Interrupteurs de mouvement sans contact

Les interrupteurs de déplacement sans contact (transducteurs de rail fonctionnant sans action mécanique du limiteur de déplacement) sont utilisés dans les circuits de commande des entraînements électriques des machines, mécanismes et machines. Les commutateurs de capteur sont conçus pour commuter les circuits de commande à travers relais électromagnétiques ou éléments logiques sans contact, qui est effectuée sous l'influence de l'élément de commande.

Classification des détecteurs de proximité

Les interrupteurs de fin de course sans contact peuvent être classés selon : le mode d'action sur l'élément sensible, le principe physique de fonctionnement du convertisseur, la conception, la classe de précision, le degré de protection.

Selon la méthode d'influence de l'élément sensible, les interrupteurs de déplacement sans contact peuvent être divisés en interrupteurs mécaniques et paramétriques.

Dans les interrupteurs du premier type, l'élément de commande agit mécaniquement directement sur l'entraînement primaire de l'interrupteur de fin de course sans contact, qui interagit sans contact avec l'élément sensible.Dans les commutateurs du deuxième type, en fonction de la position de l'élément de commande, qui n'est pas relié mécaniquement au commutateur de proximité, un paramètre physique du transducteur est modifié. Une certaine valeur de ce paramètre modifie l'état de l'élément relais.

La classification des interrupteurs de course sans contact selon le principe physique de fonctionnement du convertisseur comprend les types suivants :

Commutateurs inductifs construits sur le changement inductance, inductance mutuelle ainsi que des commutateurs inductifs.

Actuellement, la plupart des interrupteurs de voyage sans contact sur le marché sont appareil inductif.

À leur tour, les convertisseurs de détecteurs de proximité inductifs peuvent être construits selon les schémas suivants: résonant, autogénérateur, différentiel, pont, conversion directe.

Commutateurs magnétiques inductifs basés sur les principes suivants : effet Hall, magnétorésistance, magnétodiode, magnétothyristor, interrupteur reed.

Commutateurs capacitifs : avec une surface de plaque variable, avec un espacement de plaque variable, avec une constante diélectrique variable de l'espacement de plaque.

Interrupteurs photoélectriques avec éléments : photodiode, phototransistor, photorésistance, photothyristor.

Commutateurs photovoltaïques et commutateurs de faisceaux adjacents, dans lesquels des rayons de nature physique différente, par exemple un rayonnement radioactif, peuvent être utilisés conjointement avec des rayons de lumière visible.

De par leur conception, les interrupteurs de fin de course sans contact sont divisés en: fente, anneau (demi-anneau), plan, extrémité, interrupteurs à entraînement mécanique, interrupteurs multi-éléments.

La division des interrupteurs de fin de course sans contact en versions terminale et plane est quelque peu conditionnelle, car le mouvement de l'élément de commande par rapport à la surface sensible peut, pour certains types d'interrupteurs de fin de course sans contact, avoir lieu à la fois dans des plans parallèles et perpendiculaires. Dans ce cas, son utilisation préférentielle peut être prise comme base.

Les commutateurs de mouvement sans contact de la classe de précision (la valeur de l'erreur de base) sont divisés en faible (environ ± 0,5 mm ou plus), moyen [environ ± (0,05-0,5) mm], augmenté [environ ± (0,005-0,05) mm ] et précision élevée (environ ± 0,005 mm ou moins).

Les interrupteurs de fin de course sans contact peuvent avoir différents degrés de protection contre la pénétration de corps étrangers et la pénétration d'eau dans l'appareil. Les caractéristiques du degré de protection des capteurs de proximité et la classification liée au degré de protection correspondent aux caractéristiques et à la classification acceptées dans le pays et à l'étranger pour les équipements électriques et les appareils électriques avec une tension allant jusqu'à 1000 V.

Caractéristiques techniques des détecteurs de proximité

Les caractéristiques techniques des interrupteurs de fin de course sans contact comprennent les caractéristiques (métrologiques) précises, la vitesse, les caractéristiques électriques, les dimensions et poids d'encombrement et d'installation, les conditions de fonctionnement nominales et admissibles, les indicateurs de fiabilité, le prix, etc.

L'une des principales caractéristiques des interrupteurs de course sans contact, qui affecte directement sa construction et un certain nombre d'autres caractéristiques techniques, est déterminée par la disposition géométrique de l'élément de commande par rapport à la surface sensible pendant le fonctionnement... Pour les interrupteurs de proximité dans un plan, la caractéristique principale est considérée comme le jeu de travail - la distance entre la surface sensible de l'interrupteur et l'élément de commande sur lequel l'interrupteur fonctionne. La principale caractéristique de l'interrupteur de fin de course est la distance d'influence maximale, c'est-à-dire la distance maximale entre la surface sensible de l'interrupteur et l'élément de commande à laquelle un changement de son état de commutation est possible. La principale caractéristique des commutateurs à fente et à anneau est la largeur de la fente et le diamètre intérieur de l'anneau respectivement de ces commutateurs.

Les caractéristiques de précision des commutateurs de course sans contact comprennent l'erreur de base, les erreurs supplémentaires dues aux changements de température ambiante et aux changements de tension d'alimentation, et l'erreur totale maximale. Les caractéristiques de précision des interrupteurs de course sans contact incluent également le différentiel de course, c'est-à-dire la différence entre la coordonnée du point d'actionnement de la course sans contact de l'interrupteur et la coordonnée du point de sa déconnexion lorsque l'élément de commande est déplacé dans le sens opposé.

Vitesse (temps de réponse) du détecteur de proximité - c'est le temps entre le moment d'établissement de la coordonnée de travail et le moment où la valeur de tension stationnaire est atteinte à la sortie du détecteur de fin de course sans contact.Connaissant l'amplitude de la vitesse du commutateur de déplacement sans contact, il est possible de déterminer les erreurs dynamiques dans le fonctionnement des commutateurs de déplacement sans contact lorsque la vitesse de déplacement de l'élément de commande change.

Les caractéristiques électriques des détecteurs de proximité comprennent les paramètres requis de l'alimentation (alimentation) et les caractéristiques de charge. Les paramètres du réseau d'alimentation comprennent: le type de courant (continu, alternatif), la tension d'alimentation et ses écarts admissibles, le niveau d'ondulations, la puissance consommée par un détecteur de proximité ou la consommation de courant, la fréquence du réseau (pour le courant alternatif). Les caractéristiques de charge des interrupteurs de course sans contact sont le type de charge (relais, puce, etc.). la tension de sortie, la puissance ou le courant tiré de la charge.

Les indicateurs de fiabilité et de durabilité des interrupteurs de fin de course sans contact comprennent, tout d'abord : la probabilité de fonctionnement sans problème pendant une certaine période de fonctionnement ou pour un certain nombre d'opérations et la durée de vie d'un interrupteur de fin de course sans contact.

Les paramètres les plus importants doivent également inclure les dimensions globales et de montage des interrupteurs de mouvement sans contact.

Exigences pour les détecteurs de proximité

L'une des exigences les plus importantes pour les interrupteurs de fin de course est l'exigence d'une grande fiabilité de leur fonctionnement. Par rapport à d'autres équipements électriques, y compris électroniques, les interrupteurs de fin de course fonctionnent dans les conditions les plus difficiles, car ils sont situés directement dans les zones de travail des machines de processus, où il existe une large gamme de températures, de vibrations et de chocs, de forts champs électromagnétiques, de contamination provenant de chips et différents liquides sont possibles.

Les interrupteurs de fin de course peuvent être nécessaires pour fonctionner à des fréquences de fonctionnement élevées à des vitesses élevées de mouvement des commandes.

Les caractéristiques techniques des fins de course à contact ne permettent pas toujours de répondre aux exigences. Ceci est particulièrement caractéristique des équipements de processus automatisés avec des équipements électriques complexes contenant un grand nombre fins de course à contactstels que les lignes de machines automatiques, les convoyeurs à poussée supérieure et autres systèmes de transport ramifiés, les équipements de fonderie et de métallurgie, etc. Cela s'applique également aux équipements lourds avec un grand nombre d'opérations par unité de temps, tels que les équipements de forgeage et de presse.

Dans de nombreux cas ci-dessus, lorsque des interrupteurs de fin de course à contact sont utilisés, il est impossible d'assurer une fiabilité acceptable du fonctionnement des équipements technologiques automatisés, et de plus, ces interrupteurs doivent être remplacés périodiquement sur l'équipement de travail en raison de leur courte durée de vie dans rapport au nombre total d'opérations.

En règle générale, les détecteurs de proximité sont très fiables, capables de fonctionner à une fréquence élevée d'opérations et ont une longue durée de vie en termes de nombre total d'opérations. Un avantage important des interrupteurs de mouvement sans contact est que leur fiabilité (probabilité de fonctionnement sans problème pendant une certaine période) est pratiquement indépendante de la fréquence des opérations.

L'augmentation de la fiabilité de l'équipement lors de l'utilisation d'interrupteurs de déplacement sans contact est également facilitée par le fait que les interrupteurs de déplacement sans contact ne peuvent être activés qu'en cas de besoin.Dans le cas de l'utilisation d'interrupteurs de fin de course des contacts, la commutation des contacts s'effectue à chaque appui sur la came, que ces contacts soient reliés au circuit électrique ou non.

Certaines exigences pour les détecteurs de proximité sont également dues aux conditions de fonctionnement.

Les principales conditions environnementales à prendre en compte sont généralement la tension d'alimentation CA et la température ambiante. Dans les limites spécifiées des changements des conditions externes, les interrupteurs de fin de course sans contact doivent maintenir l'opérabilité et la précision requise. Le fonctionnement des interrupteurs ne doit pas être affecté de manière significative par l'humidité de l'air ambiant, ainsi que par l'altitude au-dessus du niveau de la mer dans les limites acceptées pour les interrupteurs de fin de course.

Les exigences généralement imposées aux interrupteurs de course sans contact sont la capacité d'occuper n'importe quelle position de travail dans l'espace et l'absence d'influence du matériau de base sur lequel ils sont installés et des corps métalliques en contact avec le corps de l'interrupteur sans contact. voyage. Le fonctionnement des capteurs de proximité ne doit pas être affecté par les vibrations et les chocs, ainsi que par la pénétration d'huile, d'émulsion, d'eau, de poussière.

La fréquence d'actionnement la plus élevée des interrupteurs de course sans contact lorsqu'ils sont utilisés comme relais électromagnétique de charge peut pratiquement atteindre 120 opérations par minute. Si des appareils électroniques sont utilisés comme charge des détecteurs de proximité, la fréquence de fonctionnement du système peut être considérablement plus élevée.

Détecteurs de proximité de générateur

Le principe de fonctionnement des interrupteurs de marche du générateur sans contact est basé sur les modifications des paramètres du circuit oscillant du générateur sous influence extérieure. Un tel paramètre changeant qui convertit le mouvement de l'élément de commande en un signal électrique changeant est généralement l'inductance ou la capacité du circuit oscillant ou l'inductance mutuelle entre les bobines du circuit. Dans les fins de course sans contact à générateur inductif de type terminal, l'élément de commande, qui est une plaquette conductrice, introduit, à son approche, une perturbation dans le champ électromagnétique haute fréquence créé par la bobine inductive du circuit oscillateur.

En même temps dans l'élément de commande, courants de Foucaultcréant son propre champ électromagnétique. Champ électromagnétique les courants de Foucault ont l'effet inverse sur la bobine du convertisseur, provoquant des modifications de la résistance active et réactive et, par conséquent, une modification du signal de sortie de l'oscillateur en fréquence et en amplitude par rapport aux valeurs initiales correspondant à une distance significative de l'élément de commande aux valeurs de ces paramètres correspondant à cette position de l'élément de commande à laquelle il y a un changement brusque d'état, le dispositif de seuil. Cette modification du signal de sortie de l'oscillateur est finalement détectée par le variateur.

Le signal de sortie de l'oscillateur est une fluctuation de tension avec une fréquence de plusieurs centaines de kilohertz. A la sortie du dispositif à seuil, ce signal doit arriver unipolaire. Par conséquent, un redresseur est connecté entre le générateur et le dispositif de seuil.

Détecteurs de proximité BVK-24

Détecteurs de proximité à fente très répandus avec amplificateurs à transistors fonctionnant en mode générateur. En figue. 1, et montre une vue générale de l'interrupteur de type BVK-24. Son circuit magnétique, situé dans le boîtier 4, est constitué de deux noyaux de ferrite 1 et 2 avec un entrefer de 5-6 mm de large entre eux. Dans le noyau 1, il y a un enroulement primaire wk et un enroulement de rétroaction positive wp.c, dans le noyau 2, il y a un enroulement de rétroaction négative wо.s. Un tel circuit magnétique élimine l'influence des champs magnétiques externes. Les bobines de rétroaction sont connectées en série - opposées. En tant qu'élément de commutation, un pétale (plaque) en aluminium 3 d'une épaisseur allant jusqu'à 3 mm est utilisé, qui peut être déplacé dans la fente (dans l'entrefer) du système magnétique du capteur.

Commutateur de mouvement sans contact BVK -24 : a — vue générale ; b — schéma électrique

Si le pétale est à l'extérieur du noyau, la différence entre les tensions induites dans les enroulements wpc et wo.c sera positive, le transistor VT1 est fermé et la génération d'oscillations constantes dans le circuit wc - C3 (Fig. 1, b ) ne se produit pas. Lorsqu'un pétale est introduit dans la fente du capteur, la connexion entre les bobines wk et w®.c est affaiblie (donc le pétale est aussi appelé écran), une tension négative est appliquée à la base du transistor VT1 et celui-ci s'ouvre. Dans le circuit wk — C3 est généré et courant alternatif, qui induit une FEM dans la bobine wp.c du circuit principal du transistor. Dans le circuit de base du transistor VT1, la composante variable du courant de base est détectée. Le transistor s'ouvre, provoquant le relais K à

Pour stabiliser le fonctionnement du transistor avec des fluctuations de température et de tension, un diviseur de tension non linéaire est utilisé, composé d'un élément linéaire - R1, d'une thermistance à semi-conducteur R2 et d'une diode VD2.

L'erreur de réponse est de 1 à 1,3 mm. La tension d'alimentation du commutateur BVK-24 est de 24 V.

Schéma électrique de l'interrupteur sans contact BVK

Schéma de commutation séquentielle de deux interrupteurs sans contact BVK

Schéma de connexion en parallèle de deux interrupteurs sans contact BVK

Interrupteurs sans contact KVD

Les interrupteurs de fin de course sans contact de type KVD sont conçus pour commuter les circuits électriques de commande et de signalisation lors de l'automatisation de divers systèmes. Le circuit comprend un oscillateur et un déclencheur à transistor. Lorsqu'une plaque métallique est introduite dans l'entrefer de fonctionnement, une diminution du coefficient de rétroaction se produit, provoquant une panne de la génération, la gâchette bascule et un transistor de sortie normalement fermé s'ouvre, ce qui active un relais ou un élément logique. Tension d'alimentation — 12 ou 24 V

Fins de course sans contact BTB

Les interrupteurs BTB sont conçus pour commuter des circuits de commande au moyen de relais ou en appariant des éléments d'éléments logiques sans contact. Les interrupteurs changent l'état de commutation (action) à l'approche de l'élément sensible de l'élément de commande en acier de construction. Les interrupteurs fonctionnent sur le principe d'un générateur commandé, la commutation se produit à l'approche de l'élément sensible de la partie commandée ou de l'élément de commande en acier de construction.

Tous les interrupteurs sont équipés de circuits de protection contre l'inversion de polarité de la tension d'alimentation et les surtensions lors de la coupure des charges inductives. Les interrupteurs BTP 103-24, BTP 211-24-01 et BTP 301-24, en plus des schémas de protection ci-dessus, sont équipés d'un circuit de protection contre surcharge et court-circuit dans la chaîne de fret. Tension d'alimentation des interrupteurs BTB — 24 V.