Senzori blizine
Seminarski rad iz Aplikativni softver
SENZORI BLIZINE
Beograd, maj 2015. god.
SADRŽAJ:
TEHNIČKE KARAKTERISTIKE....................................................................................3
ELEKTROMEHANIČKI SENZORI................................................................................6
ELEKTROMAGNETSKI SENZORI BLIZINE.............................................................7
Induktivni senzori.........................................................................................................7
Specijalni elektromagnetni senzori
.................................................................................
14
KAPACITIVNI SENZORI BLIZINE............................................................................18
ULTRAZVUČNI SENZORI BLIZINE..........................................................................20
Princip rada...................................................................................................................20
Problemi primene......................................................................................................21
Gradnja i primena.......................................................................................................23

Tema: Senzori
blizine
4
Slika 1.
Statička karakteristika senzora blizine
. a) relejna karakteristika b) opsegdelovanja
Histereza
statičke karakteristike definiše se kao nepodudarnost između preklopnog rastojanja
kada se detektovani obekat približava senzoru i preklopnog rastojanja kada se detektovani
obekat udaljava od senzora. Histeraza se izražava kao apsolutna vredonost ili u procentima
nominalnog preklopnog rastojanja.
Ponovljivost
statičke karakteristike predstavlja tačnost efektivnog preklopnog rastojanja S za
dva sukcesivna prekidačka stanja između kojih je interval od osam sati, pri ambijentnoj
temperaturi 15°C<t<30°C i pri napajanju koje varira najviše ±5% od nominalne vredonosti.
Treba napomenuti da su u ponovljivost sumarno uključeni efekti promenjivih uslova sredine,
histereze i drifta.
Frekvencija
priljučivanja
f
je maksimalni broj uklopnih ciklusa u jednoj sekundi pri
određenim uslovima. Jedan uklopni ciklus definiše se kao odnos ON/OFF, uz primenu
standardnog test obekta sa tačni propisanim oblikom, dimenzijama i materijalom od kojeg je
napravljen. U zavisnosti od fizičkog principa rada senzora specificirani su odgovarajući test
obekti i odnosi ON/OFF (1/1 ili 1/2) .
Električne karakteristike
. Napajanje senzora ostvaruje se dvožično preko pojačavača čiji se
rad kontroliše potrošnjom, t. strujom senzora. Za pojačavač se specificiraju sledeći parametri:
Napon napajanja U sa određenom strujom kratkog spoja I(ks) ;
Vredonost struje I(pt) kada je senzor u tački preklapanja;
Struja I1 koja indicira prekid napojnog voda ili otkaz senzora, pri čemu jevredonost I1 manja od
minimalne vredonosti radne struje u kolu;
Struja I2 koja označava kratak spoj u napojnom vodu ili otkaz senora, pri čemu jevredonost I2
veća od maksimalne vredonosti radne struje u kolu;
Tema: Senzori
blizine
5
Izlazni stepen je npn ili pnp tipa. U prvom slučaju opterećenje se priključuje između izlaza i
negativnog pola napajanja (pozitivna logika), a u drugom slučaju imeđu izlaza i pozitivnog
pola napajanja (negativna logika), (slika 2. a,b).
Označavanje
. Standardni senzori blizine imaju dvožični izlaz, koji je u normalnom stanju
otvoren (NO) ili zatvoren (NC). Složenija električna kola omogućavaju da se za normalno
stanje, u zavisnosti od konkretnih uslova primene, odabere NO ili NC. U tom slučaju na izlazu
su tri priključka. Senzor sa četiri priključka omogućava istovremenu upotrebu stanja NO i NC
(slika 2).
Ekonomski parametri
. Velike mogućnosti u primeni i niska cijena uslovili su da na promet
senzora blizine otpada oko 17% svih senzora. Za ilustraciju može se navesti da je za 1994. u
SAD predviđena njihova prodaja u iznosu od 165 miliona dolara, pri čemu je ukupna vredonost
tržišta senzora procenjena na jednu milijardu dolara.
Slika 2.
Izlaz senzora blizine
. a) pnp b) npn c) simboličko označavanje

Tema: Senzori
blizine
7
ELEKTROMAGNETSKI SENZORI BLIZINE
Induktivni senzori
Princip rada
temelji se na zavisnosti induktivnosti kalema od promene magnetne otpornosti.
Sa približavanjem metalnog predmeta slabi magnetna otpornost kalema i raste induktivnost.
Kada se predmet udaljava, dešava se suprotna pojava. Parametri elektromagnetskog kola i
karakteristike obekta određuju zonu detekcije.
Standardni test obekat
za induktivni senzor blizine definisan je kao kvadratna čelična pločica
(ČE 0300) debljine 1 mm sa stranicom čija je dužina jednaka prečniku aktivne površine
cilindričnog senzora (slika 3. a). Pomeranjem test obekta u horizontalnom i vertikalnom pravcu
senzor će se aktivirat kada prednja ivica obekta dođe u određenu tačku. Spajanjem ovih tačaka
dobija se kriva odziva (slika 3. b).
Slika 3.
Testiranje induktivnog senzora
a)standardni test obekat b)krive odziva za gvožđe i aluminijum
Induktivni senzor blizine može se primeniti i za detekciju metalnih obekata koji nisu od čelika.
Tada je potrebno korigovati nominalnu krivu odziva sa koeficijentom korekcije koji se definiše
u odnosu na nominalno preklopno rastojanje Sn . Npr. za lijevano gvožđe koeficijent korekcije
je 1,1 , za nehrđajući čelik 0,7, za mesing 0,4-0,5, za aluminijum 0,35-0,4. Kada je radni
obekat veći od test obekta, preklopno rastojanje jedva će se promeniti, ali kada je radni obekat
manji ili tanji od test obekta, preklopno rastojanje jako se redukuje. Zato je podatak o
dimenzijama senzora bitan za pravilan izbor senzora.
Struktura
. Induktivni senzor sa jednosmernim izlaznim signalom sastoji se od kalema kao
primarnog osetilnog elementa, oscilatora koji generiše izmenično elektromagnetno polje,
demodulatora koji pretvara promenu amlitude u jednosmerni signal, prekidačkog stepena
(Smitovog trigera) i pojačavača (slika 4. a).
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti