ЖУРНАЛ «СТА» №3/2003

в нём наводятся вих- ревые токи (токи Фуко). Результиру- ющее ухудшение добротности пер- вичного контура и, как следствие, уменьшение ампли- туды сигнала резо- натора вызывает срабатывание ком- паратора, построен- ного на основе триг- гера Шмитта, и пос- ле усиления на вы- ход датчика выдаёт- ся нормализованный дискретный си- гнал. Основным параметром ИД является номинальный диапазон срабатывания S n . Это чисто характеристическая ве- личина, на фактическое значение ко- торой влияют допуски при изготовле- нии, температура окружающей среды и колебания напряжения питания. Данный параметр измеряется при 20°С и номинальном напряжении питания 24 В постоянного тока или 230 В пере- менного тока с использованием эта- лонного объекта — стальной (Сталь 37) квадратной пластины тол- щиной 1 мм и шириной, в три раза превышающей ожидаемое значение S n . Важным параметром является эф- фективный диапазон срабатывания S r , который измеряется при номи- нальном напряжении питания и тем- пературе окружающей среды 23±5°С; этот параметр применим только к от- дельно взятому из партии датчику в конкретных условиях установки, его значения лежат в диапазоне 0,9 S n ≤ S r ≤ 1,1 S n . Полезный диапазон срабатывания S u определяется также для отдельно взятого датчика, но уже при напряжении питания 85…110% от номинального и температуре окружа- ющей среды –25…+70°С, и составляет 0,9 S r ≤ S u ≤ 1,1 S r . Чтобы оценить гарантированный ди- апазон срабатывания (гарантирован- ную зону реагирования) S a (параметр, наиболее широко используемый на практике и обычно приводимый в тех- ническом описании датчика), необхо- димо воспользоваться соотношением: 0 ≤ S a ≤ 0,81 S n (в качестве нижней грани- цы диапазона S n здесь принят 0) . В маркировке индуктивных датчиков фирмы Pepperl+Fuchs величина S n ука- зывается сразу после буквенного кода модели. Например, датчик NBN2 име- ет номинальный диапазон срабатыва- ния 2 мм. Среди параметров ИД следует особо отметить такие, как повторяемость R и гистерезис H , которые надо обязатель- но учитывать в целях повышения точ- ности измерений. Повторяемость ха- рактеризует изменение диапазона S r в течение 8 часов при неопределённой влажности и отклонении напряжения питания в пределах ±5% от номиналь- ного, обычно R не превышает 0,1 S r . Гистерезис — расстояние между точка- ми срабатывания в режимах приближе- ния или удаления объекта от датчика; как правило, значение этого параметра составляет не более 0,2 S r . Очевидно, что на диапазон срабаты- вания ИД оказывают влияние и элек- тромагнитные свойства материала объекта — магнитная проницаемость и проводимость. Уменьшение диапа- зона срабатывания для различных ма- териалов относительно S n характери- зуется коэффициентом редукции дат- чика, обозначаемым как r Al , r Cu и т.д. в зависимости от материала (соответ- ственно алюминий, медь и т.д.). На- пример, для Стали 37 (материал эта- лонного объекта) он составляет 1, для нержавеющей стали — 0,85, алюми- ния и латуни — 0,4, меди — 0,3. Таким образом, новый диапазон срабатыва- ния для меди будет 0,3 S n , или всего 3 мм вместо 10 мм для ИД с номи- нальным диапазоном 10 мм. Размеры объекта влияют на диа- пазон срабатывания следующим обра- зом: ● если площадь объекта меньше пло- щади эталона, диапазон уменьшает- ся (магнитный поток пересекает меньшую площадь, и резкого паде- ния амплитуды не происходит); ● если площадь объекта больше пло- щади эталона, диапазон не меняется; ● если объект толще эталона, то в зави- симости от магнитной проницаемос- ти материала объекта диапазон оста- ётся прежним (низкая проницае- мость) либо уменьшается (высокая проницаемость); ● для более тонких по сравнению с эталоном объектов (например фоль- ги из неферромагнитного материа- ла) диапазон, наоборот, увеличива- ется. Особый интерес для пользователей представляют электрические парамет- ры датчиков; кратко охарактеризуем основные из них. ● Минимальное и максимальное значе- ния номинального напряжения пита- ния. Для ИД с питанием от источни- ка постоянного тока приняты стан- дартные диапазоны питающего на- пряжения: 10...30, 10...60 и 5...60 В. Датчики с питанием от сети пере- менного тока используют питающее напряжение 98...253 В (частота 48...62 Гц). Датчики с универсальным питанием имеют номиналы питаю- щего напряжения 10...30 В постоян- ного тока либо 24...240 В переменно- го тока. ● Номинальный ток нагрузки. Это допу- стимый («не более») продолжитель- ный ток нагрузки. Имеет типовое значение 200 мА, однако есть ИД со значениями этого параметра 100 или 500 мА. ● Ток в «закрытом» состоянии. Это ток, протекающий через нагрузку при выключенном состоянии датчика. ● Ток при отсутствии нагрузки. Характе- ризует собственный потребляемый датчиком ток при отключённой на- грузке. ● Максимальный кратковременный ток. Это кратковременный «безопасный» ток датчика во включённом состоя- нии. ● Падение напряжения. Измеряется между выводами включённого датчи- ка до точек подключения нагрузки. Имеет типовое значение менее 3 В. ● Частота переключений. Соответству- ет максимальной частоте изменения состояния выхода, выраженной в герцах. Метод измерения установлен стандартом EN 6094752. Типовые значения для ИД составляют 50, 100, 500, 1000...5000 Гц. Выше 5 кГц часто- ту переключений не поднимают из практических соображений: время пребывания датчика во включённом состоянии становится намного меньше типового времени выполне- ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А 7 СТА 3/2003 www.cta.ru Рис. 1. Устройство и функциональная схема индуктивного датчика