سنسور القایی

سنسور القایی ، سنسورهای بدون تماس هستند که جهت تشخیص وجود قطعات فلزی استفاده می شوند.

سنسورهای القایی را می توان پرکاربردترین سنسور مورد استفاده در صنعت نامید.

اجزای اصلی تشکیل دهنده سنسور القایی

اجزای اصلی تشکیل دهنده سنسور القایی بشرح زیر می باشند:

1. هسته فریت و سیم پیچ : قسمت حساس سنسور می باشد که در صورت نزدیک شدن قطعه فلز به این قسمت سنسور قادر به تشخیص آن می باشد.
2. اسیلاتور : مدار نوسان سازی است که به کمک سیم پیچ، سیگنال فرکانس بالایی ایجاد می کند. بر اثر نوسان، میدان مغناطیسی در مقابل سنسور بوجود می آید، با نزدیک شدن یک قطعه فلزی به مقابل سنسور القایی و در نتیجه با ورود به میدان مغناطیسی جریان های گردابی در فلز ایجاد شده و انرژی میدان تقلیل می یابد.
3. دمدولاتور : نوسانات اسیلاتور در این قسمت دمدوله شده و به یک ولتاژ DC تبدیل می گردد.
4. اشمیت تریگر : ولتاژ دمدولاتور با یک مقدار مرجع مقایسه می گردد و در صورت کاهش مقدار آن که بیانگر وجود قطعه فلزی در مقابل سنسور است توسط سیگنالی به طبقه خروجی منتقل می شود.
5. درایور خروجی : جریان بار توسط این طبقه تامین می گردد. این طبقه همچنین شامل مدار حفاظت در مقابل اتصال کوتاه، اضافه بار، اتصال معکوس تغذیه و همچنین ولتاژهای ناخواسته بر اثر قطع و وصل بارهای سلفی می باشد.

انواع سنسورهای القایی

سنسورهای القایی را از چند جهت می توان دسته بندی کرد :

سنسورهای القایی الکتریکی

• سنسور القایی دو سیمه Namur
•  سنسورهای دو سیمه DC , AC , AC/DC
• سنسورهای سه سیمه و چهار سیمه DC

بدنه، سایز و استحکام مکانیکی

• سنسورهای استوانه ای از سایز ۸ میلیمتر الی ۱۰۰ میلیمتر
• سنسورهای مکعبی در شکلهای مختلف
• سنسور القایی شیاردار

تابع عملکرد

• نرمال باز – نرمال بسته
• آنالوگ ولتاژ و جریان
• خروجی رله
• خروجی خطی بصورت تغییر مقاومت داخلی(Namur)

اطلاعات عمومی سنسورها

فاصله عملکرد (S : Sensing Distance )

فاصله عملکرد سنسورهای القایی بر اساس قطعه استاندارد تعریف می شود.

قطعه استاندارد برای تعیین فاصله عملکرد سنسورهای القایی، یک قطعه فلز از جنس فولاد (ST37) به ضخامت ۱mm و به شکل دایره با قطر d و یا مربع با مساحت d2 می باشد که در شکل (۱۱) مشاهده می گردد.

فاصله عملکرد فاصله ای است که با نزدیک شدن قطعه استاندارد به سطح حساس سنسور (بصورت موازی از روبرو) باعث تغییر در خروجی سنسور می شود.

فاصله عملکرد نامی (Sn: Nominal Sensing Distance )

فاصله عملکرد نامی، عبارت است از فاصله ای که بدون در نظر گرفتن تاثیرات عوامل خارجی مانند حرارت محیط، نوع جسم هدف، ولتاژ تغذیه و غیره بدست می آید.

فاصله عملکرد حقیقی ( Sr : Real Sensing Distance)

فاصله عملکرد حقیقی فاصله ای است که در حرارت ۲۰ درجه سانتیگراد محیط و با اعمال ولتاژ نامی به دست می آید و مقدار آن در محدوده 〖۰.۹S〗_n<S_r<〖۱.۱S〗_n قرار دارد.

فاصله عملکرد قابل استفاده ( Su : Usable Sensing Distance )

فاصله عملکرد قابل استفاده، فاصله ای است که در رنج ولتاژ و دمای تعریف شده، دستیابی به آن تضمین شده است. مقدار آن در محدوده 〖۰.۸S〗_n<S_u<〖۱.۲S〗_n یا 〖۰.۹S〗_r<S_u<〖۱.۱S〗_r قرار دارد.

فاصله عملکرد مطمئن ( Sa : Assured Sensing Distance )

فاصله عملکرد مطمئن با در نظر گرفتن شرایط خارجی مانند تغییرات ولتاژ و دما نسبت به مقادیر نامی به دست می آید و مقدار آن برابر است با : ۰<S_a<〖۰.۸S〗_n

هیسترزیس ( H : Hysteresis )

هیسترزیس برحسب درصد فاصله عملکرد (Sr) داده می شود و آن مقدار اختلاف بین نقطه وصل و قطع سنسور می باشد.

هیسترزیس در سنسورهای با خروجی سوئیچینگ، فاصله مابین لحظه وصل و قطع مجدد خروجی سنسور می باشد که بصورت درصدی از فاصله عملکرد نامی تعریف می شود.

هنگامی که قطعه دارای جابجائی کم در نقطه سوئیچینگ می باشد، وجود هیسترزیس باعث جلوگیری از نوسانات ناخواسته در خروجی (chattering) می شود. مقدار استاندارد هیسترزیس در سنسورها در رنج 〖۰.۰۲S〗_r<H<〖۰.۲S〗_r قرار می گیرد.

هیسترزیس تابع دما می باشد ولی مقدار آن از حداکثر مقدار تعریف شده بیشتر نخواهد بود.