Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бесконтактные выключатели

Бесконтактные выключатели

Бесконтактные выключатели, датчики, переключатели

Бесконтактные выключатели (бесконтактные датчики, бесконтактные переключатели, конечные бесконтактные выключатели) — это приборы промышленной автоматизации, предназначенные для контроля положения объектов. ГОСТом 26430-85 был введён термин «бесконтактный выключатель». Впоследствии ГОСТом Р 50030.5.2-99 термин заменён на «бесконтактный датчик». В настоящее время для данных изделий используются оба термина.

Так же применяется название — «датчики приближения» (proximity sensors). Бесконтактный выключатель (БВК) осуществляет коммутационную операцию при попадании объекта воздействия в зону чувствительности выключателя. Отсутствие механического контакта между воздействующим объектом и чувствительным элементом БВК обеспечивает высокую надежность его работы.

Зона чувствительности бесконтактных выключателей

Принцип действия бесконтактных датчиков

Принцип действия бесконтактных выключателей (датчиков) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в чувствительную зону датчика конкретного материала определенных размеров. Расстояние переключения устройства задается в зависимости от потребностей процесса и разновидности датчика. Бесконтактный способ распознавания объекта воздействия позволяет существенно повысить надежность работы устройства по причине отсутствия движущихся и трущихся деталей.

Перечень функциональных возможностей бесконтактных датчиков широк. Обнаружение положения объекта, подсчет, позиционирование и сортировка предметов на конвейерах, контроль перемещения и скорости, обнаружение поломок механизмов, определение угла поворота, измерение перекоса и еще много других функций заложено в понятие «датчик приближения», как еще называют бесконтактный выключатель.

Именно потому их используют в самых разных отраслях: от металлообработки до пищевого производства, как элемент автоматизации транспорта и для контроля в станкостроении, для управления водо- газо, нефтеснабжением и на морских нефтеперерабатывающих платформах. Чтобы подобрать подходящий переключатель, стоит ознакомиться с классификацией датчиков по принципу их действия.

Бесконтактные выключатели производства ТЕКО

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные датчики реагируют на металлические, магнитные, ферромагнитные или аморфные материалы нужных размеров. Эффект достигается за счет изменения амплитуды колебаний генератора при попадании объекта в чувствительную зону датчика.

Емкостные бесконтактные выключатели

Емкостные выключатели обнаруживают как металлические, так и диэлектрические объекты. Принцип действия выключателя основан на изменении емкости конденсатора, выполняющего роль чувствительного элемента, при внесении в чувствительную зону объектов.

Оптические бесконтактные выключатели

Оптические бесконтактные датчики обнаруживают контролируемые объекты, отражающие или прерывающие оптическое излучение. Коммутационный элемент у оптических бесконтактных датчиков полупроводниковый или релейный. Дальность действия этих датчиков может достигать значения 150 метров.

Читайте так же:
Электромагнитный привод выключателя схема

Магниточувствительные бесконтактные выключатели

Магниточувствительные датчики служат для обнаружения в пространстве намагниченного объекта. Срабатывание датчика происходит при изменении напряженности магнитного поля, вызванного, например, перемещением постоянного магнита, расположенного на подвижной части механизма.

Бесконтактные датчики могут быть исполнены в особо прочных корпусах из специальных материалов, согласно стандарту NAMUR, а также с приемкой 5.

Концевой выключатель

Концевой выключатель (правильное обозначение конечный выключатель либо путевой выключатель)  — это электромеханический аппарат для цепей управления, приводимый в действие непосредственным механическим воздействием механизма или части машины.

Представляет собой устройство механизированого управления путём изменения электрических соединений между своими внутренними выводами, приводимое в действие в ответ на заданные условия исполнительной величины, приводная система которой приводится в действие движущейся частью машины, когда эта часть достигает заданного положения, имеющего операцию принудительного открытия, иначе говоря является видом позиционного выключателя.

Часто концевой выключатель содержит две пары контактов, нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Замкнутая пара позволяет контролировать состояние подключения концевого выключателя: если сигнал, переданный по этой паре, не возвращается, можно сделать вывод о повреждении кабеля к выключателю. Разомкнутая пара может использоваться для прохождения сигнала после срабатывания выключателя.

Предназначены для схем (цепей) управления, сигнализации, блокировки, а также используется в аппаратуры управления.

Содержание

Виды [ править | править код ]

Требования к конструкции и соответствующие методы испытаний устанавливаются стандартом IEC 60947-5-1.

Промышленостью выпускается много типов конечных выключателей, различающихся по степени защиты от окружающей среды (открытые, пыле- и брызгозащищенные, водозащищенные и взрывозащищенные), по скорости размыкания контактов, габаритам, точности работы, конструктивному исполнению (выключатели с рычагом и роликом, с нажимным толкателем, штифтом и др.), значению коммутируемого тока и т. д.

Примеры использования [ править | править код ]

Концевой выключатель В-601, применяемый в авиационных механизмах (электромеханизмах привода воздушных и топливных кранов, механизмах концевых выключателей МКВ и др.), выполнен в малогабаритном карболитовом корпусе и имеет одну контактную группу-«тройник» — средний подвижный контакт, нормально замкнутый контакт (обозначенный как нормально закрытый, НЗ) и нормально разомкнутый контакт (нормально открытый, НО), подводящие провода подсоединяются пайкой [1] .

Концевой выключатель АМ-800К аналогичен по электрической схеме, но предназначен для установки на шасси и поэтому имеет высокие требования к защищённости и надёжности. Его корпус выполнен герметичным, провода заделываются в корпус при изготовлении и прокладываются по борту к точке подключения (распредкоробке) после установки выключателя. Производитель гарантирует безотказную работу АМ-800К в течение 5000 срабатываний, при выработке этого ресурса, учитываемого по числу полётных циклов (взлётов-посадок), выключатели заменяются [2] . Существуют похожие концевые выключатели (ДП-702, стоящий на шасси Ту-16, Ту-95 и других самолётов проекта середины XX в., Д-713, стоящий на шасси самолётов КБ Антонов проекта конца XX в.), провода к которым подключаются винтами.

Читайте так же:
Средний ремонт масляных выключателей

Бесконтактные концевые выключатели с принтеров и Arduino

Те, кто хоть раз разбирал принтер или сканер, наверняка обращали внимание на концевые выключатели.

Они устанавливаются в конце хода каретки и служат для генерации сигнала, после которого двигатель перестает вращаться. Подобные устройства используються не только в бытовой технике, но и во многих проектах на Arduino.

Разные виды концевых выключателей показаны на фотографии ниже:

Бесконтактные концевые выключатели с принтеров

Некоторые из них установлены в пластиковые корпуса и, соответственно, отлично подойдут для проектов на Arduino.

Принцип действия бесконтактных концевых выключателей

Самые распространенные бесконтактные концевые выключатели состоят из инфракрасного светодиода и фоторезистора, которые расположены друг напротив друга. Когда светодиод дает освещение на фоторезистор, ток проходит, когда светодиод блокируется, ток не будет проходить через фото транзистор и в этом случае на выходе будет генерироваться сигнал low, который может использоваться нашим Arduino в дальнейшем.

Светодиод слева и фототранзистор справа:

Принцип действия бесконтактных концевых выключателей

Контакты концевых выключателей

Для того, чтобы использовать оптический концевой выключатель в вашем будущем проекте, надо определиться с его контактами. На плате выведено три контакта: Vcc (питание), Gnd (земля) и Sig (сигнал). Vcc подключается к аноду светодиода (+), Sig подключается к коллектору фототранзистора (+), а Gnd подключается к двум контактам: катоду светодиода и эмиттеру фототранзистора.

На фото ниже приведен пример концевого выключателя, который смонтирован на отдельную плату. Для того, чтобы определиться с контактами, плату надо перевернуть и найти необходимые обозначения.

Контакты концевых выключателей

Светодиод расположен справа, а фототранзистор слева. Катод условно обозначен буквой К.

Контакты концевых выключателей 2

Если вам достался концевой выключатель, который просто установлен в пластиковом корпусе, без распаянной монтажной платы, придется определить светодиод, а где фотодиод с помощью мультиметра. Для этого надо найти контакт, который идет одновременно и к светодиоду и к фототранзистору. Это будет контакт Gnd. Контакт на светодиоде, который не подключен к другому контакту (не Gnd) является сигналом. Обычно фотодиод затемнен или вообще черный. Последний оставшийся контакт будет Vcc, который идет к аноду светодиода.

Читайте так же:
Схема подключения комбинированного выключателя с розеткой

Контакты концевых выключателей 3

Бесконтактный концевой выключатель и Arduino

После того как вы определились с каждым контактом, можно переходить к созданию небольшой электрической цепи, в которой ваш концевой выключатель сможет передавать сигнал на микроконтроллер (Arduino). Электросхема приведена на рисунке ниже.

Бесконтактный концевой выключатель и Arduino

После сборки электросхемы, у вас должно получиться нечто, напоминающее рисунок ниже.

Бесконтактный концевой выключатель и Arduino 1

Проверить ваш небольшой проект с Arduino можно с помощью скетча, приведенного ниже. Этот скетч был взят с reprap-вики и немного модернизирован. Не забывайте, что контакт сигнала надо подключить к вашему Arduino. При этом можно использовать любой свободный цифровой контакт.

Особенности электрических конечных выключателей

Концевой выключаетель

Конечный выключатель (концевик) — устройство, подающее управляющие сигналы при перемещении исполнительных механизмов в крайнее или фиксирующее положение. Его еще называют концевым переключателем. К примеру, для ограничения подъема грузов свыше допустимой высоты на кранах монтируют такие приспособления. Они подают сигнал отключения к системе, прекращая подачу напряжения на контактор включающего двигателя. То есть его применяют в качестве ограничителя перемещения механизмов.

Типы устройств

Данные приспособления специалисты разделили на три большие категории, в частности, они бывают:

  1. Механическими. Запускаются при контакте с рычагом либо колесиком, при этом контакты замыкаются или размыкаются, подаются предупредительные, возможно, управляющие сигналы.
  2. Бесконтактными. Срабатывают при приближении любых металлических предметов либо других предметов, к которым настроили коммутацию.
  3. Магнитными. Приводится в действие приближением на некоторое расстояние магнита. Их называют также герконами.

Области применения

Каждый концевой выключатель используется в разных сферах жизнедеятельности. Относительно сфер применения их можно разделить таким образом:

  1. Защитные. Устанавливают с целью защиты механизма либо персонала от случайных действий. К примеру, клетка, что спускает рабочих в шахту, не начнет движения, пока все двери полностью не закроются. Это важно с точки зрения безопасности.
  2. Функциональные. Отвечают за включение или отключение освещения и других электрических механизмов. Самый простой пример: включение света в холодильнике при открытии двери.
Читайте так же:
Пошаговая инструкция установки выключателя

Стоит отметить, что многие люди даже не задумываются о том, насколько часто им приходится сталкиваться с подобными механизмами:

  • пользуясь бытовой техникой;
  • при езде в автомобиле и в автопромышленности;
  • покупая мебель;
  • в производственном процессе для решения разных заданий технологического характера.

Конструктивные особенности

Концевики электрические имеют в своем составе такие компоненты:

  1. Корпус. Выпускается из диэлектрических или токопроводящих материалов.
  2. Подвижная часть, запускаемая посредством воздействия на контактную группу. Контактная группа отсутствует в герконах и бесконтактных агрегатах.
  3. Контактная часть. Может составляться как из замыкающих (нормально открытых), так и размыкающих (нормально закрытых) контактов. Выбирая, следует обратить внимание на показатели тока и напряжения, которые потекут по контактам, ведь от них полностью зависит, насколько длинным будет срок эксплуатации переключателя.

Группа бесконтактных устройств

KLS-A511Q2, Концевой выключатель KLS-A511Q2

Их разработали на противовес механическим, они более совершенны. Работают от транзисторных ключей, открытое положение которых задает небольшое сопротивление. Бесконтактный запуск и отключение позволяют исключить подгорание контактов при разрыве электроцепей. Бесконтактные коммутаторы могут быть:

  1. Емкостными. Взаимодействуют с телом человека. Когда приблизится к нему, возникнет электроемкость, запускающая контур мультивибратора, расположенный в середине. С дальнейшим приближением емкость увеличивается, а частота импульса падает. У таких элементов значительная чувствительность. Функциональность зависит от пластины, присоединенной к конденсаторам.
  2. Индуктивными. Такие электронные приспособления отзываются после перемещений магнитных материалов, оснащаются металлическими либо немагнитными сердечниками. Когда объект срабатывания передвигается, подаются электрические импульсы, поступающие на пороговый элемент, получается сигнал о закрытии/открытии.
  3. Оптическими. Особый подвид, у таких переключателей есть инфракрасный светодиод и транзистор, способный уловить поступающий сигнал. Оптика срабатывает независимо от уровня естественного освещения. Если светодиодный луч прервется, фотоэлемент будет закрыт, а механизм выполнения выключится.
  4. Ультразвуковыми. Здесь не обходится без кварцевых звуковых излучающих элементов. Они также могут выполнять роль датчиков движения или объема. При попадании в зону их действия изменится амплитуда звуковых сигналов некоторой частоты, не различаемой ухом человека.

Переключатели бесконтактного типа используются при изготовлении многочисленных датчиков контроля сыпучих материалов и жидкостей, дозаторов .

Механические концевики

У них разная конструкция, в зависимости от отрасли применения. Их принято разделять на три большие группы:

  • кнопочные;
  • роликовые;
  • рычажные.
Читайте так же:
Термовакуумный выключатель клапана рециркуляции что это

В большинстве случаев ими пользуются металлурги, строители и специалисты в области машиностроения. Дополнительно оснащаются резиновыми уплотнителями, в состав входит группа замыкающих и размыкающих контактов.

Одну подкатегорию называют микровыключателями, принцип их работы совпадает с обычными. Только габариты существенно меньше. Рабочий ход может составлять всего несколько миллиметров, поэтому в состав конструкции включен небольшой рычаг и ролик. Требуется тщательная настройка срабатывания.

Магнитные и автомобильные разновидности

Электромагнитные концевые выключатели (герконовые) взаимодействуют с постоянным магнитным полем. Составлены из одного или нескольких контактов со специальными ферромагнетиками. Если к ним приближается магнит — замыкаются и запускается сигнал к схеме управления. Главное преимущество приспособлений в том, что механическое воздействие отсутствует полностью. Это существенно увеличивает срок службы. Магнитные переключатели производят в корпусах из стекла либо пластика, их размеры — очень маленькие.

Автомобильные концевики — детали систем освещения и сигнализации. В их конструкции только один вывод с возможностью подключения положительного потенциала. Отрицательная клемма — корпус, что прижимается к металлическим компонентам кузова машин. При этом важно проследить, чтобы часть кузова, где расположится устройство, была полностью очищена от краски.

Шпиндельные и пневматические модели

Индуктивные бесконтактные датчики (выключатели)

Шпиндельные устройства ограничивают ход механизмов или выступают путевыми выключателями в циклическом управлении. Вращающий механизм переключает внутреннюю контактную группу. Применяют на лебедках и других валах, что вращаются на небольшой скорости. Оснащаются несколькими контактными группами.

Пневматические концевики — устройства, останавливающие поступление сжатого воздуха либо других газов, после нажатия на кнопку или рычаг. Другая их разновидность срабатывает, когда в системе достигнут определенный уровень давления.

Специалисты напоминают: все работы по подключению и отключению выключателей должны проводиться при полном отсутствии напряжения. Проверку выполняют посредством указателя напряжения, а корпуса из металла поддают обязательному заземлению.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector