har du nogensinde spekuleret på, hvordan en induktiv Nærhedsføler er i stand til at detektere tilstedeværelsen af et metallisk mål? Mens den underliggende Elektroteknik er sofistikeret, er det grundlæggende driftsprincip ikke for svært at forstå.
i hjertet af en induktiv Nærhedsføler (“fuldmægtig” “sensor” eller “fuldmægtig sensor” for kort) er en elektronisk oscillator bestående af en induktiv spole lavet af adskillige omdrejninger af meget fin kobbertråd, en kondensator til opbevaring af elektrisk ladning og en energikilde til at tilvejebringe elektrisk ophidselse. Størrelsen på den induktive spole og kondensatoren matches for at producere en selvbærende sinusbølgeoscillation ved en fast frekvens. Spolen og kondensatoren fungerer som to elektriske fjedre med en vægt hængt mellem dem og skubber konstant elektroner frem og tilbage mellem hinanden. Elektrisk energi føres ind i kredsløbet for at starte og opretholde Svingningen. Uden at opretholde energi ville Svingningen kollapse på grund af de små effekttab fra den elektriske modstand af den tynde kobbertråd i spolen og andre parasitære tab.
oscillationen producerer et elektromagnetisk felt foran sensoren, fordi spolen er placeret lige bag sensorens “ansigt”. Det tekniske navn på sensorfladen er”aktiv overflade”.
når et stykke ledende metal kommer ind i det område, der er defineret af grænserne for det elektromagnetiske felt, overføres en del af oscillationsenergien til målets metal. Denne overførte energi fremstår som små cirkulerende elektriske strømme kaldet hvirvelstrømme. Dette er grunden til, at induktive fuldmagter undertiden kaldes hvirvelstrømssensorer.
de flydende hvirvelstrømme støder på elektrisk modstand, når de prøver at cirkulere. Dette skaber en lille mængde strømtab i form af varme (ligesom en lille elvarmer). Strømtabet erstattes ikke helt af sensorens interne energikilde, så amplituden (niveauet eller intensiteten) af sensorens svingning falder. Til sidst falder Svingningen til det punkt, at et andet internt kredsløb kaldet en Schmitt-Trigger registrerer, at niveauet er faldet under en forudbestemt tærskel. denne tærskel er det niveau, hvor tilstedeværelsen af et metalmål er bestemt bekræftet. Ved detektering af målet ved hjælp af Schmitt-udløseren tændes sensorens udgang.
den korte animation til højre viser effekten af et metalmål på sensorens oscillerende magnetfelt. Når du ser kablet, der kommer ud af sensoren, bliver rødt, betyder det, at metal blev detekteret, og sensoren er tændt. Når målet går væk, kan du se, at Svingningen vender tilbage til sit maksimale niveau, og sensorens udgang er slukket igen.
vil du lære mere om de grundlæggende driftsprincipper for induktive nærhedssensorer? Her er en kort YouTube-video, der dækker det grundlæggende: