Kontaktivabad liikumislülitid

Mittekontaktseid sõidulüliteid (rööbasandurid, mis töötavad ilma liikuva piiraja mehaanilise tegevuseta) kasutatakse masinate, mehhanismide ja masinate elektriajamite juhtimisahelates. Andurlülitid on ette nähtud juhtimisahelate ümberlülitamiseks elektromagnetilised releed või kontaktivabad loogikaelemendid, mis viiakse läbi juhtelemendi mõjul.

Läheduslülitite klassifikatsioon

Kontaktivabad sõidulülitid saab klassifitseerida vastavalt: tundlikule elemendile mõjumise meetod, muunduri füüsiline tööpõhimõte, konstruktsioon, täpsusklass, kaitseaste.

Tundliku elemendi mõjutamise meetodi järgi saab kontaktivabad sõidulülitid jagada mehaanilisteks ja parameetrilisteks lülititeks.

Esimest tüüpi lülitites toimib juhtelement otse mehaaniliselt kontaktivaba piirlüliti esmasele ajamile, mis suhtleb kontaktivabalt andurielemendiga.Teist tüüpi lülitites muudetakse olenevalt juhtelemendi asendist, mis ei ole mehaaniliselt läheduslülitiga ühendatud, anduri füüsilist parameetrit. Selle parameetri teatud väärtus muudab releeelemendi olekut.

Kontaktivabade sõidulülitite klassifikatsioon vastavalt muunduri füüsilisele tööpõhimõttele hõlmab järgmisi tüüpe:

Muutusele ehitatud induktiivsed lülitid induktiivsus, vastastikune induktiivsus, samuti induktiivlülitid.

Praegu on enamik turul olevatest kontaktivabadest reisilülititest induktiivne aparaat.

Induktiivseid läheduslüliti muundureid saab omakorda ehitada järgmiste skeemide järgi: resonants-, autogeneraator-, diferentsiaal-, sild-, otsemuundur.

Magnetilised induktiivlülitid, mis põhinevad järgmistel põhimõtetel: Halli efekt, magnetotakisti, magnetodiood, magnetotüristor, pilliroo lüliti.

Mahtuvuslikud lülitid: muutuva plaadipinnaga, muutuva plaadivahega, plaadivahe muutuva dielektrilise konstandiga.

Fotoelektrilised lülitid elementidega: fotodiood, fototransistor, fototakisti, fototüristor.

Fotogalvaanilised lülitid ja külgnevad kiirlülitid, milles saab koos nähtava valguse kiirtega kasutada erineva füüsikalise iseloomuga kiiri, näiteks radioaktiivset kiirgust.

Konstruktsiooni järgi jagunevad kontaktivabad piirlülitid: pesa, rõngas (poolrõngas), tasapind, otsalülitid, mehaanilise ajamiga lülitid, mitmeelemendilised lülitid.

Kontaktivabade piirlülitite jagamine otsa- ja tasapinnalisteks versioonideks on mõnevõrra tingimuslik, kuna juhtelemendi liikumine tundliku pinna suhtes võib teatud tüüpi mittekontaktsete piirlülitite puhul toimuda nii paralleelselt kui ka risti. Sel juhul võib aluseks võtta selle eeliskasutuse.

Täpsusklassi (põhivea väärtus) kontaktivabad liikumislülitid jagunevad madalateks (ligikaudu ± 0,5 mm või rohkem), keskmiseks [ligikaudu ± (0,05-0,5) mm], suurendatud [ligikaudu ± (0,005-0,05) mm ] ja keskmiseks. kõrge (ligikaudu ± 0,005 mm või vähem) täpsusega.

Kontaktivabad piirlülitid võivad olla erineva kaitsetasemega võõrkehade ja vee seadmesse sattumise eest. Lähedusandurite kaitseastme karakteristikud ja kaitseastmega seotud klassifikatsioon vastavad kodu- ja välisriigis kuni 1000 V pingega elektriseadmete ja elektriseadmete tunnustele ja klassifikatsioonile.

Läheduslülitite tehnilised omadused

Kontaktivabade sõidulülitite tehniliste näitajate hulka kuuluvad täpsed (metroloogilised) näitajad, kiirus, elektrilised omadused, üld- ja paigaldusmõõtmed ning kaal, nominaalsed ja lubatud töötingimused, töökindlusnäitajad, hind jne.

Mittekontaktsete sõidulülitite üks peamisi omadusi, mis mõjutab otseselt selle konstruktsiooni ja mitmeid muid tehnilisi omadusi, on määratud juhtelemendi geomeetrilise paigutusega töötamise ajal tundliku pinna suhtes... Läheduslülitite jaoks tasapinnal, põhikarakteristikuks võetakse töövahe — vahemaa lüliti tundliku pinna ja juhtelemendi vahel, millel lüliti töötab. Lõpplüliti peamine omadus on maksimaalne mõjukaugus, s.o. lüliti tundliku pinna ja juhtelemendi vaheline maksimaalne kaugus, mille juures on võimalik selle lülitusolekut muuta. Pilu- ja rõngaslülitite peamine omadus on pilu laius ja rõnga siseläbimõõt vastavalt nendele lülititele.

Kontaktivabade sõidulülitite täpsusnäitajate hulka kuuluvad põhiviga, täiendavad vead ümbritseva õhu temperatuuri muutustest ja toitepinge muutustest ning maksimaalne koguviga. Mittekontaktsete sõidulülitite täpsuskarakteristikud hõlmavad ka käigudiferentsiaali, s.o. lüliti kontaktivaba käigu käitamispunkti koordinaadi ja selle lahtiühendamise punkti koordinaadi erinevus juhtelemendi vastassuunas liigutamisel.

Läheduslüliti kiirus (reageerimisaeg) - see on aeg, mis jääb töökoordinaadi määramise hetkest kuni kontaktivaba piirlüliti väljundis statsionaarse pinge väärtuse saavutamiseni.Teades kontaktivaba sõidulüliti kiiruse suurust, on võimalik määrata dünaamilisi vigu mittekontaktsete sõidulülitite töös juhtelemendi liikumiskiiruse muutumisel.

Läheduslülitite elektrilised omadused hõlmavad nõutavaid toiteallika (toiteallika) ja koormuse karakteristikuid. Toitevõrgu parameetrid hõlmavad järgmist: voolu tüüp (alalis-, vahelduvvoolu), toitepinge ja selle lubatud kõrvalekalded, pulsatsiooni tase, läheduslüliti tarbitav võimsus või voolutarve, võrgu sagedus (vahelduvvoolu jaoks). Kontaktivabade sõidulülitite koormusomadused on koormuse tüüp (relee, kiip jne). koormusest võetud väljundpinge, võimsus või vool.

Kontaktivabade piirlülitite töökindluse ja vastupidavuse näitajate hulka kuuluvad ennekõike: tõrgeteta töö tõenäosus teatud tööperioodi või teatud arvu toimingute jooksul ja kontaktivaba piirlüliti kasutusiga.

Kõige olulisemad parameetrid peaksid sisaldama ka kontaktivabade liikumislülitite üld- ja paigaldusmõõtmeid.

Nõuded läheduslülititele

Üks olulisemaid nõudeid piirlülititele on nende töö kõrge töökindluse nõue. Võrreldes teiste elektriseadmetega, sh elektroonikaga, töötavad piirlülitid kõige raskemates tingimustes, kuna asuvad otse protsessimasinate tööpiirkondades, kus on lai temperatuurivahemik, vibratsioon ja löök, tugev elektromagnetväli, saaste laastud ja erinevad vedelikud on võimalikud.

Lõpplülitid võivad olla vajalikud kõrgetel töösagedustel töötamiseks juhtseadiste suurel liikumisel.

Kontakti piirlülitite tehnilised andmed ei võimalda alati nõudeid täita. See on eriti iseloomulik automatiseeritud protsessiseadmetele, millel on palju keerulisi elektriseadmeid kontakti piirlülitidnagu automaatsed masinaliinid, ülemised tõukekonveierid ja muud hargnenud konveierisüsteemid, valukojad ja metallurgiaseadmed jne. See kehtib ka raskeveokite kohta, millel on suur arv toiminguid ajaühikus, näiteks sepistamis- ja pressimisseadmed.

Paljudel ülaltoodud juhtudel on kontakti piirlülitite kasutamisel võimatu tagada automatiseeritud tehnoloogiliste seadmete töökindlust ning lisaks tuleb neid lüliteid tööseadmetel perioodiliselt vahetada nende lühikese kasutusea tõttu. seoses operatsioonide koguarvuga.

Reeglina on läheduslülitid väga töökindlad, võimelised töötama suurel töösagedusel ja neil on toimingute koguarvu osas pikk kasutusiga. Kontaktivabade liikumislülitite oluline eelis on see, et nende töökindlus (tõenäosus tõrgeteta töötamiseks teatud perioodi jooksul) on praktiliselt sõltumatu töösagedusest.

Seadmete töökindluse suurendamist kontaktivabade sõidulülitite kasutamisel soodustab ka asjaolu, et kontaktivabasid sõidulüliteid saab sisse lülitada vaid vajaduse korral.Kontaktide piirlülitite kasutamise korral toimub kontaktide ümberlülitamine iga nukivajutusega, olenemata sellest, kas need kontaktid on elektriahelaga ühendatud või mitte.

Mõned nõuded läheduslülititele tulenevad ka töötingimustest.

Peamised keskkonnatingimused, mida tuleb arvestada, on tavaliselt vahelduvvoolu toitepinge ja ümbritseva õhu temperatuur. Kontaktivabad piirlülitid peavad välistingimuste muutumise määratud piirides säilitama töövõime ja vajaliku täpsuse. Lülitite tööd ei tohiks oluliselt mõjutada ümbritseva õhu niiskus, samuti kõrgus merepinnast piirlülitite jaoks lubatud piirides.

Nõuded, mida tavaliselt esitatakse mittekontaktsetele sõidulülititele, on võime hõivata ruumis mis tahes tööasendit ja alusmaterjali, millele need on paigaldatud, ja metallkehade kokkupuute puudumine mittekontaktilise lüliti korpusega. reisida. Lähedusandurite tööd ei tohi mõjutada vibratsioon ja põrutused, samuti õli, emulsiooni, vee, tolmu sissetungimine.

Koormus-elektromagnetreleena kasutatavate kontaktivabade sõidulülitite suurim käitamissagedus võib ulatuda praktiliselt 120 toiminguni minutis. Kui läheduslülitite koormusena kasutatakse elektroonikaseadmeid, siis võib süsteemi töösagedus olla oluliselt suurem.

Generaatori läheduslülitid

Kontaktivabade generaatorite käigulülitite tööpõhimõte põhineb generaatori võnkeahela parameetrite muutumisel välismõjul. Selline muutuv parameeter, mis muudab juhtelemendi liikumise muutuvaks elektrisignaaliks, on tavaliselt võnkeahela induktiivsus või mahtuvus või ahela mähiste vastastikune induktiivsus. Lõpp-tüüpi induktiivgeneraatoriga kontaktivabades piirlülitites tekitab juhtelement, mis on juhtiv plaat, lähenemisel häireid ostsillaatori ahela induktiivpooli poolt tekitatavas kõrgsageduslikus elektromagnetväljas.

Samal ajal juhtelemendis pöörisvooludloob oma elektromagnetvälja. Elektromagnetväli pöörisvooludel on muunduri mähisele vastupidine mõju, põhjustades muutusi selles aktiivses ja reaktiivses takistuses ning seega ka ostsillaatori väljundsignaali sageduse ja amplituudi muutust algväärtustest, mis vastavad olulisele kaugusele. juhtelement nende parameetrite väärtustele, mis vastavad juhtelemendi sellele positsioonile, kus toimub järsk olekumuutus, läviseade. Seda muutust ostsillaatori väljundsignaalis tajub lõpuks ajam.

Ostsillaatori väljundsignaaliks on mitmesaja kilohertsi sagedusega pinge kõikumine. Läviseadme väljundisse peab see signaal saabuma unipolaarselt. Seetõttu on generaatori ja läveseadme vahele ühendatud alaldi.

BVK-24 läheduslülitid

Laialt levinud pesa tüüpi läheduslülitid transistorvõimenditega, mis töötavad generaatorirežiimis. Joonisel fig. 1 ja näitab BVK-24 tüüpi lüliti üldist vaadet. Selle magnetahel, mis asub karbis 4, koosneb kahest ferriitsüdamikust 1 ja 2, mille vahel on 5-6 mm laiune õhupilu. Südamikus 1 on primaarmähis wk ja positiivse tagasiside mähis wp.c, südamikus 2 on negatiivse tagasiside mähis wо.s. Selline magnetahel välistab väliste magnetväljade mõju. Tagasiside mähised on ühendatud järjestikku – vastupidi. Lülituselemendina kasutatakse kuni 3 mm paksust alumiiniumist kroonlehte (plaati) 3, mille saab liigutada anduri magnetsüsteemi pilusse (õhupilusse).

Kontaktivaba liikumislüliti BVK -24: a — üldvaade; b — elektriline skemaatiline diagramm

Kui kroonleht asub väljaspool südamikku, on mähistes wpc ja wo.c indutseeritud pingete erinevus positiivne, transistor VT1 on suletud ja konstantsete võnkumiste teke ahelas wc — C3 (joon. 1, b). ) ei esine. Kroonlehe sisestamisel anduripessa nõrgeneb ühendus mähiste wk ja wо.c vahel (seetõttu nimetatakse kroonlehte ka ekraaniks), transistori VT1 alusele rakendatakse negatiivne pinge ja see avaneb. Ahelas wk — C3 genereeritakse ja vahelduvvoolu, mis kutsub esile EMF-i transistori põhiahela mähises wp.c. Transistori VT1 baasahelas tuvastatakse baasvoolu muutuv komponent. Transistor avaneb, põhjustades relee K

Transistori töö stabiliseerimiseks temperatuuri ja pinge kõikumiste korral kasutatakse mittelineaarset pingejaoturit, mis koosneb lineaarsest elemendist - R1, pooljuhttermistorist R2 ja dioodist VD2.

Reageerimisviga on 1-1,3 mm. BVK-24 lüliti toitepinge on 24 V.

Kontaktivaba lüliti BVK skeem

Kahe kontaktivaba lüliti järjestikuse lülitamise skeem BVK

Kahe kontaktivaba lüliti paralleelühenduse skeem BVK

KVD kontaktivabad lülitid

KVD tüüpi kontaktivabad piirlülitid on ette nähtud elektriliste juhtimis- ja signalisatsiooniahelate lülitamiseks erinevate süsteemide automatiseerimise ajal. Ahel sisaldab ostsillaatorit ja transistori päästikut. Metallplaadi sisestamisel tööpilusse toimub tagasisidekoefitsiendi vähenemine, mis põhjustab generatsiooni rikke, päästik pöördub ja avaneb tavaliselt suletud väljundtransistor, mis aktiveerib relee või loogikaelemendi. Toitepinge - 12 või 24 V

Kontaktivabad piirlülitid BTB

BTB lülitid on ette nähtud juhtimisahelate lülitamiseks releede või mittekontaktsete loogikaelementide elementide sobitamise teel. Lülitid muudavad lülitusolekut (tegevust) konstruktsiooniterasest juhtelemendi tundlikule elemendile lähenedes. Lülitid töötavad juhitava generaatori põhimõttel, lülitus toimub siis, kui lähenetakse konstruktsiooniterasest juhitava detaili või juhtelemendi tundlikule elemendile.

Kõik lülitid on varustatud kaitseahelatega toitepinge vastupidise polaarsuse ja ülepinge eest induktiivkoormuste väljalülitamisel. Lülitid BTP 103-24, BTP 211-24-01 ja BTP 301-24 on lisaks ülaltoodud kaitseskeemidele varustatud kaitseahelaga ülekoormus ja lühis kaubaahelas. BTB lülitite toitepinge — 24 V.