточный ток - Это ток, который протекает в цепи нагрузки при выключенном состоянии датчика.
Падение напряжения - падение напряжения на датчике во включенном состоянии при номинальном рабочем токе.
Падение напряжения на выключателе Ud - Постоянное или действующее напряжение на включенном выключателе при максимальном рабочем токе Ιmax или в диапазоне рабочих токов Ιраб.
Полезный зазор Sпол. - это расстояние переключения, учитывающее все производственные разбросы выключателя, изменения температуры и напряжения.
0,81Sном. ≤ Sпол. ≤ 1,21Sном.
Полупроводниковый коммутационный элемент – Элемент, выполняющий коммутацию тока в электрической цепи посредством воздействия на проводимость полупроводника.
Поправочный коэффициент рабочего зазора - Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.
Приемное устройство – Устройство, состоящее из детектора (искателя или обнаруживателя), линз и цепей, необходимых для улавливания светового пучка, поступающего от излучающего устройства.
Пульсация рабочего напряжения - Это отношение амплитуды переменного напряжения к номинальному рабочему напряжению (допустимый максимум 15%).
Рабочий зазор Sраб. - это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения.
0 ≤ Sраб. ≤ 0,8Sном.
Расстояние переключения S - расстояние, при котором объект, приближающийся к чувствительной поверхности выключателя, вызывает изменение выходного логического сигнала.
Расчетное рабочее напряжение Uрас. - Это рабочее напряжение, используемое для испытаний без учета допустимых отклонений.
Для выключателей постоянного тока Uрас.=24В.
Для выключателей переменного тока и выключателей переменного/постоянного тока Uрас.=110В.
Рефлектор (отражатель) – Специальное устройство, используемое для отражения света обратно к приемному устройству бесконтактных фотоэлектрических датчиков типа R.
«Слепая» зона – зона, расположенная между чувствительной поверхностью и минимальным расстоянием действия, в диапазоне которой невозможно обнаружить предмет.
Собственный ток потребления Ιо - Это ток, потребляемый бесконтактным выключателем от источника питания при отключенной нагрузке.
Структура выхода датчика
PNP - коммутационный элемент датчика, обеспечивающий протекание тока от контакта “+” к контакту “Выход”.
Нагрузка подключается между контактами “Выход” и “-”.
NPN - коммутационный элемент датчика, обеспечивающий протекание тока от контакта “Выход” к контакту “-”.
Нагрузка подключается между контактами “+” и “Выход”.
Температурный дрейф рабочего зазора - это отклонение рабочего зазора в диапазоне рабочих температур, выраженное в процентах.
Фотоэлектрический датчик D типа состоит из излучателя и приемника, установленных в одном корпусе.
Луч излучателя диффузно отражается от контролируемого объекта и попадает в приемник.
Датчик срабатывает при наличии контролируемого предмета в зоне действия датчика.
Фотоэлектрический датчик R типа состоит из излучателя и приемника, установленных в одном корпусе. Луч излучателя отражается от световозвращателя и попадает в приемник. Датчик срабатывает при прерывании луча контролируемым предметом.
Датчик может иметь поляризационные фильтры для обнаружения объектов с зеркальной поверхностью.
Фотоэлектрический датчик Т типа состоит из отдельных излучателя и приемника, установленных на одной оси.
Датчик срабатывает на прерывание луча контролируемым предметом.
Функция «исключающее или» (переключающий) Бесконтактный выключатель одновременно обеспечивает функцию замыкающего и размыкающего контактов.
Частота циклов оперирования - Число циклов оперирования, производимых датчиком за единицу времени.
Частота циклов оперирования максимальная Fmax - Максимально возможное число переключений выключателя в секунду. В качестве объекта воздействия используются стандартные измерительные пластинки с расстоянием между ними 2d.
Fmax=1/(t1+t2), где
t1 - время нахождения датчика во включенном состоянии,
t2 - время нахождения датчика в выключенном состоянии.
Чувствительная зона - чувствительная зона бесконтактного индуктивного выключателя - та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента выключателя. Она, как правило, соизмерима с размерами чувствительного элемента.
Чувствительная поверхность - это площадка, ограниченная наружным диаметром ферритового сердечника, на котором собрана электромагнитная система выключателя. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру выключателя.
Чувствительная поверхность бесконтактного индуктивного датчика (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) – поверхность датчика излучающая и воспринимающая электромагнитное поле.
Чувствительная поверхность бесконтактного емкостного датчика (по ГОСТ Р 50030.5.2-99) - поверхность датчика излучающая и воспринимающая электрическое поле.
Эффективный зазор Sэфф. определяется при номинальном рабочем напряжении и температуре окружающей среды 25o С±0,5. В нем учтены производственные разбросы выключателя.
0,9Sном. ≤ Sэфф. ≤ 1,1Sном.
NPN - коммутационный элемент датчика, обеспечивающий протекание тока от контакта “Выход” к контакту “-”.
Нагрузка подключается между контактами “+” и “Выход”.
PNP - коммутационный элемент датчика, обеспечивающий протекание тока от контакта “+” к контакту “Выход”.
Нагрузка подключается между контактами “Выход” и “-”.
