har du någonsin undrat hur en induktiv Närhetssensor kan upptäcka närvaron av ett metalliskt mål? Medan den underliggande elektrotekniken är sofistikerad är den grundläggande driftsprincipen inte för svår att förstå.
i hjärtat av en induktiv Närhetssensor (”prox” ”sensor” eller ”prox sensor” för kort) är en elektronisk oscillator bestående av en induktiv spole gjord av många varv av mycket fin koppartråd, en kondensator för lagring av elektrisk laddning och en energikälla för att ge elektrisk excitation. Storleken på den induktiva spolen och kondensatorn matchas för att producera en självbärande sinusvågoscillation vid en fast frekvens. Spolen och kondensatorn fungerar som två elektriska fjädrar med en vikt som hänger mellan dem och ständigt trycker elektroner fram och tillbaka mellan varandra. Elektrisk energi matas in i kretsen för att initiera och upprätthålla oscillationen. Utan att upprätthålla energi skulle oscillationen kollapsa på grund av de små effektförlusterna från det elektriska motståndet hos den tunna koppartråden i spolen och andra parasitiska förluster.
oscillationen producerar ett elektromagnetiskt fält framför sensorn, eftersom spolen ligger precis bakom sensorns ”ansikte”. Det tekniska namnet på sensorytan är”aktiv yta”.
när en bit ledande metall kommer in i zonen definierad av gränserna för det elektromagnetiska fältet överförs en del av oscillationsenergin till målets metall. Denna överförda energi framträder som små cirkulerande elektriska strömmar som kallas virvelströmmar. Det är därför induktiva Proxer ibland kallas virvelströmssensorer.
de strömmande virvelströmmarna stöter på elektriskt motstånd när de försöker cirkulera. Detta skapar en liten mängd strömförlust i form av värme (precis som en liten elektrisk värmare). Effektförlusten ersätts inte helt av sensorns inre energikälla, så amplituden (nivån eller intensiteten) hos sensorns svängning minskar. Så småningom minskar svängningen till den punkten att en annan intern krets som kallas en Schmitt-utlösare upptäcker att nivån har fallit under en förutbestämd tröskel. denna tröskel är den nivå där närvaron av ett metallmål definitivt bekräftas. Vid detektering av målet med Schmitt-utlösaren slås sensorns utgång på.
den korta animationen till höger visar effekten av ett metallmål på sensorns oscillerande magnetfält. När du ser att kabeln kommer ut ur sensorn blir röd betyder det att metall upptäcktes och sensorn har slagits på. När målet går bort kan du se att svängningen återgår till sin maximala nivå och sensorns utgång är avstängd.
vill du lära dig mer om de grundläggande driftsprinciperna för induktiva närhetssensorer? Här är en kort YouTube-video som täcker grunderna: