Бесконтактные датчики положения и перемещения

Бесконтактные датчики положения независимо от своего устройства существенно более надежны, чем контактные приборы. Бесконтактные детекторы положения используются для наиболее ответственных применений.

Модели приборов и аналоги

В таблицах указаны модели бесконтактных датчиков положения (линейного перемещения) нескольких типов:

Модель	Диапазон измерения	Питание	Темпера- тура	Выходы	Уровень защиты	Особенности
TP1	0…50 ~ 0…4250 мм	19…30В DC; 18…36В DC; 13…34В DC	-40…+85°C	Ток/напряжение, Start-Stop, SSI, Incremental, CANopen, Ethernet	IP67 IP68	Магнитострикционный датчик положения. Возможность использования нескольких маркеров
TH1	0…50 ~ 0…4250 мм	19…30В DC; 13…34В DC	-40…+85°C	Ток/напряжение, Start-Stop, SSI, CANopen	IP67 IP68	Магнитострикционный датчик положения. Интеграция в цилиндры, поддержка высокого давления, до 350 бар, в пике до 600 бар
TM1	0…50 ~ 0…2000 мм	24В DC; 12/24В DC	-40…+105°C	Ток/напряжение	IP69K	Магнитострикционный датчик положения. Plug-in присоединение к процессу, интеграция в цилиндры, поддержка высокого давления, до 350 бар, в пике до 600 бар
TF1	100…1000 мм	24В DC	-40…+85°C	Ток/напряжение, SSI, CANOpen, IO-Link	IP67	Индуктивный датчик положения. Возможность использования нескольких маркеров, помехоустойчив
LS1	0…25 ~ 0…200 мм	16…30В DC	-30…+100°C	Ток/напряжение	IP40	Индуктивный датчик положения. Высокая помехозащита, заменяем без перекаблировки, шаровое шарнирное соединение из сборных элементов, функция Teach-in, двунаправленное движение стержня
LS1 с пружиной возврата	0…25 ~ 0…100 мм	16…30В DC	-30…+85°C	Ток/напряжение	IP40	Индуктивный датчик положения. Высокая помехозащита, заменяем без перекаблировки, функция Teach-in, двунаправленное движение стержня, возвратная пружина
FTI	0…10 мм	18…30В DC	-25…+70°C	Ток	IP50 IP67	Индуктивный датчик положения. Герметичный корпус, заменяем без перекаблировки, прецизионный
F200	0…5 ~ 0…20 мм	19…29В DC	-30…+70°C	Напряжение	IP65	Индуктивный датчик положения. Герметичный корпус, прецизионный
TFD-4000	14 мм/ 24 мм	4,5…5,5 В DC	-40…+125°С	Напряжение	IP67 IP68 IP69	Бесконтактный датчик абсолютного положения. Измеритель линейных перемещений на основе эффекта Холла. Защита от КЗ
Вектор ПЛП	100…6000 мм	12…36В DC	-50…85°С	-10…+10 В, 0…+10 В, -20…+20 мА, 4…20 мА, 0…20 мА RS485 ModBus RTU	IP66	Магнитострикционный датчик линейных перемещений
OPKON	10…5000 мм	24В DC	-20…80°С	0-10 В, 0-20 мА, 4-20 мА, 10-0 В, 20-0 мА, 20-4 мА, CANbus, CANopen, EtherCAT, Modbus, ProfiBUS RS485 ModBus RTU	IP54	Магнитострикционный датчик линейных перемещений

Области применения

Основные области применения бесконтактных датчиков положения:

Производства, требующие особенно высокой надежности измерений и долговечной работы сенсоров
Разнообразные системы управления с обратной связью, АСУТП
Гидравлические и пневматические системы
Машиностроение
Охранные системы (бесконтактные)
С/х, лесное хозяйство
Деревообработка, листовая металлообработка
Компоновка/упаковка продукции
Текстильная индустрия
Формование пластиков (инжекционное)

Назначение

Измерение положения, линейного перемещения объектов на производстве, расстояния до объектов (+ передача информации для вывода на дисплей)
Определение положения цилиндров в гидравлике/пневматике
Мониторинг положения рабочих органов производственных машин/роботов и механизмов:
- Машины для литья под давлением, станки с ПУ, прокатные станы, металлорежущее оборудование
- Спецтехника (машины с надставками/удлинителями и пр.)
- С/х машины и строительная техника
- Транспортные средства с устройством разгрузки/погрузки
- Самоходные т/c
Реализация обратной связи в АСУТП и прочих СУ

Преимущества

Главное преимущество бесконтактных датчиков положения основывается на методе их работы. Это:

Высокая износостойкость и долговечная работа.

В зависимости от устройства прибора, датчики обладают такими достоинствами:

Индуктивные. Отличаются высокой стойкостью к магнитным полям, электромагнитным помехам. Хорошо работают на малых дистанциях.
Магнитострикционные. Отличаются большими рабочими диапазонами, высокой точностью и скоростью, повторяемостью. Хорошо устойчивы к тяжелым условиям внешней среды.

Недостатки

Недостатки можно выделить в зависимости от типа:

Индуктивные. Плохо подходят для больших диапазонов. Лучше работают на малых расстояниях.
Магнитострикционные. Как правило более дороги.

Принцип работы

Рассмотрим рабочий принцип модели TH1. Это магнитострикционный датчик.

Датчик представляет собой протяженный волновод, который помещается внутрь цилиндра, перемещение которого необходимо отслеживать. На внутренней поверхности цилиндра устанавливается маркер, который представляет собой кольцевой магнит. Волновод и перемещающийся вдоль него маркер составляют основу измерительной системы. По волноводу посылаются импульсы и отражаются от места сложения магнитных полей волновода и кольцевого магнита. Электроника рассчитывает расстояние и передает значение в форме стандартизированных сигналов на выход (Signal, Signal GND). Как правило, датчик взаимодействует с ПЛК.