Индуктивный датчик приближения M12

Индуктивный датчик приближения обнаруживает металлическую деталь, не касаясь её. Катушка за чувствительной поверхностью создаёт переменное поле, металлическая цель, входя в него, забирает из поля энергию, а схема, удерживающая колебания, отмечает изменение и переключает выход. Ничего не движется и не изнашивается - поэтому датчик ставят для сигнализации крайнего положения, подсчёта и определения положения на машинах, где механический концевой выключатель меняли бы каждые несколько месяцев.

На этой странице - датчики в резьбовом корпусе M12 из никелированной латуни с чувствительной поверхностью из ABS. Доступных расстояния срабатывания два: 2 mm у экранированного исполнения, которое монтируется заподлицо с металлом, и 4 mm у неэкранированного, которое должно из металла выступать. Четыре исполнения выхода покрывают NPN, PNP, двухпроводный DC и двухпроводный AC, а контакт может быть нормально открытый, нормально закрытый или переключающий.

Защита от среды - IP65, рабочий диапазон температур от -25 до +65 °C. Исполнения DC работают от 6 до 36 V, поэтому одна позиция закрывает и 12 V, и 24 V цепи управления, а исполнения AC - от 36 до 250 V.

Как устроен индуктивный датчик приближения

За чувствительной поверхностью стоит катушка, входящая в колебательный контур, который работает на частоте заметно выше, чем частота переключения выхода. Когда металлическая цель входит в поле, в ней наводятся вихревые токи и забирают из контура энергию. Амплитуда колебаний падает, детектор замечает изменение и переключает выход. Точка срабатывания задаётся тем, сколько энергии цель поглощает, - поэтому материал цели значит столько же, сколько расстояние.

Двумя величинами, которые определяют, куда ставить датчик, являются номинальное расстояние срабатывания и расстояние настройки. Номинальное измеряют относительно эталонной цели из железа определённого размера в лабораторных условиях. Расстояние настройки - это интервал, в котором датчик можно реально разместить, и он всегда меньше, потому что окружающий металл, напряжение питания и температура сдвигают рабочую точку. Материал, полученный для этих датчиков, рекомендует по этой причине монтировать датчик на 85 % номинального расстояния.

Экранированное и неэкранированное исполнения различаются тем, куда уходит поле. У экранированного датчика вокруг катушки есть металлическое кольцо, собирающее поле перед торцом, поэтому его можно утопить в металлическую поверхность, не рискуя, что окружающий металл погасит колебания, - ценой дальности. У неэкранированного такого кольца нет, поле расходится во все стороны и видит дальше, но металлическая поверхность рядом с торцом будет его гасить, и датчик станет срабатывать непрерывно.

Как выбрать датчик

Сначала решают, как датчик будет установлен. Резьбовое отверстие в металлическом кронштейне с торцем заподлицо требует экранированного исполнения. Там, где датчик стоит свободно от окружающего металла, годится неэкранированное исполнение и даёт большее расстояние. Обычно этот выбор делает конструкция машины, а не предпочтение.

Затем выход согласуют с цепью управления. NPN подходит к входу контроллера или ПЛК, принимающему ток на себя; PNP - к входу, отдающему ток. Двухпроводный DC берут там, где в существующей проводке есть только два проводника. Двухпроводный AC предназначен для уже имеющейся цепи переменного тока, и его частота переключений 25 Hz - предел, который стоит запомнить: на быстром подсчёте он не успеет, тогда как исполнение DC переключает на 0,5 kHz.

Дальше проверяют ток нагрузки. Ток выхода различается по исполнениям - от 200 mA у двухпроводного DC до 400 mA у AC, - и нагрузку вблизи этого значения надо сверить, а не принять на веру.

Положение наконец выставляют на машине. Расстояние, на котором датчик срабатывает действительно, зависит от материала цели, окружающего металла и питания, поэтому практически правильно ставить датчик на долю номинального расстояния, а потом подстраивать на собранной машине, а не выставлять номинальное число на столе.

Ограничения и то, что нужно подтвердить

Индуктивный датчик отзывается только на металл. Пластмассовая, стеклянная, керамическая или деревянная деталь проходит поле незамеченной, и для неметаллической цели нужен ёмкостный или фотоэлектрический датчик. Если цель металлическая, но утоплена под крышку, обнаружение сквозь крышку работает лишь до тех пор, пока суммарный зазор остаётся внутри расстояния срабатывания.

Опубликованное расстояние срабатывания - не расстояние в эксплуатации. Материал даёт нержавеющую сталь как цель, переключающую датчик примерно на 0,8 номинального значения, латунь - примерно на 0,4, и рекомендует монтировать на 85 % номинала. Два этих эффекта перемножаются, поэтому на латунной цели датчик на 4 mm сработает ближе к 1,4 mm, чем к 4 mm. Положение, выставленное только по каталогу, - обычная причина, по которой датчик, работавший на столе, отказывается работать на машине.

Два пункта полученного материала незавершены. В таблице моделей перечислено трёхпроводное AC-исполнение, чей код повторяет код двухпроводного AC-исполнения, поэтому это исполнение названо на странице с указанным несоответствием, а не опущено. А влияние температуры на срабатывание приведено дважды с разными допусками в зависимости от рассматриваемого диапазона. Оба значения опубликованы как получены, а не сведены к одному.

Материал отмечает и то, что монтажный кронштейн не поставляется, - его изготавливает изготовитель машины. В сильном магнитном поле рекомендуют экранированный кабель вместо стандартного.