Bekontakčiai judesio jungikliai

Bekontakčiai eigos jungikliai (bėgio keitikliai, veikiantys be mechaninio judančio ribotuvo veikimo) naudojami mašinų, mechanizmų ir mašinų elektrinių pavarų valdymo grandinėse. Jutiklių jungikliai yra skirti perjungti valdymo grandines elektromagnetinės relės arba bekontakčiai logikos elementai, kuris atliekamas veikiant valdymo elementui.

Artumo jungiklių klasifikacija

Nekontaktinius eigos jungiklius galima klasifikuoti pagal: veikimo jautriam elementui būdą, fizinį keitiklio veikimo principą, konstrukciją, tikslumo klasę, apsaugos laipsnį.

Pagal jautraus elemento įtakos metodą bekontakčiai eigos jungikliai gali būti skirstomi į mechaninius ir parametrinius jungiklius.

Pirmojo tipo jungikliuose valdymo elementas tiesiogiai mechaniškai veikia bekontakčio ribinio jungiklio pirminę pavarą, kuri bekontaktiškai sąveikauja su jutikliu.Antrojo tipo jungikliuose, priklausomai nuo valdymo elemento padėties, kuris mechaniškai nėra sujungtas su artumo jungikliu, keičiamas fizinis keitiklio parametras. Tam tikra šio parametro reikšmė keičia relės elemento būseną.

Bekontakčių važiavimo jungiklių klasifikacija pagal fizinį keitiklio veikimo principą apima šiuos tipus:

Indukciniai jungikliai, sukurti keičiant induktyvumas, abipusio induktyvumo, taip pat indukciniai jungikliai.

Šiuo metu dauguma bekontakčių kelionių jungiklių rinkoje yra indukcinis aparatas.

Savo ruožtu indukciniai artumo jungiklių keitikliai gali būti statomi pagal tokias schemas: rezonansinis, autogeneratorius, diferencialas, tiltinis, tiesioginis konvertavimas.

Magnetiniai indukciniai jungikliai, pagrįsti šiais principais: Holo efektas, magnetorezistorius, magnetodiodas, magnetotiristorius, nendrinis jungiklis.

Talpiniai jungikliai: su kintančiu plokštės plotu, su kintančiu plokščių tarpu, su kintančia plokštelės tarpo dielektrine konstanta.

Fotoelektriniai jungikliai su elementais: fotodiodas, fototranzistorius, fotorezistorius, fototiristorius.

Fotovoltiniai jungikliai ir gretimų spindulių jungikliai, kuriuose kartu su matomos šviesos spinduliais gali būti naudojami kitokio fizinio pobūdžio spinduliai, pavyzdžiui, radioaktyvioji spinduliuotė.

Pagal konstrukciją bekontakčiai galiniai jungikliai skirstomi į: lizdinius, žiedinius (pusžiedinius), plokštuminius, galinius, jungiklius su mechanine pavara, kelių elementų jungiklius.

Bekontakčių galinių jungiklių padalijimas į galines ir plokštumines versijas yra šiek tiek sąlyginis, nes valdymo elemento judėjimas jautraus paviršiaus atžvilgiu kai kurių tipų bekontakčių ribinių jungiklių atveju gali vykti tiek lygiagrečiose, tiek statmenose plokštumose. Tokiu atveju galima remtis pirmenybiniu jo naudojimu.

Tikslumo klasės (pagrindinės paklaidos reikšmė) bekontakčiai judesio jungikliai skirstomi į žemus (apie ± 0,5 mm ir daugiau), vidutinius [apie ± (0,05-0,5) mm], padidintus [apie ± (0,005-0,05) mm ] ir didelis (maždaug ± 0,005 mm arba mažesnis) tikslumas.

Nekontaktiniai ribiniai jungikliai gali turėti skirtingą apsaugos laipsnį nuo svetimkūnių patekimo ir vandens patekimo į įrenginį. Artumo jutiklių apsaugos laipsnio charakteristikos ir su apsaugos laipsniu susijusi klasifikacija atitinka šalyje ir užsienyje priimtas charakteristikas ir klasifikaciją elektros įrangai ir elektros prietaisams, kurių įtampa yra iki 1000 V.

Artumo jungiklių techninės charakteristikos

Bekontakčių eigos jungiklių techninės charakteristikos apima tikslias (metrologines) charakteristikas, greitį, elektrines charakteristikas, gabaritus ir montavimo matmenis bei svorį, vardines ir leistinas eksploatavimo sąlygas, patikimumo rodiklius, kainą ir kt.

Viena iš pagrindinių bekontakčių eigos jungiklių charakteristikų, tiesiogiai įtakojančių jo konstrukciją ir daugybę kitų techninių charakteristikų, yra nulemta valdymo elemento geometrinio išdėstymo jautraus paviršiaus atžvilgiu veikimo metu... Artumo jungikliams plokštumoje, pagrindinė charakteristika laikoma darbine prošvaisa – atstumas tarp jautraus jungiklio paviršiaus ir valdymo elemento, ant kurio veikia jungiklis. Pagrindinė ribinio jungiklio charakteristika yra didžiausias poveikio atstumas, t.y. didžiausias atstumas tarp jautraus jungiklio paviršiaus ir valdymo elemento, kuriam esant galimas jo perjungimo būsenos pokytis. Pagrindinė lizdinių ir žiedinių jungiklių charakteristika yra lizdo plotis ir žiedo vidinis skersmuo, atitinkamai šių jungiklių.

Bekontakčių važiavimo jungiklių tikslumo charakteristikos apima pagrindinę paklaidą, papildomas paklaidas dėl aplinkos temperatūros pokyčių ir maitinimo įtampos pokyčių bei maksimalią bendrą paklaidą. Nekontaktinių eigos jungiklių tikslumo charakteristikos apima ir eigos diferencialą, t.y. skirtumas tarp jungiklio bekontakčio eigos suveikimo taško ir jo atjungimo taško koordinatės, kai valdymo elementas judinamas priešinga kryptimi.

Artumo jungiklio greitis (reakcijos laikas) - tai laikas nuo darbinės koordinatės nustatymo momento iki stacionarios įtampos vertės pasiekimo bekontakčio ribinio jungiklio išvestyje.Žinant bekontakčio eigos jungiklio greičio dydį, galima nustatyti bekontakčių eigos jungiklių veikimo dinamines paklaidas, kai keičiasi valdymo elemento judėjimo greitis.

Artumo jungiklių elektrinės charakteristikos apima reikiamus maitinimo (maitinimo) ir apkrovos parametrus. Tiekimo tinklo parametrai apima: srovės tipą (nuolatinė, kintamoji), maitinimo įtampą ir leistinus jos nuokrypius, pulsacijų lygį, artumo jungiklio suvartojamą galią arba srovės suvartojimą, tinklo dažnį (kintamajai srovei). Nekontaktinių eigos jungiklių apkrovos charakteristikos yra apkrovos tipas (relė, lustas ir kt.). iš apkrovos gaunama išėjimo įtampa, galia arba srovė.

Bekontakčių galinių jungiklių patikimumo ir ilgaamžiškumo rodikliai pirmiausia apima: belaidžio veikimo tam tikrą veikimo laikotarpį arba tam tikrą skaičių operacijų tikimybę ir bekontakčio eigos jungiklio tarnavimo laiką.

Svarbiausi parametrai taip pat turėtų apimti bekontakčių judesių jungiklių bendruosius ir montavimo matmenis.

Reikalavimai artumo jungikliams

Vienas iš svarbiausių reikalavimų eiliniams jungikliams yra didelio jų veikimo patikimumo reikalavimas. Lyginant su kita elektros įranga, įskaitant elektroninę, galiniai jungikliai veikia pačiomis sudėtingiausiomis sąlygomis, nes yra tiesiai technologinių mašinų darbo zonose, kur yra platus temperatūrų diapazonas, vibracijos ir smūgiai, stiprūs elektromagnetiniai laukai, užterštumas iš galimi lustai ir įvairūs skysčiai.

Gali prireikti ribinių jungiklių, kad jie veiktų aukštu veikimo dažniu, kai valdikliai juda dideliu greičiu.

Kontaktinių ribinių jungiklių techniniai duomenys ne visada leidžia atitikti keliamus reikalavimus. Tai ypač būdinga automatizuoto proceso įrangai su sudėtinga elektros įranga, kurioje yra daug kontaktiniai ribiniai jungikliaitokios kaip automatinės mašinų linijos, viršutiniai stūmimo konvejeriai ir kitos šakotos transportavimo sistemos, liejyklų ir metalurgijos įranga ir kt. Tai taip pat taikoma didelės apkrovos įrangai, kuri atlieka daug operacijų per laiko vienetą, pavyzdžiui, kalimo ir presavimo įrangai.

Daugeliu iš minėtų atvejų, kai naudojami kontaktiniai galiniai jungikliai, neįmanoma užtikrinti priimtino automatizuotų technologinių įrenginių veikimo patikimumo, be to, šie jungikliai turi būti periodiškai keičiami darbinėje įrangoje dėl trumpo jų tarnavimo laiko. santykį su bendru operacijų skaičiumi.

Paprastai artumo jungikliai yra labai patikimi, gali veikti dideliu dažniu ir turi ilgą tarnavimo laiką pagal bendrą operacijų skaičių. Svarbus bekontakčių judesių jungiklių privalumas yra tas, kad jų patikimumas (tikimybė, kad tam tikrą laikotarpį veiks be trikdžių) praktiškai nepriklauso nuo operacijų dažnumo.

Padidinti įrangos patikimumą naudojant bekontakčius kelionių jungiklius palengvina ir tai, kad bekontakčius kelionės jungiklius galima įjungti tik tada, kai reikia.Naudojant kontaktų galinius jungiklius, kontaktai perjungiami kiekvieną kartą paspaudus kumštelį, nepriklausomai nuo to, ar šie kontaktai yra prijungti prie elektros grandinės, ar ne.

Kai kurie reikalavimai artumo jungikliams taip pat yra susiję su veikimo sąlygomis.

Pagrindinės aplinkos sąlygos, į kurias reikia atsižvelgti, paprastai yra kintamosios srovės maitinimo įtampa ir aplinkos temperatūra. Nurodytose išorinių sąlygų pokyčių ribose bekontakčiai eigos jungikliai turi išlaikyti darbingumą ir reikiamą tikslumą. Jungiklių veikimui neturėtų turėti didelės įtakos aplinkos oro drėgnumas, taip pat aukštis virš jūros lygio neviršijant galinių jungiklių leistinų ribų.

Reikalavimai, kurie paprastai keliami bekontakčiams važiavimo jungikliams, yra galimybė užimti bet kokią darbo padėtį erdvėje ir pagrindinės medžiagos, ant kurios jie sumontuoti, įtakos nebuvimas ir metalinių korpusų, besiliečiančių su bekontakčio jungiklio korpusu. kelionė. Artumo jutiklių veikimo neturi paveikti vibracijos ir smūgiai, taip pat alyvos, emulsijos, vandens, dulkių prasiskverbimas.

Didžiausias bekontakčių eigos jungiklių veikimo dažnis, kai jie naudojami kaip apkrovos elektromagnetinė relė, gali praktiškai pasiekti 120 operacijų per minutę. Jei elektroniniai įrenginiai naudojami kaip artumo jungiklių apkrova, tai sistemos veikimo dažnis gali būti žymiai didesnis.

Generatoriaus artumo jungikliai

Bekontakčių generatorių eigos jungiklių veikimo principas pagrįstas generatoriaus virpesių grandinės parametrų pokyčiais veikiant išoriniam poveikiui. Toks kintantis parametras, kuris valdymo elemento judėjimą paverčia kintančiu elektriniu signalu, dažniausiai yra svyruojančios grandinės induktyvumas arba talpa arba abipusis grandinės ritių induktyvumas. Bekontakčiuose ribiniuose jungikliuose su indukciniu galinio tipo generatoriumi valdymo elementas, kuris yra laidžioji plokštė, priartėjus sukelia aukšto dažnio elektromagnetinio lauko sutrikimą, kurį sukuria generatoriaus grandinės indukcinė ritė.

Tuo pačiu metu valdymo elemente, sūkurinės srovėssukurti savo elektromagnetinį lauką. Elektromagnetinis laukas sūkurinės srovės turi priešingą poveikį keitiklio ritei, sukeldamos aktyviosios ir reaktyviosios varžos pokyčius joje, todėl osciliatoriaus išėjimo signalo dažnis ir amplitudė keičiasi nuo pradinių verčių, atitinkančių didelį atstumą valdymo elementą į šių parametrų reikšmes, atitinkančias tą valdymo elemento padėtį, kurioje staigiai pasikeičia būsena, slenksčio įtaisas. Šį osciliatoriaus išėjimo signalo pokytį galiausiai pajunta pavara.

Osciliatoriaus išėjimo signalas yra įtampos svyravimai, kurių dažnis yra keli šimtai kilohercų. Į slenksčio įrenginio išvestį šis signalas turi būti vienpolis. Todėl tarp generatoriaus ir slenksčio įrenginio yra prijungtas lygintuvas.

BVK-24 artumo jungikliai

Plačiai paplitę lizdo tipo artumo jungikliai su tranzistoriniais stiprintuvais, veikiančiais generatoriaus režimu. Fig. 1, ir parodytas bendras BVK-24 tipo jungiklio vaizdas. Jo magnetinė grandinė, esanti 4 dėžutėje, susideda iš dviejų ferito šerdies 1 ir 2, tarp kurių yra 5-6 mm pločio oro tarpas. 1 šerdyje yra pirminė apvija wk ir teigiamo grįžtamojo ryšio apvija wp.c, 2 šerdyje yra neigiamo grįžtamojo ryšio apvija wо.s. Tokia magnetinė grandinė pašalina išorinių magnetinių laukų įtaką. Grįžtamojo ryšio ritės yra sujungtos nuosekliai - priešingai. Kaip perjungimo elementas naudojamas iki 3 mm storio aliuminio žiedlapis (plokštelė) 3, kurį galima perkelti į jutiklio magnetinės sistemos angą (oro tarpelyje).

Bekontaktis judesio jungiklis BVK -24: a — bendras vaizdas; b — elektros schema

Jei žiedlapis yra už šerdies, tai skirtumas tarp apvijų wpc ir wo.c indukuojamų įtampų bus teigiamas, tranzistorius VT1 uždarytas ir pastovių virpesių generavimas grandinėje wc — C3 (1 pav., b). ) neatsiranda. Įvedus žiedlapį į jutiklio angą, susilpnėja jungtis tarp ričių wk ir wо.c (todėl žiedlapis dar vadinamas ekranu), tranzistoriaus VT1 pagrindui užvedama neigiama įtampa ir jis atsidaro. Grandinėje wk — susidaro C3 ir kintamoji srovė, kuris sukelia EML pagrindinėje tranzistoriaus grandinėje esančioje wp.c ritėje. Tranzistoriaus VT1 bazinėje grandinėje aptinkamas kintamasis bazinės srovės komponentas. Atsidaro tranzistorius, sukeldamas relę K

Norint stabilizuoti tranzistoriaus veikimą esant temperatūros ir įtampos svyravimams, naudojamas netiesinis įtampos daliklis, susidedantis iš linijinio elemento - R1, puslaidininkinio termistoriaus R2 ir diodo VD2.

Atsakymo paklaida yra 1-1,3 mm. BVK-24 jungiklio maitinimo įtampa yra 24 V.

Bekontakčio jungiklio BVK schema

Dviejų bekontakčių jungiklių BVK nuoseklaus perjungimo schema

Dviejų bekontakčių jungiklių BVK lygiagrečio sujungimo schema

KVD bekontakčiai jungikliai

KVD tipo bekontakčiai eigos jungikliai skirti elektros valdymo ir signalizacijos grandinėms perjungti įvairių sistemų automatizavimo metu. Grandinę sudaro osciliatorius ir tranzistoriaus trigeris. Į darbo tarpą įkišus metalinę plokštę, sumažėja grįžtamojo ryšio koeficientas, sutrinka generacija, trigeris apsiverčia ir atsidaro įprastai uždarytas išėjimo tranzistorius, kuris įjungia relę arba loginį elementą. Maitinimo įtampa – 12 arba 24 V

Nekontaktiniai ribiniai jungikliai BTB

BTB jungikliai skirti valdymo grandinėms perjungti relių pagalba arba suderinant nekontaktinių loginių elementų elementus. Jungikliai keičia perjungimo būseną (veiksmą), kai artėja prie jautraus konstrukcinio plieno valdymo elemento elemento. Jungikliai veikia valdomo generatoriaus principu, perjungimas įvyksta priartėjus prie jautraus valdomos dalies elemento arba valdymo elemento iš konstrukcinio plieno.

Visi jungikliai turi apsaugines grandines nuo atvirkštinio maitinimo įtampos poliškumo ir viršįtampių išjungiant indukcines apkrovas. Jungikliai BTP 103-24, BTP 211-24-01 ir BTP 301-24, be minėtų apsaugos schemų, turi apsaugos grandinę nuo perkrova ir trumpasis jungimas krovinių grandinėje. BTB jungiklių maitinimo įtampa – 24 V.