Traductoare de Proximitate

download Traductoare de Proximitate

of 12

  • date post

    01-Mar-2016
  • Category

    Documents

  • view

    17
  • download

    0

Embed Size (px)

description

traductoare proximitate

Transcript of Traductoare de Proximitate

133Traductoare de proximitate

TRADUCTOARE DE PROXIMITATE

n general (n sens larg) proximitatea exprim gradul de apropiere dintre dou obiecte, dintre care unul reprezint sistemul de referin.

Se poate realiza controlul poziiei unui obiect care se deplaseaz, fr contact ntre acesta i referin.

n categoria msurrilor de proximitate intr :

- sesizarea capetelor de curs ;

- sesizarea interstiiului dintre suprafee ;

- sesizarea prezenei unui obiect n cmpul de lucru etc.

Traductoarele de proximitate au de regul o caracteristic de tip releu, mrimea de ieire avnd variaii discrete (" tot sau nimic ") discerne ntre dou valori care reprezint (convenional) prezena sau absena corpului controlat.

Aceast particularitate conduce la realizarea compact a traductorului, elementul sensibil i adaptorul (ES + AD) fiind plasate n aceeai unitate constructiv.

5.1 Traductoare inductive de proximitate Schema de principiu a acestui traductor este dat n figura 5.1. Detectorul are rolul de a converti informaia asupra poziiei unui obiect metalic (n raport cu faa sensibil) n semnal electric. Blocul adaptor prelucreaz semnalul electric de la ieirea detectorului i comand un etaj final cu ieire pe sarcin de tip releu. Blocul de alimentare furnizeaz tensiunea necesar circuitelor electronice.

Fig. 5.1 - Schema bloc a traductorului inductiv de proximitate.

Oscilatorul din blocul-detector ntreine, prin cmpul magnetic alternativ, oscilaiile n jurul bobinei ce formeaz (mpreun cu miezul de ferit) faa sensibil a detectorului.

Cnd un obiect metalic (cu proprieti feromagnetice) intr n cmpul magnetic al detectorului, n masa metalului apar cureni Foucault care genereaz, la rndul lor, un cmp magnetic de sens opus cmpului principal pe care l atenueaz puternic i ca urmare blocheaz oscilaiile.

Caracteristicile de funcionare ale traductorului pot fi apreciate n funcie de valorile cotelor utile, notate n figura 5.2 prin: e grosimea ecranului metalic (grosimea obiectului detectat); - limea ecranului; L lungimea ecranului; x distana de la marginea ecranului la centrului feei sensibile; y acoperirea feei sensibile de ctre ecranul metalic; z distana de la ecran la faa sensibil; zN distana nominal de detecie (sesizare).

Fig.5.2 - Dimensiunile de gabarit ale traductorului inductiv de proximitate.

Principalele caracteristici funcionale:

a) Zona de aciune,[2] delimitat de valorile [ 3 40 ] mm, este cuprins ntre curba de anclanare (oprirea oscilaiilor) i curba de declanare (pornirea oscilaiilor);

b) Distana util de detecie , influenat puternic de natura i dimensiunile obiectului (ecranului), ct i de variaia temperaturii, a tensiunii de alimentare i de dispersiile cmpului magnetic (din fabricaie).

c) Fidelitatea reprezint tolerana preciziei de reperare a punctelor de oprire i pornire a oscilaiilor, cnd se menin constani urmtorii parametri : distana, sensul i viteza de deplasare, temperatura i tensiunea de alimentare.

d) Histerezisul reprezint cursa (distana) dintre punctele de oprire i de pornire a oscilaiilor n aceleai condiii (figura 5.3).

e) Durata impulsului de ieire, determinat de viteza deplasrii ecranului (obiectului) i dimensiunile acestuia.

Constructiv traductoarele inductive de proximitate se realizeaz n dou variante:

1) cu faa sensibil inclus frontal sau lateral n corpul propriu-zis al traductorului ;

2) cu faa sensibil separat i legat prin cablu flexibil de corpul traductorului.

Fig. 5.3 Histerezisul unui traductor de proximitateFig. 5.4 Traductor magnetic de proximitate

5.2. Traductoare magnetice de proximitateAceste traductoare au o construcie simpl i sunt formate dintr-un contact ntreruptor (releu de tip Reed) plasat pe un bra al unei carcase sub form de " U " i un magnet permanent fixat pe cellalt bra.Trecerea unui obiect metalic printre braele detectorului (carcasei) modific liniile de for ale magnetului (le ecraneaz) i ca urmare contactul releului i schimb starea figura 5.4. Exist variante constructive la care obiectele magnetice pot aciona direct asupra releului.

Observaie: Cnd viteza de deplasare a magnetului mobil depete 10[ m/s ] - distana nominal de acionare se reduce cu un coeficient (0,7... 0,9) n funcie de viteza de lucru.

5.3. Elemente sensibile capacitive pentru traductoare de proximitate

n cazul traductoarelor capacitive de proximitate elementul sensibil este format dintr-un condensator care face parte dintr-un circuit oscilant. Prezena unui material conductor sau dielectric cu permitivitatea >1, la o distan n raport cu faa sensibil a detectorului, modific capacitatea de cuplaj i amorseaz oscilaiile, figura 5.5.

Funcionarea este diferit n raport cu natura obiectului controlat.

a) La detecia materialelor conductoare, obiectul a crui poziie este controlat formeaz cu faa sensibil un condensator a crui capacitate crete odat cu micorarea distanei x dintre obiect i faa sensibil.

b) La detecia materialelor izolante, faa sensibil este un condensator a crui capacitate crete, cu att mai mult, cu ct premitivitatea dielectric () a obiectului controlat este mai mare.

Principalele surse de erori le reprezint variaiile de temperatur.

Observaie: Pentru evitarea perturbaiilor, n cazul detectrii obiectelor metalice, acestea se leag la pmnt.

Fig. 5.5 Element sensibil capacitiv pentru traducoare de proximitate

5.4 Elemente sensibile fotoelectrice pentru traductoare de proximitate Funcionarea acestora se bazeaz pe modificarea fluxului de radiaii care se stabilete ntre o surs (emitor) i un receptor, datorit prezenei obiectului controlat. Se disting dou variante constructive :

a) Element sensibil de tip barier, la care emitorul i receptorul sunt de o parte i de alta a obiectului controlat, figura 5.6.

Fig. 5.6 Element sensibil de tip barier

b) Element sensibil de tip reflector la care fasciculul de radiaii emis de sursa (E) este transmis spre receptor, situat de aceeai parte cu emitorul, n raport cu obiectul controlat, prin intermediul unui paravan reflectorizant (reflector).

Prezena obiectului controlat modific intensitatea fluxului luminos receptat dup reflexie.

Dac obiectul controlat are proprieti reflectorizante, atunci el poate juca i rolul de paravan reflectorizant, (figura 5.7).

Sursele emitoare (E) pot fi realizate cu diode electroluminiscente (LED) cu fascicul vizibil sau infrarou (cel mai utilizat) dar i cu lmpi speciale care au lentil de focalizare. Receptoarele (R) utilizeaz fotodiode sau fototranzistoare n domeniul vizibil sau infrarou, dar pot utiliza i celule fotovoltaice n domeniul vizibil. Variaia de semnal electric furnizat de elementul sensibil, datorit modificrii poziiei obiectului detectat este prelucrat de adaptorul traductorului (care conine un formator de impulsuri i un amplificator) apoi transmis elementului de ieire de tip releu sau contactor static (tiristor sau triac).

Fig. 5.7 Element sensibil fotoelectric de tip reflector.

Observaie: Se evit mediile umede care pot aburi lentilele ct i obiectele strlucitoare (oglinzi) din apropierea zonei de lucru traductorului spre a evita erorile n funcionarea acestor traductoare.

5.5 Elemente sensibile fluidice pentru traductoarele de proximitate

Traductoarele fluidice se caracterizeaz prin simplitate constructiv i funcional. De aceea, aceste traductoare se afl n nomenclatorul majoritii productorilor mondiali de aparatur fluidic.

Principiile funcionale ale elementelor sensibile fluidice deriv din sesizarea modificrii unuia sau a mai multor parametri de stare ai fluidului: presiune, vitez, sens de curgere - sub influena corpului a crui prezen trebuie sesizat.

Observaie: Datorit nivelului energetic redus al semnalelor vehiculate n sistemele fluidice, sesizarea proximitii unui obiect se face fr a perturba starea i/sau structura obiectului respectiv.

Elementele sensibile, frecvent ntlnite n costrucia traductoarelor fluidice de proximitate, sunt:

a) Dispozitiv duz - palet - ntlnit n construcia tuturor adaptoarelor pneumatice unde are rol de preamplificator naintea etajului final de putere.n acelai timp dispozitivul duz palet este utilizat ca element sensibil al traductorului de proximitate.

Principiul de funcionare i caracteristica static a dispozitivului duz palet sunt date n figura 5.8. Obiectul detectat joac rolul paletei (P), iar rezistena pneumatic R2 reprezint duza (D).

Fig. 5.8 Dispozitiv duz palet: a) principiul de funcionare;

b) caracteristica static

Dac presiunea de alimentare () este constant, variaia presiunii P2 (identic cu presiunea de ieire ) n funcie de valoarea distanei (x) dintre palet i duz este prezentat n figura 5.8 b. Caracteristica static este liniar numai n zona AB. Se observ c pentru x = 0, presiunea P2 are valoare maxim, adic valoarea presiunii de alimentare (), iar dac x este suficient de mare, presiunea P2 scade la valoare presiunii atmosferice (). n figura 5.9 sunt date modalitile de apropiere ale obiectului fa de duz. Aproprierea obiectului, fie printr-o deplasare axial (frontal), fie printr-o deplasare lateral produce variaia presiunii de ieire (), astfel c depirea unui prag impus pentru variaia presiunii de ieire - arat faptul c obiectul este "sesizat ".

Fig. 5.9 - Modaliti de apropiere a obiectului fa de duz: a) deplasare axial;

b)- deplasare lateral

O calibrare corespunztoare a curbelor sau va indica cu o precizie de maximum 1 [mm] ct de aproape este obiectul sesizat.

b) Senzorul de proximitate cu " jet liber " (cu turbulen)

Acesta este format din dou duze coaxiale : duza emitoare 1,