Индукционные датчики: принцип работы, виды и применение в промышленности

Что такое индукционный датчик. Как работают индукционные датчики. Какие виды индукционных датчиков существуют. Где применяются индукционные датчики в промышленности. Каковы преимущества и недостатки индукционных датчиков.

Что такое индукционный датчик и принцип его работы

Индукционный датчик — это бесконтактный датчик, предназначенный для обнаружения металлических объектов. Принцип его работы основан на изменении электромагнитного поля при приближении металлического предмета.

Как работает индукционный датчик:

1. В датчике есть катушка индуктивности, создающая высокочастотное электромагнитное поле.
2. При попадании металлического объекта в зону действия поля в нем возникают вихревые токи.
3. Вихревые токи создают собственное магнитное поле, которое взаимодействует с полем катушки датчика.
4. Это приводит к изменению индуктивности катушки и амплитуды колебаний генератора датчика.
5. Схема обработки сигнала фиксирует эти изменения и формирует выходной сигнал.

Таким образом, индукционный датчик преобразует изменение электромагнитного поля в электрический сигнал, сигнализирующий о наличии металлического объекта.

Основные виды и конструкции индукционных датчиков

Существует несколько основных видов индукционных датчиков:

• Цилиндрические датчики — самый распространенный тип. Имеют цилиндрический корпус различного диаметра.
• Прямоугольные датчики — более компактны, удобны для монтажа в ограниченном пространстве.
• Кольцевые датчики — позволяют обнаруживать объекты, проходящие через кольцо.
• Щелевые датчики — объект обнаруживается при прохождении через щель датчика.
• Датчики специальной формы — разрабатываются под конкретные задачи.

По конструкции различают:

• Экранированные датчики — магнитное поле сконцентрировано в передней части.
• Неэкранированные датчики — поле распространяется и вокруг корпуса.

Области применения индукционных датчиков в промышленности

Индукционные датчики нашли широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей надежности и простоте использования:

• Машиностроение — контроль положения деталей, инструмента, заготовок.
• Автоматизация производства — определение наличия/отсутствия деталей на конвейере.
• Робототехника — позиционирование рабочих органов роботов.
• Транспорт — обнаружение транспортных средств, контроль скорости.
• Пищевая промышленность — контроль наполнения тары, положения упаковки.
• Металлургия — контроль положения заготовок, толщины проката.

Индукционные датчики особенно эффективны в тяжелых условиях эксплуатации — при высоких температурах, загрязнениях, вибрациях.

Преимущества и недостатки индукционных датчиков

Индукционные датчики обладают рядом важных преимуществ:

• Бесконтактное обнаружение объектов
• Высокая надежность и долговечность
• Нечувствительность к загрязнениям
• Работа в широком диапазоне температур
• Высокое быстродействие
• Простота монтажа и настройки

Основные недостатки индукционных датчиков:

• Обнаружение только металлических объектов
• Относительно небольшая дальность действия
• Чувствительность к электромагнитным помехам
• Зависимость чувствительности от материала объекта

Как выбрать подходящий индукционный датчик

При выборе индукционного датчика следует учитывать ряд параметров:

1. Размер зоны чувствительности — определяет максимальное расстояние обнаружения объекта.
2. Тип выходного сигнала — дискретный (PNP, NPN) или аналоговый.
3. Напряжение питания — обычно 12-24В постоянного тока.
4. Степень защиты корпуса — для работы в агрессивных средах.
5. Диапазон рабочих температур — для эксплуатации в экстремальных условиях.
6. Частота переключения — для высокоскоростных применений.

Важно также учитывать особенности монтажа, наличие встроенной защиты от короткого замыкания и перегрузок.

Тенденции развития индукционных датчиков

Основные направления совершенствования индукционных датчиков:

• Увеличение дальности действия
• Повышение точности и стабильности работы
• Расширение функциональных возможностей
• Миниатюризация конструкции
• Интеграция с системами промышленного интернета вещей (IIoT)
• Разработка интеллектуальных датчиков с функциями самодиагностики

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные индукционные датчики, расширяя сферы их применения в промышленности.

Сравнение индукционных датчиков с другими типами бесконтактных датчиков

Индукционные датчики имеют свои особенности по сравнению с другими типами бесконтактных датчиков:

• Емкостные датчики могут обнаруживать не только металлические, но и диэлектрические объекты, однако более чувствительны к внешним воздействиям.
• Оптические датчики имеют большую дальность действия, но чувствительны к загрязнениям и изменениям освещенности.
• Ультразвуковые датчики способны определять расстояние до объекта, но имеют «мертвую зону» вблизи датчика.
• Магнитные датчики реагируют только на ферромагнитные материалы, но имеют высокую помехозащищенность.

Выбор типа датчика зависит от конкретной задачи и условий эксплуатации. Индукционные датчики часто оказываются оптимальным решением благодаря своей надежности и простоте использования.

Индукционные датчики угла компенсируемые — ЦНИИ Электроприбор

Датчики угла (ДУ) выполнены из двух самосто­ятельных датчиков точного и корректирующего от­счета (далее – ТО и КО) с разными коэффициентами электрической редукции по схеме, реализующей автокомпенсацию угловой погрешности в составе цифрового преобразователя угла типа «угол-параметр-код» с неограниченным углом поворота вала в основном режиме его работы. Датчики ТО и КО являются многополюсными двухфазными вра­щающим­ися трансформаторами с сосредоточенными обмотками на сплошных магнито­проводах (на статоре – две выходные квадратурные обмотки, на роторе — одна обмотка возбуждения). 

Технические данные	ДУ-50-25	ДУ-71-3	ДУ-100-63	ДУ-160-100	ДУ-280-205	ДУ-500-405
Номинальное напряжение возбуждения, В	2					10
Диапазон значений напряжения возбуждения, В	2-6			2-12
Номинальная частота напряжения возбуждения, кГц	5					7
Диапазон частот напряжения возбуждения, кГц	4-10
Коэффициент электрической редукции ТО	16 (32)	32	64	128		64
Погрешность преобразования угла в ТДП*, не более, …²	±20	±20	±15	±10		±20
Статическая погрешность преобразования в составе ЦПУ, …², не более	±5-10	±3-5	±2-3	±1-2		±2-3
Ток возбуждения, А, не более	0,1	0,1	0,1	0,015	0,02	0,21
Максимальное выходное напряжение ТО, В,не менее	0,12		0,35	0,11	0,29	0,75
Остаточная ЭДС, мB, не более	1				2	15
Сдвиг фазы выходного напряжения ТО относительно входного,…°	35±5	40±5	43±5	67±5	24±5	31±6
Масса, кг, не более, в том числе ротора	0,30 0,13	0,50  0,20	0,86 0,39	2,93 1,10	7,71  3,17	23,77  8,95

 
Примечание – Параметры приведены для температуры окружающей среды 20 ^оС.

^* ТДП – трансформаторная дистанционная передача угла на принимающий ВТ-приемник.

• допуск осевого смещения ротора относительно статора – ±0,2 мм;
• коэффициент линейного расширения материала деталей посадочных мест в приборе – (8–16)х10^-6 1/°C;
• датчики имеют на роторе и статоре резьбовые отверстия для монтажа и демон­тажа изделия, в т.ч. и для обеспечения совмещения рисок нулевого положения;
• при установке датчика в прибор риски нулевого положения совместить визуаль­но, с точностью до половины ширины риски;
• крепление датчика в приборе должно обеспечивать стабильность выставленных положений его ротора и статора в процессе эксплуатации;
• расстояние от торцевых установочных поверхностей статора и ротора датчика в местах расположения лобовых частей их обмоток до элементов конструк­ции прибора не менее 1,5 мм;
• пайку внешнего электромонтажа к платам с лепестками датчика выполнять припоем  ПОС 61 ГОСТ 21931-76.

Допускаются другие способы установки датчика в прибор при согласовании с предприятием-изготовителем.

Бесконтактные датчики положения объекта | СЕНСОР

Бесконтактные датчики положения объекта | СЕНСОР

Цельнометаллические индуктивные датчики

• В корпусе из нержавеющей стали, имеют высокую устойчивость к воздействиям агрессивных сред

Подробнее

Ультразвуковые датчики положения

• Ультразвуковые датчики положения применяются в тяжелых условиях запыленности, задымленности, для определения наличия, положения или контроля уровня, для обнаружения прозрачных объектов воздействия…

Подробнее

Высокотемпературные индуктивные датчики

• В цилиндрическом корпусе с широким диапазоном температур от -25°C до +100 °C

Подробнее

Оптические датчики положения

• Оптические датчики серии ВБО применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов. Использование в датчиках кодированного инфракрасного излучения повышает помехоустойчивость к посторонним источникам света.

Подробнее

Индуктивные датчики положения

• Индуктивные датчики серии ВБИ не требуют обслуживания и отличаются высокой эксплуатационной надежностью, прочностью корпуса, устойчивостью к воздействиям окружающей среды, это позволяет их широко применять в промышленной автоматизации производств, робототехнике и т.д.

Подробнее про ВБИ

Защитные оптические барьеры

• Барьер защитный оптический многолучевой создает из инфракрасных лучей плоскость и контролирует проникновение через нее каких-либо объектов. Барьеры серии ВБО-ЭК применяются в прессовом оборудовании для решения задач техники безопасности.

Подробнее

Каталог

Актуальные новости

СЕНСОР новогодние праздники

Компания СЕНСОР поздравляет Вас с наступающими праздниками, желает здоровья, бодрости духа, успеха Вам и Вашим близким!. ..

Читать

29.03.2023

Оптический барьер безопасности «СЕНСОР»

Компания «СЕНСОР» представляет новинку в номенклатуре защитных барьеров. Серия оптических барьеров безопасности ВБО-ЭК в компактном корпусе….

Читать

20.09.2020

Индуктивные датчики NAMUR

Спроектированы с видом взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь «i» и способны работать при низких значениях напряжения……

Читать

12.01.2021

Оптический барьер для высоких температур

Компания «СЕНСОР» представляет новинку в номенклатуре защитных барьеров. Серия оптических барьеров ВБО-ЭКТК с водяным охлаждением……

Читать

23.06.2021

Индуктивный датчик серия ВБИ-П18

Компания «СЕНСОР» представляет новинку в номенклатуре индуктивных датчиков. Серия индуктивных датчиков П18……

Читать

01.12.2021

О компании ЗАО «Сенсор»

Компания «СЕНСОР» специализируется на выпуске изделий промышленной электроники — бесконтактных выключателей и бесконтактных датчиков положения для систем автоматики

Номенклатура производимая компанией «СЕНСОР» продукции насчитывает примерно 2500 типоразмеров.

30 лет на рынке

Специализируемся на разработке и производстве приборов для автоматизации, контроля и управления технологическими процессами

Приоритеты

Высокая надёжность серийной продукции, стабильные поставки — точно в срок

Особенности

Работа по техническим заданиям заказчика. Нацеленность на долговременное сотрудничество и гарантия высокого качества

Статус

Занимаем лидирующее положение в России и странах СНГ по техническому уровню разработок и объему производства

Сертификаты

ГОСТ Р ИСО 9001-2015 (ISO 9001:2015)

Сертификат соответствия ТР ТС 004/2011 | ТР ТС 020/2011

Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 серия ДВИ

Сертификат функциональной безопасности уровня SIL2

Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 серия БИА

Закажите бесплатную консультацию

Расскажите о вашем проекте – мы сделаем предложение

Имя

Email

Номер телефона

Сообщение

Этот сайт использует файлы cookie для хранения данных и сервисы статистики.
Продолжая использовать сайт, вы даете свое согласие на работу с этими файлами и сервисами.

Закажите звонок

Мы Вам перезвоним в ближайшее время

Имя

Email

Номер телефона

Сообщение

Отправить запрос

Расскажите о вашем проекте – мы сделаем предложение

Имя

Email

Номер телефона

Сообщение

Перезвоните мне

Номер телефона

Индуктивные датчики — Balluff

Продукты

• Продукты
• Новости продукта
• Программное обеспечение и системные решения

Отрасли и решения

• Отрасли
• Примеры применения и решения
• Основные темы
• Цифровизация и промышленный интернет вещей

Услуги

• Услуги
• Мои преимущества Balluff
• Загрузки
• Обучение
• Основы автоматизации
• Технический глоссарий

Компания

• Ваша карьера в Balluff
• Профиль компании
• Миссия и видение
• Отношение и ценности
• Наша ответственность
• История

Последние новости

• Выставки и мероприятия
• Новости продукта
• отдел новостей
• Новостная рассылка
• Блог Баллаффа

Контакт

• Контактная поддержка
• Balluff по всему миру
• Покупка

Информационный бюллетень

Индуктивные датчики | Метод обнаружения и функция

Различные принципы обнаружения могут использоваться для различных задач обнаружения. Принцип обнаружения, наиболее подходящий для конкретного приложения, определяется из различных соображений: к ним относятся материал обнаруживаемого объекта, среда приложения и расстояние, с которого должно происходить обнаружение.

Если обнаруживаемый объект является электропроводным, например, изготовлен из металла и может быть обнаружен с близкого расстояния, рекомендуется использовать индуктивный датчик.

Индуктивные датчики функционируют таким образом, что датчик излучает высокочастотное переменное магнитное поле . Когда металлическая переключающая мишень приближается к этому магнитному полю, энергия извлекается из переменного поля за счет потерь на вихревые токи. Кроме того, ферромагнитные переключающие мишени вызывают потери при перемагничивании. Эти потери оцениваются, и датчик переключается при достижении определенного порога.

Типичные области применения включают мониторинг положения всех видов, мониторинг положений клапана и обнаружение скоростей движения ремня . Исключительная универсальность принципа физического измерения означает, что на рынке доступно множество различных типов конструкций и версий датчиков, подходящих для конкретных условий эксплуатации, например, датчики с коэффициентом уменьшения 1, датчики NAMUR, датчики с металлическим лицом и датчики с одобрением типа E1 для использование в транспортных средствах.

В зависимости от приложения, следующие 9В качестве альтернативы можно использовать принцип обнаружения 0086 :

• Емкостной датчик: для обнаружения объектов из пластика или бумаги, а также жидкостей (маслянистых или водных), гранул и порошков
• Датчик магнитного поля: предметы, которые являются магнитными или могут быть оснащены магнитом

Конструкция с индуктивным датчиком

Индуктивные датчики бесконтактные. Датчики обнаруживают металлических объектов, находящихся в зоне их измерения. Для этого они используют взаимодействие металлического предмета как электрического проводника с излучаемым магнитным переменным полем датчика. В электрическом проводнике индуцируются вихревые токи , которые извлекают энергию из поля и тем самым влияют на уровень амплитуды колебаний.

Сердечником индуктивного датчика является катушка , обычно с ферритовым сердечником , который позволяет магнитному полю выходить в определенном направлении. Генератор , расположенный за ним в датчике, использует LC-резонансный контур для создания переменного магнитного поля, которое выходит из чувствительной поверхности датчика. В металлическом объекте, находящемся в зоне измерения, индуцируются вихревые токи. Они извлекают энергию из генератора. уровень сигнала в осцилляторе меняется. Затем изменение уровня сигнала переключает выходной каскад в бинарных датчиках через триггер Шмитта. В измерительных датчиках это изменение уровня сигнала влияет на аналоговый выходной сигнал в зависимости от расстояния до объекта .

История индуктивных датчиков приближения

Первый индуктивный датчик приближения промышленного класса был разработан и выпущен на рынок в 1958 Уолтером Пепперлом и Вильфридом Гейлом . В то время разработка была основана на соседнем BASF . Компания BASF хотела заменить механические переключающие контакты, использовавшиеся в то время для обнаружения товаров, бесконтактными переключающими датчиками, которые не вызывали искровых разрядов . Намерение состояло в том, чтобы значительно снизить опасность взрыва . Даже первый индуктивный бесконтактный датчик был разработан с учетом искробезопасности в соответствии со стандартом NAMUR .

Стандартизация

Все бесконтактные датчики и индуктивные датчики от Pepperl+Fuchs были разработаны, изготовлены и проданы в соответствии с применимым стандартом IEC/EN 60947 «Низковольтные коммутационные устройства — Часть 5-2: Блоки управления и переключающие элементы — датчики приближения».