принцип работы (действия), виды (типы), применение, схема подключения, настройка и установка.

Гигрометр необходим для измерения соответствующих показателей, причем не только в быту, но и в сельском хозяйстве и в промышленности (например, для измерения влажности почвы или для измерения остаточной влажности в древесине в процессе сушки).

В быту датчик контроля влажности воздуха обеспечивает контроль микроклимата, на предприятиях – точность технологических процессов и сохранность оборудования, в сельском хозяйстве – оценку качества почв, их плодородности. Конечно, настройка комнатного датчика от промышленного отличается. Кроме того, отличается и сам способ измерения. Чтобы сделать какие-то выводы или настроить оборудование для совместной работы, важно понимать, какой именно величиной измеряется влажность. И здесь возможно несколько вариантов:

• Абсолютное значение, в граммах на кубометр;
• Относительное значение, в единицах RH;
• В процентах от массы исследуемых образцов, если речь идет о твердых телах, материалах;
• В частях воды на 1000000 частей веса образца или ppm.

Абсолютная влажность или влагоемкость может варьироваться от 0 до 100% (то есть до полного насыщения, теоретически). Большинство бытовых гигрометров измеряют именно ее.

Принцип работы (действия) датчика измерения влажности воздуха

Существует 5 типов гигрометров, различающихся по принципу действия:

• Емкостные. Это простые модели, представляющие собой конденсаторы с воздухом как диэлектриком. Диэлектрическая проницаемость воздуха напрямую связана с влажностью, а при изменении влажности меняется и емкость воздушного конденсатора. Также есть модели с содержанием диэлектрика в воздушном зазоре: они срабатывают лучше, чем «просто воздушные». Такими устройствами уже можно измерять содержание воды в твердых веществах (позволяет измерить влажность исследуемого образца, помещенного между обкладками конденсатора, в том случае, если она превышает 0,5%).к этой категории относятся и тонкопленочные гигрометры с гребенчатыми электродами вместо обкладок. В них также присутствуют термодатчики, обеспечивающие компенсацию.
• Резистивные. Конструкционно эти датчики влажности представляют собой два электрода на подложке, причем поверх электродов наносится материал с малым сопротивлением (величина сопротивления сильно меняется в зависимости от влажности). Часто в качестве покрытия используют оксид алюминия, который хорошо поглощает влагу из окружающей среды. Резистивные датчики измеряют величину протекающего тока и стоят недорого.
• Термисторные или психометрические. Устройства представляют собой пару одинаковых термисторов (нелинейных электронных компонентов с сопротивлением, сильно зависящим от температуры). Работает следующим образом: один термистор размещают в герметичной камере, заполненной сухим воздухом, второй – в камере с отверстиями, через которые проходит воздух для измерений. Термисторы соединены по мостовой схеме: если на выходе получается нулевое напряжение, то влажность в камерах одинакова, если нет – то разность показателей влажности в камерах можно измерить в соответствии со значением полученного напряжения.
• Оптические, также носят название конденсационные. Это – самый точный тип устройств, основанный на таком физическом понятии как «точка росы». В процессе определяется температура, при которой на поверхности материала выпадает конденсат. В зависимости от температуры точки росы измеряется влажность окружающей среды. В простейшем случае такие конструкции представляют собой светодиод, подсвечивающий зеркальную поверхность, после чего луч света меняет направление и попадает на фотодетектор. Зеркало подогревается или охлаждается высокоточным температурным регулятором (термоэлектрическим насосом), а в момент выпадения конденсата температуру фиксируют соответствующим датчиком. Для работы важно, чтобы зеркало было чистым: в конденсированных каплях воды световые лучи преломляются, и величина тока в цепи фотодетектора падает.
• Электронные. Основной принцип действия этого устройства – измерение концентрации электролита, которым покрыт электроизоляционный материал. Часто используют концентрированный раствор хлорида лития, высокочувствительного к изменениям влажности. Электронные гигрометры зачастую дополнены еще и термометром, что позволяет производить замеры с высокой точностью. Для замеров влажности почвы тоже используют электронные гигрометры, представляющие собой 2 электрода, погружаемые в грунт. Влажность измеряется в зависимости от уровня токопроводимости земли.

Виды и типы датчиков измерения влажности воздуха

При выборе конкретного типа датчика, исходя из его принципа работы, следует учитывать основные факторы:

• Какую величину влажности понадобится измерять – относительную или абсолютную;
• Где будет замеряться влажность – в воздухе, в почве, в образце материала;
• Имеет ли значение гистерезис, с какой точностью необходимы измерения и в каком диапазоне они будут проводиться.

Так, самыми точными датчиками считаются оптические, но они же и самые дорогие. Емкостные часто применяются в бытовой технике и в промышленном оборудовании. Их ключевое преимущество – устойчивость к высоким температурам и химическим испарениям. В быту чаще всего применяют резистивные детекторы, работающие с относительно малым временем отклика, от 10 до 30 секунд. Они могут работать в температурном диапазоне от -40 до +100 градусов, но чувствительны к химическим и масляным испарениям. Электронные хороши тем, что благодаря компьютерной калибровке работают с высокой точностью.

У всех этих моделей есть преимущества и недостатки, а также факторы, влияющие на точность измерений.

Применение датчиков измерения влажности воздуха

В промышленных условиях, для определения относительной влажности почв, материалов или помещений чаще используются гигрометры, измеряющие относительную влажность. Они оснащены встроенными преобразователями сигналов и легко интегрируются в соответствующую измерительную систему. Также эти приборы могут иметь встроенный датчик температуры, чтобы проводить комплексный контроль микроклимата и устанавливать реальную связь между уровнями температуры и влажности.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее доступны несколько типов датчиков: психрометрические, аспирационные, емкостные и резистивные. Рассмотрим более детально каждый вид датчика.

Датчики емкостного и резистивного типа часто используют в офисных системах климат-контроля, где показатели влажности могут варьироваться от 30 до 70%.

Для агропромышленных комплексов (теплиц, грибоводческих хозяйств, овощехранилищах) такие модели не подойдут, так как в условиях повышенной влажности и при возможном выпадении конденсата дают сбой и могут показывать значения с погрешностью до 6%. В этом случае рекомендуется использование психрометрических датчиков.

Если замеры производятся в зонах с воздушным потоком, то стоит применять аспирационный датчик, то есть психрометрический, дополненный вентилятором. За счет работы электровентилятора на мокром термометре создается нормированный воздушный поток. При измерении высокой относительной влажности воздуха такой прибор дает погрешность 1%, не более.

В целом область использования датчиков влажности воздуха очень широка и включает в себя:

• Поддержание микроклимата в заданных пределах на производстве, оборудованном чувствительными к влажности электронными приборами;
• Контроль за показателями влажности в офисных помещениях, в быту;
• В сфере ЖКХ – в котельных и на водоочистных станциях позволяют не допустить образование конденсата;
• Периодический контроль помогает предотвратить появление грибка, плесени на стенах здания или в складе.

Схема подключения датчика измерения влажности воздуха, его настройка и установка

В большинстве случаев такие датчики монтируются на твердую поверхность. Корпус может закрепляться на стене винтами (он твердый, прочный и выполнен из огнеупорного пластика). Внутри корпуса гигрометра расположен клеммник с контактами, который используется для подключения (задействуется схема, предоставленная производителем).

Подключение производится кабелем через кабельный ввод, при этом соответствующую гайку обязательно затягивают до упора, чтобы сохранить герметичность корпуса (в большинстве моделей он соответствует классу защиты от внешних воздействий IP65). Также можно использовать экранированный кабель, если предполагается, что устройство будет работать в зоне с высоким уровнем электромагнитных помех. Настройка и калибровка производятся после подключения в «рабочих» условиях.

В компании «Измеркон» можно приобрести датчики влажности, преобразователи температуры и влажности с релейными выходами, с цифровым интерфейсом, с внешними зондами, а также WEB-датчики. Есть модели гигрометров с подключением по Wi-Fi, способные передавать данные через интернет.

9. Датчики

Классификация датчиков. Характеристики и параметры датчиков. Требования, предъявляемые к датчикам. Параметрические (резисторные, емкостные, индуктивные, трансформаторные) датчики. Генераторные (индукционные, пьезоэлектрические, термоэлектрические, Холла) датчики [1, с.466-483; 2, с.180-200; 6, с.198-247].

9.1. Методические указания

Необходимо уяснить назначение, основные характеристики и параметры датчиков.

Изучить основные типы параметрических и генераторных датчиков, уметь привести примеры использования датчиков различных типов для контроля и измерения физических величин.

При изучении датчиков нужно обратить особое внимание на способы повышения чувствительности и линейности характеристики, уменьшения погрешности и воздействия на контролируемый элемент.

9.2. Контрольные вопросы

9.2.1. Что такое чувствительность, порог чувствительности и номинальная характеристика датчика? Какие существуют виды погрешностей датчиков?

9.2.2. Какие типы датчиков используются для контроля угла поворота и линейного перемещения? Кратко объясните их принцип действия.

9.2.3. В чем состоит разница между индуктивными и индукционными датчиками? Приведите примеры того и другого типа датчиков.

9.2.4. Какие типы датчиков, и каким образом используются для контроля механических нагрузок?

9.2.5. Перечислите типы датчиков частоты вращения, объясните их устройство и принцип действия.

9.2.6. Что такое параметрический датчик? Приведите примеры параметрических датчиков. Опишите один из видов параметрических датчиков более подробно.

9.2.7. Какие датчики могут быть использованы для контроля линейных и угловых перемещений? Дайте их краткую характеристику.

9.2.8. Опишите индуктивные и дифференциально-индуктивные датчики: разновидности, принцип действия, достоинства и недостатки.

9.2.9. Опишите конструкции и принцип действия датчиков с перемещающимся экраном и перемещающейся обмоткой.

9.2.10. Что такое генераторный датчик? Приведите примеры генераторных датчиков. Опишите один из видов генераторных датчиков более подробно.

9.2.11. Перечислите датчики электромеханического принципа действия и датчики статического принципа действия, назовите области их применения.

9.2.12. Приведите пример использования датчика Холла.

9.2.13. Охарактеризуйте резисторные датчики.

9.2.14. Опишите назначение, область применения датчиков и требования, предъявляемые к ним.

9.2.15. Укажите общие достоинства и недостатки пассивных и активных датчиков.

9.2.16. Приведите схемы включения резистивных датчиков.

9.2.17. Пренебрегая внутренним сопротивлением обмотки и потерями в стали, напишите для индуктивного датчика, описанного в [2, п. 3.2.2] выражение, связывающее изменение зазора между якорем и магнитопроводом и ток в обмотке датчика.

9.2.18. Охарактеризуйте емкостные датчики.

9.2.19. Опишите конструкции трансформаторных датчиков.

9.2.20. Дайте характеристику тензорезисторных датчиков.

10. Электрические аппараты статической коммутации

Общий принцип действия бесконтактных аппаратов. Их преимущества и недостатки по сравнению с контактными аппаратами [4, с. 264; 7, с. 164-166].

Применение полупроводниковых приборов в электрических аппаратах [1, с. 173-181, 324-325; 2, с. 552-576, 628-644; 4, с. 270-277].

Полупроводниковые электрические аппараты [1, с. 403-449, 455-466; 4, с. 280-294; 7, с. 160-173]. Операционные усилители и их применение в полупроводниковых реле и расцепителях автоматов. Оптронные реле [1, рис. 12.30,31].

Силовые электронные ключи. Основные типы силовых диодов. Основные классы силовых транзисторов. Тиристоры [2, с. 385-425]. Модули силовых электронных ключей. Системы управления силовых электронных аппаратов. Интегральные микросхемы в системах управления. Цифровые устройства систем управления [2, с. 427-503, 504-520].

Микропроцессоры в электрических аппаратах. Конструкции микропроцессорных контроллеров. Применение микроконтроллеров в электрических аппаратах [2, с. 525-550].

Гибридные и тиристорные контакторы. Силовые схемы гибридных контакторов [1, рис. 4.32,33]. Гибридные контакторы с управлением по току коммутируемой цепи. Гибридные контакторы с синхронизирующими устройствами. Конструкция гибридного контактора. Тиристорные контакторы постоянного и переменного тока [2, с. 552-576, 628-643].

Магнитные усилители [1, с. 245-281; 4, с. 264-270, 278-280]. Принцип действия дроссельного усилителя и усилителя с самонасыщением (МУС). Характеристики и параметры МУС. Реверсивные магнитные усилители. Бесконтактные магнитные реле на основе МУС.

Датчики автоматических устройств 1. Общие

Датчики автоматических устройств 1. Общие положения по техническим средствам автоматизации 2. Назначение и классификация датчиков 3. Конструктивные особенности датчиков 1

Вопросы для самопроверки 1. Какова структура любого автоматического устройства? 2. Охарактеризуйте структуру и определите функциональное назначение элементов автоматического устройства контроля уровня топлива в баке. 3. Какими характеристиками описываются свойства элементов автоматических устройств? 4. Какова погрешность измерения давления образцовыми манометрами? 5. Что такое элементарные динамические звенья? Их классификация и характеристики. 6. Как могут быть соединены элементы в автоматической системе? 7. Вычертите структурные схемы основных автоматических систем и поясните функциональную связь между блоками. 8. Вычертите структурную схему автоматической системы защиты, например, двигателя внутреннего сгорания при падении давления масла в главной магистрали. 9. В чем сущность и задачи государственной системы приборов и средств автоматики (ГСП)? 10. В чем заключается разница понятий автоматическая и 2 автоматизированная система управления?

1. Общие положения по техническим средствам автоматизации Приборы и устройства, входящие в блоки систем автоматики (системы автоматического контроля, защиты, управления и регулирования производственного процесса), а также элементы, связывающие их, называются техническими средствами 3

Классификация устройств АСУ по отношению к потоку информации • датчики — для получения контрольной информации об изменении параметров технологического процесса; • промежуточные элементы — для переработки и передачи информации (контрольной и командной) на необходимое расстояние; • задающие и программные устройства — для получения, преобразования, обработки, хранения и сравнения контрольной информации с программой, а также формирования управляющей информации; • исполнительные устройства -для использования управляющей информации и воздействия на процесс производства. 4

по роду используемой вспомогательной энергии • электрические, • пневматические, • гидравлические, • механические, • комбинированные 5

Назначение и классификация датчиков Датчиком называется элемент, преобразующий физическую величину, которая характеризует течение контролируемого или регулируемого процесса, в другую (сигнал), удобную для усиления и передачи на расстояние 6

по выходному сигналу преобразователи (датчики) подразделяются: • электрические, • пневматические, • гидравлические, • механические, • комбинированные 7

по времени срабатывания датчики подразделяются: • безинерционные, • инерционные (период запаздывания) 8

по принципу действия датчики подразделяются: • параметрические (контактные, реостатные, индуктивные, емкостные, электронные), • генераторные (термопары, фотоэлектрические устройства, пьезоэлектрические и индукционные датчики, а также тахогенераторы ) 9

но роду физических величин, на которые реагируют датчики: • механические, • акустические, • жидкостные, • тепловые, • газовые, • электрические, • датчики состава • оптические, и свойства вещества 10

Датчики механических величин линейные и угловые перемещения, скорость, ускорение объектов, деформации деталей, вибрации Преобразование электрические, пневматические, гидравлические 11

• Контактные (рычажные, шпиндельные, кнопочные выключатели р-контакт или з-контакт ), • реостатные, • индуктивные, • емкостные, • электронные датчики, • пневмопреобразователи и пневматические датчики, • тензодатчики, • пьезоэлектрические датчики, • тахогенераторы 12

Путевой выключатель При нажатии движущейся части объекта на ролик 3 рычаг 4 поворачивается на угол примерно 12° и с помощью спиральной пружины 5 поворачивает поводок 6, в результате чего опрокидывается контактный стержень с пластиной вокруг оси. Но это произойдет при условии, что защелка 8 будет повернута поводком 6 с роликом 2. В момент поворота контактного стержня контакты 9 будут разомкнуты, а контакты 10 замкнуты. При прекращении воздействия на ролик 3 пружина 7 вернет подвижные части путевого выключателя в исходное положение 13

Электроконтактные датчики по назначению датчики подразделяются на предельные для определения попадания размер контролируемой детали в поле допуска, амплитудные — для контроля отклонения формы и правильности взаимного расположения поверхностей 14

Устройство датчика Датчик смонтирован в корпусе 1, имеющем форму скобы. В цилиндрических втулках, запрессованных в корпус, перемещается цилиндрический измерительный стержень 5, оснащенный сменным наконечником 2, буртик которого используется для настройки. Сверху корпус имеет отверстие диаметром 8 мм и зажим для крепления отсчетной головки (индикатор часового типа), наконечник которой упирается в верхний конец измерительного стержня. Гайка 3 микроподачи служит для перемещения измерительного стержня 5 при настройке датчика по отсчетной головке. Пружина 6, создающая измерительное усилие, закрепляется за винт хомутика 7, укрепленного на стержне, и корпус 1. 15

Второй хомутик 4, также закрепленный на шпинделе, имеет регулируемый по ширине паз. В этот паз входит запрессованный в корпус штифт, который служит для предохранения шпинделя от поворотов. К корпусу двумя винтами прикреплена стенка 8, несущая передаточный и настроечный механизмы датчика. К колонке 14 на крестообразном пружинном шарнире установлен цельный рычаг 13, несущий подвижные контакты. На запрессованный в плечо рычага 3 изолирующий корундовый штифт 12 воздействует твердосплавный конец хомутика 7. Нижний подвесной контакт подвешен к рычагу на плоской пружине 15. При ходе стержня вниз после замыкания этого контакта пружина отходит от рычага, позволяя ему поворачиваться далее, что обеспечивает возможность отсчета по индикатору минусового предела настройки датчика. Настроечные контакты запрессованы в концы регулируемых настроечных винтов 9, несущих барабан 10. Тугое вращение винтов обеспечивается осевым натягом, который создается пластинчатыми пружинами 16 и звездчатыми гайками 18, размещенными под барабанами. Положение гайки фиксируется пружинным стопором 17. Контакты датчика имеют независимые выводы к штырям, которые служат для присоединения к розетке 11. Корпус закрыт с двух сторон крышками из оргстекла. 16

Реостатные датчики основаны на изменении омическою сопротивления. В зависимости от величины измеряемого параметра, изменение сопротивления в датчиках происходит в результате перемещения подвижного контакта, кинематически связанного с поплавком, мембраной или каким-либо другим чувствительным элементом, по рабочему участку проводника, очищенного от изоляции. 17

Индуктивные датчики При перемещении якоря, вызванном изменением измеряемого параметра, индуктивные сопротивления в катушках будут изменяться. Это физическое явление и является основой конструкций индуктивных датчиков 18

Сельсин-датчики 19

20

Емкостные датчики обладают высокой чувствительностью, однако они значительно сложней индуктивных по устройству и наладке. Их трудно защитить от влияния внешних воздействий. В промышленности емкостные датчики имеют незначительное применение. 21

Механотронные преобразователи 22

Пневмопреобразователи 23

Датчик — золотник 24

Тензометрические датчики 25

Тахогенераторы постоянного тока конструктивно подобны электродвигателям постоянного тока и выполняются как с возбуждением от постоянных магнитов, так и от электромагнитов. Слабым звеном таких тахогенераторов является коллектор. В последние годы появились бесколлекторные тахогенераторы постоянного тока с коммутацией на полупроводниковых триодах. Кроме тахогенераторов постоянного тока, широко применяются тахогенераторы переменного тока с переменной частотой. Они представляют собой бесколлекторную электрическую машину с вращающимся постоянным магнитом и неподвижной статорной обмоткой. Выходное напряжение такого тахогенератора имеет амплитуду и частоту, пропорциональные частоте вращения. Выходное напряжение обычно выпрямляется полупроводниковым выпрямителем. Этот тахогенератор имеет два основных недостатка: выходное напряжение имеет переменную частоту, что затрудняет использование его в обычных схемах переменного тока, и то что он нечувствителен к изменению направления вращения. От этих недостатков свободен асинхронный тахогенератор. Конструкция его подобна конструкции двухфазного электродвигателя с тонкостенным ротором. 26

Пьезоэлектрические датчики. При исследовании агрегатов, узлов и деталей автомобилей, проводимых в научных целях, а также в ряде приборов давления применяются пьезоэлектрические датчики. В них используется эффект появления зарядов на гранях кристалла при его сжатии. Это датчики генераторного типа. Они применяются для измерения вибраций, кратковременных давлений и др. Материалом для этих датчиков обычно является кварц, из которого вырезают ориентированные по отношению к осям кристалла пластинки в форме цилиндров или параллелепипедов. Пластинки помещают между металлическими электродами. Для увеличения возникающего заряда применяют несколько пластинок 27

ЭДС 28

Фотоэлектрические датчики используют воздействие входного параметра (перемещение, усилие) на интенсивность лучистой энергии. Источником светового излучения служат лампы накаливания, радиоактивного—искусственные радиоактивные вещества. Приемником световых излучений являются различные типы фотоэлементов: фотоэлементы с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные), фоторезисторы, вентильные фотоэлементы и фотоумножители 29

Датчики давления 30

31

Пирометры Радиационный пирометр Оптический пирометр 32

Термометры 33

Измерители показателей 34

Измерение сопротивления изоляции: полное руководство

Для безопасной работы все электрические установки и оборудование должны иметь сопротивление изоляции, соответствующее определенным характеристикам. Независимо от того, идет ли речь о соединительных кабелях, оборудовании секционирования и защиты, трансформаторах, электродвигателях и генераторах – электрические проводники изолируются с помощью материалов с высоким электрическим сопротивлением, которые позволяют ограничить, насколько это возможно, электрический ток за пределами проводников.

Из-за воздействий на оборудование качество этих изоляционных материалов меняется со временем. Подобные изменения снижают электрическое сопротивление изоляционных материалов, что увеличивает ток утечки, который, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям, как с точки зрения безопасности (для людей и имущества), так и с точки зрения затрат на остановки производства.

Регулярная проверка изоляции, проводимая на установках и оборудовании в дополнение к измерениям, выполняемым на новом и восстановленном оборудовании во время ввода в эксплуатацию, помогает избегать подобных инцидентов за счет профилактического обслуживания. Данные испытания дают возможность обнаружить старение и преждевременное ухудшение изоляционных свойств прежде, чем они достигнут уровня, способного привести к описанным выше инцидентам.

Проверка: испытание или измерение?

На первом этапе полезно прояснить разницу между двумя типами проверки, которые часто путают – испытание электрической прочности изоляции и измерение сопротивления изоляции.

Испытание электрической прочности, также называемое «испытание на пробой», позволяет определить способность изоляции выдерживать выброс напряжения средней длительности без возникновения искрового пробоя. Фактически такой выброс напряжения может быть вызван молнией или индукцией в результате неисправности линии электропередачи. Основной целью этого теста является обеспечение соответствия строительным нормам и правилам, касающимся путей утечки и зазоров. Этот тест часто выполняется с использованием напряжения переменного тока, но также при испытаниях применяется и напряжение постоянного тока. Подобный тип измерений требует использования установок для испытания кабелей повышенным напряжением. Результатом является значение напряжения, обычно выраженное в киловольтах (кВ). Испытания электрической прочности в случае неисправности могут быть разрушительными, в зависимости от уровней тестирования и энергетических возможностей инструмента. Поэтому этот метод используется для типового тестирования на новом или восстановленном оборудовании.

При нормальных условиях испытаний измерение сопротивления изоляции является неразрушающим тестированием. Этот замер выполняется с использованием напряжения постоянного тока меньшей величины, чем при испытании электрической прочности, и дает результат, выраженный в кОм, МОм, ГОм или ТОм. Значение сопротивления указывает на качество изоляции между двумя проводниками. Поскольку данное испытание является неразрушающим, его особенно удобно использовать для контроле старения изоляции работающего электрического оборудования или установок. Для данного измерения используется тестер изоляции, также называемый мегомметром (доступны мегомметры с диапазоном до 999 ГОм).

Типовые причины неисправности изоляция

Поскольку измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра является частью более широкой политики профилактического обслуживания, важно понимать, по каким причинам возможно ухудшение характеристик изоляции. Только это позволит предпринять правильные шаги для их устранения.

Можно разделить причины неисправности изоляции на пять групп. Однако необходимо иметь в виду, что в случае отсутствия каких-либо корректирующих мер, различные причины будут накладываться друг на друга, приводя к пробою изоляции и повреждению оборудования.

1. Электрические нагрузки

В основном электрические нагрузки связаны с отклонением рабочего напряжения от номинального значения, причем влияние на изоляцию оказывают как перенапряжения, так и понижение напряжения.

2. Механические нагрузки

Частые последовательные запуски и выключения оборудования способны вызвать механические нагрузки. Кроме того, сюда входят проблемы с балансировкой вращающихся машин и любые прямые нагрузки на кабели и установки в целом.

3. Химические воздействия

Присутствие химических веществ, масел, агрессивных испарений и пыли в целом отрицательно влияет на характеристики изоляционных материалов.

4. Напряжения, связанные с колебаниями температуры:

В сочетании с механическими напряжениями, вызванными последовательными запусками и остановками оборудования, также на свойства изоляционных материалов влияют напряжения, возникающие при расширении и сжатии. Работа при экстремальных температурах также приводит к старению материалов.

5. Загрязнение окружающей среды

Плесень и посторонние частицы в теплой, влажной среде также способствуют ухудшению изоляционных свойств установок и оборудования.

В приведенной ниже таблице показана относительная частота различных причин отказа электродвигателя.

Внешние загрязнения:

 

В дополнение к внезапным повреждениям изоляции из-за таких чрезвычайных происшествий, как, например, наводнения, факторы, снижающие эффективность изоляции работающей установки объединяются, иногда усиливая друг друга. В конечном итоге в долгосрочной перспективе без постоянного мониторинга это приведет к возникновению ситуаций, которые станут критическими с точки зрения безопасности людей и нормальной эксплуатации. Таким образом, регулярное тестирование изоляции установок или электрических машин является полезным способом контроля состояния изоляции, позволяющим предпринимать необходимые действия еще до того, как возникло повреждение.

Принцип измерения сопротивления изоляции и влияющие на него факторы

Измерение сопротивления изоляции базируется на законе Ома. Подав известное напряжение постоянного тока с уровнем ниже, чем напряжение испытания электрической прочности, а затем измерив значение тока, очень просто замерить значение сопротивления. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому измеряя малый протекающий ток, мегомметр указывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, ГОм и даже в ТОм (на некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и способно указать на риск возникновения тока утечки.

На значение сопротивления изоляции и, следовательно, на значение тока, протекающего, когда к тестируемой цепи приложено напряжение постоянного тока, влияет ряд факторов. К таким факторам относятся, например, температура или влажность, которые способны существенно повлиять на результаты измерений. Для начала давайте проанализируем характер токов, протекающих во время измерения изоляции, используя гипотезу о том, что эти факторы не влияют на проводимое измерение.

Общий ток, протекающий в изоляционном материале, представляет собой сумму трех компонентов:

• Емкость. Для зарядки емкости тестируемой изоляции необходим ток зарядки емкости. Это переходный ток, который начинается с относительно высокого значения и падает экспоненциально к значению, близкому к нулю, когда тестируемая цепь электрически заряжается. Через несколько секунд или десятых долей секунды этот ток становится незначительным по сравнению с измеряемым током.
• Поглощение. Ток поглощения, соответствующий дополнительной энергии, которая необходима для переориентации молекул изоляционного материала под воздействием прикладываемого электрического поля. Этот ток падает намного медленнее, чем ток зарядки емкости; иногда необходимо несколько минут, чтобы достичь значения, близкого к нулю.
• Ток утечки или ток проводимости. Этот ток характеризует качество изоляции и не изменяется со временем.

На приведенном ниже графике эти три тока показаны в зависимости от времени. Шкала времени является условной и может различаться в зависимости от тестируемой изоляции.

Для обеспечения надлежащих результатов тестирования очень больших электродвигателей или очень длинных кабелей сведение к минимуму емкостных токов и токов поглощения может занимать от 30 до 40 минут.

Когда в цепь подается постоянное напряжение, суммарный ток, протекающий в тестируемом изоляторе, изменяется в зависимости от времени. Это предполагает значительное изменение сопротивления изоляции.

Перед подробным рассмотрением различных методов измерения было бы полезно снова взглянуть на факторы, которые влияют на измерение сопротивления изоляции.

Влияние температуры

Температура вызывает квазиэкспоненциальное изменение значения сопротивления изоляции. В контексте программы профилактического технического обслуживания измерения должны выполняться в одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, должны корректироваться относительно эталонной температуры. Например, увеличение температуры на 10°C уменьшает сопротивление изоляции ориентировочно наполовину, в то время как уменьшение температуры на 10°C удваивает значение сопротивления изоляции.

Уровень влажности влияет на изоляцию в соответствии со степенью загрязнения ее поверхности. Никогда не следует измерять сопротивление изоляции, если температура ниже точки росы.

Коррекция сопротивления изоляции в зависимости от температуры (источник IEEE-43-2000)

 

Методы тестирования и интерпретация результатов

Кратковременное или точечное измерение

Это наиболее простой метод. Он подразумевает подачу испытательного напряжения на короткое время (30 или 60 секунд) и фиксацию значения сопротивления изоляции на этот момент. Как уже указывалось выше, на такое прямое измерение сопротивления изоляции значительное влияние оказывает температура и влажность, поэтому измерение следует стандартизировать при контрольной температуре и для сравнения с предыдущими измерениями следует фиксировать уровень влажности. С помощью данного метода можно проанализировать качество изоляции, сравнивая текущее измеренное значение с результатами нескольких предыдущих тестов. Со временем это позволит получить более достоверную информацию о характеристиках изоляции тестируемой установки или оборудования по сравнению с одиночным испытанием.

Если условия измерения остаются идентичными (то же самое испытательное напряжение, то же время измерения и т.д.), то при периодических измерениях путем мониторинга и интерпретации любых изменений можно получить четкую оценку состояния изоляции. После записи абсолютного значения, необходимо проанализировать изменение во времени. Таким образом, измерение, показывающее относительно низкое значение изоляции, которое, тем не менее, стабильно во времени, теоретически должно доставлять меньше беспокойства, чем значительное снижение сопротивления изоляции со временем, даже если сопротивление изоляция выше, чем рекомендованное минимальное значение. В общем, любое внезапное падение сопротивления изоляции свидетельствует о проблеме, требующей изучения.

На приведенном ниже графике показан пример показаний сопротивления изоляции для электродвигателя.

В точке A сопротивление изоляции уменьшается из-за старения и накопления пыли.

Резкое падение в точке B указывает на повреждение изоляции.

В точке C неисправность была устранена (обмотка электродвигателя перемотана), поэтому вернулось более высокое значение сопротивления изоляции, остающееся стабильным во времени, что указывает на ее хорошее состояние.

Методы тестирования, основанные на влиянии времени приложения испытательного напряжения (PI и DAR)

Эти методы включают последовательное измерение значений сопротивления изоляции в указанное время. Их преимуществом является неподверженность особому влиянию температуры, поэтому их можно применять без коррекции результатов, если только испытательное оборудование не подвергается во время теста значительным колебаниям температуры.

Данные методы идеально подходят для профилактического обслуживания вращающихся машин и для мониторинга изоляции.

Если изоляционный материал находится в хорошем состоянии, ток утечки или ток проводимости будет низким, а на начальный замер сильно влияют токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. При приложении испытательного напряжения со временем измеренное значение сопротивления изоляции повышается, так как уменьшаются эти токи помех. Необходимое для измерения изоляции в хорошем состоянии время стабилизации зависит от типа изоляционного материала.

Если изоляционный материал находится в плохом состоянии (поврежден, грязный и влажный), ток утечки будет постоянным и очень высоким, часто превышающим токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. В таких случаях измерение сопротивления изоляции очень быстро становится постоянным и стабилизируется на высоком значении напряжения.

Изучение изменения значения сопротивления изоляции в зависимости от времени приложения испытательного напряжения дает возможность оценить качество изоляции. Этот метод позволяет сделать выводы, даже если не ведется журнал измерения изоляции. Тем не менее, рекомендуется записывать результаты периодических измерений, проводимых в контексте программы профилактического обслуживания.

Показатель поляризации (PI)

При использовании этого метода два показания снимаются через 1 минуту и 10 минут, соответственно. Отношение (без размерностей) 10-минутного значения сопротивления изоляции к 1-минутному значению называется показателем поляризации (PI). Этот показатель можно использовать для оценки качества изоляции.

Метод измерения с использованием показателя поляризации идеально подходит для тестирования цепей с твердой изоляцией. Данный метод не рекомендуется использовать на таком оборудовании, как масляные трансформаторы, поскольку он дает низкие результаты, даже если изоляция находится в хорошем состоянии.

Рекомендация IEEE 43-2000 «Рекомендуемые методы тестирования сопротивления изоляции вращающихся машин» определяет минимальное значение показателя поляризации (PI) для вращающихся машин переменного и постоянного тока в температурных классах B, F и H равным 2.0. В общем случае значение PI, превышающее 4, является признаком превосходной изоляции, а значение ниже 2 указывает на потенциальную проблему.

PI = R (10-минутное измерение изоляции) / R (1-минутное измерение изоляции)

Результаты интерпретируются следующим образом:

Значение PI (нормы)	Состояние изоляции
<2	Проблемное
От 2 до 4	Хорошее
> 4	Отличное

Коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR)

Для установок или оборудования, содержащих изоляционные материалы, в которых ток поглощения уменьшается быстро, для оценки состояния изоляции, возможно, будет достаточно провести измерение через 30 секунд и 60 секунд. Коэффициент DAR определяется следующим образом:

DAR = R (60-секундное измерение изоляции) / R (30-секундное измерение изоляции)

Результаты интерпретируются следующим образом:

Значение DAR (нормы)	Состояние изоляции
<1,25	Неудовлетворительное
<1,6	Нормальное
>1,6	Отличное

 

Метод, основанный на влиянии изменения испытательного напряжения (тестирование с помощью ступенчатого напряжения)

Наличие загрязнений (пыль, грязь и т.п.) или влаги на поверхности изоляции обычно четко выявляется с помощью зависящего от времени измерения сопротивления (PI, DAR и т.д.). Однако этот тип тестирования, проводимый с использованием низкого напряжение относительно диэлектрического напряжения испытываемого изолирующего материала, может иногда пропускать признаки старения изоляции или механические повреждения. Значительное же увеличение прикладываемого испытательного напряжения может, со своей стороны, вызвать повреждение в этих слабых точках, что приведет к существенному уменьшению измеренного значения сопротивления изоляции.

Для обеспечения эффективности соотношение между шагами изменения напряжения должно быть 1 к 5, и каждый шаг должен быть одинаковым по времени (обычно от 1 до 10 минут), оставаясь при этом ниже классического напряжения испытания электрической прочности (2Un + 1000 В). Полученные с помощью данного метода результаты полностью независимы от типа изоляции и температуры, потому что он основан не на внутреннем значении измеряемого изолятора, а на эффективном сокращении значения, получаемого по истечении одного и того же времени для двух разных испытательных напряжений.

Снижение значения сопротивления изоляции на 25% или более между первым и вторым шагами измерения является свидетельством ухудшения изоляции, которое обычно связано с наличием загрязнений.

Метод испытания рассеиванием в диэлектрике (DD)

Тест рассеивания в диэлектрике (DD), также известный как измерение тока повторного поглощения, выполняется путем измерения тока рассеивания в диэлектрике на испытуемом оборудовании.

Поскольку все три составляющие тока (ток зарядки емкости, ток поляризации и ток утечки) присутствуют во время стандартного испытания изоляции, на определение тока поляризации или поглощения может влиять наличие тока утечки. Вместо попытки измерить во время тестирования изоляции ток поляризации при тестировании рассеяния в диэлектрике (DD) измеряется ток деполяризации и ток разряда емкости после тестирования изоляции.

Принцип измерения состоит в следующем. Сначала тестируемое оборудование заряжается в течение времени, достаточного для достижения стабильного состояния (зарядка емкости и поляризация завершена, и единственным протекающим током является ток утечки). Затем оборудование разряжается через резистор внутри мегомметра и при этом измеряется протекающий ток. Этот ток состоит из зарядного тока емкости и тока повторного поглощения, которые в совокупности дают общий ток рассеивания в диэлектрике. Данный ток измеряется по истечении стандартного времени в одну минуту. Электрический ток зависит от общей емкости и конечного испытательного напряжения. Значение DD рассчитывается по формуле:

DD = Ток через 1 минуту / (Испытательное напряжение x Емкость)

Тест DD позволяет идентифицировать избыточные токи разряда, когда поврежден или загрязнен один из слоев многослойной изоляции. При точечных испытаниях или тестах PI и DAR подобный дефект можно упустить. При заданном напряжении и емкости ток разряда будет выше, если поврежден один из слоев изоляции. Постоянная времени этого отдельного слоя больше не будет совпадать с другими слоями, что приведет к более высокому значению тока по сравнению с неповрежденной изоляцией. Однородная изоляция будет иметь значение DD, близкое к нулю, а допустимая многослойная изоляция будет иметь значение DD до 2. В приведенной ниже таблице указано состояние в зависимости от полученного значения DD.

DD (нормы)	Состояние
> 7	Очень плохое
От 4 до 7	Плохое
От 2 до 4	Сомнительное
<2	Нормальное

Внимание: Данный метод измерения зависим от температуры, поэтому каждая попытка тестирования должна выполняться при стандартной температуре или, по крайней мере, температура должна фиксироваться вместе с результатом теста.

Тестирование изоляции с высоким сопротивлением: использование гнезда G на мегомметре

При измерении значений сопротивления изоляции (выше 1 ГОм) на точность измерений могут повлиять токи утечки, протекающие по поверхности изоляционного материала через имеющиеся на ней влагу и загрязнения. Значение сопротивления больше не является высоким, и поэтому пренебрежимо малым по сравнению с сопротивлением оцениваемой изоляции. Для устранения снижающей точность измерения изоляции поверхностной утечки тока на некоторых мегомметрах имеется третье гнездо с обозначением G (Guard). Это гнездо шунтирует измерительную цепь и повторно вводит поверхностный ток в одну из точек тестирования, минуя цепь измерения (смотрите рисунок ниже).

При выборе первой схемы, без использования гнезда G, одновременно измеряется ток утечки i и нежелательный поверхностный ток I1, поэтому сопротивление изоляции измеряется неверно.

Однако при выборе второй схемы измеряется только ток утечки i. Подключение к гнезду G позволяет отвести поверхностный ток I1, поэтому измерение сопротивления изоляции проводится правильно.

 

Гнездо G необходимо соединить с поверхностью, по которой протекают поверхностные токи, и которая не относится к таким изоляторам, как изоляционные материалы кабелей или трансформаторов. Знание возможных путей протекания испытательных токов через тестируемый элемент имеет решающее значение для выбора места соединения с гнездом G.

Нормы испытательного напряжения для кабелей/оборудования

Рабочее напряжение кабеля/оборудования	Нормы испытательного напряжения постоянного тока
От 24 до 50 В	От 50 до 100 В постоянного тока
От 50 до 100 В	От 100 до 250 В постоянного тока
От 100 до 240 В	От 250 до 500 В постоянного тока
От 440 до 550 В	От 500 до 1000 В постоянного тока
2400 В	От 1000 до 2500 В постоянного тока
4100 В	От 1000 до 5000 В постоянного тока
От 5000 до 12 000 В	От 2500 до 5000 В постоянного тока
> 12 000 В	От 5000 до 10 000 В постоянного тока

 

В приведенной выше таблице показаны рекомендованные нормы испытательного напряжения в соответствии с рабочими напряжениями установок и оборудования (значения взяты из руководства IEEE 43-2000).

Кроме того, эти значения задаются для электрических приборов в самых разнообразных местных и международных стандартах (IEC 60204, IEC 60439, IEC 60598 и т.д.).

Во Франции, например, стандарт NFC15-100 предусматривает значения испытательного напряжения и минимального сопротивления изоляции для электроустановок (500 В постоянного тока и 0,5 МОм при номинальном напряжении от 50 до 500 В).

Однако вам настоятельно рекомендуется обратиться к изготовителю кабеля/оборудования, чтобы узнать их собственные рекомендации по требуемому испытательному напряжению.

Безопасность при тестировании изоляции

Перед тестированием

A. Чтобы испытательное напряжение не было приложено к другому оборудованию, имеющему электрическое соединение с тестируемой цепью, испытание должно проводиться на отключенной, не проводящей электрический ток установке.

B. Убедитесь, что цепь разряжена. Ее можно разрядить, замкнув накоротко выводы оборудования и/или замкнув их на землю на определенное время (смотрите время разряда).

C. Если тестируемое оборудование находится в огнеопасной или взрывоопасной среде, необходима специальная защита, поскольку, если изоляция повреждена, при разряде изоляции (до и после испытания), а также во время тестирования могут возникать искры.

D. Из-за наличия напряжения постоянного тока, величина которого может быть достаточно высокой, рекомендуется ограничить доступ другого персонала и надевать средства индивидуальной защиты (например, защитные перчатки), предназначенные для работы на электрооборудовании.

E. Используйте только те соединительные кабели, которые подходят для проводимого испытания; убедитесь, что кабели находятся в хорошем состоянии. В лучшем случае неподходящие кабели приведут к ошибкам измерения, но гораздо важнее, что они могут быть опасными.

После тестирования

К концу испытания изоляция накапливает значительную энергию, которую необходимо сбросить до выполнения любых других операций. Простое правило безопасности заключается в том, чтобы предоставить оборудованию возможность разряжаться в течение времени, в пять раз превышающего время зарядки (время последнего теста). Для разрядки оборудования можно накоротко замкнуть его выводы и/или соединить их с землей. Все изготовленные компанией Chauvin Arnoux мегомметры оборудованы встроенными цепями разрядки, которые автоматически обеспечивают требуемую безопасность.

Часто задаваемые вопросы

 

Результат моих измерений – x МОм. Это нормально?

Какое должно быть сопротивление изоляции — на этот вопрос нет единого ответа. Точный ответ на него могут дать производитель оборудования или соответствующие стандарты. Для низковольтных установок минимальным значением можно считать значение 1 МОм. Для установок или оборудования с более высоким рабочим напряжением можно использовать правило, определяющее минимальное значение 1 МОм на кВ, в то время как рекомендации IEEE, касающиеся вращающихся машин, определяют минимальное сопротивление изоляции (n + 1) МОм, где n – рабочее напряжение в кВ.

Какие измерительные провода следует использовать для подключения мегомметра к тестируемой установке?

Используемые на мегомметрах провода должны иметь спецификации, подходящие для выполняемых измерений с точки зрения используемых напряжений или качества изоляционных материалов. Использование несоответствующих измерительных проводов может привести к ошибкам измерения или даже оказаться опасным.

Какие меры предосторожности следует принимать при измерении высокого сопротивления изоляции?

При измерении высоких значений сопротивления изоляции в дополнение к указанным выше правилам безопасности необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

• Используйте специальное гнездо G (Guard) (описывается в специальном разделе выше).
• Используйте чистые, сухие провода.
• Прокладывайте провода на расстоянии друг от друга и без контакта с любыми объектами или с полом. Это позволит ограничить возможность возникновения токов утечки в самой измерительной линии.
• Не касайтесь проводов и не перемещайте их во время измерения, чтобы избежать возникновения вызывающих помехи емкостных эффектов.
• Для стабилизации измерения выждите необходимое время.

Почему два последовательных измерения не всегда дают одинаковый результат?

Применение высокого напряжения создает электрическое поле, которое поляризует изоляционные материалы. Важно понимать, что для возвращения изоляционных материалов после завершения тестирования в состояние, в котором они находились до испытания, потребуется значительное время. В некоторых случаях на это может потребоваться больше времени, чем указанное выше время разрядки.

Как протестировать изоляцию, если я не могу отключить установку?

Если невозможно отключить питание тестируемой установки или оборудования, мегомметр использовать нельзя. В некоторых случаях можно провести тестирование без снятия напряжения, используя для измерения тока утечки специальные клещи, но этот метод гораздо менее точен.

Как выбрать измеритель сопротивления изоляции (мегомметр)?

При выборе измерителя сопротивления изоляции необходимо задать следующие ключевые вопросы:

• Какое максимальное испытательное напряжение необходимо?
• Какие методы измерения будут использоваться (точечные измерения, PI, DAR, DD, ступенчатое изменение напряжения)?
• Какое максимальное значение сопротивления изоляции будет измеряться?
• Как будет подаваться питание на мегомметр?
• Каковы возможности хранения результатов измерений?

Примеры измерений сопротивления изоляции

Измерение изоляции на электрической установке, электрооборудовании

Измерение изоляции на вращающейся машине (электродвигатель)

Измерение изоляции на электроинструменте

Измерение изоляции на трансформаторе

Измерение сопротивления изоляции трансформатора производят следующим образом:

a. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой и землей

 

b. Между низковольтной обмоткой и высоковольтной обмоткой и землей

 

c. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой

 

d. Между высоковольтной обмоткой и землей

 

e. Между низковольтной обмоткой и землей

 

Выбираем приборы

Посмотреть приборы для проверки изоляции высоковольтных кабелей.

 

Средства автоматического контроля сборки — КиберПедия

 

При создании автоматического сборочного оборудования большое значение придают применению контрольных средств. В конструкциях сборочных линий и автоматов предусматривают устройства для контроля наличия детали в приспособлении (ме­ханизме), ее размеров или положения, а также параметров со­единения.

Контроль наличия и положения деталей в сборочных меха­низмах необходим для исключения работы вхолостую и поло­мок оборудования в случае отказа механизма загрузки. Конт­роль размеров деталей перед автоматической сборкой проводят для проверки соответствия детали техническим требованиям в целях исключения брака по этой причине и отказа сборочного оборудования. Контроль параметров соединения призван надежно обеспечить качество сборки. Этими параметрами могут быть линейные размеры или физические величины. Последние, на­пример момент затяжки или силы запрессовки, контролируют в процессе выполнения соединения.

В конструкциях сборочных автоматов применяют механичес­кие, электрические, фотоэлектрические, пневматические и другие устройства контроля.

Механические устройства можно использовать для многих видов контроля. Например, входной контроль наличия резьбы нужного шага у шпильки осуществляют механической гребен­кой (рис. 6.31, а). Шпилька, находящаяся на лотке, останавли­вается упором 1. Гребенка 2 с насечкой, соответствующей шагу контролируемой резьбы, перемещается по шпильке. При резьбе нужного шага гребенка попадает в резьбу, захватывает шпильку и перемещает ее в лоток 3. Если резьба не соответствует требуе­мой, то гребенка проскальзывает по шпильке, упор убирается и шпилька отбраковывается.

Момент затяжки гайки контролируют механическим устрой­ством по реактивному моменту на корпусе резьбозавертываю­щего механизма. Схема контроля показана на рис. 6.31, б. Уп­ругая пластина 2 закреплена на корпусе 1. При возникновении на корпусе реактивного момента М, равного моменту затяжки, пластина 2 прогибается, опираясь на неподвижную опору 3, и воздействует на конечный выключатель 4, останавливающий дви­гатель. Регулировку момента затяжки осуществляют перемеще­нием положения выключателя.

Основными элементами электрических механизмов контро­ля являются индуктивные или емкостные датчики, осуществ­ляющие бесконтактный контроль параметра. В основном меха­низмы с такими датчиками используют для контроля наличия деталей в сборочных устройствах или их положения после ори­ентации. Принцип работы датчиков основан на изменении элек­трического тока, проходящего через датчик, при попадании в его поле металлических деталей.

Электрические датчики сопротивления (тензорезисторы) по­зволяют также измерять параметры процесса. Датчики приклеи­вают к измеряемому объекту или специальному элементу изме­рительного устройства. При возникновении деформаций в конст­рукции изменяется сопротивление датчика и, следовательно, ток, проходящий через него. По изменению тока судят о значении измеряемого параметра. Например, на пластину 2 (рис. 6.31,6) можно наклеить датчик сопротивления и контролировать момент затяжки.

Рис. 6.31. Контроль резьбы (а) и момента затяжки гайки (б)

 

Точность контроля при этом будет выше, чем при конт­роле описанным ранее методом.

Принцип работы пневматических датчиков основан на том, что при попадании детали в струю воздуха, выходящую из со­пла, в воздушной системе изменяются параметры давления и расхода. По изменению этих параметров (в основном давления) судят об изменении контролируемого параметра. Эти датчики можно использовать для контроля наличия детали, ее положе­ния и размера. В сборочных процессах пневматические датчики используют редко и только для контроля положения.

Фотоэлектрические датчики работают по следующему прин­ципу. Датчик фотоэлектрический (фотодиод) устанавливают на контрольной позиции и освещают лампочкой 1 (рис. 6.32, а). При прохождении между лампочкой и датчиком 3 детали 2 пе­рекрывается поток света на датчик и сопротивление фотодиода изменяется.

Механизмы с фотоэлектрическими датчиками нашли широ­кое применение для контроля положения детали. Например, кон­троль положения отверстия под смазку у втулки относительно отверстия в малой головке шатуна при ее запрессовке осуществляют по схеме, показанной на рис. 6.32, б.

Рис. 6.32. Контроль наличия детали и ее положения

 

Перед установкой втулка должна занять строго определенное положение относи­тельно отверстия в головке шатуна. Для ориентации втулку мед­ленно вращают относительно штока 2, в котором вмонтирована лампочка 1, освещающая фотодиод 3. При совпадении отвер­стия с заданным положением фотодиод освещается и вращение прекращается. Фотодиоды являются чувствительными датчика­ми. При использовании их для контроля размеров можно опре­делить отклонение размера на несколько микрометров.

Контрольные вопросы

 

1. Охарактеризуйте методы обеспечения радиального зазора в под­шипниках качения.

2. Как контролируют диаметральный зазор при сборке подшипни­ков скольжения?

3. Перечислите технические требования к цилиндрическим направ­ляющим и методы их обеспечения при сборке.

4. От каких факторов зависит точность бокового зазора в зубчатых зацеплениях в процессе их сборки?

5. Дайте сравнительную характеристику способов балансировки.

6. Перечислите виды технического контроля качества сборки и дайте их краткую характеристику.

7. На каких принципах основано проектирование типовых сбороч­ных механизмов? Охарактеризуйте их.

8. От каких факторов зависит компоновка автоматического сбороч­ного оборудования?

9. Дайте характеристику автоматизированным линиям сборки узлов автомобилей и тракторов.

10. Назовите типы контрольных устройств, применяемых при авто­матической сборке.

 

 

Вопросы к зачетам и экзаменам

Физико-химические основы технологических процессов

• Основные виды ископаемого топлива: запасы и ресурсы. Доля различных источников в
  глобальном снабжении первичной энергией (ГСПЭ).
• Основные виды ископаемого топлива: уголь, нефть, нефтеносные пески, нефтяные
  сланцы – сланцевая нефть.
• Основные виды ископаемого топлива: природный газ, плотные пески и сланцы –
  сланцевый газ, гидраты метана.
• Физико-химические основы горения углеводородного топлива. Эффективность сжигания
  топлива. Теплота сгорания твердого и жидкого топлива. Формула Менделеева
• Теплота сгорания газообразного топлива. Сравнительная оценка эффективности
  сжигания различных видов топлива.
• Стехиометрические реакции горения в системе «топливо-окислитель». Реакции горения
  углерода, водорода и серы. Теоретически необходимое количество воздуха для полного
  сжигания единицы массы топлива.
• Горение газового топлива. Стехиометрические уравнения горения углеводородов в
  чистом кислороде.
• Физико-химические характеристики сырой нефти. Элементный и групповой состав.

Технические измерения и приборы

• Функционально-иерархическая структура ГСП
• Конструктивно-технологическая структура ГСП
• Система стандартов ГСП
• Методы изображении ТСА
• Основные принципы построения ТСА
• Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
• Программируемые промышленные контроллеры
• Определение, история появления и развития
• Программируемые промышленные контроллеры
• Особенности в сравнении с традиционными ТСА и ЭВМ
• Классификация ПЛК, как основных компонентов ПТК
• Функционально-конструктивная схема модульного ПЛК

Методы и средства измерения технологических параметров

• Поясните способы численного выражения погрешностей средства
• измерений.Дайте понятие поправки.
• Функционально-иерархическая структура ГСП
• Конструктивно-технологическая структура ГСП
• Система стандартов ГСП
• Методы изображении ТСА
• Основные принципы построения ТСА
• Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
• Программируемые промышленные контроллеры Определение, история появления и
  развития
• Программируемые промышленные контроллеры Особенности в сравнении с традиционными
  ТСА и ЭВМ
• Классификация ПЛК, как основных компонентов ПТК
• Функционально-конструктивная схема модульного ПЛК Архитектура и общая организация
  модульного ПЛК
• Понятие цикла работы ПЛК Архитектура и общая организация модульного ПЛК

Компьютерное моделирование технологических процессов

• (5 семестр)
• • Виды моделей, их назначение, особенности применения,
  • Математическая и компьютерная модели.
  • Этапы вычислительного эксперимента.
  • Понятие о статистическом эксперименте.
  • Виды управления модельным временем.
  • Характеристики параллельных процессов,
  • Моделирование случайных факторов.
  • Статистические параметры моделей.
  • Компонентное и объектно-ориентированное модепирование.
  • Критерии справедливости гипотез в имитационном моделировании.
  • Обработка резупьтатов моделирования.
  • Методы решения уравнений: дихотомии, хорд, касательных, метод итераций.
  • Методы решения систем уравнений,
• (6 семестр)
• • Общие характеристики пакета MATLAB,
  • Состав и применение основных разделов библиотеки SIMULINK,
  • создание подсистем и интерфейса взммодействия В SIМULINК-модели,
  • Управляемые подсистемы.
  • Маскированные подсистемы.
  • Библиотека блоков пользователя,
  • Отладка визуальной модели.
  • Назначение и основные характеристики программного инстумента StateFlow,
  • Графические элементы StateFlow.
  • Неграфические элементы StateFlow,

Технологические процессы автоматизированных производств

• Общие сведения о ТСА. Основные понятия и определения
• Классификация ТСА по функциональному назначению в САУ
• Тенденции развития ТСА
• Функционально-иерархическая структура ГСП
• Конструктивно-технологическая структура ГСП
• Система стандартов ГСП
• Методы изображении ТСА
• Основные принципы построения ТСА
• Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
• Программируемые промышленные контроллеры
• Определение, история появления и развития
• Программируемые промышленные контроллеры
• Особенности в сравнении с традиционными ТСА и ЭВМ
• Классификация ПЛК, как основных компонентов ПТК
• Функционально-конструктивная схема модульного ПЛК
• Архитектура и общая организация модульного ПЛК
• Понятие цикла работы ПЛК
• Архитектура и общая организация модульного ПЛК

Управление качеством

• Дайте понятие концепций и категорий качества.
• Для чего необходимо управлять качеством?
• Что такое качество жизни?
• Дайте определение менеджмента качества.
• Расскажите о вехах менеджмента качества, его становлении и развитии.
• Каую роль сыграл Э. Деминг в управлении качеством?
• Что такое статистический контроль качества (STQ)?
• Дайте определение системы менеджмента качества (СМК) как совокупности
  организационной структуры.
• В чем разница между контролем и обеспечением качества? Какие виды затрат на
  качество существуют?
• Охарактеризуйте процессы и ресурсы, обеспечивающие общее управление
  качеством.
• Что такое входы и выходы процесса?
• Расскажите о жизненном цикле продукции.

Оптимальные и адаптивные системы

• Оптимальное управление. Задачи оптимального управления
• Структура и типы адаптивных систем управления
• Система уравнений оптимального управления (целевая функция, модель объекта
  управления и ограничения).
• СНС автоматического управления со стабилизацией качества управления
• Методы теории оптимального управления. Краткая характеристика методов
• СНС автоматического управления с оптимизацией качества управления
• Постановка задачи линейного программирования
• Методы определения производных функции качества
• Линейное программирование, симплекс-метод
• Метод синхронного детектирования
• Нелинейное программирование, метод множителей Лагранжа
• Метод разделения производных по времени

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

• Регулирование соотношения расходов двух веществ.
• Функциональные схемы автоматизации с использованием пневматических ТСА.
• Особенности регулирования уровня.
• Схемы автоматизации теплообменников смешения.
• Начертить функциональную схему автоматизации регулирования температуры в печи с
  коррекцией по расходу топлива.
• Особенности регулирования давления.
• Схемы регулирования выходной температуры в паровых теплообменниках.
• Начертить функциональную схему автоматизации регулирования уровня низа
  ректификационной
• колонны.
• Особенности регулирования температуры.
• Схемы автоматизации испарителей и конденсаторов.
• Начертить функциональную схему автоматизации регулирования температуры сырья на
  выходе из печи с коррекцией по расходу топлива в печи.
• Особенности регулирования РН.
• Особенности автоматизации испарителей и конденсаторов.
• Начертить функциональную схему автоматизации регулирования расхода флегмы в
• ректификационную колонну.

Первичные измерительные преобразователи  АСУТП

• Методы измерений
• Основные свойства измерительных приборов
• Мембранные и сильфонные приборы
• Пьезоэлектрические   манометры
• Измерение давления основные понятия
• Жидкостные приборы давления
• Ионизационные вакуумметры и манометры
• Емкостные датчики давления
• Схемы внешних электрических соединений датчика давления
• Термометры сопротивления общие сведения
• Флуоресцентные датчики
• Монтаж датчиков температуры
• Исполнительные устройства
• Пневматические исполнительные механизмы

Моделирование цифровых систем управления

• Дискретные математические модели систем управления.
• Дана входная x(nT0) и выходная y(nT0) последовательности ЛДС. x(nT0) = {1, 0, 1,
  2};  y(nT0) = {1, 0, 2, 1} Определить её дискретную передаточную функцию
  w(z)
• Моделирование динамических систем разностными уравнениями. Разностные уравнения
  решетчатых функций.
• Определить  импульсную характеристику ЛДС, описываемую разностным уравнением
  1-го порядка y(nT0) = 0,5y[(n-1)T0]+x(nT0)  y(-T0) = 0 – начальное условие:
  x(nT0) = δ(nT0)
• Дискретное преобразование Лапласа и Z-преобразование.
• Основные свойства Z-преобразования. Линейность. Сдвиг во временной области.
  Свертка решетчатых функций.
• Обратное Z-преобразование. Разложение Z-преобразования в степенной ряд.

Обработка сигналов в системах автоматизации и  управления

• Классификация и общая характеристика информационных сигналов.
• Временные характеристики сигналов. Детерминированные и случай­ные сигналы.
• Классификация и общая характеристика информационных сигналов.
• Частотные характеристики сигналов. Спектральный анализ периодиче- ских сигналов.
  Тригонометрическая и комплексная форма ряда Фурье.
• Частотный спектр последовательности прямоугольных импульсов. Связь между
  частотными и временными характеристиками сигнала.
• Частотные характеристики сигналов. Спектральный анализ периодиче- ских сигналов.
  Тригонометрическая и комплексная форма ряда Фурье.
• Спектральный анализ непериодических сигналов. Интеграл Фурье.
• Частотные спектры непериодических импульсных сигналов. Спектр одиночного
  прямоугольного импульса. Экспоненциальный импульс. Единичная импульсная функция.
• Распределение энергии в спектре непериодического сигнала. Опреде­ление полосы
  частот, занимаемой сигналом.
• Согласование параметров информационных сигналов и преобразовате­лей информации в
  динамическом режиме.
• Усиление сигналов в информационно-измерительном канале (ИИК). Схема замещения
  усилительного устройства на ОУ, коэффициент уси­ления, операторная передаточная
  функция.
• Согласование параметров информационных сигналов и преобразовате­лей информации в
  динамическом режиме.
• Аналоговая фильтрация сигналов в ИИК. Передаточные функции элек­трических
  фильтров. Основные характеристики: полоса пропускания, полоса задерживания, частота
  среза.
• Логарифмические частотные характеристики фильтров. Частотные ха­рактеристики
  идеальных фильтров: ФНЧ, ФВЧ, ПФ, ЗФ.
• Аналоговая фильтрация сигналов в ИИК. Передаточные функции элек­трических
  фильтров. Основные характеристики: полоса пропускания, полоса задерживания, частота
  среза.
• Мультиплексирование сигналов. Временное и частотное мультиплек­сирование.
• Структурные схемы и алгоритмы временного мультиплексирования. Функция
  преобразования мультиплексора.
• Классическая схема мультиплексирования сигналов. Схема выборки и хранения.

Методы и технические средства спектрального анализа сигналов

• Классификация и общая характеристика информационных сигналов.
• Временные характеристики сигналов. Детерминированные и случай­ные сигналы.
• Классификация и общая характеристика информационных сигналов.
• Частотные характеристики сигналов. Спектральный анализ периодиче- ских сигналов.
  Тригонометрическая и комплексная форма ряда Фурье.
• Частотный спектр последовательности прямоугольных импульсов. Связь между
  частотными и временными характеристиками сигнала.
• Частотные характеристики сигналов. Спектральный анализ периодиче- ских сигналов.
  Тригонометрическая и комплексная форма ряда Фурье.
• Спектральный анализ непериодических сигналов. Интеграл Фурье.
• Частотные спектры непериодических импульсных сигналов. Спектр одиночного
  прямоугольного импульса. Экспоненциальный импульс. Единичная импульсная функция.
• Распределение энергии в спектре непериодического сигнала. Опреде­ление полосы
  частот, занимаемой сигналом.
• Согласование параметров информационных сигналов и преобразовате­лей информации в
  динамическом режиме.
• Усиление сигналов в информационно-измерительном канале (ИИК). Схема замещения
  усилительного устройства на ОУ, коэффициент уси­ления, операторная передаточная
  функция.
• Согласование параметров информационных сигналов и преобразовате­лей информации в
  динамическом режиме.
• Аналоговая фильтрация сигналов в ИИК. Передаточные функции элек­трических
  фильтров. Основные характеристики: полоса пропускания, полоса задерживания, частота
  среза.
• Логарифмические частотные характеристики фильтров. Частотные ха­рактеристики
  идеальных фильтров: ФНЧ, ФВЧ, ПФ, ЗФ.
• Аналоговая фильтрация сигналов в ИИК. Передаточные функции элек­трических
  фильтров. Основные характеристики: полоса пропускания, полоса задерживания, частота
  среза.
• Мультиплексирование сигналов. Временное и частотное мультиплек­сирование.
• Структурные схемы и алгоритмы временного мультиплексирования. Функция
  преобразования мультиплексора.
• Классическая схема мультиплексирования сигналов. Схема выборки и хранения.

Latest adidas Falcon Trainer Releases & Next Drops

Что такое индуктивные датчики приближения, Часть 2

В первой части этой статьи был представлен индуктивный датчик приближения. Во второй и последней части рассматриваются некоторые особенности этого датчика.

В: Существуют ли разные архитектуры и реализации?

A: Да, есть три основных типа:

1) в датчике находятся только магнитные элементы. Это отделяет электронику от чувствительных катушек и обеспечивает самый маленький и прочный датчик, Рисунок 1 .

Рис. 1. Узел с резьбой и винтом может иметь только передний датчик с отдельной электроникой. (Изображение: Keyence Corp.)

2) в следующей группе входной генератор и усилитель считываемого сигнала находятся в датчике, а усиленный сигнал затем передается по кабелю в дополнительную электронику для дальнейшей обработки и форматирования.

3) Теперь можно включить всю сигнальную цепь в сам узел датчика; некоторые версии даже оцифровывают условный аналоговый сигнал, Рисунок 2 .

Рис. 2: В качестве альтернативы, узел датчика может также содержать всю электронику. (Изображение: Keyence Corp.)

Решение о том, какой стиль использовать, зависит от деталей установки, специфики приложения, стоимости по сравнению с производительностью, простоты использования и многих других факторов. Также существуют проблемы, связанные с работой с существующими устаревшими установками. Все три типа до сих пор широко используются.

В: Является ли режим измерения направленным?

A: Нет, основной датчик является всенаправленным, что желательно в некоторых случаях, но не в других.В случаях, когда необходима направленность, решение состоит в магнитном экранировании датчика, Рисунок 3 .

Рис. 3: Магнитное экранирование (слева) можно использовать, чтобы сделать диаграмму чувствительности датчика более сфокусированной, чем ее неэкранированную диаграмму (справа). (Изображение: Портал электротехники)

В: Какие параметры необходимо оценить при выборе индуктивного датчика?

A: Помимо размера, чувствительность должна соответствовать приложению. Обычно указывается как максимальное расстояние, которое вызовет изменение выходного сигнала от датчика к квадратному куску железа толщиной 1 мм (тип Fe 37) с размерами сторон, равными диаметру чувствительной поверхности.Также существуют связанные проблемы гистерезиса и повторяемости, Рисунок 4 , а также температурные коэффициенты срабатывания. Другие соображения включают рабочую частоту, требования к мощности и току, а также тип и формат интерфейса.

Рис. 4. Такие факторы, как чувствительность и гистерезис, относятся к числу тех, которые используются для характеристики характеристик датчика. (Изображение: Fargo Controls Inc.)

В: Сколько стоит датчик?

A: Цены на базовый датчик начинаются от 10 до 15 долларов и могут достигать сотен долларов в зависимости от размера, точности, степени прочности, количества встроенной электроники и других факторов.

В: Сложна ли схема использования индуктивного датчика?

A: Да и нет. Как и во многих схемах датчиков, базовая конструкция проста. Однако достижение точной, стабильной и стабильной работы может быть проблемой.

В: Как это делается?

A: До того, как стали доступны ИС с присущей им способностью позволять использовать схемы, позволяющие легко реализовать сложные топологии, это делалось с помощью дискретных транзисторов и, да, даже электронных ламп.ИС предлагают не только простоту использования, базовую функциональность и повышенную производительность, но и другие функции и возможности, которые приносят пользу пользователю. Среди поставщиков таких микросхем Microchip Technologies, Renesas и Texas Instruments.

Индуктивный датчик — важный компонент в меню инженеров по выбору датчиков, поскольку он прост в использовании, прочен, эффективен, точен и прост в установке. Как и его собрат LVDT, он доступен во многих размерах, чувствительности и электрических вариантах, и его стоит рассматривать в бесчисленных приложениях.

Соответствующее мировое содержание EE

Электроника LVDT, Часть 1: Возбуждение и демодуляция
Электроника LVDT, Часть 2: Схема интерфейса
Индуктивно-цифровой преобразователь представлен как первый в отрасли преобразователь положения и движения
Индуктивный датчик приближения с питанием от батареи, спортивный диапазон 70 футов
Индуктивное положение датчик предназначен для приложений с абсолютным положением в промышленных двигателях
Индуктивные датчики приближения с аналоговым выходом от Automation Direct
Беспроводная индуктивная система 2 для беспроводного подключения датчика
Индуктивное определение положения без магнитов для коммутации автомобильных двигателей

Внешние ссылки

Keyence Corp., «Что такое индуктивный датчик приближения?
Keyence Corp., «Категоризация индуктивных датчиков приближения.
Automation.com,« Принципы работы индуктивных датчиков »
Fargo Controls,« Принципы работы индуктивных датчиков приближения »
Microchip Technologies,« Надежные, недорогие и устойчивые к помехам датчики движения. Индуктивные датчики »
Renesas Electronics Corporation,« Индуктивный датчик положения IPS2550 для коммутации высокоскоростных двигателей (автомобильная промышленность) »
Texas Instruments,« LDC1101 1,8-В с высоким разрешением, высокоскоростной преобразователь индуктивности в цифровой »

(PDF) Определение характеристик материалов с использованием бесконтактных индуктивных датчиков

В.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой работе анализируется индуктивно-связанная цепь, и

метод бесконтактных измерений был разработан для определения характеристик материалов сердечника

. Датчик преобразователя использует контактные средства, отличные от

, для передачи данных и характеризует магнитные

и немагнитные материалы путем измерения индуктивности

пиков магнитной и немагнитной индуктивности. Характеристики материала

можно отличить от других материалов

путем получения уникальных отличительных пиков импеданса

с уникальными значениями импеданса.Изменение проницаемости

материала определяет индуктивность выходной катушки.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Авторы выражают признательность Центру управления исследованиями

Международного исламского университета Малайзии за финансовую поддержку

(EDW A10-625), с которой проводится эта работа.

Ссылки

[1]. Гл. Alexiou, A. Schmidt, R. Klein, P. Hulin, C.

Bergemann, и W. $ UQROG ³0DJQHWLF Drug

targeting: биораспределение и зависимость от напряженности магнитного поля

000´ -ournal магнетизма и

магнитных материалов, Vol.252, pp.363-366,

November 2002.

[2]. Х. Пардо, П.Р. Кларк, Т.Г. Сен-Пьер, П. Мороз, С.К.

-RQHV ³Метод на основе магнитно-резонансной томографии

для измерения концентрации железа в тканях в печени

артериально покрытых ферромагнитными частицами

разработан для лечения магнитной гипертермии

WXPRXUV´ Магнитно-резонансная томография, Vol. 21,

Выпуск 5, стр. 483-488, июнь 2003 г.

[3].Гийом Симар, студент, член IEEE, Мохамад

Саван, научный сотрудник, IEEE, и Даниэль Массикотт, старший

0HPEHU, ((³ + LJK-Speed ​​OQPSK и Efficient

Передача мощности через индуктивную связь для

% LRPHGLFDO, PSODQWV´, ((( 7UDQVDFWLRQV RQ

Биомедицинские схемы и системы, том 4, № 3, июнь

2010

[4]. Кенджи Шиба, член IEEE, Акира Моримаса и

+ DUXWR \ R + LUDQR ³Проектирование и разработка трансформатора потерь

для питания малых имплантируемых медицинских устройств

, «Транзакции IEEE по биомедицине

Схемы и системы, Vol.4, №2, апрель 2010 г.

[5]. Даниэле Мариоли, Эмилио Сардини, Мауро Серпеллони,

DQG $ QGUHD 7DURQL ³ & RQWDFWOHVV 7UDQVPLVVLRQ RI

Информация об измерениях между датчиком и OHQL

57, No. 2,

Febrauray 2008.

[6]. Александра Мариничич, Джурадж% XGLPLU ³7HVOD¶V

Вклад в радиоволну 3URSDJDWLRQ´ IEEE

TELSIKS (2001).Стр.327-331.

[7]. M. Cacciola, G. Megali, D. Pellicanuo, S. Calcango,

M. Versaci anG)  &  0RUDELWR ³Modeling и

Проверка датчиков с ферритовым сердечником для GMR-вихревых токов

7HVWLQJLQ 0HWDOOLF 3ODWHV´ 3LHUV RQOLQH9RO1R

2010.

[8]. Вен-Ю Чанг, студент, член IEEE, Ки-Як

См., Студент, член IEEE, и Бо Ху,

«Характеристика компонента при смещении постоянного тока

Условие с использованием подхода индуктивного связывания»,

Инструменты для транзакций IEEE и Измерение,

об.59, №8, август 2010 г.

[9]. Ма Ли Я, Ализа Айни М.Д. Ралиб, Надира Джамил, Шероз

Хан, АХМ Захирул Алам, Анис Нурашикин,

³ $ QDO \ VLV RI, QGXFWLYH 3RZHU + DUYHL20VWLQ 9VWLQ + DUYHL20 . 2010 г., Малакка, Малайзия.

Мишени индуктивного датчика приближения — материал имеет значение

Автор: Джефф Хаймс

Из некоторых предыдущих блогов было указано, что ряд переменных может влиять на фактический диапазон чувствительности, достигаемый индуктивным датчиком приближения.Одной из упомянутых переменных был состав мишени или материал мишени. Давайте посмотрим, как различные целевые материалы могут повлиять на работу индуктивного датчика.

В общем, лучшая цель для индуктивного датчика приближения — это плоский кусок черного металла. Согласно спецификации IEC, «мишенью для испытаний» индуктивного датчика приближения является кусок углеродистой стали (Fe360) толщиной 1 мм. Размер цели квадратный, и для стандартного датчика дальности он обычно равен размеру активной поверхности датчика.Для датчика M8 с Sn = 1,5 мм это будет квадрат 8 мм; для датчика M12 с Sn = 2 мм это будет квадрат 12 мм и т. д.

В реальных условиях типы материалов мишени могут быть разными. Как указано выше, целевым материалом, обеспечивающим наилучший диапазон чувствительности, является черная сталь. Другие цветные целевые материалы по-прежнему могут быть обнаружены индуктивным датчиком, но обычно в ограниченном диапазоне чувствительности. Чтобы дать вам представление о величине снижения, ниже приводится таблица «поправочных коэффициентов».

Типичные поправочные коэффициенты материала
Материал	Поправочный коэффициент	Тип металла
Сталь (Fe360)	1,0	Черные металлы
Нержавеющая сталь	0,6… 1,0	Цветные металлы
Алюминий	0,30… 0,45	Цветные металлы
Латунь	0.35… 0,50	Цветные металлы
Медь	0,25… 0,45	Цветные металлы

В таблице приведены приблизительные «поправочные коэффициенты», поскольку большинство металлов являются соединениями, а не чистыми, поэтому достигаемый эффективный диапазон чувствительности будет варьироваться в зависимости от состава. Как и в качестве примера — если бы стандартный индуктивный датчик имел эффективный диапазон чувствительности 10 мм с мишенью из черной стали, тот же датчик имел бы примерно от 3,0 мм до 4.Эффективная дальность обнаружения 5 мм с мишенью из цветного алюминия.

Основная концепция, о которой следует помнить, заключается в том, что индуктивный датчик приближения может обнаруживать множество черных и цветных металлов, но не обязательно в одном и том же диапазоне срабатывания. Обычно мишень из цветного металла сокращает расстояние срабатывания.

Если вам необходимо преодолеть это снижение восприятия материала объекта, существует ряд вариантов:

1. Вместо того, чтобы использовать датчик стандартного диапазона, ищите модель с расширенным диапазоном, такую ​​как версия с двойным или тройным диапазоном чувствительности.

2. Если приложение позволяет — используйте неэкранированный датчик, а не экранированный (обеспечивает больший диапазон срабатывания).

3. Сегодня существует множество датчиков, которые могут обнаруживать модели из черных и цветных металлов на одинаковом расстоянии. Иногда их называют «универсальными» или «факторами 1».

Выбор датчика

можно выбрать, чтобы минимизировать влияние различных материалов цели, если характеристики обнаружения цели понятны вначале.

Чтобы узнать больше, посетите www.balluff.us

Нравится:

Нравится Загрузка …

Шон Дэй

Шон Дэй обладает опытом и знаниями в области промышленной автоматизации с Balluff. Обладая знаниями о продуктах и ​​отрасли, он делится своей страстью к автоматизации с Automation Insights.

SICK Индуктивные датчики приближения

Индуктивные датчики приближения Индуктивная близость Датчик состоит из колебательного контура LC, анализатора сигналов и коммутирующий усилитель. Катушка этой колебательный контур генерирует высокочастотный электромагнитный переменный поле. Это поле излучается на чувствительной поверхности датчика. Если металлический объект (триггер переключения) приближается к чувствительной поверхности, возникают вихревые токи. Возникающие в результате потери отбирают энергию из колебательного контура и уменьшают колебания. Оценщик сигналов за колебательным контуром LC преобразует эту информацию в четкий сигнал. Высокая коммутация частоты и высокие постоянные токи характеризуют многие индуктивные датчики. Они доступны как 3/4-проводные проводники постоянного тока, 2-проводные проводники постоянного тока, Двухпроводные провода переменного / постоянного тока и датчики NAMUR в соответствии с EN 50 227.
IH 03 скачать технический паспорт	IH 03
	Подключение тип кабеля Размеры (диаметр в мм) 3 Электрический тип 3-проводный пост. ток Установка заподлицо Материал корпуса нержавеющая сталь Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты 67 Защита от обратной полярности да Диапазон срабатывания s (мм) 0,6 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 2000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IH 04	IH 04 скачать технический паспорт
Принадлежности круглые разъемы Тип подключения кабель / разъем M 8 x 1 Размеры (диаметр в мм) 4 Электрический тип 3-проводный пост. ток Установка заподлицо заподлицо Материал корпуса нержавеющая сталь Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Диапазон срабатывания s (мм) ** 0,8 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 5000 Коммутационные выходы PNP / NP
IH 06 скачать технический паспорт	IH 06
	Принадлежности круглые соединители; монтажный зажим Тип подключения кабель / разъем M 8 x 1 Размеры (диаметр в мм) 6,5 Электрический тип 3-проводный пост. ток Скрытый монтаж, заподлицо / не заподлицо Другие исполнения, короткое исполнение Материал корпуса нержавеющая сталь Рабочее напряжение ( V) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Увеличенный диапазон срабатывания s (мм) 2/4 Диапазон срабатывания s (мм) 1,5 / Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц ) 5000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IH 20	IH 20 скачать технический паспорт
Принадлежности круглые соединители, вкл.монтажный зажим Тип подключения кабель Размеры (диаметр в мм) 20 Тип электрического подключения AC / DC 2-проводный провод Скрытый монтаж, не заподлицо Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 20 … 250 В AC / DC Выходная функция заслонка Степень защиты IP67 Диапазон срабатывания s (мм) ** 10 Частота переключения (Гц) 25 (AC) / 70 (DC)
IH 34 скачать технический паспорт	IH 34
	Принадлежности круглые соединители, вкл.монтажный зажим Тип подключения кабель Размеры (диаметр в мм) 34 Тип электрического подключения AC / DC 2-проводной провод Скрытый монтаж, не заподлицо Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 20 … 250 В AC / DC Выход Функциональная заслонка / открыватель Степень защиты IP67 Диапазон чувствительности s (мм) 30 Частота переключения (Гц) 7
IM 04	ИМ 04 скачать технический паспорт
Подключение тип кабеля Размеры в мм M 4 x 0,5 Электрический тип DC 3-проводной Скрытый монтаж заподлицо Материал корпуса латунь / никелированный Рабочее напряжение (В) 10… 30 В пост. Тока Выходная функциональная заслонка Степень защиты IP 67 Защита от обратной полярности да Диапазон чувствительности s (мм) 0,6 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 2000 Коммутационные выходы PNP / NPN
ИМ 05 скачать технический паспорт	ИМ 05
	Принадлежности круглые разъемы Тип подключения кабель / разъемы M 8 x 1 Размеры в мм M 5 x 0,5 Электрический тип 3-проводной провод постоянного тока Скрытый монтаж заподлицо Материал корпуса латунь / никелированный Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP 67 Защита от обратной полярности да Диапазон срабатывания s (мм) ** 0,8 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 5000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IM 08	ИМ 08 скачать технический паспорт
Принадлежности круглые разъемы Тип подключения кабель / разъем M 8 x 1 / M 12 x 1 Размеры в мм M 8 x 1 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Скрытый монтаж, заподлицо / не заподлицо Другие исполнения, короткое исполнение Другие электрические конструкции NAMUR DIN 19 234 Материал корпуса никелированный / латунь Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функция заслонки / открывания Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Расширенный диапазон срабатывания s (мм) 2/4 Диапазон срабатывания s (мм) ** 1,5 / 2,5 Короткое замыкание защита да Частота коммутации (Гц) 5000 Коммутационные выходы PNP / NPN
ИМ 12 скачать технический паспорт	ИМ 12
	Принадлежности круглые соединители; монтажный угол Тип подключения кабель / разъем M 8 x 1 / M 12 x 1 Размеры в мм M 12 x 1 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Установка заподлицо / не заподлицо Другие варианты исполнения, короткое исполнение; multitalent Другие электрические конструкции 2-проводный пост. ток, 2-проводный перем. ток, NAMUR EN 50 227 Материал корпуса латунь / никелированный Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функция заслонка / открыватель / дополнительная Категория защиты IP67 / IP68 Защита от обратной полярности да Увеличенный диапазон срабатывания s (мм) 4/8 Диапазон срабатывания s (мм) ** 2/4 Короткое замыкание защита да Частота коммутации (Гц) 3000 Коммутационные выходы PNP / NPN
ИМ 18	ИМ 18 скачать технический паспорт
Принадлежности круглые соединители; монтажный угол M18 Тип подключения кабель / разъем M 12 x 1 Размеры в мм M 18 x 1 Электрический тип 3-проводный DC Установка заподлицо / не заподлицо Другие исполнения, укороченная версия; multitalente Прочие электрические схемы 2-проводный постоянный ток; 2-х проводный AC / DC; NAMUR EN 50 227 Материал корпуса латунь / никелированный Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функция заслонка / открыватель / дополнительная Категория защиты IP67 / IP68 Защита от обратной полярности да Увеличенный диапазон срабатывания s (мм) 7/12 Диапазон срабатывания s (мм) 5/8 Защита от короткого замыкания да Частота коммутации (Гц) 2000 Коммутационные выходы PNP / NPN
ИМ 30 скачать технический паспорт	ИМ 30
	Принадлежности круглые соединители; монтажный угол M 30 Тип подключения кабель / разъем M 12 x 1 Размеры в мм M 30 x 1,5 Электрический тип, 3-проводной провод постоянного тока Скрытый монтаж, заподлицо / не заподлицо Другие исполнения, короткое исполнение Другие электрические конструкции DC 2 -провод; 2-х проводный AC / DC; NAMUR EN 50 227 Материал корпуса латунь / никелированный Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функция заслонки / открывания Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Расширенный диапазон срабатывания s (мм) 15/20 Диапазон срабатывания s (мм) ** 10/15 Защита от короткого замыкания да Переключение частота (Гц) 1000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IQ 05	IQ 05 скачать технический паспорт
Подключение тип кабеля Размеры (Ш, В, Д в мм) 5, 5, 25 Тип электрического питания 3-проводной провод постоянного тока Скрытый монтаж заподлицо Материал корпуса никелированная латунь Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Диапазон чувствительности s (мм) 0,8 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 5000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IQ 08 скачать технический паспорт	IQ 08
	Принадлежности круглые разъемы Тип подключения кабель / разъем M 8 x 1 Размеры (W, H, L в мм) 8, 8, 40/49 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Установка заподлицо / не заподлицо Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Расширенный диапазон срабатывания s (мм) 2/8 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 5000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IQ 10	IQ 10 скачать технический паспорт
Принадлежности круглый соединитель Тип подключения кабель / соединитель M 8 x 1 Размеры (Ш, В, Д в мм) 10, 16, 28/37 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Установка заподлицо / не заподлицо Пластиковый корпус других конструкций Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Расширенный диапазон срабатывания s (мм) 3/6 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 3000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IQ 12 скачать технический паспорт	IQ 12
	Принадлежности круглый соединитель Тип подключения кабель / соединитель M 8 x 1 Размеры (Ш, В, Д в мм) 12, 26, 40/49 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Утопленный монтаж / не заподлицо Пластиковый корпус других конструкций Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 10… 30 DC Выходная функциональная заслонка Категория защиты IP67 Защита от обратной полярности да Диапазон чувствительности s (мм) 2/4 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 3000 Коммутационные выходы PNP / NPN
IQ 40	IQ 40 скачать технический паспорт
Принадлежности круглый разъем Тип подключения клеммы / разъем M 12 x 1 Размеры (W, H, L в мм) 40, 40, 121/66 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Установка заподлицо / не заподлицо Пластиковый корпус других конструкций , короткое исполнение Другие электрические конструкции AC / DC, 2-проводный Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 10… 36 DC Выходная функция заслонка / открыватель / программируемая, дополнительная Категория защиты IP65 / IP67 Защита от обратной полярности да Увеличенный диапазон срабатывания s (мм) 20/35 Диапазон срабатывания s (мм) 15/20 Короткое замыкание защита да Частота коммутации (Гц) 350 Коммутационные выходы PNP
IQ 80 скачать технический паспорт	IQ 80
	Подключение тип клемм Размеры (W, H, L в мм) 80, 40, 105 Электрический тип Трехпроводный провод постоянного тока Скрытый монтаж, не заподлицо Другие конструкции пластиковый корпус Прочие электрические конструкции Двухпроводный переменный / постоянный ток Материал корпуса пластик Рабочее напряжение (В) 10… 36 В пост. Тока Функция выхода Задвижка / открыватель / программируемая Категория защиты IP65 Защита от обратной полярности да Расширенный диапазон срабатывания s (мм) 60 Защита от короткого замыкания да Частота переключения (Гц) 4 Коммутационные выходы PNP
Возврат к основным датчикам SICK стр.
SICK компоненты безопасности
SICK компоненты штрих-кода

Характеристика скрытых целей по данным планарного датчика электромагнитной индукции в движущейся системе отсчета

Аннотация

Переносные датчики электромагнитной индукции (EMI), используемые для обнаружения заглубленных наземных мин, обычно используют плоскую геометрию головки датчика, состоящую из одного передатчика и одной или нескольких катушек приемника.Такие конфигурации имеют доминирующую чувствительность, ориентированную в одном направлении, и поэтому хорошо подходят для обнаружения металлов. Однако, когда кто-то пытается охарактеризовать цель с помощью планарного датчика электромагнитных помех, например При восстановлении параметров модели индуцированного диполя задача становится сложной, так как цель должна быть опрошена всеми тремя ортогональными компонентами поля, чтобы получить однозначные результаты. Проведение датчика над целью помогает решить эту проблему, поскольку цель освещается магнитным полем с разных направлений, однако обратная сторона заключается в том, что положение головки датчика должно быть известно в наземной системе отсчета в каждом месте сканирования.Хотя сообщалось о различных решениях для отслеживания положения сенсорной головки, все они более или менее навязчивы при использовании в полевых условиях. Кроме того, такие системы вносят дополнительные неопределенности, часто с ненормальным распределением, что усложняет процедуры инверсии. В этой статье мы исследуем альтернативный подход к описанию цели на основе диполей, при котором проблема анализируется в движущейся системе отсчета на основе датчиков путем динамической обработки данных датчиков в каждом месте сканирования с использованием расширенного фильтра Калмана.Для выбранной плоской геометрии катушки и диаграммы сканирования мы сначала анализируем базовую стабильность фильтра, уделяя особое внимание его локальной наблюдаемости. Затем мы покажем, как можно одновременно оценить магнитную поляризуемость цели и расстояние от цели до датчика, используя только данные EMI.

Презентация конференции

© (2017) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE).Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.

% PDF-1.4 % 238 0 объект > эндобдж xref 238 84 0000000016 00000 н. 0000002693 00000 н. 0000002845 00000 н. 0000002881 00000 н. 0000003427 00000 н. 0000003494 00000 н. 0000003633 00000 н. 0000003772 00000 н. 0000003911 00000 н. 0000004048 00000 н. 0000004187 00000 п. 0000004326 00000 н. 0000004475 00000 н. 0000004959 00000 н. 0000005386 00000 п. 0000006185 00000 п. 0000006519 00000 н. 0000007097 00000 п. 0000007211 00000 н. 0000007323 00000 н. 0000007992 00000 н. 0000008261 00000 п. 0000008738 00000 н. 0000008993 00000 н. 0000009559 00000 п. 0000009586 00000 н. 0000009864 00000 н. 0000010370 00000 п. 0000010619 00000 п. 0000011411 00000 п. 0000012034 00000 п. 0000012176 00000 п. 0000012203 00000 п. 0000012859 00000 п. 0000013621 00000 п. 0000014264 00000 п. 0000015027 00000 н. 0000015761 00000 п. 0000015893 00000 п. 0000016293 00000 п. 0000016469 00000 п. 0000017247 00000 п. 0000017689 00000 п. 0000017987 00000 п. 0000018761 00000 п. 0000019320 00000 п. 0000046719 00000 п. 0000047002 00000 п. 0000089682 00000 п. 0000142340 00000 н. 0000142452 00000 н. 0000142522 00000 н. 0000173185 00000 н. 0000203378 00000 н. 0000203671 00000 н. 0000234471 00000 п. 0000234928 00000 н. 0000234998 00000 н. 0000235432 00000 н. 0000235853 00000 п. 0000235954 00000 н. 0000236024 00000 н. 0000236113 00000 п. 0000249597 00000 н. 0000249860 00000 н. 0000250087 00000 н. 0000250114 00000 п. 0000250461 00000 н. 0000252461 00000 н. 0000252779 00000 н. 0000253176 00000 н. 0000253641 00000 н. 0000273891 00000 н. 0000274174 00000 н. 0000274541 00000 н. 0000275642 00000 н. 0000275885 00000 н. 0000276191 00000 н. 0000276249 00000 н. 0000276307 00000 н. 0000276365 00000 н. 0000276423 00000 н. 0000276481 00000 н. 0000001976 00000 н. трейлер ] / Назад 1395465 >> startxref 0 %% EOF 321 0 объект > поток h ތ QkHa ~} [Ғee * KE4kb9KGi Gb30PG @I 2, S! (Yvs89 @

ГЛАВА 1: ВВЕДЕНИЕ В ДАТЧИКИ | Расширение представления о материалах датчиков

, что чувствительные элементы должны быть линейными и бесшумными; однако при анализе конструкции сенсорной системы необходимо учитывать стоимость добавленной электроники.

Возможные преимущества концепции интеллектуального датчика:

• меньшее обслуживание;

• сокращено время простоя;

• более высокая надежность;

• отказоустойчивых систем;

• адаптируемость для самокалибровки и компенсации;

• более низкая стоимость;

• меньший вес;

• На

  меньше соединений между несколькими датчиками и системами управления; и

• менее сложная системная архитектура.

Эти преимущества интеллектуальных датчиков зависят от области применения. Для многих приложений, безусловно, есть оправдание в распределении обработки сигналов по большой системе датчиков, так что каждый датчик имеет свою собственную калибровку, диагностику неисправностей, обработку сигналов и связь, тем самым создавая иерархическую систему. Инновации в сенсорной технологии, как правило, позволили объединить большее количество сенсоров в сеть или разработать более точные сенсоры или включить калибровку на кристалле.В целом новые технологии способствовали повышению производительности за счет повышения эффективности и точности распределения информации и снижения общих затрат. Однако эти улучшения производительности были достигнуты за счет увеличения сложности отдельных сенсорных систем. В настоящее время практическая полезность интеллектуальных датчиков, по-видимому, ограничивается приложениями, требующими очень большого количества датчиков.

РЕЗЮМЕ

Область сенсорной техники чрезвычайно широка, и ее дальнейшее развитие будет включать взаимодействие практически всех научных и технических дисциплин.Основные определения и терминология в этой главе были представлены для обеспечения некоторой последовательности в обсуждениях приложений и технологий датчиков, поскольку в определениях и классификациях датчиков существует значительная неоднозначность. В оставшейся части настоящего отчета используется система классификации датчиков, основанная на измеряемой величине или первичной входной переменной. Комитет признает, что альтернативные системы сенсорной таксономии могут быть полезны в определенных обстоятельствах, но для целей настоящего исследования вышеупомянутая схема была принята как наиболее практичный вариант.Чтобы ускорить внедрение появляющихся сенсорных материалов в новые приложения, критически важно, чтобы сообщество сенсорных материалов могло легко определять потребности в зондировании и нацеливаться на те физические явления, которые могут ощущаться материалами-кандидатами.

Определения терминов «датчик», «сенсорный элемент» и «сенсорная система», приведенные выше, были приняты комитетом для облегчения последовательного и последовательного анализа сенсорных технологий. Многие современные «сенсоры» на самом деле являются сенсорными системами, в которых используется некоторая форма обработки сигналов.Интеграция функций датчиков в систему «черный ящик», техническая сложность которой эффективно скрыта от пользователя, является растущей тенденцией в разработке датчиков. Особый интерес представляет концепция интеллектуального измерения, которая создает новые возможности для использования новых материалов в датчиках. , например, сняв ограничение на то, что сенсорные элементы должны быть линейными и бесшумными (хотя рентабельность такого подхода будет зависеть от области применения). Поскольку современные сенсоры включают в себя гораздо больше, чем просто трансдукционный материал, есть много возможностей для внедрения новые материалы в сенсорных системах, хотя в этом отчете основное внимание уделяется материалам преобразователей.

ССЫЛКИ

Gimzewski, J.K., C. Gerber, and E. Meyer. 1994. Наблюдения за химической реакцией с помощью микромеханического датчика. Письма по химической физике 217 (5/6): 589.

Göpel, W., J. Hesse, J.N. Земель, ред. 1989. Датчики: всесторонний обзор, Vol. 1. Нью-Йорк: ВЧ.

Инструментальное общество Америки. 1975. Номенклатура и терминология электрических преобразователей. Стандарт ANSI MC6.1. Парк Исследований Треугольника, Северная Каролина: Инструментальное общество Америки.

Лев, К.С. 1969. Преобразователи — проблемы и перспективы. IEEE Transactions по промышленной электронике 16 (1): 2–5.

Миддлхук С., Д.Дж.У. Ноорлаг. 1982. Трехмерное изображение входных и выходных преобразователей. Датчики и исполнительные механизмы 2 (1): 29–41.

Датчики. 1992. 1993 Руководство покупателя. Датчики: журнал машинного восприятия 9 (12).

.