Бесконтактные путные выключатели (преобразователи пути, работающие без механического воздействия со
стороны передвигающегося упора) используются в схемах управления электроприводами
станков, устройств и машин. Бесконтактные выключатели созданы для коммутации цепей управления средством электрических реле
либо бесконтактных логических частей, которая осуществляется под воздействием управляющего
элемента.

 

Систематизация бесконтактных путных выключателей

Бесконтактные путные выключатели могут быть классифицированы по: методу воздействия на чувствительный элемент, физическому принципу деяния преобразователя, конструктивному выполнению, классу точности, степени защиты.

По методу воздействия на чувствительный элемент
бесконтактные путные выключатели  могут быть разбиты на выключатели механического и параметрического деяния.

В выключателях первого вида управляющий элемент конкретно механически повлияет на первичный привод
бесконтактного путного выключателя, который бесконтактно ведет взаимодействие с чувствительным элементом. В выключателях второго вида зависимо от положения управляющего элемента, механически не связанного с
бесконтактным путным выключателем, меняется какой-нибудь физический параметр преобразователя. При определенном значении этого параметра меняется состояние релейного элемента.

Систематизация бесконтактных путных выключателей по
физическому принципу деяния преобразователя содержит в себе последующие виды:

Индуктивные выключатели, построенные на изменении индуктивности, взаимоиндуктивности, также индукционные выключатели.

В текущее время большая часть серийно выпускающихся индустрией
бесконтактных путных выключателей — это индуктивные аппараты.

В свою очередь преобразователи индуктивных бесконтактных
путных выключателей  могут быть построены по последующим схемам: резонансной, автогенераторной, дифференциальной, мостовой, конкретного преобразования.

Магнитоиндуктивные выключатели, которые построены на последующих принципах: эффекте Холла, магниторезисторном, магнитодиодном, магнитотиристорном, герконном.

Емкостные выключатели: с изменяющейся площадью пластинок, с изменяющимся зазором меж пластинами, с изменяющейся диэлектрической проницаемостью зазора меж пластинами.

Фотоэлектронные выключатели с элементами: фотодиодными, фототранзисторными, фоторезисторными, фототиристорными.

Фотоэлектрические выключатели и примыкающие к ним лучевые выключатели, в каких вместе с лучами видимого света могут употребляться лучи другой физической природы, к примеру радиоактивное излучение.

По конструктивному выполнению бесконтактные путные
выключатели  разделяются на: щелевые, кольцевые (полукольцевые), плоскостные, торцевые, выключатели с механическим приводом, многоэлементные выключатели.

Разделение бесконтактных путных выключателей торцевого и плоскостного выполнений носит в некий мере условный нрав, так как движение управляющего элемента относительно чувствительной поверхности может для неких видов
бесконтактных путных выключталелей осуществляться как в параллельной, так и в перпендикулярной плоскостях. В данном случае за базу может быть принято его преимущественное внедрение.

По классу точности (величине основной погрешности)
бесконтактные путные выключатели делятся на выключатели низкой (приблизительно ±0,5 мм и поболее), средней [примерно ±(0,05—0,5) мм], завышенной [примерно ±(0,005—0,05) мм] и высочайшей (приблизительно ±0,005 мм и наименее) точности.

Бесконтактные путные выключатели могут владеть различной степенью защиты от попадания сторонних жестких тел и проникания воды вовнутрь аппарата. Свойства степени защиты
бесконтактных путных выключателей и связанная со степенью защиты систематизация соответствуют принятым в нашей стране и за рубежом чертам и систематизации для электрооборудования и электронных аппаратов напряжением до 1000 В.

Технические свойства бесконтактных путных
выключателей

К техническим чертам бесконтактных путных
выключателей относятся точностные (метрологические) свойства, быстродействие, электронные свойства, габаритные и установочные размеры и масса, номинальные и допустимые условия работы, характеристики надежности, цена и пр.

Одна из главных черт бесконтактных путных
выключателей, конкретно влияющая на его конструкцию и ряд других технических черт, определяется
геометрическим расположением управляющего элемента относительно чувствительной поверхности во время работы. Для плоскостных
бесконтактных путных выключателей в качестве основной свойства принимается
рабочий зазор — расстояние меж чувствительной поверхностью выключателя и управляющим элементом, при котором происходит работа выключателя. Основная черта торцевого выключателя —
наибольшее расстояние воздействия, т. е. наибольшее расстояние меж чувствительной поверхностью выключателя и управляющим элементом, при котором может быть изменение его коммутационного состояния. Основной чертой щелевогои кольцевого выключателей является
ширина щели и внутренний поперечник кольца этих выключателей соответственно.

К точностным чертам бесконтактных путных
выключателей относятся основная погрешность, дополнительные погрешности от конфигурации окружающей температуры и конфигурации напряжения питания, также наибольшая суммарная погрешность. К точностным чертам
бесконтактных путных выключателей относятся также дифференциал хода т. е.
разность меж координатой точки срабатывания бесконтактного путного
выключателя и координатой точки его отключения при перемещении управляющего элемента в оборотном направлении.

Быстродействие (время срабатывания) бесконтактного
путного выключателя — это время меж моментом установления координаты срабатывания и моментом заслуги установившегося значения напряжения на выходе
бесконтактного путного выключателя. Зная величину быстродействия бесконтактного
путного выключателя, можно найти динамические погрешности работы бесконтактных путных выключателей при изменении скорости перемещения управляющего элемента.

Электронные свойства бесконтактных путных
выключателей содержат в себе требуемые характеристики источника питания (питающей сети) и нагрузочные свойства. К характеристикам питающей сети относятся: род тока (неизменный, переменный), напряжение питания и его допустимые отличия, уровень пульсаций, потребляемая
бесконтактных путным выключателем мощность либо потребляемый ток, частота сети (для переменного тока). Нагрузочные свойства
бесконтактных путных выключателей — это вид нагрузки (реле, микросхема либо др.). выходное напряжение, мощность либо ток, потребляемый нагрузкой.

К показателям надежности и долговечности бесконтактных
путных выключателей сначала относятся: возможность неотказной работы в течение определенного срока эксплуатации либо на определенное число срабатываний и срок службы
бесконтактного путного выключателя.

К важным характеристикам следует отнести также габаритные и установочные размеры
бесконтактных путных выключателей.

Требования к бесконтактным путным выключателям

Одним из важных требований, предъявляемых к путным выключателям, является требование высочайшей надежности их работы. В сопоставлении с остальным электрическим оборудованием, в том числе и электрическим, путные выключатели работают в более томных критериях, так как размещаются конкретно в рабочих зонах технологических машин, где вероятен широкий спектр температур, вибрации и удары, сильные электрические поля, загрязнения стружкой и разными жидкостями.

К путным выключателям могут быть предъявлены требования высочайшей частоты срабатывания при огромных скоростях перемещения управляющих органов.

Технические данные контактных путных выключателей не всегда позволяют удовлетворить предъявленным требованиям. В особенности это типично
для автоматического технологического оборудования со сложным
электрическим оборудованием, содержащим огромное число контактных путных выключателей,
к примеру автоматические станочные полосы, навесные толкающие сборочные потоки и другие разветвленные транспортные системы, литейное и металлургическое оборудование и т. д. Это также типично для оборудования, работающего в напряженном режиме, с огромным числом срабатываний в единицу времени, к примеру для кузнечно-прессового оборудования.

В почти всех из приведенных случаев при использовании контактных путных выключателей нереально обеспечить приемлемую надежность работы автоматического технологического оборудования и, не считая того, эти выключатели нужно временами подменять на работающем оборудовании из-за их малого срока службы по полному числу срабатываний.

Обычно, бесконтактные путные выключатели владеют высочайшей надежностью, способны работать с большой частотой срабатываний и имеют большой срок службы по полному числу срабатываний. Принципиальным преимуществом
бесконтакных путных выключателей будет то, что их надежность (возможность неотказной работы за какой-нибудь определенный период) фактически не находится в зависимости от частоты срабатываний.

Увеличению надежности оборудования при использовании
бесконтактных путных выключателей содействует также и то, что бесконтактные
путные выключатели могут врубаться только тогда, когда в этом есть необходимость. В случае же использования контактных путных выключателей переключение контактов происходит при каждом нажатии кулачка вне зависимости от того, включены эти контакты в электронную цепь либо нет.

Определенные требования к бесконтактным путным выключателям обоснованы
также критериями эксплуатации.

Основными учитываемыми наружными критериями, обычно, являются изменяющиеся напряжение питания и температура среды. В данных границах конфигурации наружных критерий
бесконтактные путные выключатели должны сохранять работоспособность и требуемую точность. На работу
бесконтактных путных выключателей не должна оказывать существенного воздействия влажность окружающего воздуха, также высота над уровнем моря в границах, принятых для путных выключателей.

Требования, предъявляемые обычно к бесконтактным путным
выключателям, — возможность занимать

хоть какое рабочее положение в пространстве и отсутствие воздействия материала основания, на котором они инсталлируются, и соприкасающихся с корпусом
бесконтактного путного выключателя железных тел. На работоспособности
бесконтактных путных выключателей не должны сказываться вибрации и ударные сотрясения, также попадание масла, эмульсии, воды, пыли.

Большая частота срабатываний бесконтактных путных
выключателей при использовании в качестве нагрузки электрического реле
может фактически достигать 120 срабатываний за минуту. Если в качестве нагрузки
бесконтактных путных выключателей употребляются электрические устройства, то
частота срабатываний системы может быть существенно выше.

Генераторные бесконтактные торцевые выключатели

Принцип деяния генераторных бесконтактных путных
выключателей основан на изменении при наружном воздействии характеристик колебательного контура генератора. Таким изменяющимся параметром, модифицирующим перемещение управляющего элемента в изменяющийся электронный сигнал, является обычно индуктивность либо емкость колебательного контура либо взаимоиндуктивность меж катушками контура. В индуктивных генераторных
бесконтактных путных выключателей торцевого типа управляющий элемент, представляющий собою проводящую пластинку, заносит при приближении возмущение в частотное электрическое поле, создаваемое катушкой индуктивности контура автогенератора.

При всем этом в управляющем элементе наводятся вихревые токи, создающие собственное электрическое поле. Электрическое поле вихревых токов оказывает оборотное воздействие на катушку преобразователя, вызывая в ней конфигурации активного и реактивного сопротивлений и, как следует, изменение сигнала на выходе автогенератора по частоте и по амплитуде
от исходных значений, соответственных значительному удалению управляющего
элемента, до значений этих характеристик, соответственных такому положению управляющего элемента, при котором происходит скачкообразное изменение состояния , порогового устройства. Это изменение выходного сигнала автогенератора регится, в конечном счете, исполнительным элементом.

Выходным сигналом автогенератора является колебание напряжения частотой в несколько сотен килогерц. На выход порогового устройства этот сигнал должен поступить однополярным. Потому меж генератором и пороговым устройством врубается выпрямитель.

Бесконтактные тумблеры щелевого типа БВК-24

Обширное распространение получили бесконтактные тумблеры щелевого типа с транзисторными усилителями, работающими в генераторном режиме. На рис.
1, а показан вид тумблера типа БВК-24. Его магнитопровод, размещенный в корпусе 4, состоит из 2-ух ферритовых сердечников 1
и 2 с воздушным зазором шириной 5-6 мм меж ними. В сердечнике 1 располагается первичная обмотка wк и обмотка положительной оборотной связи wп.с, в сердечнике 2 – обмотка отрицательной оборотной связи wо.с. Таковой магнитопровод исключает воздействие наружных магнитных полей. Катушки оборотной связи включены поочередно – встречно. В качестве переключающего элемента употребляется дюралевый лепесток (пластинка) 3 шириной до 3 мм, который может передвигаться в щели (в воздушном зазоре) магнитной системы датчика.

Бесконтактный путной тумблер БВК-24:
а – вид; б – схема электронная принципная

Если лепесток находится вне сердечника, то разность напряжений, индуктируемых в обмотках wп.с и wо.с, будет положительной, транзистор VT1 закрыт и генерация незатухающих колебаний в контуре wк – С3 (рис.
1, б) не появляется. При внедрении лепестка в щель датчика связь меж катушками wк и wо.с ослабляется (потому лепесток еще именуют экраном), на базу транзистора VT1 подается отрицательное напряжение и он раскрывается. В контуре wк – С3 появляется генерация и возникает переменный ток, который индуктирует ЭДС в катушке wп.с в цепи базы транзистора. В цепи базы транзистора VT1 происходит детектирование переменной составляющей тока базы. Транзистор раскрывается, вызывая срабатывание реле К.

Для стабилизации работы транзистора при колебаниях температуры и напряжения служит нелинейный делитель напряжения, состоящий из линейного элемента – R1, полупроводникового терморезистора R2 и диодика VD2.

Погрешность срабатывания составляет 1-1,3 мм. Напряжение питания тумблера БВК–24 составляет 24 В.

Схема включения бесконтактного выключателя БВК

Схема поочередного включения 2-ух бесконтактных
выключателей БВК

Схема параллельного включения 2-ух бесконтактных выключателей
БВК

Бесконтакные выключатели КВД

Бесконтактные конечные выключатели типа КВД созданы для
коммутации электронных цепей управления и сигнализации при автоматизации
разных систем. Электронная принципная
схема содержит в себе генератор и триггер на транзисторах. При внедрении в рабочий зазор железной
пластинки происходит уменьшение коэффициента оборотной связи, вызывающее срыв генерации, триггер
опрокидывается, и нормально закрытый выходной транзистор раскрывается, что вызывает срабатывание
реле либо логического элемента. Напряжение питания — 12 либо 24 В

Тумблеры бесконтактные торцевые БТБ

Тумблеры БТБ созданы для коммутации цепей управления средством реле либо через
согласующие элементы бесконтактных логических частей. Тумблеры изменяют коммутационное
состояние (срабатывают) при приближении к чувствительному элементу управляющего элемента из
конструкционной стали. Тумблеры работают по принципу управляемого генератора, коммутация
происходит при приближении к чувствительному элементу контролируемой детали либо управляющего
элемента из конструкционной стали.

Все тумблеры снабжены
схемами защиты от неверной полярности питающего напряжения и от перенапряжений при
выключении индуктивной нагрузки. Тумблеры БТП 103-24, БТП 211-24-01 и БТП 301-24 кроме
обозначенных выше схем защиты снабжены схемой защиты от перегрузок и маленьких замыканий в цепи
нагрузки. Напряжение питания выключателей БТБ — 24 В.