Najważniejsze parametry czujników indukcyjnych

W automatyce przemysłowej powszechnie stosowane są różne formy czujników przeznaczonych do bezkontaktowego wykrywania elementów. Wśród nich wyróżnić można czujniki indukcyjne, magnetyczne i pojemnościowe. W czujnikach indukcyjnych zasada działania opiera się na wymuszaniu przepływu prądu przez cewkę, co indukuje wokół niej pole elektromagnetyczne. Oddziałuje ono na metalowe elementy, znajdujące się w zasięgu czujnika, gdzie układ elektroniczny śledzi występujące zmiany oraz ich wielkość.

Zasięg czujnika

Najczęściej podawany jest maksymalny zakres czujnika indukcyjnego, skalowany dla stali konstrukcyjnej St3 (Sn). Można także spotkać się z określaniem zasięgu roboczego, zwanego także zalecanym lub pewnym (Sa). Zazwyczaj przyjmuje się, że Sa wynosi 0,81. Została ona obliczona na podstawie czynników, takich jak różnica temperatur czy tolerancja elementów elektronicznych. W zaawansowanych modelach czujników zasięg zalecany ma wartości bliższe maksymalnemu, jednak w prostszych wersjach zasięg i histereza nie ulegają zmianom.

Histereza

Histereza to różnica odległości, przy której następuje reakcja na zbliżanie i oddalanie metalu od czoła czujnika. Jej wartość może być odmienna dla różnych rodzajów i rozmiarów urządzenia, niemniej jednak zwykle nie przekracza ona 20% zakresu pomiarowego. Dzięki zjawisku histerezy urządzenie wykonuje pracę prawidłowo nawet w przypadku wykrywania obiektu na granicy strefy jego działania.

Rodzaj materiału

Zasięg wykrywanych elementów zwykle zależy od metalu, z jakiego wykonano dany element. W celu jego określenia zasięg mnoży się przez współczynniki wyznaczone dla poszczególnych metali. Inaczej sprawa wygląda w przypadku czujników indukcyjnych wyposażonych w układ elektroniczny wykrywający różne metale ze zbliżonych odległości. Warto dodać, że niektóre moduły mają czoła wykonane ze stali nierdzewnej i mogą nie działać prawidłowo w przypadku elementów wykonanych ze stali o podobnych właściwościach.

Zabudowa czoła

Czoło czujnika może być zabudowane lub niezabudowane. W przypadku czujników indukcyjnych zasada działania tego elementu wiąże się z mniejszym zasięgiem i bardziej precyzyjnym punktem przełączania w przypadku czół zabudowanych. Z kolei przy niezabudowanych czujników zasięg jest większy, ale punkt przełączania mniej precyzyjny. Jest to też parametr, który należy wziąć pod uwagę przy montowaniu czujników, gdyż określenie jego zasięgu przed montażem jest niezbędne dla prawidłowego położenia innych czujników lub metalowych obiektów i części znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie urządzenia. Jest to warunek konieczny dla prawidłowej pracy czujnika indukcyjnego, by uniknąć wzbudzania się na inne metalowe obiekty niż te, które mają być przezeń wykrywane.

Częstotliwość przełączania

Częstotliwość przełączania to inaczej czas reakcji czujnika. Oznacza maksymalną częstotliwość wykrywania przez czujnik i sygnalizowania obecności obiektów na wyjściu. Jej warunek dla szybko pojawiających się w polu czujnika obiektów spełniany jest zazwyczaj w połowie zasięgu nominalnego.

Parametry zasilania i wyjść

Najczęściej spotykane typy wyjść przełączających to PNP i NPN. Z kolei w przypadku pomiarów stosuje się zazwyczaj wyjścia analogowe o zakresach 4-20 mA lub 0-10 V. W przypadku czujników mających za zadanie bezpośrednie sterowanie urządzeniem, stosuje się czujniki dwu-przewodowe, w których jeden przewód łączy się z cewką przekaźnika. Najczęściej wykorzystuje się czujniki wyposażone w jedno wyjście przełączające oraz dwa piny zasilające.

Zastosowanie czujników indukcyjnych

Najpowszechniejsze typy czujników indukcyjnych spotyka się w instalacjach, w których nie są one narażone na zmienne i potencjalnie szkodliwe warunki otoczenia. Istnieją też czujniki o specjalnych przeznaczeniach (na przykład dla branży kosmetycznej, spożywczej lub farmacji czy hydrauliki), wykonywane z materiałów odpornych na potencjalne uszkodzenia chemiczne lub wysokie ciśnienie.
Zastosowanie czujnika indukcyjnego jest podstawową informacją, jaką należy określić przed wyborem właściwego modelu. Dopiero wtedy można prawidłowo dopasować powyżej wymienione parametry i zyskać pewność prawidłowej pracy czujników, a w rezultacie całego układu. Współcześnie wytwarzane czujniki stwarzają niemal nieograniczone możliwości w zakresie ich dopasowania ich do potrzeb danej branży.