Inductieve naderingsschakelaar, M12

Een inductieve naderingsschakelaar detecteert een metalen deel zonder het aan te raken. Een spoel in het meetvlak wekt een wisselveld op, een metalen doel dat dat veld binnengaat onttrekt er energie aan, en het circuit dat de spoel laat oscilleren registreert de verandering en schakelt de uitgang. Niets beweegt en niets slijt, en daarom wordt de schakelaar gebruikt voor eindstanddetectie, tellen en positiebepaling op machines waar een mechanische eindschakelaar elke paar maanden zou worden vervangen.

De schakelaars op deze pagina hebben een lichaam met M12-schroefdraad van vernikkeld messing met een meetvlak van ABS. Er zijn twee schakelafstanden: 2 mm op de afgeschermde uitvoering, die vlak in metaal kan worden gemonteerd, en 4 mm op de onafgeschermde uitvoering, die vrij van metaal moet blijven. Vier uitgangsvormen dekken NPN, PNP, tweedraads DC en tweedraads AC, en de functie kan normaal open, normaal gesloten of omschakelend zijn.

De afdichting is IP65 en het bedrijfstemperatuurbereik is -25 tot +65 °C. De DC-versies werken van 6 tot 36 V, zodat één onderdeel zowel 12 V- als 24 V-regelsystemen dekt, en de AC-versies werken van 36 tot 250 V.

Hoe een inductieve naderingsschakelaar werkt

Het meetvlak bevat een spoel die deel uitmaakt van een oscillator, met een frequentie ruim boven de schakelsnelheid van de uitgang. Wanneer een metalen doel het veld binnengaat, worden er wervelstromen in opgewekt die energie aan het circuit onttrekken. De oscillatieamplitude daalt, een detectiecircuit merkt de verandering op en schakelt de uitgang. Het schakelpunt wordt bepaald door hoeveel energie het doel opneemt, en daarom is het doelmateriaal even belangrijk als de afstand.

De twee waarden die bepalen waar de schakelaar wordt gemonteerd, zijn de nominale schakelafstand en de instelafstand. De nominale afstand wordt gemeten tegen een standaarddoel van ijzer van een bepaalde maat in een laboratoriumopstelling. De instelafstand is het bereik waarbinnen de schakelaar in de praktijk kan worden geplaatst, en die is altijd kleiner, omdat het omringende metaal, de voedingsspanning en de temperatuur het werkpunt allemaal verschuiven. Het bij deze schakelaars geleverde materiaal adviseert daarom montage op 85 % van de nominale afstand.

Afgeschermde en onafgeschermde uitvoeringen verschillen in waar het veld heen gaat. Een afgeschermde schakelaar heeft een metalen ring rond de spoel die het veld vóór het vlak concentreert, zodat hij in een metalen oppervlak kan worden verzonken zonder dat het omringende metaal hem dempt, ten koste van bereik. Een onafgeschermde schakelaar heeft zo’n ring niet, dus zijn veld spreidt zich en reikt verder, maar een metalen oppervlak naast het vlak dempt hem, en dan schakelt de schakelaar continu.

Hoe u de juiste schakelaar kiest

Bepaal eerst hoe hij wordt gemonteerd. Een getapt gat in een metalen beugel met het vlak gelijk vraagt de afgeschermde uitvoering. Een positie waar de schakelaar vrij van omringend metaal staat, kan de onafgeschermde gebruiken en de langere afstand winnen. Deze keuze wordt gewoonlijk door het machineontwerp gemaakt en niet door voorkeur.

Stem daarna de uitgang af op het stuurcircuit. NPN past bij een ingang die naar min schakelt op een PLC of een regelaar; PNP past bij een ingang die naar plus schakelt. Tweedraads DC is voor een geval waarin slechts twee geleiders in de bestaande bedrading beschikbaar zijn. Tweedraads AC is voor een bestaand AC-stuurcircuit, en de schakelfrequentie van 25 Hz is een grens die het vermelden waard is: bij een snelle teltoepassing houdt hij geen gelijke tred, terwijl een DC-versie op 0,5 kHz schakelt.

Controleer daarna de belastingsstroom. De uitgangsstroom verschilt per uitvoering, van 200 mA op de tweedraads DC-versie tot 400 mA op de AC-versie, en een belasting nabij die waarde moet worden gecontroleerd in plaats van aangenomen.

Stel ten slotte de positie op de machine in. De afstand waarop de schakelaar werkelijk schakelt, hangt af van het doelmateriaal, het omringende metaal en de voeding, dus de bruikbare aanpak is om op een deel van de nominale afstand te monteren en daarna bij te stellen met de machine gemonteerd, in plaats van een nominale waarde op de werkbank in te stellen.

Beperkingen en punten ter bevestiging

Een inductieve schakelaar reageert alleen op metaal. Een deel van kunststof, glas, keramiek of hout gaat door het veld zonder te worden gedetecteerd, en een niet-metalen doel vraagt in plaats daarvan een capacitieve of een foto-elektrische sensor. Waar het doel metaal is maar achter een kap ligt, werkt detectie door de kap alleen zolang de totale opening binnen de schakelafstand blijft.

De gepubliceerde schakelafstand is niet de afstand in bedrijf. Het materiaal geeft roestvrij staal als schakelend op ongeveer 0,8 keer de nominale waarde en messing op ongeveer 0,4 keer, en het adviseert ook montage op 85 % van de nominale waarde. Die twee effecten vermenigvuldigen zich, dus een messing doel op een schakelaar van 4 mm schakelt dichter bij 1,4 mm dan bij 4 mm. Een montagepositie die alleen uit de cataloguswaarde is genomen, is de gebruikelijke reden waarom een schakelaar die op de werkbank werkte, op de machine niet schakelt.

Twee punten in het aangeleverde materiaal zijn onvolledig. De modeltabel noemt een driedraads AC-uitvoering waarvan de code de tweedraads-AC-code herhaalt, dus die uitvoering wordt op deze pagina genoemd met de afwijking erbij vermeld in plaats van weggelaten. En het effect van de temperatuur op het schakelen wordt tweemaal genoemd met verschillende toleranties, afhankelijk van het beschouwde bereik. Beide worden gepubliceerd zoals gegeven in plaats van er één te kiezen.

Het materiaal vermeldt ook dat de montagebeugel niet wordt meegeleverd, dus een beugel moet door de machinebouwer worden voorzien. In een sterk magnetisch veld wordt afgeschermde kabel aangeraden in plaats van de standaardkabel.