מתגי תנועה ללא מגע

מתגי נסיעה ללא מגע (מתמרי מסילה הפועלים ללא פעולה מכנית מהמגביל הנע) משמשים במעגלי בקרה עבור כוננים חשמליים של מכונות, מנגנונים ומכונות. מתגי חיישנים נועדו לעבור דרך מעגלי בקרה ממסרים אלקטרומגנטיים אוֹ אלמנטים לוגיים ללא מגע, המתבצע בהשפעת אלמנט הבקרה.

סיווג מתגי קרבה

ניתן לסווג מתגי נסיעה ללא מגע לפי: שיטת פעולה על האלמנט הרגיש, עקרון הפעולה הפיזי של הממיר, עיצוב, דרגת דיוק, דרגת הגנה.

על פי שיטת ההשפעה על האלמנט הרגיש, ניתן לחלק מתגי נסיעה ללא מגע למתגים מכניים ופרמטריים.

במתגים מהסוג הראשון, אלמנט הבקרה פועל באופן מכני ישירות על הכונן הראשי של מתג הגבול ללא מגע, אשר יוצר אינטראקציה ללא מגע עם אלמנט החישה.במתגים מהסוג השני, בהתאם למיקום אלמנט הבקרה, שאינו מחובר מכני למתג הקרבה, משתנה פרמטר פיזי של המתמר. ערך מסוים של פרמטר זה משנה את מצב אלמנט הממסר.

הסיווג של מתגי נסיעה ללא מגע על פי עקרון הפעולה הפיזי של הממיר כולל את הסוגים הבאים:

מתגים אינדוקטיביים הבנויים על שינוי הַשׁרָאוּת, השראות הדדית וכן מתגים אינדוקטיביים.

נכון לעכשיו, רוב מתגי הנסיעה ללא מגע בשוק הם מנגנון אינדוקטיבי.

בתורו, ניתן לבנות ממירי מתג קירבה אינדוקטיביים לפי הסכמות הבאות: תהודה, מחולל אוטומטי, דיפרנציאל, גשר, המרה ישירה.

מתגים אינדוקטיביים מגנטיים המבוססים על העקרונות הבאים: אפקט הול, מגנטוריסטור, מגנטודיודה, מגנטוטיריסטור, מתג ריד.

מתגים קיבוליים: עם שטח צלחת משתנה, עם מרווח צלחת משתנה, עם קבוע דיאלקטרי משתנה של מרווח הלוחות.

מתגים פוטואלקטריים עם אלמנטים: פוטודיודה, פוטוטרנזיסטור, פוטונגד, פוטוטיריסטור.

מתגים פוטו-וולטאיים ומתגי אלומה צמודים, שבהם ניתן להשתמש בקרניים בעלות אופי פיזיקלי שונה, למשל קרינה רדיואקטיבית, יחד עם קרני אור גלוי.

לפי התכנון, מתגי גבול ללא מגע מחולקים ל: חריץ, טבעת (חצי טבעת), מישור, קצה, מתגים עם כונן מכני, מתגים מרובי אלמנטים.

החלוקה של מתגי גבול ללא מגע לגרסאות קצה ומישוריות מותנית במקצת, שכן תנועת אלמנט הבקרה ביחס למשטח הרגיש יכולה, עבור סוגים מסוימים של מתגי גבול ללא מגע, להתרחש הן במישורים מקבילים והן בניצב. במקרה זה, ניתן לקחת את השימוש המועדף בו כבסיס.

דרגת דיוק (ערך השגיאה הבסיסית) מתגי תנועה ללא מגע מחולקים לנמוכים (כ-0.5 מ"מ או יותר), בינוניים [כ-± (0.05-0.5) מ"מ], מוגדלים [כ-(0.005-0.05) מ"מ בקירוב] ו דיוק גבוה (כ-0.005 מ"מ או פחות).

למתגי גבול ללא מגע יכולים להיות דרגות שונות של הגנה מפני חדירת גופים זרים וחדירת מים למכשיר. מאפייני דרגת ההגנה של חיישני קרבה והסיווג הקשור לדרגת ההגנה תואמים את המאפיינים והסיווג המקובלים בארץ ובחו"ל לציוד חשמלי ומכשירים חשמליים במתח של עד 1000V.

מאפיינים טכניים של מתגי קרבה

המאפיינים הטכניים של מתגי נסיעה ללא מגע כוללים מאפיינים מדויקים (מטרולוגיים), מהירות, מאפיינים חשמליים, מידות ומשקל כוללות והתקנה, תנאי הפעלה נומינליים ומותרים, מחווני אמינות, מחיר וכו'.

אחד המאפיינים העיקריים של מתגי נסיעה ללא מגע, המשפיע ישירות על מבנהו ועל מספר מאפיינים טכניים נוספים, נקבע על ידי הסידור הגיאומטרי של אלמנט הבקרה ביחס למשטח הרגיש בזמן הפעולה... למתגי קירבה ב- המטוס, המאפיין העיקרי נלקח כמרווח העבודה - המרחק בין המשטח הרגיש של המתג לאלמנט הבקרה עליו פועל המתג. המאפיין העיקרי של מתג הגבול הוא מרחק ההשפעה המרבי, כלומר. המרחק המקסימלי בין המשטח הרגיש של המתג לאלמנט הבקרה שבו אפשרי שינוי במצב המיתוג שלו. המאפיין העיקרי של מתגי חריץ וטבעת הוא רוחב החריץ והקוטר הפנימי של הטבעת בהתאמה מתגים אלו.

מאפייני הדיוק של מתגי נסיעה ללא מגע כוללים את השגיאה הבסיסית, שגיאות נוספות משינויים בטמפרטורת הסביבה ושינויים במתח האספקה, ואת השגיאה הכוללת המקסימלית. מאפייני הדיוק של מתגי נסיעה ללא מגע כוללים גם דיפרנציאל נסיעה, כלומר. ההבדל בין הקואורדינטה של ​​נקודת ההפעלה של מהלך ללא מגע של המתג לבין הקואורדינטה של ​​נקודת הניתוק שלו כאשר אלמנט הבקרה מוזז בכיוון ההפוך.

מהירות (זמן תגובה) של מתג הקרבה - זהו הזמן בין רגע הקמת קואורדינטת העבודה ועד לרגע ההגעה לערך המתח הנייח במוצא מתג הגבול ללא מגע.לדעת את גודל המהירות של מתג הנסיעה ללא מגע, ניתן לקבוע את השגיאות הדינמיות בפעולת מתגי הנסיעה ללא מגע כאשר מהירות התנועה של אלמנט הבקרה משתנה.

מאפיינים חשמליים של מתגי קרבה כוללים את הפרמטרים הנדרשים של ספק הכוח (ספק כוח) ומאפייני העומס. הפרמטרים של רשת האספקה ​​כוללים: סוג הזרם (ישיר, חילופין), מתח אספקה ​​וסטיותיו המותרות, רמת אדוות, הספק הנצרך על ידי מתג קירבה או צריכת זרם, תדירות הרשת (לזרם חילופין). מאפייני העומס של מתגי נסיעה ללא מגע הם סוג העומס (ממסר, שבב וכו'). מתח המוצא, ההספק או הזרם הנמשכים מהעומס.

אינדיקטורים לאמינות ועמידות של מתגי גבול ללא מגע כוללים, קודם כל: ההסתברות לפעולה ללא בעיות לתקופת פעולה מסוימת או למספר מסוים של פעולות ואת חיי השירות של מתג גבול ללא מגע.

הפרמטרים החשובים ביותר צריכים לכלול גם את הממדים הכוללים וההרכבה של מתגי תנועה ללא מגע.

דרישות למתגי קרבה

אחת הדרישות החשובות ביותר עבור מתגי גבול היא הדרישה לאמינות גבוהה של פעולתם. בהשוואה לציוד חשמלי אחר, כולל אלקטרוני, מתגי הגבלה פועלים בתנאים הקשים ביותר, מכיוון שהם ממוקמים ישירות באזורי העבודה של מכונות תהליך, בהם יש מגוון רחב של טמפרטורות, רעידות וזעזועים, שדות אלקטרומגנטיים חזקים, זיהום מ. צ'יפס ונוזלים שונים אפשריים.

ייתכן שיידרשו מתגי גבול כדי לפעול בתדרי פעולה גבוהים במהירויות תנועה גבוהות של הפקדים.

הנתונים הטכניים של מתגי גבול המגע לא תמיד מאפשרים לעמוד בדרישות. זה מאפיין במיוחד ציוד תהליך אוטומטי עם ציוד חשמלי מורכב המכיל מספר רב מתגי גבול מגעכגון קווי מכונות אוטומטיים, מסועי דחיפה עליונים ומערכות שינוע מסועפות אחרות, ציוד יציקה ומתכות וכו'. הדבר חל גם על ציוד כבד בעל מספר רב של פעולות ליחידת זמן, כגון ציוד פרזול ולחיצה.

ברבים מהמקרים שלעיל, כאשר משתמשים במתגי גבול מגע, לא ניתן להבטיח אמינות מקובלת של פעולתו של ציוד טכנולוגי אוטומטי, ובנוסף, יש להחליף מתגים אלו מעת לעת בציוד הפועל בשל חיי השירות הקצרים שלהם. ביחס למספר הכולל של פעולות.

ככלל, מתגי קרבה אמינים ביותר, מסוגלים לפעול בתדירות גבוהה של פעולות, ובעלי חיי שירות ארוכים במונחים של מספר הפעולות הכולל. יתרון חשוב של מתגי תנועה ללא מגע הוא שהאמינות שלהם (ההסתברות לפעולה ללא בעיות לתקופה מסוימת) היא כמעט בלתי תלויה בתדירות הפעולות.

הגדלת אמינות הציוד בעת שימוש במתגי נסיעה ללא מגע מוקלת גם על ידי העובדה שניתן להפעיל מתגי נסיעה ללא מגע רק בעת הצורך.במקרה של שימוש במתגי גבול של המגעים, מיתוג המגעים מתבצע בכל לחיצה של הפקה, ללא קשר אם המגעים הללו מחוברים למעגל החשמלי או לא.

דרישות מסוימות עבור מתגי קרבה נובעות גם מתנאי ההפעלה.

התנאים הסביבתיים העיקריים שיש לקחת בחשבון הם בדרך כלל מתח אספקת AC וטמפרטורת הסביבה. בתוך המגבלות שצוינו של שינויים בתנאים חיצוניים, מתגי גבול ללא מגע חייבים לשמור על יכולת הפעולה והדיוק הנדרש. פעולת המתגים לא אמורה להיות מושפעת משמעותית מלחות האוויר שמסביב, כמו גם מהגובה מעל פני הים בגבולות המקובלים עבור מתגי הגבול.

הדרישות המוטלות בדרך כלל על מתגי נסיעה ללא מגע הן היכולת לתפוס כל עמדת עבודה בחלל והיעדר השפעה של חומר הבסיס עליו הם מותקנים וגופי המתכת במגע עם גוף הבלתי מגע. לִנְסוֹעַ. אין להשפיע על פעולת חיישני הקרבה מרטט וזעזועים, כמו גם מחדירת שמן, אמולסיה, מים, אבק.

תדירות ההפעלה הגבוהה ביותר של מתגי נסיעה ללא מגע בשימוש כממסר אלקטרומגנטי לעומס יכולה להגיע כמעט ל-120 פעולות בדקה. אם משתמשים במכשירים אלקטרוניים כעומס של מתגי קרבה, תדירות הפעולה של המערכת יכולה להיות גבוהה משמעותית.

מתגי קירבה לגנרטור

עקרון הפעולה של מתגי נסיעות גנרטור ללא מגע מבוסס על שינויים בפרמטרים של מעגל הנדנוד של הגנרטור תחת השפעה חיצונית. פרמטר משתנה כזה הממיר את תנועת אלמנט הבקרה לאות חשמלי משתנה הוא בדרך כלל השראות או הקיבול של המעגל המתנודד או השראות ההדדית בין סלילי המעגל. במתגי גבול ללא מגע עם גנרטור אינדוקטיבי מסוג קצה, אלמנט הבקרה, שהוא פלטה מוליכה, מציג, כאשר מתקרבים אליו, הפרעה בשדה האלקטרומגנטי בתדר גבוה שנוצר על ידי הסליל האינדוקטיבי של מעגל המתנד.

במקביל באלמנט הבקרה, זרמי מערבולתיצירת שדה אלקטרומגנטי משלו. שדה אלקרומגנטי לזרמי מערבולת יש השפעה הפוכה על סליל הממיר, וגורמים לשינויים בהתנגדות הפעילה והתגובתית בו, ולכן, שינוי באות המוצא של המתנד בתדירות ובמשרעת מהערכים ההתחלתיים התואמים למרחק משמעותי של רכיב הבקרה לערכים של פרמטרים אלה התואמים במיקום ההוא של רכיב הבקרה שבו חל שינוי פתאומי במצב, התקן הסף. שינוי זה באות הפלט של המתנד מורגש בסופו של דבר על ידי הכונן.

אות המוצא של המתנד הוא תנודת מתח בתדר של כמה מאות קילו-הרץ. ביציאה של התקן הסף, אות זה חייב להגיע חד קוטבי. לכן, מיישר מחובר בין הגנרטור להתקן הסף.

מתגי קירבה BVK-24

מתגי קירבה נרחבים מסוג חריץ עם מגברי טרנזיסטורים הפועלים במצב גנרטור. באיור. 1, ומראה תצוגה כללית של סוג המתג BVK-24. המעגל המגנטי שלו, הממוקם בתיבה 4, מורכב משתי ליבות פריט 1 ו-2 עם מרווח אוויר ברוחב 5-6 מ"מ ביניהן. בליבה 1 יש פיתול ראשוני wk ופיתול משוב חיובי wp.c, בליבה 2 יש פיתול משוב שלילי wо.s. מעגל מגנטי כזה מבטל את ההשפעה של שדות מגנטיים חיצוניים. סלילי המשוב מחוברים בסדרה - מנוגדים. כאלמנט מיתוג, נעשה שימוש בעל כותרת אלומיניום (צלחת) 3 בעובי של עד 3 מ"מ, הניתן להזזה לתוך החריץ (במרווח האוויר) של המערכת המגנטית של החיישן.

מתג תנועה ללא מגע BVK -24: א - מבט כללי; ב - תרשים סכמטי חשמלי

אם עלה הכותרת נמצא מחוץ לליבה, אזי ההבדל בין המתחים המושרים בפיתולים wpc ו-wo.c יהיה חיובי, הטרנזיסטור VT1 סגור ויצירת תנודות קבועות במעגל wc - C3 (איור 1, b ) אינו מתרחש. כאשר עלה כותרת מוכנס לתוך חריץ החיישן, החיבור בין הסלילים wk ו-wо.c נחלש (לכן עלה הכותרת נקרא גם מסך), מתח שלילי מופעל על בסיס הטרנזיסטור VT1 והוא נפתח. במעגל wk - נוצר C3 ו זרם חליפין, אשר משרה EMF בסליל wp.c במעגל הראשי של הטרנזיסטור. במעגל הבסיס של הטרנזיסטור VT1, מזוהה הרכיב המשתנה של זרם הבסיס. הטרנזיסטור נפתח, מה שגורם לממסר K

כדי לייצב את פעולת הטרנזיסטור עם תנודות בטמפרטורה ובמתח, נעשה שימוש במחלק מתח לא ליניארי, המורכב מאלמנט ליניארי - R1, תרמיסטור מוליכים למחצה R2 ודיודה VD2.

שגיאת התגובה היא 1-1.3 מ"מ. מתח האספקה ​​של מתג BVK-24 הוא 24 וולט.

דיאגרמת מעגל של המתג ללא מגע BVK

תכנית של מיתוג רציף של שני מתגים ללא מגע BVK

ערכת חיבור מקבילי של שני מתגים ללא מגע BVK

מתגים ללא מגע של KVD

מתגי גבול ללא מגע מסוג KVD מיועדים למיתוג מעגלי בקרה ואיתות חשמליים במהלך אוטומציה של מערכות שונות. המעגל כולל מתנד והדק טרנזיסטור. כאשר לוחית מתכת מוכנסת למרווח ההפעלה, מתרחשת ירידה במקדם המשוב, הגורמת להתמוטטות בדור, ההדק מתהפך וטרנזיסטור פלט סגור בדרך כלל נפתח, אשר מפעיל ממסר או אלמנט לוגי. מתח אספקה ​​- 12 או 24 וולט

מתגי גבול ללא מגע BTB

מתגי BTB מיועדים למיתוג מעגלי בקרה באמצעות ממסרים או על ידי התאמת אלמנטים של אלמנטים לוגיים ללא מגע. המתגים משנים את מצב המיתוג (פעולה) כאשר מתקרבים לאלמנט הרגיש של אלמנט הבקרה של הפלדה המבני. המתגים עובדים על עיקרון של גנרטור מבוקר, מיתוג מתרחש כאשר מתקרבים לאלמנט הרגיש של החלק הנשלט או אלמנט הבקרה העשוי מפלדה מבנית.

כל המתגים מצוידים במעגלי הגנה מפני קוטביות הפוכה של מתח האספקה ​​ומתח יתר בעת כיבוי עומסים אינדוקטיביים. מתגים BTP 103-24, BTP 211-24-01 ו-BTP 301-24, בנוסף לתוכניות ההגנה שלעיל, מצוידים במעגל הגנה מפני עומס יתר וקצר חשמלי בשרשרת המטענים. מתח אספקה ​​של מתגי BTB - 24 וולט.