Глава 6. Линейные электроприводы и датчики положения

Чтобы убедиться в том, что выбранный продукт TiMOTION будет соответствовать вашим потребностям и задачам, следует знать о характеристиках и опциях, необходимых для оптимальной работы вашей системы.

В предыдущих статьях мы обсудили компоненты и функции электропривода, доступные варианты безопасности и защиты, возможные нагрузки, скорости и т. д. Здесь мы сконцентрируемся на различных датчиках положения.

Электроприводы, оснащенные датчиками положения, сообщают блоку управления свое положение во время перемещения. В этом случае электроприводы становятся более эффективными.

Использование датчиков положения не является стандартом, но они все же необходимы и настоятельно рекомендуются для сложных систем. При синхронизированных движениях такие датчики становятся незаменимыми для обеспечения плавного перемещения независимо от разницы прилагаемых нагрузок.

Эти датчики важны и в других случаях, когда необходимо знать положение перемещающегося привода. Хорошим примером может служить запоминание требуемых положений.

В своих системах компания TiMOTION использует 4 основных типа датчиков положения:

• датчики Холла;
• потенциометрические датчики;
• герконовые датчики;
• оптические датчики.

TiMOTION рекомендует использовать датчики Холла, так как они достаточно малы для использования в самых компактных системах и обеспечивают при этом высокоточный цифровой сигнал для обозначения положения и синхронизации.

В датчиках используется магнитное поле, которое имеет две основные характеристики: плотность магнитного потока и полярность.

Выходной сигнал, генерируемый датчиками Холла, зависит от плотности магнитного поля вокруг него. Когда плотность магнитного поля превысит некоторый заранее заданный порог, датчик это фиксирует; при этом возникает так называемое напряжение Холла.

Экономичные высококачественные датчики Холла с длительным сроком службы используются чаще всего.

ПРИМЕЧАНИЕ: блоки управления TiMOTION предназначены только для работы с сигналами датчиков Холла. Блоки не поддерживают сигналы датчиков другого типа (блоки могут быть рекомендованы для использования только после изучения запроса).

Потенциометрические датчики, также известные как потенциометры, широко используются в промышленности. Это тип переменного резистора с тремя клеммами, одна из которых соединена с ползунком, двигающимся по резистивной дорожке с двумя клеммами на концах. Схема позволяет получить между клеммой, подключенной к ползунку, и одной из двух других клемм напряжение, которое зависит от положения ползунка и напряжения, поданного на резистор.

Другими словами, положение ползунка определяет сопротивление. По мере вращения червячной передачи изменяется значение сопротивления, и каждое значение сопротивления соответствует определенному положению ползунка привода.

Потенциометрические датчики отличаются от датчиков Холла тем преимуществом, что информация о положении сохраняется даже при отключении питания системы. 

Однако недостаток потенциометрических датчиков состоит в том, что они менее точны, чем датчики Холла, поскольку первые генерируют аналоговый сигнал и подвержены эффекту Джоуля. Однако это не ухудшает считывания общего положения.

Герконовые датчики являются магнитными датчиками. Они снабжены электрическим выключателем, который активируется магнитным полем. Датчик представляет собой переключатель с парой контактов на стальных пластинках в герметичной стеклянной колбе. При наличии магнитного поля контакты размыкаются или, наоборот, замыкаются. Размыкатель может приводиться в действие катушкой, которая затем возвращает пластинчатый размыкатель в исходное положение. Герконовый выключатель размыкается или замыкается при вращении ходового винта, вызывающего перемещение штока по длине хода электропривода.

TiMOTION использует этот тип датчика внутри пультов управления с функцией защитного ключа. При вынимании ключа система получает сигнал. Этот тип датчика может также располагаться непосредственно на цилиндре некоторых приводов. За счет этого длина хода легко регулируется.

В электроприводах TiMOTION иногда используют оптические датчики. Датчики этого типа преобразуют свет в электронный сигнал. При вращении ходового винта вращается также колесо, закрывающее луч света в направлении оптического приёмника. Он посылает сигнал всякий раз, когда обнаруживает, что свет не проходит. Вращение экранирующего колеса позволяет оптическому приёмнику посылать двадцать пять сигналов за каждый полный оборот.

Сводная таблица: преимущества и недостатки датчиков положения