Analoga sensorer för mångsidig position och vinkelmätning

Under de senaste åren har behovet av sensorer för att registrera geometriska variabler ökat markant inom alla områden av industriella applikationer. Den optimala lösningen för alla behov kräver en skräddarsydd sensor som kan väljas enligt kriterierna mätområde, upplösning, noggrannhet, design och miljöförhållanden. AB Jödden har lämpliga för alla applikationer analoga sensorer – från induktiv till kapacitiv, i miniatyr- och Atex-versioner.

innehåll

• Uppbyggnad och funktion av induktiva förskjutningsgivare
  • Induktiva sensorer i kraftverk
• Induktiva miniatyrförskjutningssensorer med integrerad elektronik
• Med Atex-godkännande för riskområden
• Lutnings-, accelerations- och vibrationssensorer

Uppbyggnad och funktion av induktiva förskjutningsgivare

den typisk version En induktiv förskjutningsgivare består av en ihålig spolkropp med strikt symmetriskt lindade spolar, en magnetisk skärm med hög permeabilitet och det runda huset i rostfritt stål. Mellanrummen mellan spolen och huset är helt fyllda med härdning plast skjul.

Kolven rör sig genom spolen Nickel-järnlegering och ändrar induktansen för de två spolhalvorna i motsatta riktningar. Spolens hål och kolvens diameter väljs så att kontaktlös, slitagefri rörelse kan ske.

den kontaktlös mätning är en stor fördel med induktiva förskjutningsgivare och gör att de kan användas bland annat i maskiner för materialprovning och på vibrationstestbord. På grund av den oändliga upplösningen kan de minsta banförändringarna för kolven mätas, vilka endast orsakas av bruset från den anslutna Elektronik är begränsade. Den nästan obegränsade livslängden och höga tillförlitligheten möjliggör användning i känsliga applikationer som satellitteknik, flygplan eller Industriell automation.

Den fritt rörliga mortelstöt har inget stopp och kan dras ut ur givaren. Om överslag inträffar förstörs inte förskjutningsgivaren. Endast axiella rörelser av kolven leder till en förändring av induktansen. Radiella rörelser i mätriktningen registreras inte, så att till exempel spakrörelser kan mätas.

Induktiva sensorer i kraftverk

Till Registrering av positioner Induktiva deplacementgivare används i högtrycks ångbypassventiler och vatteninsprutningsventiler på ångturbiner i kraftverk. Det finns ett krav på att noggrant registrera ventilpositionen mellan 0 och 100 % (motsvarar 4 till 20 mA utsignal). För att kompensera för ventilernas mekaniska toleranser måste start- och slutvärdena för positionsgivarna vara justerbara. Installationen och justeringen av positionsgivarna ska vara enkel och pålitlig.

De programmerbara induktiva förskjutningsgivarna uppfyller dessa krav integrerad elektronikk. Det analoga uppmätta värdet för den induktiva förskjutningsgivaren digitaliseras med en 16-bitars A/D-omvandlare och bearbetas i en mikrokontroller. Mätvärdena korrigeras med hjälp av noggrannhetsavvikelser lagrade i en Eeprom. Den digitala informationen omvandlas till standardiserade utsignaler 16 (0) till 4 mA eller 20 till 0 (5) V med hjälp av en 10 bitars D/A-omvandlare. Användaren kan programmera den mätväg som krävs för applikationen.

den transduktor kommer att ställas in på önskad startpunkt och en kontakt kommer att tas på Kontakt- eller Kabelutgång ansluten till driftspänningen i minst 2 s. Detta ställer in utsignalen till startvärdet. Slutvärdet ställs in på samma sätt.

Den framgångsrika Programmering signaleras genom en kort förändring av utsignalen till mittläget. Denna teknik gör att olika mätvägar kan representeras med bara en positionsgivare: En positionsgivare med en nominell 150 mm mätväg motsvarande 0 till 10V_DC Utsignalen kan ha mätvägar från minst 0 till 26 mm till maximalt 0 till 160 mm i en 0 till 10 V_DC Implementera spänningssignal.

Det tillåtna driftspänningsområdet mellan 9 och 32 VDC, den höga noggrannheten på 0,1 % och de olika utsignalerna möjliggör användning inom många områden. Ytterligare mekaniska tillbehör som kulleder på kolven och huset, skyddsrör eller knappversioner med returfjädrar finns tillgängliga. Den elektriska anslutningen kan göras antingen via Kontakt eller vattentät gjutning Kabel. I denna version uppnås skyddsklass IP68 (nedsänkning).

Induktiva miniatyrförskjutningssensorer med integrerad elektronik

De induktiva förskjutningssensorerna SM27-serien har en diameter på 10 mm och registrerar mätavstånd på upp till 20 mm. En integrerad mikrokontroller utvärderar förändringen i induktans som orsakas av den axiella förskjutningen av en NiFe-metallkärna.

den Driftspänningar på 5 eller 24 V_DC och den låga driftströmmen på endast typ 3 mA möjliggör även användning i mobila system. Den förskjutningsproportionella, analoga utsignalen från 0 till 4 V_DC kan behandlas direkt av många utvärderingsenheter. Digitala gränssnitt som RS232- eller PWM-signaler är också möjliga.

Även dessa miniatyrsensorer in Skyddsklass IP68 tål extrema miljöförhållanden som oljedimma, lera, regn och damm och tål stötbelastningar på upp till 250 g SRS och vibrationsbelastningar på upp till 20 g rms.

Med Atex-godkännande för riskområden

Seriens induktiva förskjutningsgivare SM20 och SM26 installeras och gjuts i ett flamsäkert hölje. Denna konstruktion har skyddsklass IP68, är godkänd för användning i explosionsfarliga områden och är märkt II 2 GD T 80°C EEx d IIC T6. Förskjutningsgivarna levereras med erforderlig bärfrekvens och signalbehandlingen kan utföras med standardelektronikmoduler från SM12-serien. Egensäkra kretsar krävs inte på grund av inkapslingen av positionsgivaren.

Mätvägarna upp till 4 mm registreras med en noggrannhet på <0,25 % i de anslutna elektronikmodulerna i 0(4) till 20 mA, 0 till 10 V_DC eller ±10V_DC omformad.

Lutnings-, accelerations- och vibrationssensorer

De kapacitiva mätsensorerna är mycket exakt (Upplösning upp till 0,0004° eller 15 µg) och mekaniskt mycket fjädrande. Sensorerna är baserade på en vidareutvecklad "bulk micromachined" MEMS-teknik. Den tredimensionella strukturen (3D-MEMS) hos dessa sensorer innehåller en pendel gjord av enkristallint kisel. Denna är hermetiskt innesluten mellan två silikonplattor. Detta resulterar i en långsiktigt stabil, högupplöst och stöttålig sensor. Gasdämpning i mätelementet förhindrar överskjutning och störande resonansvibrationer. Pendelrörelsen mäts kapacitivt med en ASIC.

Mätelementen är inne liten, robust metallhus monterade och gjutna. Givarna kräver en utsignal på 0,5 till 4,5 V_DC en driftspänning på 5 V_DC eller 7 till 35 V_DC och kan användas i omgivningstemperaturer mellan -40° och +100°C.

Avståndssensor med snabb mätmetod

typisk tillämpningar För dessa sensorer är lutningsapplikationer såsom lutningsgränsgivare, nivellering av maskiner, apparater och mätanordningar, automatisk nivellering av bommar, grävskopor, plattformar. Vid mätning av lutning och vinklar används de i lutningssensorer för mätapparater (laseravståndsmätapparater), fordon, järnvägsvagnar, operationsbord, entreprenad- och produktionsmaskiner.

För accelerationmätningar Sensorerna används för kollisionsövervakning på järnvägsvagnar, för stöt- och krockövervakning, rörelsedetektering för konditionsanalys eller i larmsystem för äldre, fritt falldetektering och i fordonstillämpningar som ESP- och ABS-system. Vibrationsmätningar är möjliga för tidig upptäckt av lagerskador, stöldskydd eller jordbävningssäkerhetsavstängning, för att bara nämna några