Schema de conectare a senzorilor analogici la sistemele de ventilație. Senzori analogici: aplicație, metode de conectare la controler. Simbolul senzorului de proximitate

Conectarea senzorului de curent la microcontroler

După ce ne-am familiarizat cu elementele de bază ale teoriei, putem trece la problema citirii, transformării și vizualizării datelor. Cu alte cuvinte, vom proiecta un contor simplu DC.

Ieșirea analogică a senzorului este conectată la unul dintre canalele ADC ale microcontrolerului. Toate transformările și calculele necesare sunt implementate în programul microcontrolerului. Pentru afișarea datelor este utilizat un indicator LCD cu două linii.

Design experimental

Pentru a experimenta cu un senzor de curent, este necesar să asamblați structura conform diagramei prezentate în Figura 8. Autorul a folosit o placă de breadboard și un modul bazat pe microcontroler pentru aceasta (Figura 9).

Modulul senzor de curent ACS712-05B poate fi achiziționat gata făcut (se vinde foarte ieftin pe eBay) sau îl puteți realiza singur. Capacitatea condensatorului filtrului este aleasă să fie de 1 nF, iar pentru sursa de alimentare este instalat un condensator de blocare de 0,1 µF. Pentru a indica pornirea, un LED cu o rezistență de stingere este lipit. Sursa de alimentare și semnalul de ieșire al senzorului sunt conectate la conectorul de pe o parte a plăcii modulului, un conector cu 2 pini pentru măsurarea curentului care curge este situat pe partea opusă.

Pentru experimentele de măsurare a curentului, conectăm o sursă de tensiune constantă reglabilă la bornele de măsurare a curentului ale senzorului printr-un rezistor în serie de 2,7 Ohm / 2 W. Ieșirea senzorului este conectată la portul RA0/AN0 (pin 17) al microcontrolerului. Un indicator LCD cu două linii este conectat la portul B al microcontrolerului și funcționează în modul pe 4 biți.

Microcontrolerul este alimentat de o tensiune de +5 V, aceeași tensiune este folosită ca referință pentru ADC. Calculele și transformările necesare sunt implementate în programul microcontrolerului.

Expresiile matematice utilizate în procesul de conversie sunt prezentate mai jos.

Sensibilitatea senzorului de curent Sens = 0,185 V/A. Cu o alimentare Vcc = 5 V și o tensiune de referință Vref = 5 V, rapoartele calculate vor fi următoarele:

Cod de ieșire ADC

Prin urmare

Ca rezultat, formula de calcul a curentului este următoarea:

Notă importantă. Relațiile de mai sus se bazează pe presupunerea că tensiunea de alimentare și tensiunea de referință pentru ADC sunt egale cu 5 V. Cu toate acestea, ultima expresie care raportează curentul I și codul de ieșire ADC Count rămâne valabilă chiar dacă tensiunea de alimentare fluctuează. Acest lucru a fost discutat în partea teoretică a descrierii.

Din ultima expresie se poate observa că rezoluția curentă a senzorului este de 26,4 mA, ceea ce corespunde la 513 eșantioane ADC, adică cu o probă mai mult decât rezultatul așteptat. Astfel, putem concluziona că această implementare nu permite măsurarea curenților mici. Pentru a crește rezoluția și sensibilitatea atunci când măsurați curenți mici, va trebui să utilizați un amplificator operațional. Un exemplu de astfel de circuit este prezentat în Figura 10.

Program de microcontroler

Programul de microcontroler PIC16F1847 este scris în limbaj C și compilat în mediul mikroC Pro (mikroElektronika). Rezultatele măsurătorilor sunt afișate pe un indicator LCD cu două linii, cu o precizie de două zecimale.

Ieșire

Cu curent de intrare zero, tensiunea de ieșire ACS712 ar trebui să fie în mod ideal strict Vcc/2, adică. Numărul 512 ar trebui citit de la ADC. Deviația tensiunii de ieșire a senzorului cu 4,9 mV face ca rezultatul conversiei să se schimbe cu 1 bit cel mai puțin semnificativ al ADC (Figura 11). (Pentru Vref = 5,0 V, rezoluția ADC pe 10 biți va fi 5/1024 = 4,9 mV), ceea ce corespunde la 26 mA de curent de intrare. Rețineți că pentru a reduce influența fluctuațiilor, este recomandabil să faceți mai multe măsurători și apoi să faceți o medie a rezultatelor acestora.

Dacă tensiunea de ieșire a sursei de alimentare reglate este setată egală cu 1 V, prin
Rezistorul ar trebui să transporte un curent de aproximativ 370 mA. Valoarea curentului măsurat în experiment este de 390 mA, ceea ce depășește rezultat corect pe o unitate a bitului cel mai puțin semnificativ al ADC (Figura 12).


Figura 12.

La o tensiune de 2 V, indicatorul va afișa 760 mA.

Aceasta încheie discuția noastră despre senzorul de curent ACS712. Cu toate acestea, nu am mai abordat o problemă. Cum se măsoară curentul AC folosind acest senzor? Rețineți că senzorul oferă un răspuns instantaneu corespunzător curentului care curge prin cablurile de testare. Dacă curentul curge în sens pozitiv (de la pinii 1 și 2 la pinii 3 și 4), sensibilitatea senzorului este pozitivă și tensiunea de ieșire este mai mare decât Vcc/2. Dacă curentul își schimbă direcția, sensibilitatea va fi negativă și tensiunea de ieșire a senzorului va scădea sub nivelul Vcc/2. Aceasta înseamnă că atunci când se măsoară un semnal AC, ADC-ul microcontrolerului trebuie să preleveze suficient de rapid pentru a putea calcula valoarea RMS a curentului.

Descărcări

Codul sursă al programului microcontrolerului și fișierul pentru firmware -

Fundamentele funcționării buclei de curent de 4..20 mA

Începând cu anii 1950, buclele de curent au fost folosite pentru a transmite date de la transmițătoare în aplicațiile de monitorizare și control. Cu costuri reduse de implementare, imunitate ridicată la zgomot și capacitatea de a transmite semnale pe distanțe lungi, bucla de curent s-a dovedit a fi deosebit de convenabilă pentru operarea în medii industriale. Acest material este dedicat descrierii principii de bază funcționarea buclei curente, elementele de bază ale designului, configurare.

Utilizarea curentului pentru a transfera date de la convertor

Senzorii industriali folosesc adesea un semnal de curent pentru a transmite date, spre deosebire de majoritatea altor traductoare, cum ar fi termocuplurile sau tensometrele, care folosesc un semnal de tensiune. În ciuda faptului că convertoarele care folosesc tensiunea ca parametru pentru transmiterea informațiilor sunt într-adevăr utilizate eficient în multe sarcini de producție, există o serie de aplicații în care utilizarea caracteristicilor curente este de preferat. Un dezavantaj semnificativ atunci când se utilizează tensiune pentru a transmite semnale în medii industriale este slăbirea semnalului atunci când este transmis pe distanțe lungi din cauza prezenței rezistenței liniilor de comunicație cu fir. Desigur, puteți utiliza dispozitive cu impedanță de intrare mare pentru a evita pierderea semnalului. Cu toate acestea, astfel de dispozitive vor fi foarte sensibile la zgomotul generat de motoarele, curelele de transmisie sau transmițătoarele din apropiere.

Conform primei legi a lui Kirchhoff, suma curenților care curg într-un nod este egală cu suma curenților care ies din nod.
În teorie, curentul care curge la începutul circuitului ar trebui să ajungă la sfârșitul complet,
după cum se arată în Fig.1. 1.

Fig.1. În conformitate cu prima lege a lui Kirchhoff, curentul de la începutul circuitului este egal cu curentul de la capătul acestuia.

Acesta este principiul de bază pe care funcționează bucla de măsurare. Măsurarea curentului oriunde în bucla de curent (bucla de măsurare) dă același rezultat. Prin utilizarea semnalelor curente și a receptoarelor de achiziție de date cu impedanță de intrare scăzută, aplicațiile industriale pot beneficia foarte mult de imunitate îmbunătățită la zgomot și lungime de legătură crescută.

Componentele buclei de curent
Componentele principale ale unei bucle de curent includ o sursă de curent continuu, un senzor, un dispozitiv de achiziție de date și fire care le conectează într-o serie, așa cum se arată în Figura 2.

Fig.2. Diagrama funcțională a buclei de curent.

O sursă de curent continuu asigură alimentarea sistemului. Convertorul reglează curentul în fire de la 4 la 20 mA, unde 4 mA reprezintă zeroul activ și 20 mA reprezintă semnalul maxim.
0 mA (fără curent) înseamnă un circuit deschis. Dispozitivul de achiziție de date măsoară cantitatea de curent reglat. O metodă eficientă și precisă de măsurare a curentului este instalarea unui rezistor șunt de precizie la intrarea amplificatorului de instrumentare al dispozitivului de achiziție a datelor (în Fig. 2) pentru a converti curentul într-o tensiune de măsurare, obținând în final un rezultat care reflectă clar semnal la ieșirea convertizorului.

Pentru a ajuta la înțelegerea mai bună a principiului de funcționare al unei bucle de curent, luați în considerare, de exemplu, un proiect de sistem cu un convertor care are următoarele caracteristici tehnice:

Traductorul este folosit pentru a măsura presiunea
Traductorul este situat la 2000 de picioare de dispozitivul de măsurare
Curentul măsurat de dispozitivul de achiziție de date oferă operatorului informații despre cantitatea de presiune aplicată traductorului

Să începem să privim exemplul selectând un convertor potrivit.

Proiectarea curentă a sistemului

Selectarea convertizorului

Primul pas în proiectarea unui sistem curent este selectarea unui convertor. Indiferent de tipul de variabilă măsurată (debit, presiune, temperatură etc.), un factor important în alegerea unui convertor este tensiunea de funcționare a acestuia. Doar conectarea unei surse de alimentare la convertor vă permite să reglați curentul în linia de comunicație. Tensiunea de alimentare trebuie să fie în limite acceptabile: mai mare decât minimul necesar și mai mică decât valoarea maximă care ar putea deteriora convertizorul.

Pentru sistemul de curent din exemplu, traductorul selectat măsoară presiunea și are o tensiune de funcționare de 12 până la 30 V. Odată selectat traductorul, semnalul de curent trebuie măsurat corect pentru a oferi o reprezentare precisă a presiunii aplicate traductorului. .

Selectarea unui dispozitiv de achiziție de date pentru măsurarea curentului

Un aspect important la care ar trebui să acordați atenție atunci când construiți un sistem de curent este prevenirea apariției unei bucle de curent în circuitul de masă. O tehnică comună în astfel de cazuri este izolarea. Prin utilizarea izolației, puteți evita influența buclei de masă, a cărei apariție este explicată în Fig. 3.

Fig.3. Bucla de pământ

Buclele de masă se formează atunci când două terminale sunt conectate într-un circuit locuri diferite potenţiale. Această diferență introduce curent suplimentar în linia de comunicație, ceea ce poate duce la erori de măsurare.
Izolarea dispozitivului de achiziție de date se referă la separarea electrică a pământului sursei de semnal de masa amplificatorului de intrare a dispozitivului de măsurare, așa cum se arată în Figura 4.

Deoarece curentul nu poate trece prin bariera de izolație, punctele de masă ale amplificatorului și sursa de semnal sunt la același potențial. Acest lucru elimină posibilitatea de a crea din neatenție o buclă de masă.

Fig.4. Tensiune în mod comun și tensiune de semnal într-un circuit izolat

Izolarea previne, de asemenea, deteriorarea dispozitivului de achiziție de date atunci când sunt prezente tensiuni înalte în mod comun. Tensiunea de mod comun este o tensiune de aceeași polaritate care este prezentă la ambele intrări ale unui amplificator de instrumente. De exemplu, în Fig. 4. Atât intrările pozitive (+) cât și negative (-) ale amplificatorului au o tensiune în mod comun de +14 V. Multe dispozitive de achiziție de date au o gamă maximă de intrare de ±10 V. Dacă dispozitivul de achiziție de date nu are izolație și tensiunea modului comun este în afara domeniului maxim de intrare, puteți deteriora dispozitivul. Deși tensiunea normală (semnal) la intrarea amplificatorului din Fig. 4 este de numai +2 V, adăugarea de +14 V poate duce la o tensiune de +16 V.
(Tensiunea semnalului este tensiunea dintre „+” și „-” a amplificatorului, tensiunea de funcționare este suma tensiunii de mod normal și comun), ceea ce reprezintă un nivel de tensiune periculos pentru dispozitivele de colectare cu tensiune de funcționare mai mică.

Izolat, punctul comun al amplificatorului este separat electric de masa zero. În circuitul din figura 4, potențialul din punctul comun al amplificatorului este „ridicat” la nivelul de +14 V. Această tehnică face ca tensiunea de intrare să scadă de la 16 la 2 V. Acum că datele sunt colectate, dispozitivul nu mai este expusă riscului de deteriorare la supratensiune. (Rețineți că izolatoarele au o tensiune maximă în mod comun pe care o pot respinge.)

Odată ce dispozitivul de achiziție de date este izolat și protejat, pasul final în construirea buclei de curent este selectarea sursei de alimentare adecvate.

Selectarea unei surse de alimentare

Stabiliți ce sursă de alimentare în cel mai bun mod posibilîndeplinește cerințele dvs., pur și simplu. Când funcționează într-o buclă de curent, sursa de alimentare trebuie să producă o tensiune egală sau mai mare decât suma căderilor de tensiune la toate elementele sistemului.

Dispozitivul de achiziție de date din exemplul nostru folosește un șunt de precizie pentru a măsura curentul.
Este necesar să se calculeze căderea de tensiune pe acest rezistor. Un rezistor de șunt tipic este de 249 Ω. Calcule de bază pentru un domeniu de curent în buclă de curent de 4 .. 20 mA
arata urmatoarele:

I*R=U
0,004A*249Ω= 0,996 V
0,02A*249Ω= 4,98 V

Dintr-un șunt de 249 Ω, putem elimina o tensiune în intervalul de la 1 la 5 V relaționând valoarea tensiunii la intrarea dispozitivului de achiziție de date la valoarea semnalului de ieșire al traductorului de presiune.
După cum sa menționat, transmițătorul de presiune necesită o tensiune de funcționare minimă de 12 V cu maxim 30 V. Adăugând căderea de tensiune pe rezistorul de șunt de precizie la tensiunea de funcționare a transmițătorului, obținem următoarele:

12 V+ 5 V=17 V

La prima vedere, o tensiune de 17V este suficientă. Cu toate acestea, este necesar să se țină cont de sarcina suplimentară a sursei de alimentare care este creată de firele care au rezistență electrică.
În cazurile în care senzorul este situat departe de instrumente de măsurare, trebuie să luați în considerare factorul de rezistență al firului atunci când calculați bucla de curent. Fire de cupru au o rezistență de curent continuu care este direct proporțională cu lungimea lor. Cu senzorul de presiune din acest exemplu, trebuie să luați în considerare 2000 de picioare de lungime a liniei de comunicație atunci când determinați tensiunea de funcționare a sursei de alimentare. Rezistența liniară a cablului de cupru cu un singur conductor este de 2,62 Ω/100 de picioare. Luând în considerare această rezistență, rezultă următoarele:

Rezistența unui miez de 2000 de picioare lungime va fi de 2000 * 2,62 / 100 = 52,4 m.
Căderea de tensiune pe un miez va fi de 0,02 * 52,4 = 1,048 V.
Pentru a finaliza circuitul, sunt necesare două fire, apoi lungimea liniei de comunicație se dublează și
Căderea totală de tensiune va fi de 2,096 V. Aceasta are ca rezultat aproximativ 2,1 V datorită distanței de la convertor la dispozitivul secundar fiind de 2000 de picioare. Însumând căderile de tensiune pe toate elementele circuitului, obținem:
2,096 V + 12 V + 5 V = 19,096 V

Dacă ați folosit 17 V pentru a alimenta circuitul în cauză, atunci tensiunea furnizată traductorului de presiune va fi sub tensiunea minimă de funcționare din cauza scăderii rezistenței firelor și a rezistenței de șunt. Selectarea unei surse de alimentare tipice de 24 V va satisface cerințele de alimentare ale invertorului. În plus, există o rezervă de tensiune pentru a plasa senzorul de presiune la o distanță mai mare.

Cu traductorul corect, dispozitivul de achiziție de date, lungimea cablului și sursa de alimentare selectate, proiectarea unei bucle de curent simplu este completă. Pentru aplicații mai complexe, puteți include canale de măsurare suplimentare în sistem.

Senzori discreti

Acest algoritm vă permite să evitați impactul la închiderea matriței, altfel acesta poate fi pur și simplu rupt în bucăți mici. Aceeași schimbare de viteză are loc la deschiderea matriței. Aici doi senzori de contact nu mai sunt de ajuns.

Aplicarea senzorilor analogici

Figura 2. Podul Wheatstone

Conectarea senzorilor analogici

Ieșiri de senzori analogici

Dar, de regulă, un singur senzor nu este suficient. Unele dintre cele mai populare măsurători sunt măsurarea temperaturii și a presiunii. Numărul de astfel de puncte per producție modernă poate ajunge la câteva zeci de mii. În consecință, și numărul de senzori este mare. Prin urmare, mai mulți senzori analogici sunt cel mai adesea conectați la un controler simultan. Desigur, nu câteva mii deodată, este bine dacă o duzină sunt diferite. O astfel de conexiune este prezentată în Figura 7.

Figura 7. Conectarea mai multor senzori analogici la controler

Această figură arată cum se obține o tensiune adecvată pentru conversia într-un cod digital dintr-un semnal de curent. Dacă există mai multe astfel de semnale, atunci nu sunt procesate toate simultan, ci sunt separate în timp și multiplexate, altfel ar trebui instalat un ADC separat pe fiecare canal.

În acest scop, controlerul are un circuit de comutare a circuitului. Schema funcțională a comutatorului este prezentată în Figura 8.

Figura 8. Comutator de canal al senzorului analogic (poza se poate face clic)

Semnalele buclei de curent convertite în tensiune pe rezistorul de măsurare (UR1...URn) sunt transmise la intrarea comutatorului analogic. Semnalele de control trec alternativ la ieșire unul dintre semnalele UR1...URn, care sunt amplificate de amplificator, și ajung alternativ la intrarea ADC. Tensiunea convertită într-un cod digital este furnizată controlerului.

Schema, desigur, este foarte simplificată, dar este foarte posibil să se ia în considerare principiul multiplexării în ea. Cam așa este construit modulul de intrare a semnalului analogic pentru controlerele MSTS ( sistem cu microprocesor mijloace tehnice) produs de Smolensk PC „Prolog”.

Producția unor astfel de controlere a fost întreruptă de mult timp, deși în unele locuri, departe de a fi cele mai bune, aceste controlere încă mai servesc. Aceste exponate ale muzeului sunt înlocuite de controlori de modele noi, majoritatea importate (chineze).

Dacă controlerul este montat într-un dulap metalic, se recomandă să conectați împletiturile de ecranare la punctul de împământare al cabinetului. Lungimea liniilor de legătură poate ajunge la mai mult de doi kilometri, care este calculată folosind formulele adecvate. Nu vom număra nimic aici, dar crede-mă, este adevărat.

Senzori noi, controlere noi

Odată cu apariția noilor controlere, au apărut și noi senzori analogici care funcționează folosind protocolul HART (Highway Addressable Remote Transducer), care se traduce prin „Traductor de măsurare adresat de la distanță printr-o autostradă”.

Semnalul de ieșire al senzorului (dispozitiv de câmp) este un semnal de curent analogic în intervalul 4...20 mA, pe care se suprapune un semnal de comunicație digital modulat în frecvență (FSK - Frequency Shift Keying).

Se știe că valoarea medie a semnalului sinusoidal este zero, prin urmare, transmiterea informațiilor digitale nu afectează curentul de ieșire al senzorului de 4...20 mA. Acest mod este utilizat la configurarea senzorilor.

Comunicarea HART se realizează în două moduri. În primul caz, cel standard, doar două dispozitive pot face schimb de informații pe o linie cu două fire, în timp ce semnalul analogic de ieșire 4...20 mA depinde de valoarea măsurată. Acest mod este utilizat la configurarea dispozitivelor de câmp (senzori).

În cel de-al doilea caz, la o linie cu două fire pot fi conectați până la 15 senzori, al căror număr este determinat de parametrii liniei de comunicație și de puterea sursei de alimentare. Acesta este modul multipunct. În acest mod, fiecare senzor are propria sa adresă în intervalul 1...15, prin care dispozitivul de control îl accesează.

Senzorul cu adresa 0 este deconectat de la linia de comunicație. Schimbul de date între senzor și dispozitivul de control în modul multipunct se realizează numai printr-un semnal de frecvență. Semnalul curent al senzorului este fixat la nivelul necesar și nu se modifică.

În cazul comunicării multipunct, datele înseamnă nu numai rezultatele reale ale măsurătorilor parametrului monitorizat, ci și un întreg set de tot felul de informații de serviciu.

În primul rând, acestea sunt adresele senzorilor, comenzile de control și parametrii de configurare. Și toate aceste informații sunt transmise prin linii de comunicație cu două fire. Este posibil să scapi și de ele? Adevărat, acest lucru trebuie făcut cu atenție, doar în cazurile în care conexiunea wireless nu poate afecta siguranța procesului controlat.

Aceste tehnologii au înlocuit vechea buclă de curent analogic. Dar nu renunță la poziția sa, este folosit pe scară largă oriunde este posibil.

În procesul de automatizare procese tehnologice Pentru a controla mecanismele și ansamblurile, trebuie să se ocupe de măsurători ale diferitelor mărimi fizice. Aceasta poate fi temperatura, presiunea și debitul de lichid sau gaz, viteza de rotație, intensitatea luminii, informații despre poziția părților mecanismelor și multe altele. Aceste informații sunt obținute cu ajutorul senzorilor. Aici, în primul rând, despre poziția pieselor mecanismelor.

Senzori discreti

Cel mai simplu senzor este un contact mecanic obișnuit: ușa este deschisă - contactul se deschide, se închide - se închide. Un astfel de senzor simplu, precum și algoritmul de operare dat, este adesea folosit în alarme de securitate. Pentru un mecanism cu mișcare de translație, care are două poziții, de exemplu o supapă de apă, veți avea nevoie de două contacte: un contact este închis - supapa este închisă, celălalt este închis - este închis.

Un algoritm mai complex pentru mișcarea de translație are un mecanism de închidere a matriței termoplastice a mașinii automate. Inițial, matrița este deschisă, aceasta este poziția de pornire. În această poziție, ele sunt îndepărtate din matriță produse finite. În continuare, lucrătorul închide dispozitivul de protecție și matrița începe să se închidă și începe un nou ciclu de lucru.

Distanța dintre jumătățile matriței este destul de mare. Prin urmare, la început matrița se mișcă rapid, iar la o anumită distanță înainte de a se închide jumătățile, se declanșează întrerupătorul de limită, viteza de mișcare scade semnificativ și matrița se închide fără probleme.

Astfel, senzorii bazați pe contact sunt discreti sau binari, au două poziții, închis - deschis sau 1 și 0. Cu alte cuvinte, puteți spune că un eveniment a avut loc sau nu. În exemplul de mai sus, mai multe puncte sunt „prinse” de contacte: începutul mișcării, punctul de scădere a vitezei, sfârșitul mișcării.

În geometrie, un punct nu are dimensiuni, doar un punct și atât. Poate fi fie (pe o bucată de hârtie, în traiectoria mișcării, ca în cazul nostru), fie pur și simplu nu există. Prin urmare, senzori discreti sunt utilizați pentru a detecta puncte. Poate că o comparație cu un punct nu este prea potrivită aici, pentru că în scopuri practice Ei folosesc acuratețea răspunsului unui senzor discret, iar această precizie este mult mai mare decât punctul geometric.

Dar contactul mecanic în sine nu este de încredere. Prin urmare, ori de câte ori este posibil, contactele mecanice sunt înlocuite cu senzori fără contact. Cea mai simplă opțiune sunt comutatoarele cu lame: magnetul se apropie, contactul se închide. Precizia comutatorului cu lame lasă mult de dorit, astfel de senzori ar trebui să fie utilizați doar pentru a determina poziția ușilor.

Diferiți senzori fără contact ar trebui considerați o opțiune mai complexă și mai precisă. Dacă steagul metalic a intrat în slot, senzorul a fost declanșat. Un exemplu de astfel de senzori sunt senzorii BVK (Contactless Limit Switch) din diverse serii. Precizia răspunsului (diferența de deplasare) a unor astfel de senzori este de 3 milimetri.

Senzor seria BVK

Figura 1. Senzor seria BVK

Tensiunea de alimentare a senzorilor BVK este de 24 V, curentul de sarcină este de 200 mA, ceea ce este suficient pentru a conecta relee intermediare pentru o coordonare ulterioară cu circuitul de control. Așa se folosesc senzorii BVK în diverse echipamente.

Pe lângă senzorii BVK, sunt utilizați și senzori de tip BTP, KVP, PIP, KVD și PISH. Fiecare serie are mai multe tipuri de senzori, desemnați prin numere, de exemplu, BTP-101, BTP-102, BTP-103, BTP-211.

Toți senzorii menționați sunt discreti fără contact, scopul lor principal este de a determina poziția părților mecanismelor și ansamblurilor. Desigur, există mai mulți dintre acești senzori, este imposibil să scrieți despre toți într-un articol. Diferiți senzori de contact sunt și mai des întâlniți și sunt încă utilizați pe scară largă.

Aplicarea senzorilor analogici

Pe lângă senzorii discreti, senzorii analogici sunt utilizați pe scară largă în sistemele de automatizare. Scopul lor este de a obține informații despre diferite cantități fizice, și nu doar în general, ci în timp real. Mai exact transformarea mărime fizică(presiune, temperatură, iluminare, debit, tensiune, curent) într-un semnal electric adecvat pentru transmiterea prin linii de comunicație către controler și procesarea lui ulterioară.

Senzorii analogici sunt de obicei amplasați destul de departe de controler, motiv pentru care sunt adesea numiți dispozitive de câmp. Acest termen este adesea folosit în literatura tehnică.

Un senzor analogic constă de obicei din mai multe părți. Cea mai importantă parte este elementul sensibil - senzorul. Scopul său este de a converti valoarea măsurată într-un semnal electric. Dar semnalul primit de la senzor este de obicei mic. Pentru a obține un semnal adecvat pentru amplificare, senzorul este cel mai adesea inclus într-un circuit de punte - un pod Wheatstone.

Podul Wheatstone

Figura 2. Podul Wheatstone

Scopul inițial al unui circuit de punte este de a măsura cu precizie rezistența. O sursă de curent continuu este conectată la diagonala podului AD. Un galvanometru sensibil cu un punct de mijloc, cu zero în mijlocul scalei, este conectat la cealaltă diagonală. Pentru a măsura rezistența rezistorului Rx, prin rotirea rezistorului de reglare R2, ar trebui să atingeți echilibrul punții și să setați acul galvanometrului la zero.

Abaterea săgeții instrumentului într-o direcție sau alta vă permite să determinați direcția de rotație a rezistenței R2. Valoarea rezistenței măsurate este determinată de scară combinată cu mânerul rezistenței R2. Condiția de echilibru pentru punte este egalitatea rapoartelor R1/R2 și Rx/R3. În acest caz, se obține o diferență de potențial zero între punctele BC și nici un curent nu trece prin galvanometrul V.

Rezistența rezistențelor R1 și R3 este selectată foarte precis, răspândirea lor ar trebui să fie minimă. Numai în acest caz, chiar și un mic dezechilibru al punții provoacă o schimbare destul de vizibilă a tensiunii diagonalei BC. Această proprietate a podului este utilizată pentru a conecta elementele sensibile (senzorii) diferiților senzori analogici. Ei bine, atunci totul este simplu, o chestiune de tehnică.

Pentru a utiliza semnalul primit de la senzor, este nevoie de procesare ulterioară - amplificare și conversie într-un semnal de ieșire potrivit pentru transmisie și procesare de către circuitul de control - controler. Cel mai adesea, semnalul de ieșire al senzorilor analogici este curent (bucla de curent analogică), mai rar tensiune.

De ce actual? Faptul este că etapele de ieșire ale senzorilor analogici sunt construite pe baza surselor de curent. Acest lucru vă permite să scăpați de influența rezistenței liniilor de conectare asupra semnalului de ieșire și să utilizați linii lungi de conectare.

Conversia ulterioară este destul de simplă. Semnalul de curent este transformat în tensiune, pentru care este suficient să treacă curentul printr-un rezistor de rezistență cunoscută. Căderea de tensiune pe rezistorul de măsurare se obține conform legii lui Ohm U=I*R.

De exemplu, pentru un curent de 10 mA pe un rezistor cu o rezistență de 100 Ohm, tensiunea va fi de 10 * 100 = 1000 mV, la fel de mult ca 1 volt! În acest caz, curentul de ieșire al senzorului nu depinde de rezistența firelor de conectare. În limite rezonabile, desigur.

Conectarea senzorilor analogici

Tensiunea obținută la rezistența de măsurare poate fi ușor convertită într-o formă digitală adecvată pentru intrare în controler. Conversia se realizează folosind convertoare analog-digitale (ADC).

Datele digitale sunt transmise controlerului prin cod serial sau paralel. Totul depinde de circuitul de comutare specific. O diagramă de conectare simplificată pentru un senzor analogic este prezentată în Figura 3.

Conectarea unui senzor analogic

Figura 3. Conectarea unui senzor analogic (click pe imagine pentru mărire)

Actuatoarele sunt conectate la controler, sau controlerul în sine este conectat la un computer inclus în sistemul de automatizare.

Desigur, senzorii analogici au un design complet, unul dintre elementele căruia este o carcasă cu elemente de conectare. Ca exemplu, Figura 4 prezintă aspectul unui senzor de suprapresiune de tip Zond-10.

Senzor de suprapresiune Zond-10

Figura 4. Senzor de suprapresiune Zond-10

În partea de jos a senzorului se poate vedea firul de conectare pentru conectarea la conductă, iar în dreapta sub capacul negru există un conector pentru conectarea liniei de comunicație cu controlerul.

Conexiunea filetată se etanșează cu o șaibă din cupru recoaptă (inclusă în pachetul de livrare al senzorului), și nu prin înfășurarea cu bandă de fum sau in. Acest lucru se face astfel încât la instalarea senzorului, elementul senzorului situat în interior să nu fie deformat.

Ieșiri de senzori analogici

Conform standardelor, există trei game de semnale de curent: 0...5mA, 0...20mA și 4...20mA. Care este diferența lor și care sunt caracteristicile lor?

Cel mai adesea, dependența curentului de ieșire este direct proporțională cu valoarea măsurată, de exemplu, cu cât presiunea în conductă este mai mare, cu atât este mai mare curentul la ieșirea senzorului. Deși uneori se folosește comutarea inversă: un curent de ieșire mai mare corespunde valorii minime a mărimii măsurate la ieșirea senzorului. Totul depinde de tipul de controler folosit. Unii senzori au chiar și un comutator de la semnal direct la semnal invers.

Semnalul de ieșire în domeniul 0...5mA este foarte mic și, prin urmare, susceptibil la interferențe. Dacă semnalul unui astfel de senzor fluctuează în timp ce valoarea parametrului măsurat rămâne neschimbată, atunci se recomandă instalarea unui condensator cu o capacitate de 0,1...1 μF în paralel cu ieșirea senzorului. Semnalul de curent în intervalul 0...20mA este mai stabil.

Dar ambele intervale sunt proaste, deoarece zero la începutul scalei nu ne permite să stabilim fără ambiguitate ce sa întâmplat. Sau semnalul măsurat primit efectiv nivel zero, este posibil acest lucru în principiu, sau linia de comunicare tocmai este întreruptă? Prin urmare, dacă este posibil, încearcă să evite utilizarea acestor intervale.

Semnalul de la senzori analogici cu un curent de ieșire în intervalul 4...20 mA este considerat mai fiabil. Imunitatea sa la zgomot este destul de mare, iar limita inferioară, chiar dacă semnalul măsurat are un nivel zero, va fi de 4 mA, ceea ce ne permite să spunem că linia de comunicație nu este întreruptă.

O altă caracteristică bună a gamei 4...20mA este că senzorii pot fi conectați folosind doar două fire, deoarece acesta este curentul care alimentează senzorul în sine. Acesta este consumul său de curent și, în același timp, un semnal de măsurare.

Sursa de alimentare pentru senzorii din domeniul 4...20mA este pornită, așa cum se arată în Figura 5. În același timp, senzorii Zond-10, ca mulți alții, conform fișei lor au o gamă largă de tensiune de alimentare de 10 ...38V, deși cel mai des se folosesc surse stabilizate cu o tensiune de 24V.

Conectarea unui senzor analog la o sursă de alimentare externă

Figura 5. Conectarea unui senzor analogic la o sursă de alimentare externă

Această diagramă conține următoarele elemente și simboluri. Rsh este rezistența shunt de măsurare, Rl1 și Rl2 sunt rezistența liniilor de comunicație. Pentru a crește acuratețea măsurării, ar trebui utilizat un rezistor de măsurare de precizie ca Rsh. Fluxul de curent de la sursa de alimentare este indicat prin săgeți.

Este ușor de observat că curentul de ieșire al sursei de alimentare trece de la borna +24V, prin linia Rl1 ajunge la borna senzorului +AO2, trece prin senzor și prin contactul de ieșire al senzorului - AO2, linia de conectare Rl2, rezistența Rsh revine la borna de alimentare -24V. Gata, circuitul este închis, curentul curge.

Dacă controlerul conține o sursă de alimentare de 24 V, atunci conectarea unui senzor sau traductor de măsurare este posibilă conform diagramei prezentate în Figura 6.

Conectarea unui senzor analogic la un controler cu sursă de alimentare internă

Figura 6. Conectarea unui senzor analogic la un controler cu sursă de alimentare internă

Această diagramă arată încă un element - rezistența de balast Rb. Scopul său este de a proteja rezistența de măsurare în cazul unui scurtcircuit în linia de comunicație sau al unei defecțiuni a senzorului analogic. Instalarea rezistenței Rb este opțională, deși de dorit.

Cu excepţia diverși senzori Traductoarele de măsurare, care sunt folosite destul de des în sistemele de automatizare, au și o ieșire de curent.

Un traductor de măsurare este un dispozitiv pentru convertirea nivelurilor de tensiune, de exemplu, 220V sau un curent de câteva zeci sau sute de amperi într-un semnal de curent de 4...20mA. Aici, nivelul semnalului electric este pur și simplu convertit, și nu reprezentarea unei mărimi fizice (viteză, debit, presiune) în formă electrică.

Dar, de regulă, un singur senzor nu este suficient. Unele dintre cele mai populare măsurători sunt măsurarea temperaturii și a presiunii. Numărul de astfel de puncte în producția modernă poate ajunge la câteva zece

Citeste si

Tipuri de lămpi de perete și caracteristici ale utilizării acestora
Despre diferența de potențial, forța electromotoare și tensiune
Ce poate fi determinat de contor, cu excepția consumului de energie electrică
Cu privire la criteriile de evaluare a calității produselor electrice
Ce este mai bun pentru o casă privată - intrare monofazată sau trifazată?
Cum să alegi un stabilizator de tensiune pentru o casă de țară
Efectul Peltier: efectul magic al curentului electric
Practica cablajului și conectării cablului TV într-un apartament - caracteristici ale procesului
Probleme de cablare electrică: ce să faci și cum să le rezolvi?
Lămpi fluorescente T5: perspective și probleme de aplicare
Blocuri de prize retractabile: practică de utilizare și conectare
Amplificatoare electronice. Partea 2. Amplificatoare audio
Funcționarea corectă a echipamentelor electrice și a cablurilor într-o casă de țară
Puncte cheie despre utilizarea tensiunii sigure la domiciliu
Instrumente și dispozitive necesare pentru începătorii pentru a studia electronica
Condensatoare: scop, dispozitiv, principiu de funcționare
Ce este rezistența de contact tranzitorie și cum să o rezolvi
Relee de tensiune: ce sunt, cum să alegeți și să conectați?
Ce este mai bun pentru o casă privată - intrare monofazată sau trifazată?
Condensatoare în circuite electronice. Partea 2. Comunicare interstage, filtre, generatoare
Cum să asigurați confortul atunci când rețeaua electrică este insuficientă
Când cumpărați o mașină dintr-un magazin, cum puteți fi sigur că este în stare bună de funcționare?
Cum să alegeți secțiunea transversală a firului pentru rețelele de iluminat de 12 volți
Metodă de conectare a unui încălzitor de apă și a unei pompe atunci când puterea rețelei este insuficientă
Inductori și câmpuri magnetice. Partea 2. Inducția și inductanța electromagnetică
Amplificatoare operaționale. Partea 2: Op-Amp ideal
Ce sunt microcontrolerele (scop, dispozitiv, software)
Extinderea duratei de viață a unei lămpi fluorescente compacte (menajera)
Circuite pentru comutarea amplificatoarelor operaționale fără feedback
Inlocuirea panoului electric de distributie al unui apartament
De ce nu poți combina cuprul și aluminiul în cablajul electric?

În procesul de automatizare a proceselor tehnologice pentru a controla mecanismele și unitățile, trebuie să se ocupe de măsurători ale diferitelor mărimi fizice. Aceasta poate fi temperatura, presiunea și debitul de lichid sau gaz, viteza de rotație, intensitatea luminii, informații despre poziția părților mecanismelor și multe altele. Aceste informații sunt obținute cu ajutorul senzorilor. Aici, în primul rând, despre poziția pieselor mecanismelor.

Senzori discreti

Cel mai simplu senzor este un contact mecanic obișnuit: ușa este deschisă - contactul se deschide, se închide - se închide. Un senzor atât de simplu, precum și algoritmul de operare dat, adesea... Pentru un mecanism cu mișcare de translație, care are două poziții, de exemplu o supapă de apă, veți avea nevoie de două contacte: un contact este închis - supapa este închisă, celălalt este închis - este închis.

Un algoritm mai complex pentru mișcarea de translație are un mecanism de închidere a matriței termoplastice a mașinii automate. Inițial, matrița este deschisă, aceasta este poziția de pornire. În această poziție, produsele finite sunt îndepărtate din matriță. În continuare, lucrătorul închide dispozitivul de protecție și matrița începe să se închidă și începe un nou ciclu de lucru.

În geometrie, un punct nu are dimensiuni, doar un punct și atât. Poate fi fie (pe o bucată de hârtie, în traiectoria mișcării, ca în cazul nostru), fie pur și simplu nu există. Prin urmare, senzori discreti sunt utilizați pentru a detecta puncte. Poate că o comparație cu un punct nu este foarte potrivită aici, deoarece în scopuri practice folosesc acuratețea răspunsului unui senzor discret, iar această precizie este mult mai mare decât punctul geometric.

Figura 1. Senzor seria BVK

Aplicarea senzorilor analogici

Pe lângă senzorii discreti, senzorii analogici sunt utilizați pe scară largă în sistemele de automatizare. Scopul lor este de a obține informații despre diferite cantități fizice, și nu doar în general, ci în timp real. Mai precis, conversia unei mărimi fizice (presiune, temperatură, iluminare, debit, tensiune, curent) într-un semnal electric adecvat pentru transmiterea prin linii de comunicație către controler și procesarea lui ulterioară.

Senzorii analogici sunt de obicei amplasați destul de departe de controler, motiv pentru care sunt adesea numiți aparate de teren. Acest termen este adesea folosit în literatura tehnică.

Un senzor analogic constă de obicei din mai multe părți. Cea mai importantă parte este elementul senzor - senzor. Scopul său este de a converti valoarea măsurată într-un semnal electric. Dar semnalul primit de la senzor este de obicei mic. Pentru a obține un semnal adecvat pentru amplificare, senzorul este cel mai adesea inclus într-un circuit de punte - Podul Wheatstone.

Figura 2. Podul Wheatstone

Pentru a utiliza semnalul primit de la senzor, este nevoie de procesare ulterioară - amplificare și conversie într-un semnal de ieșire adecvat pentru transmisie și procesare de către circuitul de control - controlor. Cel mai adesea, semnalul de ieșire al senzorilor analogici este curent (bucla de curent analogică), mai rar tensiune.

Conectarea senzorilor analogici

Tensiunea obținută la rezistența de măsurare poate fi ușor convertită într-o formă digitală adecvată pentru intrare în controler. Conversia se face folosind convertoare analog-digitale ADC.

Figura 3. Conectarea unui senzor analogic (click pe imagine pentru mărire)

Actuatoarele sunt conectate la controler, sau controlerul în sine este conectat la un computer inclus în sistemul de automatizare.

Figura 4. Senzor de suprapresiune Zond-10

Ieșiri de senzori analogici

Conform standardelor, există trei game de semnale de curent: 0...5mA, 0...20mA și 4...20mA. Care este diferența lor și care sunt caracteristicile lor?

Dar ambele intervale sunt proaste, deoarece zero la începutul scalei nu ne permite să stabilim fără ambiguitate ce sa întâmplat. Sau semnalul măsurat a ajuns efectiv la nivelul zero, ceea ce este posibil în principiu, sau pur și simplu s-a rupt linia de comunicație? Prin urmare, dacă este posibil, încearcă să evite utilizarea acestor intervale.

Sursa de alimentare pentru senzorii din domeniul 4...20mA este pornită, așa cum se arată în Figura 5. În același timp, senzorii Zond-10, ca mulți alții, conform fișei lor tehnice, au o gamă largă de tensiune de alimentare de 10...38V, deși se folosesc cel mai des cu o tensiune de 24V.

Figura 5. Conectarea unui senzor analogic la o sursă de alimentare externă

Dacă controlerul conține o sursă de alimentare de 24 V, atunci conectarea unui senzor sau traductor de măsurare este posibilă conform diagramei prezentate în Figura 6.

Figura 6. Conectarea unui senzor analogic la un controler cu sursă de alimentare internă

Pe lângă diverși senzori, traductoarele de măsurare au și o ieșire de curent, care sunt utilizate destul de des în sistemele de automatizare.

Traductor- un dispozitiv pentru transformarea nivelurilor de tensiune, de exemplu, 220V sau un curent de câteva zeci sau sute de amperi într-un semnal de curent de 4...20mA. Aici, nivelul semnalului electric este pur și simplu convertit, și nu reprezentarea unei mărimi fizice (viteză, debit, presiune) în formă electrică.

Dar, de regulă, un singur senzor nu este suficient. Unele dintre cele mai populare măsurători sunt măsurarea temperaturii și a presiunii. Numărul unor astfel de puncte în fabricile moderne poate ajunge la câteva zeci de mii. În consecință, și numărul de senzori este mare. Prin urmare, mai mulți senzori analogici sunt cel mai adesea conectați la un controler simultan. Desigur, nu câteva mii deodată, este bine dacă o duzină sunt diferite. O astfel de conexiune este prezentată în Figura 7.

Figura 7. Conectarea mai multor senzori analogici la controler

În acest scop, controlerul are un circuit de comutare a circuitului. Schema funcțională a comutatorului este prezentată în Figura 8.

Figura 8. Comutator de canal al senzorului analogic (poza se poate face clic)

Schema, desigur, este foarte simplificată, dar este foarte posibil să se ia în considerare principiul multiplexării în ea. Cam așa este construit modulul de introducere a semnalelor analogice ale controlerelor MSTS (sistem cu microprocesor de mijloace tehnice) produs de PC-ul Smolensk „Prolog”. Aspect Controlerul MCTS este prezentat în Figura 9.

Figura 9. Controler MSTS

Senzori noi, controlere noi

Odată cu apariția noilor controlori, noi senzori analogici folosind protocolul HART(Highway Addressable Remote Transducer), care se traduce prin „Traductor de măsurare adresat de la distanță printr-o autostradă”.

Figura 10: Ieșirea senzorului analogic prin protocolul HART

Figura arată un semnal analogic și o undă sinusoidală se zvârnește în jurul lui ca un șarpe. Acesta este un semnal cu frecvență modulată. Dar acesta nu este deloc un semnal digital, trebuie încă recunoscut. Se observă în figură că frecvența sinusoidei la transmiterea unui zero logic este mai mare (2,2 KHz) decât la transmiterea unei unități (1,2 KHz). Transmiterea acestor semnale se realizează printr-un curent cu o amplitudine de ±0,5 mA de formă sinusoidală.

În cazul comunicării multipunct, datele înseamnă nu numai rezultatele reale ale măsurătorilor parametrului monitorizat, ci și un întreg set de tot felul de informații de serviciu.

Se pare că poți scăpa de fire. Deja în 2007, a fost publicat Standardul WirelessHART; mediul de transmisie este frecvența fără licență de 2,4 GHz, pe care funcționează multe dispozitive wireless, inclusiv wireless rețele locale. Prin urmare, dispozitivele WirelessHART pot fi utilizate și fără restricții. Figura 11 prezintă rețeaua wireless WirelessHART.

Figura 11. Rețea fără fir WirelessHART

Aceste tehnologii au înlocuit vechea buclă de curent analogic. Dar nu renunță la poziția sa, este folosit pe scară largă oriunde este posibil.

Aici am ridicat separat o problemă practică atât de importantă precum conectarea senzorilor inductivi cu o ieșire de tranzistor, care în mod modern echipamente industriale– peste tot. În plus, sunt furnizate instrucțiuni reale pentru senzori și link-uri către exemple.

Principiul activării (funcționării) senzorilor poate fi orice - inductiv (de proximitate), optic (fotoelectric), etc.

Prima parte descrisă opțiuni posibile ieșirile senzorilor. Nu ar trebui să existe probleme la conectarea senzorilor cu contacte (ieșire releu). Dar cu cele cu tranzistori și conectarea la un controler, nu totul este atât de simplu.

Scheme de conectare pentru senzori PNP și NPN

Diferența dintre senzorii PNP și NPN este că aceștia comută diferiți poli ai sursei de alimentare. PNP (din cuvântul „Pozitiv”) comută ieșirea pozitivă a sursei de alimentare, NPN – negativ.

Mai jos, ca exemplu, sunt diagrame pentru conectarea senzorilor cu ieșire de tranzistor. Încărcare – de regulă, aceasta este intrarea controlerului.

Senzor. Sarcina (Load) este conectată constant la „minus” (0V), alimentarea cu „1” discret (+V) este comutată de un tranzistor. Senzor NO sau NC – depinde de circuitul de control (circuit principal)

Senzor. Sarcina (Load) este conectată constant la „plus” (+V). Aici, nivelul activ (discret „1”) la ieșirea senzorului este scăzut (0V), în timp ce sarcina este alimentată cu energie prin tranzistorul deschis.

Îi îndemn pe toată lumea să nu se încurce; funcționarea acestor scheme va fi descrisă în detaliu mai jos.

Diagramele de mai jos arată practic același lucru. Accentul este pus pe diferențele dintre circuitele de ieșire PNP și NPN.

Scheme de conectare pentru ieșirile senzorilor NPN și PNP

În imaginea din stânga există un senzor cu un tranzistor de ieșire NPN. Firul comun este comutat, care în acest caz este firul negativ al sursei de alimentare.

În dreapta este cazul unui tranzistor PNP la ieșire. Acest caz este cel mai comun, deoarece în electronica modernă se obișnuiește să se facă comun firul negativ al sursei de alimentare și să se activeze intrările controlerelor și ale altor dispozitive de înregistrare cu un potențial pozitiv.

Cum se verifică un senzor inductiv?

Pentru a face acest lucru, trebuie să îi furnizați energie, adică să îl conectați la circuit. Apoi – activează-l (inițiază-l). Când este activat, indicatorul se va aprinde. Dar indicația nu garantează funcționare corectă senzor inductiv. Trebuie să conectați sarcina și să măsurați tensiunea de pe ea pentru a fi sigur 100%.

Înlocuirea senzorilor

După cum am scris deja, există în principal 4 tipuri de senzori cu ieșire de tranzistor, care sunt împărțiți în funcție de structura internă si schema de conectare:

PNP NR
PNP NC
NPN NR
NPN NC

Toate aceste tipuri de senzori pot fi înlocuite între ele, adică. sunt interschimbabile.

Acest lucru este implementat în următoarele moduri:

Modificarea dispozitivului de inițiere - designul este modificat mecanic.
Schimbarea circuitului de conectare al senzorului existent.
Comutarea tipului de ieșire a senzorului (dacă există astfel de comutatoare pe corpul senzorului).
Reprogramarea unui program – modificarea nivelului activ al unei date date, modificarea algoritmului programului.

Mai jos este un exemplu despre cum puteți înlocui un senzor PNP cu unul NPN schimbând schema de conectare:

Scheme de interschimbabilitate PNP-NPN. În stânga este diagrama originală, în dreapta este cea modificată.

Înțelegerea funcționării acestor circuite vă va ajuta să înțelegeți faptul că tranzistorul este un element cheie care poate fi reprezentat prin contacte de releu obișnuite (exemplele sunt mai jos în notație).

Deci, iată diagrama din stânga. Să presupunem că tipul de senzor este NU. Apoi (indiferent de tipul de tranzistor la ieșire), atunci când senzorul nu este activ, „contactele” sale de ieșire sunt deschise și nu trece curent prin ele. Când senzorul este activ, contactele sunt închise, cu toate consecințele care decurg. Mai precis, cu curent care curge prin aceste contacte)). Curentul care curge creează o cădere de tensiune pe sarcină.

Sarcina internă este afișată cu o linie punctată dintr-un motiv. Acest rezistor există, dar prezența sa nu garantează funcționarea stabilă a senzorului; senzorul trebuie conectat la intrarea controlerului sau la altă sarcină. Rezistența acestei intrări este sarcina principală.

Dacă nu există nicio sarcină internă în senzor, iar colectorul „atârnă în aer”, atunci acesta se numește „circuit colector deschis”. Acest circuit funcționează NUMAI cu o sarcină conectată.

Deci, într-un circuit cu o ieșire PNP, atunci când este activat, tensiunea (+V) este furnizată la intrarea controlerului printr-un tranzistor deschis și este activată. Cum putem realiza același lucru cu ieșirea NPN?

Există situații în care senzorul necesar nu este la îndemână, iar mașina trebuie să funcționeze „chiar acum”.

Ne uităm la modificările din diagrama din dreapta. În primul rând, se asigură modul de funcționare al tranzistorului de ieșire al senzorului. Pentru a face acest lucru, se adaugă un rezistor suplimentar la circuit, rezistența sa este de obicei de aproximativ 5,1 - 10 kOhm. Acum, când senzorul nu este activ, tensiunea (+V) este furnizată la intrarea controlerului printr-un rezistor suplimentar, iar intrarea controlerului este activată. Când senzorul este activ, există un „0” discret la intrarea controlerului, deoarece intrarea controlerului este derivată de un tranzistor NPN deschis și aproape tot curentul suplimentar al rezistenței trece prin acest tranzistor.

În acest caz, are loc o refazare a funcționării senzorului. Dar senzorul funcționează în mod, iar controlerul primește informații. În majoritatea cazurilor, acest lucru este suficient. De exemplu, în modul de numărare a impulsurilor - un turometru sau numărul de piese de prelucrat.

Da, nu este exact ceea ce ne-am dorit, iar schemele de interschimbabilitate pentru senzorii npn și pnp nu sunt întotdeauna acceptabile.

Cum să obțineți funcționalitatea completă? Metoda 1 – mutați sau refaceți mecanic placa metalică (activator). Sau decalajul de lumină, dacă vorbim de un senzor optic. Metoda 2 – reprogramați intrarea controlerului astfel încât „0” discret să fie starea activă a controlerului, iar „1” să fie starea pasivă. Dacă aveți un laptop la îndemână, atunci a doua metodă este și mai rapidă și mai ușoară.

Simbolul senzorului de proximitate

Pe scheme de circuite Senzorii inductivi (senzorii de proximitate) sunt desemnați diferit. Dar principalul lucru este că există un pătrat rotit cu 45° și două linii verticale în el. Ca în diagramele prezentate mai jos.

FĂRĂ senzori NC. Diagrame schematice.

Pe diagrama de sus există un contact normal deschis (NO) (tranzistor PNP desemnat în mod convențional). Al doilea circuit este în mod normal închis, iar al treilea circuit este ambele contacte într-o singură carcasă.

Codificarea culorilor cablurilor senzorului

Există un sistem standard de etichetare cu senzori. În prezent, toți producătorii aderă la acesta.

Cu toate acestea, înainte de instalare, este o idee bună să vă asigurați că conexiunea este corectă, consultați manualul de conectare (instrucțiuni). În plus, de regulă, culorile firului sunt indicate pe senzorul însuși, dacă dimensiunea acestuia permite.

Acesta este marcajul.

Albastru – Putere în minus
Maro – Plus
Negru – Ieșire
Alb – a doua ieșire sau intrare de control, trebuie să te uiți la instrucțiuni.

Sistem de desemnare pentru senzori inductivi

Tipul senzorului este indicat printr-un cod digital-alfabetic, care codifică principalii parametri ai senzorului. Mai jos este sistemul de etichetare pentru senzorii Autonics populari.

Descărcați instrucțiuni și manuale pentru unele tipuri de senzori inductivi: Mă întâlnesc în munca mea.

Vă mulțumesc tuturor pentru atenție, aștept cu nerăbdare întrebări despre conectarea senzorilor în comentarii!