Công tắc tiệm cận kiểu cảm ứng, M12

Một công tắc tiệm cận kiểu cảm ứng phát hiện một chi tiết kim loại mà không chạm vào nó. Một cuộn dây trong mặt cảm biến sinh ra một từ trường xoay chiều, một mục tiêu kim loại đi vào trường đó hút năng lượng từ trường, và mạch giữ cho cuộn dây dao động ghi nhận sự thay đổi rồi tác động đầu ra. Không có gì chuyển động và không có gì mòn, đó là lý do công tắc được dùng để phát hiện cuối hành trình, đếm và xác định vị trí trên những cỗ máy mà một công tắc hành trình cơ khí sẽ phải thay sau vài tháng.

Các công tắc trong trang này là thân có ren M12 trong vỏ đồng thau mạ niken với mặt cảm biến bằng ABS. Hai khoảng cách cảm biến được cung cấp: 2 mm ở bản có che chắn, lắp chìm được trong kim loại, và 4 mm ở bản không che chắn, phải đứng cách xa kim loại xung quanh. Bốn dạng đầu ra bao quát NPN, PNP, hai dây DC và hai dây AC, còn tác động có thể là thường mở, thường đóng hoặc chuyển mạch.

Làm kín là IP65 và dải nhiệt độ làm việc là -25 đến +65 °C. Các bản DC chạy từ 6 đến 36 V, nên chỉ một mã hàng phủ cả hai hệ điều khiển 12 V và 24 V, còn các bản AC chạy từ 36 đến 250 V.

Cách một công tắc tiệm cận kiểu cảm ứng làm việc

Mặt cảm biến chứa một cuộn dây tạo thành một phần của mạch dao động, chạy ở tần số cao hơn nhiều tốc độ đóng cắt của đầu ra. Khi một mục tiêu kim loại đi vào từ trường, các dòng xoáy được cảm ứng trong nó và rút năng lượng khỏi mạch. Biên độ dao động giảm xuống, một mạch phát hiện ghi nhận thay đổi đó và tác động đầu ra. Điểm chuyển mạch do lượng năng lượng mà mục tiêu hút đi quyết định, đó là lý do vật liệu mục tiêu quan trọng chẳng kém khoảng cách.

Hai định mức chi phối nơi công tắc được lắp là khoảng cách cảm biến danh định và khoảng cách cài đặt. Khoảng cách danh định được đo trên một mục tiêu sắt chuẩn có kích thước xác định trong một bố trí phòng thí nghiệm. Khoảng cách cài đặt là dải mà công tắc có thể được đặt vị trí trên thực tế, và nó luôn nhỏ hơn, vì kim loại xung quanh, điện áp nguồn và nhiệt độ đều dịch điểm làm việc. Tài liệu cung cấp cho các công tắc này khuyến nghị lắp ở 85 % khoảng cách danh định vì lý do đó.

Bản có che chắn và bản không che chắn khác nhau ở chỗ từ trường đi đâu. Một công tắc có che chắn có một vòng kim loại quanh cuộn dây để gom trường về phía trước mặt cảm biến, nên nó có thể chôn trong một bề mặt kim loại mà không bị chính kim loại đó triệt tiêu, đổi bằng tầm ngắn hơn. Một công tắc không che chắn không có vòng đó, nên trường của nó tỏa ra và với xa hơn, nhưng một bề mặt kim loại ngay bên cạnh mặt cảm biến sẽ triệt tiêu nó và công tắc sẽ tác động liên tục.

Cách chọn công tắc phù hợp

Hãy quyết định trước cách công tắc được lắp. Một lỗ ren trên giá đỡ kim loại với mặt cảm biến ngang bằng đòi hỏi bản có che chắn. Một vị trí mà công tắc đứng cách xa kim loại xung quanh có thể dùng bản không che chắn và lấy được khoảng cách dài hơn. Lựa chọn này thường do thiết kế máy quyết định chứ không do sở thích.

Sau đó khớp đầu ra với mạch điều khiển. NPN hợp với một đầu vào kiểu nhận dòng trên PLC hoặc bộ điều khiển; PNP hợp với một đầu vào kiểu cấp dòng. Hai dây DC dành cho trường hợp mạch dây hiện hữu chỉ có hai dây dẫn. Hai dây AC dành cho một mạch điều khiển AC đã có, và tần số đáp ứng 25 Hz của nó là một giới hạn đáng lưu ý: với một nhiệm vụ đếm nhanh nó sẽ không theo kịp, trong khi một bản DC đóng cắt ở 0,5 kHz.

Rồi kiểm tra dòng tải. Dòng điện đầu ra khác nhau theo dạng, từ 200 mA ở bản hai dây DC tới 400 mA ở bản AC, và một tải gần con số đó cần được kiểm tra chứ không được mặc định.

Cuối cùng hãy đặt vị trí trên máy. Khoảng cách mà công tắc thực sự tác động phụ thuộc vật liệu mục tiêu, kim loại xung quanh và nguồn, nên cách làm hữu ích là lắp ở một tỷ lệ của khoảng cách danh định rồi chỉnh khi máy đã lắp hoàn chỉnh, thay vì đặt một con số danh định trên bàn.

Giới hạn và các điểm cần xác nhận

Một công tắc cảm ứng chỉ đáp lại kim loại. Một chi tiết nhựa, thủy tinh, gốm hay gỗ đi qua từ trường mà không được phát hiện, và một mục tiêu phi kim cần một cảm biến điện dung hoặc cảm biến quang điện thay thế. Khi mục tiêu là kim loại nhưng nằm khuất sau một nắp, việc phát hiện xuyên qua nắp chỉ hoạt động chừng nào tổng khe hở còn nằm trong khoảng cách cảm biến.

Khoảng cách cảm biến công bố không phải là khoảng cách khi làm việc. Tài liệu cho thép không gỉ đóng cắt ở khoảng 0,8 lần con số danh định và đồng thau ở khoảng 0,4 lần, đồng thời khuyến nghị lắp ở 85 % định mức. Hai ảnh hưởng đó nhân với nhau, nên một mục tiêu đồng thau trên công tắc 4 mm tác động gần 1,4 mm hơn là 4 mm. Vị trí lắp lấy từ con số danh mục đơn lẻ chính là lý do thường gặp khiến một công tắc chạy tốt trên bàn lại không tác động trên máy.

Hai mục trong tài liệu được cung cấp chưa hoàn chỉnh. Bảng model liệt kê một dạng ba dây AC mà mã của nó trùng với mã hai dây AC, nên dạng đó được nêu tên trên trang này kèm theo chính chỗ chưa ổn đó chứ không bị bỏ đi. Và ảnh hưởng của nhiệt độ lên phép cảm biến được nêu hai lần với hai dung sai khác nhau tùy dải được xét. Cả hai đều được công bố nguyên dạng chứ không chọn một.

Tài liệu cũng nêu rằng giá đỡ lắp đặt không kèm theo, nên người chế tạo máy phải tự lo giá đỡ. Trong một từ trường mạnh, tài liệu khuyến nghị dùng cáp có che chắn thay cho cáp tiêu chuẩn.