Индуктивные датчики положения, перемещения объектов

Индуктивные датчики расстояния определяют расстояния до проводящих металлических объектов, таких как сталь, алюминий, латунь. Поскольку принцип работы индуктивных датчиков основан на определении токов взаимной индукции, такие датчики очень устойчивы к воздействию неметаллических предметов и помех, таких как, например, пыль или машинное масло. Современные технологии позволяют создать индуктивный датчик с аналоговым выходом имеющей диаметр всего 6 мм и измеряемое расстояние 2 мм. Такие датчики с высоким разрешением и быстрым временем отклика находят применение в большинстве высокоскоростных задач.

Вместе с тем, несмотря на хорошую точность, разрешение и время отклика, существенная нелинейность, составляющая 3% - 5%, представляет определенную проблему. Что бы преодолеть это некоторые производители определяют выходной сигнал датчика как полиномную функцию, математически описывающую сигнал, и тем самым дают возможность запрограммировать с помощью такой функции большинство современных контроллеров для более точного алгоритма измерения.

Проблемы с линейностью могут быть решены с использованием интегрированного в датчик микропроцессора. Такой метод позволяет произвести линеаризацию выходной характеристики датчика и существенно снизить нелинейность. Например, индуктивный датчик диаметром 12 мм и расстоянием измерения 0 – 4 мм, со встроенным микропроцессором имеет линейность лучше, чем 0,4%.

Индуктивные датчики перемещения (рис.1.9) применяются для измерения сравнительно небольших перемещений объектов из ферромагнитных материалов. Принцип действия таких датчиков основан на явлении самоиндукции. При попадании объекта из ферромагнитного материала в окрестности датчика, его магнитное поле изменяется, что приводит к изменению индуктивности катушки, поэтому данный преобразователь является бесконтактным, что относится к его достоинствам. К недостаткам таких датчиков относится то, что они могут работать только с ферромагнитными материалами.

Рис. 1.9 Поперечный индуктивный датчик приближения.

На рисунке 1.10 показана модифицированная конструкция индуктивного датчика, в котором на перемещающемся объекте размещен или элемент из ферромагнитного материала, или катушка. Но такие устройства используют для контроля небольших перемещений, и они характеризуются плохой линейностью рабочей характеристики.

Рис. 1.10 Поперечный датчик приближения с дополнительным ферромагнитным диском (А) и зависимость выходного сигнала от расстояния (Б).