Двухпроводная схема подключения датчика. Двухпроводные схемы подключения датчиков: особенности и преимущества использования

Как работают двухпроводные схемы подключения датчиков. Каковы основные преимущества двухпроводных датчиков перед трехпроводными. Какие типы двухпроводных датчиков существуют. Как правильно подключать и настраивать двухпроводные датчики.

Принцип работы двухпроводной схемы подключения датчиков

Двухпроводная схема подключения датчиков имеет ряд особенностей по сравнению с трехпроводной:

• Датчик и нагрузка включаются последовательно
• Отдельных соединений для цепи нагрузки и питания нет
• Сигнал о состоянии датчика передается по тем же проводам, что и питание
• Датчик никогда не бывает полностью проводящим или полностью заблокированным

В отличие от механического переключателя, двухпроводной датчик как активный компонент постоянно требует некоторого напряжения и тока для своей работы. Это приводит к тому, что даже в закрытом состоянии на датчике падает небольшое напряжение.

Особенности работы двухпроводных датчиков в разных состояниях

Открытое состояние датчика

В открытом состоянии через датчик протекает небольшой ток, обычно менее 1 мА. Этот ток может создавать напряжение на нагрузках с высоким импедансом, например на цифровых входах контроллеров. Поэтому многие современные датчики имеют очень низкий остаточный ток в открытом состоянии.

Закрытое состояние датчика

В закрытом состоянии на датчике падает напряжение в несколько вольт. При работе от низкого напряжения питания это может привести к тому, что на нагрузку будет подаваться недостаточное напряжение для срабатывания.

Основные типы двухпроводных датчиков

Существует несколько основных типов двухпроводных датчиков:

• Датчики для работы от постоянного напряжения
• Датчики для работы от переменного напряжения
• Универсальные датчики для работы от постоянного и переменного напряжения
• Датчики стандарта NAMUR
• Датчики безопасности по стандарту NAMUR

Каждый тип имеет свои особенности подключения и применения.

Преимущества использования двухпроводных датчиков

Двухпроводные датчики имеют ряд преимуществ по сравнению с трехпроводными:

• Более простая схема подключения
• Возможность замены как NPN, так и PNP датчиков
• Меньшее количество проводов в кабеле
• Не требуется отдельное питание датчика
• Упрощается замена датчиков разных типов

Эти преимущества делают двухпроводные датчики универсальным решением для многих применений.

Особенности подключения двухпроводных датчиков

При подключении двухпроводных датчиков необходимо учитывать следующие моменты:

• Датчик и нагрузка включаются последовательно
• Порядок подключения датчика и нагрузки не имеет значения
• Необходимо правильно выбрать номинал нагрузочного резистора
• Следует учитывать падение напряжения на датчике
• Для датчиков NAMUR требуется специальный усилитель

Правильное подключение обеспечит корректную работу датчика в системе.

Настройка параметров измерительных каналов

Для корректной работы с двухпроводными датчиками необходимо правильно настроить параметры измерительных каналов:

• Чувствительность преобразователя
• Единицы измерения
• Коэффициент усиления
• Опорное значение для расчета в дБ
• Смещение постоянной составляющей
• Название канала

Эти настройки позволяют правильно обрабатывать сигнал от датчика и получать корректные результаты измерений.

Расчет чувствительности и смещения для датчиков

Для правильной настройки измерительного канала необходимо рассчитать чувствительность датчика и смещение постоянной составляющей. Рассмотрим это на примерах:

Пример расчета для датчика давления

Для датчика избыточного давления с диапазоном 0-16 МПа и выходным сигналом 4-20 мА:

• Чувствительность = (1В — 0.2В) / 16 МПа = 0.05 В/МПа
• Смещение = 0.2В (соответствует 0 МПа)

Пример расчета для датчика температуры

Для датчика температуры с диапазоном -200°C до +600°C и выходом 4-20 мА:

• Чувствительность = (1В — 0.2В) / 800°C = 0.001 В/°C
• Смещение = 200°C (соответствует 0.2В)

Правильный расчет этих параметров обеспечит точные измерения во всем диапазоне.

Применение двухпроводных датчиков в системах безопасности

Двухпроводные датчики стандарта NAMUR широко применяются в системах безопасности. Их особенности:

• Непрерывная или дискретная характеристика расстояние/ток
• Возможность определения обрыва линии и короткого замыкания
• Использование с сертифицированными усилителями
• Возможность применения во взрывоопасных зонах
• Уровень безопасности до SIL 3

Это позволяет создавать надежные системы безопасности для различных применений.

Выбор двухпроводного датчика для конкретного применения

При выборе двухпроводного датчика следует учитывать следующие факторы:

• Тип измеряемой величины
• Требуемый диапазон измерений
• Тип питающего напряжения (постоянное/переменное)
• Необходимость взрывозащиты
• Требования по функциональной безопасности
• Совместимость с существующим оборудованием

Правильный выбор датчика обеспечит оптимальную работу системы и минимизирует затраты на обслуживание.

Подключение датчиков с токовым выходом к модулям АЦП-ЦАП ZET 210/220

к модулям АЦП-ЦАП ZET 210/220

На рисунках приведены схемы подключения датчиков с токовым выходом к модулям АЦП-ЦАП ZET 210, ZET 220.

Двухпроводная схема подключения датчиков с токовым выходом

Трёхпроводная схема подключения датчиков с токовым выходом

Четырёхпроводная схема подключения датчиков с токовым выходом

Для правильного расчета результатов измерений и обработки сигналов необходимо настраивать параметры измерительных каналов. Для этого заполняется таблица в программе «Редактирование файла конфигурации измерительных каналов». Таблица имеет следующие столбцы:

• номер канала,
• чувствительность преобразователя,
• единицы измерения,
• коэффициент усиления внешнего усилителя,
• опорное значение для вычисления дБ,
• смещение постоянной составлющей,
• название канала.

Номера каналов идут по-порядку. Чувствительность преобразователя характеризует коэффициент передачи входной величины (физической) к выходной (электрической). В столбце Ед. изм. указывается единица измерения датчика (физическая величина), относительно которой происходит преобразование в электрическую величину (вольты). Если до аналогово входа был установлен внешний усилитель, то в таблице необходимо указать коэффициент усиления. Опорное значение для вычисления дБ необходимо для вычисления логарифмического уровня сигнала в дБ. Смещение постоянной составляющей задается в единицах измерения. В последний столбец Название канала вводится удобное для пользователя название измерительного канала.

Рассмотрим, как правильно рассчитывать чувствительность датчиков и смещение постоянной составляющей на следующих примерах.

Пример 1

К первому каналу модуля АЦП-ЦАП ZET 210 подключен датчик избыточного давления, который имеет выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА, и верхний предел измерений 16 МПа. Датчик запитывается от источника питания постоянного тока, напряжение 30 В, а на входной канал модуля АЦП-ЦАП ZET 210 параллельно датчику подключается точный нормирующий резистор номиналом 50 Ом (двухпроводная схема подключения датчиков).

Тогда на выходе датчика избыточного давления будет: 0 МПа — 0.2 В, 16 МПа — 1 В.

Отсюда чувствительность: 0.8 В/16 МПа = 0.05 В/МПа (тангенс угла наклона прямой). Установив это значение в соответствующем столбце в настройках параметров канала.

Расстояние по оси абсцисс между полученной и реальной прямой вносится в столбец Смещ.пост. сост., ед. изм. С учетом вышеописанного строка в таблице для этого измерительного тракта будет выглядеть, как показано на рисунке с изображением файла конфигураций (первый канал — первая строка).

Пример 2

Ко второму каналу модуля АЦП-ЦАП ZET 210 подключен датчик температуры, который имеет выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА. Пределы измерений от -200 С до 600 С. Датчик запитывается от источника питания постоянного тока (напряжение 30 В), а на входной канал модуля АЦП-ЦАП ZET 210 параллельно датчику подключается точный нормирующий резистор номиналом 50 Ом.

Тогда на выходе датчика температуры будет: -200 °С соответствует напряжение 0.2 В, 600 °С — напряжение 1 В (черная прямая на рисунке).

Отсюда чувствительность: 0.8 В/800 °С = 0.001 В/°С (тангенс угла наклона прямой). Установив это значение в соответствующем столбце в настройках параметров канала, мы получим красную прямую на рисунке представленном выше.

Расстояние по оси абсцисс между полученной и реальной прямой вносится в столбец Смещ.пост. сост., ед. изм. С учетом вышеописанного строка в таблице для этого измерительного тракта будет выглядеть, как показано на рисунке с изображением файла конфигураций (второй канал — вторая строка).

DS18B20 Датчик температуры — АПК ЦЕНСОР

Описание

Функционал: является цифровым датчиком, который работает по шине 1W (используется двухпроводная схема подключения). На этапе производства датчик оснащается кабелем нужной длины, по умолчанию 0,5 м. Подключение датчиков выполняется к портам общего назначения устройств сбора информации УСИ-8ЕG, УСИ-FTTx. 

Микросхема датчика зафиксирована в термоусаживаемой трубке с проводом.

Диапазон измерения температуры	-55 … +125 °С
Точность измерения температуры	1 °С
Допустимая длина шлейфа	Не более 20 м

Характеристики

Совместимость	УСИ-8ЕG + модуль VM-2WM / ПИРС-2W
Питание	Не требуется
Потребляемая мощность	Не более 0,03 Вт
Корпус	Термоусаживаемая трубка
Габаритные размеры, мм	5х5х30
Рабочая температура, ˚C	-55 . .. +125
Вес, кг	Не более 0,01 кг

Как купить

Страница в разработке

Оплата

Страница в разработке

Доставка

Доставку оплаченного оборудования осуществляем курьерскими службами и транспортными компаниями.
Выбор конкретного способа доставки осуществляется при оформлении заказа.

Гарантия

Страница в разработке

Индуктивные датчики | Источник питания

2-проводные датчики для работы от напряжения постоянного тока

2-проводные датчики включаются последовательно с подключенной нагрузкой. Отдельных соединений для цепи нагрузки и питания 2-проводного датчика нет.

 

 

2-проводной датчик: никогда не бывает полностью проводящим — никогда не блокируется полностью

2-проводной датчик — это активный компонент, для работы которого требуется энергия. Датчик получает эту электрическую энергию по двум соединительным проводам. При этом датчик сигнализирует о своем состоянии переключения по тем же двум соединительным проводам. Теоретически датчик легко заменить механическим переключателем, который размыкается или замыкается в зависимости от ситуации с демпфированием датчика.

Переключатель разомкнут

Переключатель замкнут

Это концептуальное упрощение неадекватно отражает реальность. Через идеально разомкнутый ключ ток не течет. Подключенная нагрузка не находится под напряжением. И наоборот, в идеальной ситуации напряжение не падает через замкнутый переключатель. Все напряжение питания подается на нагрузку.
В отличие от механического переключателя, двухпроводной датчик как активный компонент постоянно требует напряжения и тока. Это означает, что даже в закрытом состоянии на датчике падает незначительное напряжение, отсутствующее в подключенной нагрузке. В открытом состоянии через датчик и подключенную нагрузку протекает ток. Поэтому никогда не будет явных случаев «разомкнут» и «замкнут» — как в случае с механическими переключающими контактами — при работе двухпроводного датчика.

Рабочее состояние «Открытый»

В рабочем состоянии «Открытый» переключающий элемент не проводит ток. Ток по-прежнему протекает в цепи, потому что электроника датчика требует определенного тока. Обычно это довольно низкое значение, как правило, менее 1 мА. Тем не менее, это низкое значение тока может генерировать напряжение на нагрузках с высоким импедансом, таких как цифровой вход контрольной панели с типичным входным сопротивлением в несколько кОм. Это напряжение может имитировать высокий уровень на цифровом входе.

Современные цифровые входы (тип 3 в соответствии с EN 61131-2) имеют высокий импеданс для снижения входных токов и, следовательно, снижения рассеиваемой мощности и отвода тепла. Чтобы соответствовать входным характеристикам таких современных цифровых входов, Pepperl+Fuchs предлагает двухпроводные датчики с особенно низким остаточным током.

Пример: NBB10-30GS50-Z4L-V1. «L» в названии выхода означает низкий ток.

Рабочее состояние «замкнут»

В рабочем состоянии «замкнут» переключающий элемент является проводящим. В цепи течет ток. В отличие от механического контакта, на датчике падает напряжение в диапазоне нескольких вольт.

При работе датчика при низком напряжении питания падение напряжения на подключенном датчике может привести к тому, что на нагрузку поступит слишком малое напряжение. В этом случае на цифровой вход ПКП не поступает достаточное напряжение, чтобы определить, что датчик переключается.

Подключение датчика — пример

Пример 2-проводного датчика при работе от напряжения постоянного тока

При последовательном соединении порядок датчика и нагрузки не важен.

соответствует

Два показанных датчика и нагрузки полностью эквивалентны и взаимозаменяемы.

Защита от обратной полярности

2-проводные датчики для работы от постоянного напряжения от Pepperl+Fuchs защищены от повреждений при обратной полярности. Защита от обратной полярности реализуется по-разному и указывается в технических характеристиках продукта.

Мы различаем следующие типы защиты от обратной полярности.

Защита от обратной полярности

Защита от обратной полярности Датчики защищены внутренним диодом от повреждений, вызванных обратной полярностью. Датчик не будет работать, если полярность неверна. Ток в цепи не течет. На цифровой управляющий вход поступает непрерывный сигнал низкого уровня.

 

 

Независимость от полярности напряжения

Датчики, не зависящие от полярности напряжения, всегда правильно питаются от внутренней схемы и всегда работают правильно, независимо от внешней полярности.
Внутренняя схема, обеспечивающая постоянную правильную внутреннюю полярность электроники датчика, вызывает несколько более высокое падение напряжения по сравнению с датчиками с защитой от обратной полярности или датчиками с обратной проводимостью.

Версии 2-проводного датчика

Версия электрического выхода обычно указывается в третьем блоке обозначения заказа Pepperl+Fuchs. Двухпроводной датчик помечен буквой «Z».

Сокращение	Значение	Особая функция
Z или Z0	Нормально открытый, не зависит от полярности напряжения	Падение напряжения ≤ 5 В
Z1	Нормально-замкнутый, не зависящий от полярности напряжения	Падение напряжения ≤ 5 В
Z2	Нормально-замкнутый/нормально-открытый, запрограммированный проводкой, не зависящий от полярности напряжения	Падение напряжения ≤ 5 В
Z3	Нормально открытый, не зависит от полярности напряжения	Как Z0, но другая распиновка штекера
Z4	Нормально открытый, с защитой от обратной полярности	Падение напряжения ≤ 3,8 В
Z4L	Нормально открытый, с защитой от обратной полярности	Аналогичен Z4, но с меньшим дифференциальным током
Z5	Нормально закрытый, с защитой от обратной полярности	Падение напряжения ≤ 3,8 В
Z7	Нормально закрытый, с защитой от обратной полярности	То же, что и Z5, но с другим расположением контактов вилки.
Z8	2 нормально разомкнутых, не зависящих от полярности напряжения

Двухпроводные датчики для работы с переменным напряжением

Двухпроводные датчики этого типа работают последовательно с нагрузкой и подключаются к сети переменного тока. В остальном применяются те же утверждения, что и для двухпроводных датчиков для работы от напряжения постоянного тока.

Подключение датчика — пример

Пример 2-проводного датчика при работе от переменного напряжения

Версии

Датчики этого типа маркируются –W в третьем блоке обозначения заказа.

Такие датчики доступны со следующими функциями переключающего элемента:

• Нормально закрытый (WO)
• Нормально открытый (WS)
• Нормально закрытый или нормально открытый (W), программируемый проводкой

2-проводные датчики для работы с напряжением постоянного или переменного тока

2-проводные датчики этого типа работают последовательно с нагрузкой и могут быть подключены к источникам питания постоянного или переменного тока. В остальном применяются те же утверждения, что и для двухпроводных датчиков для работы от напряжения постоянного тока.

Подключение датчика — пример

Пример 2-проводного датчика при работе от напряжения постоянного или переменного тока

Версии

Датчики этого типа отмечены буквой –U в третьем блоке обозначения заказа Pepperl+Fuchs.

Эти датчики доступны со следующими функциями переключающих элементов:

• Нормально замкнутый (UO)
• Нормально открытый (США)
• Нормально-замкнутый или нормально-открытый (UU), программируемый проводкой

2-проводные датчики в соответствии с NAMUR

2-проводные датчики в соответствии с NAMUR (датчики NAMUR) названы в честь Ассоциации пользователей технологий автоматизации в обрабатывающей промышленности (оригинальное немецкое название: «Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik der chemischen Industrie» , короче: НАМЮР). Это двухпроводные датчики согласно EN 60947-5-6 (VDE 0660, часть 212), которые имеют непрерывную или прерывистую характеристику расстояния/тока.

Область 0: неактивированная область
Красная зона между 0/I: недопустимая зона коммутационного усилителя
Зона I: рабочий диапазон
Зона ≤ 0,15 мА: обрыв провода
Зона ≥ 6,5 мА: короткое замыкание

Кроме того, Pepperl+Fuchs предлагает датчики NAMUR с бинарными характеристиками переключения. Датчики NAMUR с этой выходной характеристикой имеют обозначение типа «N0» (нормально-замкнутые характеристики) или «N1» (нормально-открытые характеристики).

Область 0: неиспользуемая область
Красная область между 0/I: недопустимая область коммутационного усилителя
Зона I: рабочий диапазон
Зона ≤ 0,15 мА: обрыв провода
Зона ≥ 6,5 мА: короткое замыкание

Подключение датчика — пример

Пример 2-проводного датчика согласно NAMUR

Pepperl+Fuchs предлагает различные переключающие усилители для датчиков NAMUR для приложений взрывозащиты и стандартных приложений.

Примечание: Во взрывозащитных приложениях рабочее место искробезопасного датчика NAMUR находится во взрывоопасной зоне. Усилитель с изолированным переключателем должен быть установлен вне взрывоопасной зоны.
Сенсорный кабель в синей оболочке визуально идентифицирует цепь NAMUR как искробезопасную.

Пример:

Версии датчиков NAMUR

Датчики NAMUR маркируются следующим образом в третьем блоке обозначения заказа Pepperl+Fuchs:

–N = непрерывная характеристика расстояния/тока или

–N

5

= непостоянная характеристика расстояния/тока

Датчики доступны со следующими функциями переключения:

• Нормально закрытый (N/N0)
• Нормально открытый (1N/N1)
• Нормально закрытый 2-канальный (N4)
Датчики NAMUR

обычно подключаются к внешним переключающим усилителям, которые преобразуют изменение тока в двоичный выходной сигнал.

2-проводные датчики безопасности Согласно NAMUR

Этот тип 2-проводных датчиков безопасности соответствует датчикам NAMUR со специальной логикой безопасности. Эти датчики имеют соответствующую маркировку SN или S1N.

При совместной работе с одобренными блоками управления эти датчики переходят в безопасное состояние в случае возникновения неисправности.

Пример: Если шнур между датчиком и блоком управления выходит из строя или выходит из строя, выход блока управления автоматически переключается в безопасное состояние «ВЫКЛ.».

Примечание: В приложениях, связанных с безопасностью, датчик должен работать с утвержденным усилителем аварийного выключателя от Pepperl+Fuchs (например, KFD2-SH-EX1).
См. документ «Оценка функциональной безопасности exida», относящийся к этому датчику и доступный как часть документации по продукту на сайте www.pepperl-fuchs.com.

Подключение датчика — пример

На следующей схеме показан пример схемы датчика безопасности с KFD2-SH-EX1. Реализованную логику безопасности следует считать функционально независимой от гальванической развязки для обеспечения искробезопасности.

Два компонента этой цепи позволяют установить безопасное состояние в случае сбоя. Кроме того, и независимо от этой функции, схема является искробезопасной.

Версии 2-проводных датчиков безопасности согласно NAMUR

Датчики этого типа маркируются в третьем блоке обозначения заказа Pepperl+Fuchs следующим образом:

–SN (функция переключающего элемента «нормально замкнутый») или

–S1N (функция переключающего элемента «нормально-открытый»)

Датчики безопасности этого типа предназначены для использования с усилителями безопасного изолированного выключателя типа SH от Pepperl+Fuchs до SIL 3 согласно IEC 61508.

Двухпроводные индуктивные датчики приближения: универсальный донор

Поиск

Поиск

Категории товаров

 

К оплате принимаются следующие карты:

 
6

Мини-корзина

Имя пользователя

Пароль

Запомнить меня

• Завести аккаунт
• Забыли свой логин?
• Забыли пароль?

Последние элементы

Quick Cart

Item Id	Qty

Поставщики

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:
• Дом
• Новости
• Панасоник
• Двухпроводные индуктивные датчики приближения: универсальный донор

При использовании индуктивных бесконтактных датчиков для приложения управления обычно выбирают 3-проводной датчик постоянного тока, который имеет выделенный контрольный выход NPN или PNP и направляет выход на вход ПЛК.

Выбор между полярностями означает определение способа подключения общего провода и соответствующий выбор. Однако, если есть проблема с датчиком, а ваши машины представляют собой смесь датчиков NPN и PNP, вам нужно будет держать под рукой несколько датчиков каждого типа в качестве запасных, чтобы предотвратить ситуацию с остановкой линии.

Простая альтернатива 3-проводным моделям: 2-проводной датчик приближения

Вместо того, чтобы иметь управляющий выход в виде отдельной цепи, а затем цепь питания, 2-проводное решение соединяет все параллельно, что существенно объединяет схемы в один контур. На рисунке 1 ниже показана типичная 3-проводная схема PNP. Как видите, выходной провод имеет определенную полярность, поэтому он будет работать только с общим напряжением 0 В. Питание датчика осуществляется отдельно от выходной цепи. На рисунке 2 мы видим принципиальную схему для 2-проводного варианта. Выходная операция осуществляется по двум проводам питания в виде падения напряжения, что позволяет датчику работать с любой полярностью на общем проводе.

Замена 3-проводных моделей NPN и PNP

Благодаря этому вы можете использовать 2-проводной датчик для замены 3-проводных моделей NPN и PNP, в зависимости от способа подключения. Как видно на рис. 3, заменить трехпроводной датчик так же просто, как проследить за течением тока.