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Prossimità Sensori utilizzati in Automazione

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ARGOMENTO 3 Sensori di prossimità utilizzati in Automazione

Dispositivi elettrici e Prossimità Switch Il prossimo sensore di prossimità è un sensore di prossimità di tipo eddy corrente e funziona sul principio dell'impedenza elettrica. Impedenza è la misura dell'opposizione che un circuito presenta ad una corrente quando viene applicata la tensione. Considerare un circuito in cui scorre la corrente; quando viene applicata la tensione, il circuito si opporrà alla corrente. Questo è chiamato come impedenza elettrica.
Utilizzando questa proprietà, un sensore di prossimità è progettato e sviluppato e che viene chiamato come sensore di corrente eddy. C'è una bobina che è ferita sopra un nucleo. Una corrente alternata viene applicata a questo rotolo e a causa di quella corrente alternata; si genera flusso magnetico. Quando questa alternanza corrente alternata arriva in prossimità di una piastra conduttiva; vengono generate poi correnti eddy. Viene applicata la corrente AC. Stiamo ottenendo campo magnetico AC; che quando arriva in prossimità di oggetti metallici si generano correnti eddy. Queste correnti eddy genereranno il proprio campo magnetico e quel campo che viene generato a causa delle correnti eddy snaturerà il campo magnetico originale o il campo magnetico capostipite. Il cambio in campo magnetico del rotolo cambierà l'impedenza. Allora, che cosa è l'impedenza? Si applica una tensione e che sta creando l'opposizione al flusso della corrente. Questo cambio di impedenza attiverà un interruttore. In questo modo, gli elementi conduttivi o una piastra conduttiva o i materiali conduttivi possono facilmente essere rilevati da questo interruttore di prossimità basato su eddy. Varie applicazioni degli interruttori di prossimità correnti eddy possono essere viste sullo schermo; queste sono utilizzate per monitorare le prestazioni dello strumento della macchina. Gli interruttori di prossimità correnti eddy sono molto utili per monitorare costantemente gli obiettivi di spostamento e cioè le vibrazioni. La prossima proprietà elettrica che ci sta aiutando a progettare un sensore è l'induttanza, utile per sviluppare un sensore. Si definisce come la proprietà di un conduttore mediante il quale un cambio di corrente nel conduttore crea una forza motrice di elettro di tensione sia nella conduttrice stessa che in eventuali conduttori vicini. Il cambio di corrente sta creando tensione; se stiamo ottenendo il cambio di tensione nel conduttore, si chiama autoinduzione. E se viene creato nei conduttori vicini, è chiamato come induttanza reciproca. Questa proprietà elettrica ci sta aiutando a sviluppare switch di prossimità induttivo. Una costruzione tipica è mostrata sullo schermo. Stiamo avendo il circuito di oscillazione LC, circuito di oscillazione dell'induttanza; poi c'è un valutatore di segnale e poi di commutazione. Valutatore e amplificatore sono dispositivi di elaborazione del segnale. Quando l'interruttore di prossimità induttivo arriva in prossimità di oggetto di materiale, viene generato un allarme. All'interno degli interruttori di prossimità induttivi, c'è un rotolo che viene avvolto su un nocciolo; si avvicina all'oggetto meccanico che sono metallici, c'è un cambio di induttanza e che il cambiamento in induttanza sta innescando l'interruttore. Man mano che gli oggetti metallici si avvicinano al sensore, c'è un cambiamento di induttanza della circuiteria e questo sta scatenando. Fondamentalmente per rilevare gli oggetti metallici, si utilizzano gli interruttori di prossimità induttivi. Varie applicazioni ci sono, queste sono usate per contare i prodotti che si muovono sui trasportatori; ma questo prodotto dovrebbe essere costituito dai metalli. Gli interruttori di prossimità induttiva sono molto diffusi in sicurezza per il rilevamento degli oggetti metallici, delle armi e delle mine terrestri. Il prossimo gruppo di interruttori di prossimità funziona sul principio della connessione elettrica. Ora, una disposizione semplice, una disposizione azionata a leva può essere vista sullo scivolo. Ha contatti di commutazione e questi contatti di commutazione sono azionati da un interruttore. Si tratta di un semplice interruttore a bottone. Quando applichiamo una forza alla fine dello switch, il contatto degli interruttori si chiuderà, c'è un contatto di questi due elementi e poi c'è un flusso di corrente all'interno del circuito. Questo è l'interruttore tipico che stiamo utilizzando a livello domestico. Invece di avere una pressione o un carico di punti, possiamo anche usare rulli per effettuare la stessa operazione. Il vantaggio di utilizzare il commutatore operato a rullo è quello, c'è meno usura e strappo del suo elemento. La terza configurazione è CAM operata. Nella slide possiamo vedere una CAM meccanica e la forma della CAM deciderà il periodo di contatto. Un bordo circolare deciderà che per quanto tempo ci sarebbe un contatto delle connessioni elettriche all'interno dello switch. Quando la leva entra in contatto con questa posizione orizzontale, allora potrebbe non esserci alcun contatto e lo switch sarà in posizione off. Ci sono ulteriori configurazioni avanzate disponibili negli interruttori di prossimità. Possiamo fare riferimento alla letteratura commerciale o alla letteratura di settore, troveremo molte più configurazioni. Un interruttore più utile che viene utilizzato nei trasportatori è il commutatore di reo, utilizzato nel controllo della chiusura delle porte per le operazioni di sicurezza. Lo switch Reed sta avendo un contatto elettrico e la posizione normale di questo contatto è aperta. C'è un magnete, quando il magnete arriva nelle vicinanze della fascia superiore dello switch reo, poi quel campo magnetico agirà una pressione o una forza e quella forza spingerà la striscia superiore verso la fascia inferiore. E ci sarà un contatto che entrerà in esistenza. Quando il magnete si allontana dalla striscia superiore il contatto si aprirà, il momento di magnete deciderà l'apertura e la chiusura dei contatti elettrici, che genereranno il numero di impulsi. Se mettiamo un magnete su un dispositivo rotante e come il magnete arriva vicino a tale interruttore, possiamo facilmente contare la rotazione di quella rotazione del disco di quell' elemento meccanico. In questo modo gli interruttori rizzati sono molto utili nei tachimetri per misurare le rivoluzioni al minuto (RPM). Gli interruttori di prossimità degli elettricci sono utilizzati nel nastro trasportatore, quando vogliamo ottenere il controllo automatico del movimento del nastro trasportatore, l'interruttore automatico e lo spegnimento del nastro trasportatore. Se l'oggetto viene messo sul nastro trasportatore, poi c'è una depressione del nastro trasportatore. Se ci troviamo ad avere un interruttore sotto di esso, quella cintura si muoverà in una direzione verso il basso e che potrebbe passare su misura utilizzando la leva operata o una configurazione a rullo operata. E quel segnale sarà dato all'unità richiesta, che guiderà il nastro trasportatore.

Domanda di valutazione#1 La corrente Eddy è un utilizzo "____________" Sensore per il monitoraggio delle macchine utensili, le misurazioni delle vibrazioni e il monitoraggio delle esercitazioni. Trascinare la risposta corretta nello spazio fornito.

Risposta corretta: Prossimità Errata risposta: Displacement e Temperatura

Ottico Encoder per Misurazione Motion Now, vedremo come misurare il movimento in modalità angolare. A questo scopo vengono utilizzati encoder ottici. Un tipico encoder ottico può essere visto sullo scivolo. Ha un disco rotante; questo disco è montato sull'elemento di cui vogliamo misurare la moto angolare. Il disco ha fori perforati lungo la sua circonferenza. Si può osservare una traccia e questa traccia ha un certo numero di fori quadrati, che sono perforati. Gli encoder ottici hanno una disposizione di un LED, di una sorgente luminosa e di un ricevitore di luce. C'è un passaggio continuo di luce dal LED e il sensore di luce lo percepisce in modo continuo. Quando il disco ruota, vi è un'ostruzione per il passaggio della luce. Non c'è ricezione di luce al sensore di luce. Quando questo foro perforato arriva nel passaggio della luce LED, poi la luce passerà attraverso questo fori e stiamo ottenendo il rilevamento della luce al sensore di luce. Quando la luce passa attraverso un buco, stiamo ottenendo un impulso. In questo modo, il numero di impulsi ci sta dando l'idea sul movimento angolare del disco. La sequenza dell'impulso o la frequenza di impulso ci darà la velocità angolare. Ora, cosa accadrà quando vogliamo scoprire la direzione di rotazione? Che il disco o l'elemento ruotino in senso orario o ruotano in senso antiorario? A tale scopo vengono utilizzate tre tracce: la traccia esterna, la traccia media e la traccia interna. La traccia interna sta avendo un buco e quel foro è usato per decidere la posizione di casa o di riferimento o possiamo considerarlo come datum. La traccia esterna ha numero di fori e la traccia media ha anche uguale numero di fori. Ma, qui possiamo notare, c'è un cambio di disposizione dei buchi nella traccia media. Ora, consideriamo un buco A alla pista esterna. Il foro corrispondente A sulla traccia centrale sta avendo uno scostamento e che lo scostamento è di circa 1,5 volte della sua larghezza. Si può vedere che, questo buco A qui è stato offsetto nella direzione di sinistra. Come questo ci aiuterà a scoprire la direzione di rotazione? Per scoprire la direzione di rotazione come accennato, stiamo avendo la pista esterna, c'è una pista di mezzo e c'è una traccia interna. A questo scopo servono altre due sistemazioni per la pista di mezzo e quella interna. Questi set di sensori LED e luminosi sono disposti in linea. Non c'è alcun offset. Se c'è un solo set di luce LED e che il sensore è fissato per la traccia media, nella stessa linea ci sarà un altro set di sensore chiaro e LED, per la traccia interna di nuovo un set in più, ma qui non abbiamo alcuna compensazione. Quando il disco si muove diciamo da sinistra a destra cioè in una rotazione in senso orario nella figura data, la luce che passa attraverso il foro della traccia esterna, genererà impulso di volt al sensore di luce prima e il foro corrispondente nella traccia centrale genererà l'impulso di corrente o volt, dovuto alla ricezione della luce dopo qualche tempo. L'impulso in pista di mezzo è in ritardo rispetto all'impulso alla pista esterna. Possiamo considerare quando i segnali di segnale della traccia media dietro il segnale della traccia esterna, stiamo ottenendo una rotazione in senso orario. Ora, considerando che il disco si muove in senso antiorario, l'impulso che passa attraverso il foro A nella traccia centrale genererà il segnale elettrico, prima o prima poi il segnale che viene prodotto nella traccia esterna. Quando la pista di mezzo porta, allora stiamo ottenendo le informazioni che il disco si muove in senso anticlockwise. Ci sono molte versioni avanzate di encoder ottici utilizzati nell'automazione, ma questo è il basilico e la semplice configurazione. Negli encoder ottici stiamo ottenendo la produzione digitale a seguito di spostamento lineare o angolare. Qui lineare significa che, la stessa metodologia può essere utilizzata. Invece di rotolare segnale. possiamo avere un disco traduttore: un disco perforato con fori sul disco o una striscia. In uno spostamento angolare, stiamo utilizzando un disco e in encoder lineari, stiamo utilizzando una striscia con fori. Il numero di impulsi generati sono in proporzione con lo spostamento angolare. Contando il numero di impulsi, contando la frequenza degli impulsi, possiamo facilmente calcolare la velocità angolare. Stiamo ottenendo un codice binario readymade e questo è il vantaggio dell'encoder ottico. Si tratta di un ottimo trasduttore, che può essere utilizzato ulteriormente per le applicazioni del microprocessore. Ovviamente è necessaria l'assistenza di dispositivi di condizionamento del segnale. Un encoder ottico che viene montato può essere visto nello scivolo. Viene inoltre mostrata una vista sezionale di un'unità. All'interno dell'unità si può vedere un pozzo e la rotazione del pozzo deve essere misurata utilizzando un encoder ottico. qui di seguito viene mostrato un disco di encoder ottico. Il disco è montato sul pozzo e stiamo avendo un PCB. PCB è circuito stampato. Un sacco di connessioni elettriche, si possono vedere nella figura .. C'è una sorgente luminosa, che viene montata in questa località e ci sono recettori, montati sulla chiavetta dei PCB. La chiavetta dei PCB è fissa all'involucro del pozzo, il pozzo è in rotazione, il disco è in rotazione anche lungo con il pozzo. E stiamo ottenendo i segnali sulla circuiteria elettronica basata su microprocessore che è montata sul PCB. In definitiva, alla produzione stiamo ottenendo il codice binario, il segnale binario di processo o quel segnale verrà ulteriormente utilizzato per le applicazioni. Una configurazione in più è possibile vedere sul lato destro dello scivolo. Sta avendo lettore di fotodiodi LED, il disco ottico e la configurazione verticale.

Domanda di valutazione#2 Vero o Falso: l'incapacità degli encoder ottici di generare impulsi proporzionali utilizzando un codice binario rende difficile per gli ingegneri di calcolare la velocità angolare e la posizione su misura.

Risposta corretta: Falso

Pneumatic e Photo - electric Proximity Sensori Next sensore è un sensore molto utile nell'automazione. si sta lavorando con l'ausilio di energia pneumatica, l'aria compressa è in generale utilizzata. Viene utilizzato per misurare lo spostamento o per rilevare la vicinanza dei prodotti o degli oggetti. Qui, il principio di funzionamento è che, lo spostamento si trasformerà nella variazione della pressione dell'aria. E che il cambiamento della pressione dell'aria genera i segnali, che i segnali possono essere utilizzati per il nostro processo decisionale. La costruzione del sensore pneumatico può essere vista sullo scivolo. Ha due porte. Una è la porta di alimentazione, la porta di alimentazione è annulare o la crescita è annulare. E l'altro è una porta centrale all'interno di un corpo metallico. Il sensore pneumatico in senso effettivo può essere visto nello scivolo. L'aria a bassa pressione viene fornita dal porto. quando viene fornita una bassa pressione dal porto, vi è un passaggio continuo dell'aria a bassa pressione. E non c'è alcuna interruzione a quella, attraverso la porta centrale come ben c'è il passaggio dell'aria. In definitiva stiamo ottenendo un flusso liscio non c'è ostruzione tutto va bene. Quando l'ostruzione arriva al passaggio dell'aria attraverso la porta di alimentazione, considerare qualche oggetto si è avvicinato alla fine della porta di fornitura. L'oggetto intratterrà il flusso di aria compressa, che sta uscendo dalla porta di alimentazione. Quando c'è una restrizione per il flusso o quando c'è ostruzione per il flusso, c'è un cambio di pressione, la pressione all'interno del porto centrale aumenterà. Questo aumento di pressione innesca un segnale. Con questo principio di funzionamento questo sensore funziona. Non ha parti rotanti, non ha alcun circuito elettrico. Iit funziona con la semplice aria compressa raffinata. Ovviamente dobbiamo avere aria di buon livello di buona qualità per far funzionare questo tipo di sensori. Quali sono le sue applicazioni? Ora, prima applicazione possiamo trovare nell'orientamento dei prodotti che si spostano sul nastro trasportatore. Considerando una striscia che si muove su un nastro trasportatore. Se per errore abbiamo tenuto la striscia a certi scostamenti, che potrebbe creare ulteriori problemi di produzione. Per verificare se la striscia si muove con un corretto orientamento con una corretta collocazione, a tal fine utilizziamo un sensore pneumatico. Un'aria compressa scorre qui sopra. Quando la striscia si muove in prossimità con il sensore, si aumenta la pressione e continuamente, possiamo monitorare l'aumento della pressione; questo significa, la striscia è in un corretto orientamento. Quando la striscia è compensata, c'è il cambio di pressione e che il cambio di pressione porterà ad un certo segnale. Poi, possiamo misurare la rotazione di un pozzo. Per questo scopo un disco è progettato e sviluppato ed è montato sul pozzo. Qui possiamo vedere il disco avere due diametri differenti, diametro 1 e diametro 2. Diametro 1 è più grande del diametro 2. Quando il diametro 1 è a contatto con il sensore, poi c'è ostruzione del fluido compresso. Questo sta dando un certo segnale. Quando il diametro 2 viene a contatto, non vi è ostruzione, non vi è alcun materiale disponibile per l'ostruzione. Durante questo caso, c'è un cambiamento di pressione nel sistema dei sensori e che dà un segnale diverso. Quella differenza nel segnale porterà ad alcune informazioni per il microprocessore. La prossima operazione è quella di controllare il bordo. Considerando il tessile o un rullo di tessuto e questi rotoli di tessuto sta alimentando il tessuto per un'ulteriore operazione di taglio. È altamente essenziale avere il corretto flusso di tessuto attraverso il sistema. A tal fine, il bordo del tessuto è da monitorare continuamente. A tal fine viene montata una serie di sensori. Anche in questo caso viene applicato lo stesso principio per monitorare costantemente il bordo del tessuto. Poi i sensori pneumatici sono utilizzati anche per lo scopo di conteggio. Se consideriamo un trasportatore e oltre il nastro trasportatore, le scatole si muovono e dobbiamo solo scoprire quante scatole passano in un periodo di tempo sopra il nastro trasportatore. A tal fine può essere montato un sensore pneumatico. Mentre la scatola entra tra il passaggio del fluido compresso, stiamo ricevendo segnale e quando non c'è una scatola che si muove, naturalmente non si genererà segnale. In questo modo gli impulsi che vengono generati dal sensore pneumatico genereranno il numero di parti o il conteggio delle parti. Il prossimo gruppo di sensori sono sensori fotoelettrici. In questo gruppo viene utilizzato un paio di rivelatori a LED e foto per rilevare il passaggio della luce continuamente. Quando un oggetto rompe il fascio di luce, il passaggio della luce da LED a rivelatore di foto genera un impulso. Otteniamo un impulso o otteniamo un segnale elettrico. C'è un'altra configurazione. In questo caso, il LED e il rivelatore di foto sono messi sullo stesso lato del momento dell'oggetto. LED sta emettendo continuamente la luce, l'oggetto riflette la luce e il riflesso dell'oggetto verrà rilevato dal rilevatore di foto. Quando l'oggetto arriva vicino al LED, vi è il rilevamento della luce riflessa e darà il segnale. Che intuiscono quando certi oggetti stanno arrivando al sensore o no. Inutile dire che l'oggetto deve essere riflettente in natura. In questo modo possiamo scoprire la vicinanza di varietà di oggetti utilizzando il sensore fotoelettrico.

Domanda di valutazione#3 Fill in bianco: L'immagine seguente è un esempio di Sensore "____________" applicato per monitorare il movimento delle strisce mentre trasportava materiale o prodotti che vanno da una parte della fabbrica all'altra.

Risposta corretta: Pneumatico

Hall Effect Multipurpose Sensor Il prossimo tipo di sensore è il sensore di effetto Hall. Il principio di funzionamento è molto semplice. Quando un fascio di particelle cariche passa attraverso un campo magnetico, le forze agiscono sulle particelle. E il fascio si sgonfierà dal suo percorso dritto. A causa del cambiamento di percorso delle particelle, stiamo ottenendo la tensione attraverso il passaggio del percorso originale. Quella piccola tensione che viene generata a causa della deviazione o distruzione nel percorso originale, può essere utilizzata per generare un impulso o un segnale. Come è efficace? Come è utile per noi che vedremo. Prima di vedere il principio. Qui potete vedere che stiamo avendo un piatto o un disco, questo piatto o un disco è attaccato ad un alimentatore a corrente continua. Quando applichiamo il campo elettrico, c'è un passaggio di elettroni che chiamiamo corrente. Quando un magnete arriva vicino a questo piatto di carica, cosa succede a causa del campo magnetico del magnete? C'è una deviazione nel passaggio di queste particelle cariche. Le particelle cariche devieranno il loro percorso e a causa di questa deviazione verrà generata una certa tensione attraverso il movimento del passaggio. Quella piccola tensione generata è chiamata come tensione di Hall attraverso il passaggio della corrente. È molto piccolo, è in micro volt e che la micro tensione può essere sfruttata ulteriormente per il nostro processo decisionale. Se mettiamo questo magnete sull'oggetto visto che il magnete sta arrivando vicino a questo piatto di carica, possiamo solo rilevare il movimento del magnete. In questo modo possiamo utilizzare il principio dell'effetto Hall per il sensing di prossimità. Come accennato, l'elemento Hall sta generando una quantità molto ridotta di potenziale elettrico, dobbiamo amplificare quel segnale. Dobbiamo valorizzarne la magnitudo. A tal fine, stiamo utilizzando un dispositivo di elaborazione del segnale, cioè amplificatore operativo, che viene utilizzato per amplificare la grandezza del segnale, in modo che possa essere utilizzato per ulteriori applicazioni. Vediamo quali sono le applicazioni dei sensori di effetto Hall? I sensori di effetto hall sono utilizzati per il rilevamento dello spostamento, la posizione oltre che la vicinanza. Ovviamente ha bisogno di circuiteria di condizionamento del segnale, come menzionato gli amplificatori operativi. Quali sono i vantaggi? La capacità di frequenza è piuttosto alta intorno al 100 kHz, è un non contatto ed è immune ai contaminanti dell'ambiente. Per la lavorazione dei liquidi biologici o per la trasformazione dei fluidi farmaceutici, possiamo utilizzare il sensore di effetto Hall. Dato che si tratta di un non contatto, è molto utile nelle applicazioni, dove i fluidi infiammabili sono monitorati o controllati. Il flusso di fluidi ad alta infiammabilità deve essere monitorato e controllato, dire prodotti petroliferi. Può essere utilizzato nelle applicazioni che stanno avendo le condizioni gravi. Come possiamo utilizzare il sensore di effetto Hall per il controllo o il monitoraggio del carburante, cioè un prodotto petrolico. Una disposizione tipica è mostrata sullo scivolo. Si sta avendo un contenitore, all'interno del contenitore il combustibile è conservato. E dobbiamo monitorare costantemente il livello del fluido. Questo è un contenitore chiuso e nella parte superiore del contenitore, stiamo avendo il sensore Hall montato, c'è un passaggio continuo di corrente all'interno del sensore Hall e stiamo monitorando la tensione di Hall. L'output è la tensione di Hall. All'interno del contenitore ci sono due molle e queste due molle tengono un carro. Sulla parte superiore del mobile si attacca un magnete e mentre il livello di carburante all'interno del contenitore cambia, il float sta cambiando anche la sua posizione. Se il livello di carburante aumenta naturalmente il float si muoverà in una direzione verso l'alto; poiché il float si muove verso l'alto, il magnete arriverà vicino al sensore Hall e poi il sensore Hall genererà la tensione di Hall. Man mano che otteniamo un impulso di tensione di Hall, allora possiamo dire che all'interno del contenitore c'è un carburante sufficiente. Ora dobbiamo spegnere la pompa, che sta versando il carburante all'interno del contenitore. La stessa cosa accade in un caso viceversa, quando il fluido o quando il carburante si consuma il livello di carburante diminuirà, poi il magnete si allontanerà dal sensore Hall. E poi non stiamo ottenendo tensione all'uscita. Che scatena o dà un altro messaggio che dobbiamo avviare la pompa e dobbiamo versare il carburante all'interno del contenitore.

Domanda di valutazione#4 Quale dei seguenti sono i vantaggi dell'utilizzo di Hall Effect Sensori in Automazione? Scegli tre risposte.

Risposta corretta: Non contatto, Immune ai contaminanti ambientali, e Può essere utilizzato in condizioni gravi Risposta Incorretta: Può essere operato a 200kHz