VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U
ZRENJANINU
Nastavni predmet:
ELEKTRIČNA MERENJA FIZIČKIH VELIČINA
Studijski program:
ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARI
SENZOR BLIZINE U ROBOTICI
- seminarski rad -
Predmetni nastavnik:
dr Iris Borjanović
Asistent:
dr Branislav Leleš
Student, Br. indeksa:
Anton Bicok
ER 25/16
Zrenjanin, maj 2017.
2. Podela senzora blizine
2.1.Induktivni senzori
Induktivni senzori detektuju prisustvo metalnih predmeta na osnovu promene induktivnosti.
Princip rada temelji se na zavisnosti induktivnosti kalema od promene magnetske otpornosti.
Sa približavanjem metalnog predmeta slabi magnetska otpornost kalema i raste induktivnost.
Kada se predmet udaljava, dešava se suprotna pojava. Parametri elektromagnetskog kola i
karakteristike objekta određuju zonu detekcije.
Funkcionisanje senzora može se objasniti slikom 1. Ako u blizini nema metalnih predmeta
slučaj (a) formira se određeno magnetno polje stalnog magneta karakterisano magnetnim
linijama. Ako se približi, na primer, gvozdeni predmet slučaj (b), magnetne linije se izdužuju.
Pri tome one presecaju namotaje kalema i u kalemu se indukuje elektromotorna sila koju
možemo detektovati.
Slika 1. Induktivni senzor blizine
3
Induktivni senzor blizine može se primeniti i za detekciju metalnih objekata koji nisu od
čelika. Kada je radni objekat veći od test objekta, preklopno rastojanje jedva će se promeniti,
ali kada je radni objekat manji ili tanji od test objekta, preklopno rastojanje jako se redukuje.
Zato je podatak o dimenzijama senzora bitan za pravilan izbor senzora.
Induktivni senzor sa jednosmernim izlaznim signalom sastoji se od kalema kao primarnog
senzornog elementa, oscilatora koji generiše izmenično elektromagnetno polje, demodulatora
koji pretvara promenu amlitude u jednosmerni signal, prekidačkog stepena (Smitovog trigera)
i pojačavača (slika 2.a).
Slika 2. blok shema
Čim se uključi napajanje, počinju oscilacije pri rezonantnoj frekvenciji f. Zbog ovih
oscilacija, u smeru ose senzora javlja se elektromagnetno polje. Kada metalni objekat uđe u
polje, na njegovoj površini indukuju se vrtložne struje koje smanjuju energiju polja. Sa
približavanjem objekta redukcija amplitude sve je izraženija i, na kraju, strujno kolo sasvim se
prekida.
Električne karakteristike induktivnih senzora blizine propisane su standardima.Najvažniji
parametri su:
Stabilan napon napajanja Uo=7-9V (preporučuje se 8,2V) sa strujom kratkog
spoja
I(ks)=7-16 mA (preporučuje se 8,2 mA);
Struja Ipt=0,2-2,1 mA kada je senzor u tački preklapanja;
Struja I1=0,05-0,15 mA, koja indicira prekid napojnog voda ili otkaz senzora;
Struja I2=6,5-7,45 mA, koja indicira kratak spoj u napojnom vodu ili otkaz
senzora, pri čemu navedenom opsegu struje odgovara ekvivalentna otpornost
senzora od 360Ω do 100Ω i napon napajanja 8,2V.
Radna vrednost struje zavisi od samog senzora i određuje se u skladu sa prethodnim
tehničkim parametrima. Za kontrolu rada pojačavača unutar definisanih granica
upotrebljavaju se diskretna kola – tranzistorska ili sa operacionim pojačavačem (slika 2.b,c)
Induktivni senzori blizine imaju U, cilindrični ili primatični oblik (slika 3). Kućište je
napravljeno od nerađajućeg čelika ili polimera. Često su na kućištu ili konektoru ugrađene
LED diode za vizuelnu indikaciju stanja ON/OFF i ispravnosti napajanja. Kod prizmatičnog
senzora obično postoji mogućnost da se čeona površina kalema okrene za 90°, čime se
olakšava ugradnja na manje dostupnim mjestima.
4
