Что такое датчик приближения
Датчик приближения обнаруживает, что объект пришёл в заданное положение, без касания и без механического рычага, который мог бы износиться. Чувствительный элемент стоит за торцевой поверхностью и запитан постоянно, а выход меняет состояние, когда цель оказывается в зоне действия. Поскольку контакта нет, датчик не изнашивается, не требует усилия для срабатывания и переключает гораздо быстрее концевого выключателя с рычагом.
Абсолютное большинство этих датчиков - индуктивные: они создают на торце переменное магнитное поле и замечают вихревые токи, наведённые в металлической цели. Поэтому они надёжны в масле, охлаждающей жидкости, пыли и при мойке, где оптическое устройство пасует, но откликаются они только на металл, и на разные металлы - с разного расстояния. Ёмкостные датчики видят почти любой материал, включая пластик, жидкость и порошок, ценой того, что их легче задеть случайно.
Поэтому вопрос выбора почти никогда не сводится к тому, какой датчик лучше вообще. Он в том, из чего сделана цель, как близко к ней можно подвести торец, с какой скоростью цель проходит мимо и что делает с полем окружающая металлическая конструкция. На этой странице разобраны перечисленные пункты и проведена граница с соседними семействами датчиков, которые часто берут вместо него.
Как датчик приближения выполняет измерение
Индуктивный датчик содержит колебательный контур: катушка намотана на сердечник за чувствительной поверхностью. Когда токопроводящая цель входит в поле, в ней циркулируют вихревые токи и гасят колебания; датчик замечает изменение амплитуды и переключает выход. Само расстояние при этом не измеряется - выход даёт «да» или «нет» в точке, заданной внутренним порогом.
Затухание зависит от того, насколько хорошо цель проводит ток и насколько она магнитна, поэтому номинальное расстояние срабатывания указывают относительно цели из мягкой стали и уменьшают для всех остальных. Алюминий и медь гасят поле с более короткого расстояния, и коэффициенты снижения, которые публикует изготовитель, выражают ровно это. Цель тоньше указанной минимальной или с покрытием ведёт себя иначе, чем любая из них.
Поскольку поле распространяется за пределы торца во все стороны, датчик может сработать и не от той цели, для которой предназначен. Два датчика, поставленных торцами друг к другу или рядом, мешают одному другому, а у неэкранированного датчика, утопленного в металл, часть поля поглощает окружающая оболочка. Поэтому правила монтажа - часть измерения, а не подробность установки.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Принцип измерения | Индуктивный, ёмкостный и магнитный типы | Какие материалы вообще поддаются обнаружению и насколько датчик терпим к посторонним целям и к окружающему пространству. |
| Номинальное расстояние срабатывания | Указывается относительно стандартной цели из мягкой стали, от нескольких миллиметров и выше | Зазор, который выдерживает установка. Это отправное, а не рабочее значение, потому что материал цели и монтаж уменьшают его. |
| Экранированное или неэкранированное исполнение | Экранированные можно монтировать заподлицо с металлом; неэкранированные работают дальше, но требуют свободного пространства вокруг | Можно ли утопить датчик в кронштейне или он должен из него выступать. Решает чертёж механизма, а не требование к обнаружению. |
| Форма и размер корпуса | Резьбовые цилиндры обычных метрических размеров, а также прямоугольные и блочные исполнения | Впишется ли он в имеющееся пространство и можно ли его отрегулировать и зафиксировать после настройки. |
| Тип выхода | PNP, NPN, двухпроводный, трёхпроводный и четырёхпроводный, с нормально открытым или нормально закрытым контактом | Как датчик подключается к карте ввода и что видит контроллер, когда цели нет. Несовпадение полярности выхода - одна из самых частых причин, по которым новый датчик кажется неработающим. |
| Присоединение | Встроенный кабель либо разъём типичного промышленного типоразмера | Можно ли вынуть датчик для замены без переподключения проводов, а это важно на машине, где таких датчиков много. |
| Питание и частота переключений | Рабочее напряжение и максимальное число переключений в секунду | Успевает ли датчик за скоростью машины. Быстрая цель может пройти поле и выйти из него между двумя циклами переключения. |
| Условия среды | Степень защиты, стойкость к сварочным брызгам и помехоустойчивость к полям рядом стоящего сварочного оборудования | Сколько проживёт датчик там, где он стоит, - для неподходящего исполнения в сварочной ячейке это измеряется неделями. |
Как выбрать датчик приближения
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
| Материал цели | Он задаёт действительное расстояние срабатывания: цель не из мягкой стали переключает датчик на меньшем зазоре, чем указано в каталоге | Укажите материал цели, а если есть гальваническое покрытие или напыление - и его. |
| Размер и толщина цели | Цель меньше или тоньше эталонной уменьшает расстояние ещё сильнее | Приведите наименьший размер цели вдоль оси обнаружения, а не только её площадь. |
| Ограничения по монтажу | Заподлицо или с выступом, и сколько металла находится вокруг датчика | Пришлите эскиз кронштейна и расположение датчика относительно соседних металлических конструкций. |
| Частота переключений против скорости машины | Датчик должен справиться с самым быстрым проходом и самым коротким пребыванием цели в зоне | Укажите скорость линии и время, в течение которого цель остаётся перед датчиком. |
| Расстояние до других датчиков | Соседние датчики могут срабатывать друг от друга | Скажите, насколько близко они будут стоять и можно ли их чередовать либо применить экранированные. |
| Условия окружающей среды | Охлаждающая жидкость, стружка, мойка, пыль, сварочные брызги и температура действуют на торец датчика | Опишите ячейку, в которой стоит датчик, а не весь цех в целом. |
| Что подключено к сигналу | Напряжение и полярность карты ввода, а также логика, которую ожидает программа | Уточните тип входа до заказа, чтобы тип выхода задавался не предпочтением. |
Номинальное расстояние срабатывания - лабораторная величина. Рабочее расстояние - это то, что остаётся, когда свою долю заберут материал цели, её размер и монтаж, поэтому на него надо смотреть как на верхнюю границу, а не как на настройку.
Ближайшие альтернативы
датчик приближения: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Чем отличается от датчика приближения |
| Фотоэлектрические датчики | Оптические, поэтому видят почти любой материал на расстояниях, недостижимых для индуктивного, и различают светлое и тёмное либо замечают прозрачный объект. Им нужна прямая видимость, и они страдают в пыли, тумане и при мойке - ровно там, где индуктивному ничего не мешает. |
| Датчики положения | Сообщают, где находится объект, чаще как непрерывная величина вдоль пути, а не как достигнутая одна точка. Если системе управления нужно фактическое положение, датчик приближения даёт лишь подтверждение конца хода. |
| Датчики перемещения | Измеряют малое перемещение как непрерывное расстояние - именно это нужно при проверке биения, прогиба или теплового расширения. Датчик приближения сводит эту информацию к одному порогу: он подтвердит предел, но не скажет, как далеко деталь. |
| Датчики уровня | Те же физические принципы, обращённые к поверхности материала, а не к детали машины, и оформленные для баков и бункеров. Датчик приближения внутри бункера - это точечное реле уровня; если нужен непрерывный контроль уровня, семейство датчиков уровня подходит точнее. |
| Датчики частоты вращения | Считают, как часто проходят цели, и выдают частоту, пропорциональную скорости. Датчик приближения способен дать импульсы, но саму скорость он не сообщает - это преобразование выполняет контроллер или отдельный датчик частоты вращения. |
| Прочие промышленные датчики | Собирательная группа для задач, которые не покрывает ни одно конкретное семейство: магнитные реле для цилиндров, блокировки с уровнем безопасности. Если к применению предъявлены требования по сертификации, общецелевой датчик приближения их не заменит. |
Здесь чаще всего путают индуктивные и фотоэлектрические датчики. Выбор обычно сводится к одному вопросу: металл ли цель и достаточно ли вокруг грязно, чтобы ослепить оптический датчик.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Материал цели, её размер и толщина вдоль направления обнаружения
- Требуемое рабочее расстояние от чувствительной поверхности до цели
- Можно ли монтировать датчик заподлицо с металлом или он должен стоять свободно
- Частота переключений или скорость линии и время пребывания цели в зоне
- Тип выхода и полярность, которые ожидает карта ввода
- Предпочтительное присоединение и нужно ли вынимать датчики для замены
- Условия окружающей среды: охлаждающая жидкость, стружка, пыль, мойка, сварочные брызги и температура
- Сколько единиц требуется и нужны ли запчасти к заказу
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки