Magnetické snímače

Magnetické snímače polohy nebo dráhy využívají principu magnetické pásky, nad kterým přejíždí snímací hlava. Páska je složena z magnetů, střídavě pólovaných. Při pohybu snímací hlavy jsou generovány pulzy ve dvou kanálech, stejně jako u běžných inkrementálních snímačů, případně je výstup absolutní.

Snímače se dělají v provedení otevřeném, kdy je k vlastnímu snímači nutné doplnit magnetickou pásku nebo uzavřeném, kdy jsou pásek i měřící hlava uzavřené v hliníkovém pouzdru.

Pokud je podklad pro otevřený snímač nerovný, je možné dodat hliníkový profil, ve kterém je páska nalepená. Lze také doplnit pásku o kryt. Rozsah měření je daný jen délkou pásky.

Výhody:

  • vysoké rozlišení a rozsah měření až několik desítek m
  • jednoduchá montáž

Aplikace:

  • řízení polohy velkých strojů

U kategorie Magnetické snímače Vás nejvíc zajímá

Typy elektrických výstupů snímačů

Výstup z inkrementálního enkodéru (rotačního, lineárního), kanály A-B-Z, provedení: otevřený kolektor, TTL/HTL, Push-Pull

A a B jsou kvadraturní signály posunuté o 90 ° a signál Z je referenční značka. Jedna otáčka enkodéru generuje N impulzů signálu A nebo B. Signál Z se vytváří jednou za otáčku. - Otevřený kolektor Obvod s otevřeným kolektorem je standardem pro výstupní obvody inkrementálních enkodérů a hlavní výhodou je, že umožňuje připojení výstupu na jinou napěťovou úroveň definovanou aplikací. Výstupní tranzistor tak funguje jako spínač. Následující schéma ukazuje funkci bipolárního NPN tranzistoru: U obvodu s otevřeným kolektorem je obvykle nutné umístit rezistor mezi napájecí napětí a signálové výstupy A, B a Z enkodéru (kolektoru). Tím je zajištěno, že úrovně mohou být vyhodnocovací jednotkou detekovány jako nízké a vysoké. Typická hodnota pro rezistor může být 4,7 kOhm. Maximální napětí kolektoru závisí na použitém tranzistoru a je obvykle uvedeno v datovém listu enkodéru.
- TTL/HTL výstup Výstup TTL se často jednoduše nazývá napěťový výstup. Rozdíl oproti výstupu s otevřeným kolektorem je v tom, že potřebné rezistory jsou již integrovány v krytu enkodéru a napěťové úrovně jsou tak pevné. Standardní úrovně TTL logiky: < 0.4 V pro nízkou úroveň > 2.4 V pro vysokou úroveň HTL výstup se liší jen tím, že místo 5V logiky se používá napětí 10-30V. Push / Pull výstup Výstupní obvod push/pull je založen na komplementárním páru tranzistorů (n-kanál a p-kanál). Střídavě blokuje jeden ze dvou tranzistorů. Při vysoké úrovni výstupního signálu je na úrovni napájecího napětí a v nízkém stavu je přibližně u země. Výhodou push/pull obvodu je, že nejsou potřeba žádné další rezistory. Pokud není vyžadována konverze úrovní, lze enkodéry s výstupními obvody push-pull použít jako univerzální náhradu za otevřený kolektor a TTL/HTL.

Výstup z absolutního enkodéru (rotačního, lineárního), provedení: analogové (napětí, proud, PWM), digitální (SPI, SSI, SER, Fieldbus)

- Analogový výstup
Na výstupu snímače je poskytováno proměnné napětí nebo proměnný proud úměrně poloze hřídele. Standardní rozsahy jsou 0 - 5 VDC, 0-10 VDC, 0 - 20 mA a 4 - 20 mA. U PWM výstupu není měřený úhel nebo vzdálenost úměrný amplitudě signálu, ale šířce pulzu. Výhodou tohoto výstupu je větší odolnost vůči elektromagnetickému rušení. Připojení je tří-vodičové, společná zem a napájení, výstup.
- Rozhraní SPI Serial Peripheral Interface (SPI) je sběrnice pro sériový synchronní přenos dat mezi různými integrovanými obvody. Sběrnice se skládá ze 3 linek MOSI (Master Out -> Slave In), MISO (Master In <- Slave Out), SCLK - (Sériové hodiny, výstup z Master) a SS - Slave Select (aktivní nízká; výstup z Master). Těmito signály Master vybere pro zařízení typu Slave pro komunikaci. Délka kabelu by neměla být delší než 0,6m, proto není tato komunikace vhodná v terénu.
- Rozhraní SER Rozhraní SER je speciální verzí SPI a není standardem.
- Rozhraní SSI U rozhraní SSI je absolutní poloha poskytována sériově a synchronně s přijímající elektronikou (indikátor, PLC atd.). Data se přenášejí pomocí čtyř vodičů, oba páry přenášejí data fázově posunutá o 180°. Komunikace je tedy odolná vůči rušení a vhodná tak na větší vzdálenosti.
- Fieldbus Pojem Fieldbus označuje množství nejrůznějších komunikačních protokolů, které jsou definovány v normě IEC 61158. Patří mezi ně např. Modbus, Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Hart, EtherCAT.

Průvodce lineárními snímači polohy

.                                                                            
Princip měření lineárních senzorů
.
Účelem snímačů dráhy je převádět lineární pohyb na elektrický signál. K tomu se používá táhlo, vedený nebo volný jezdec, který se mechanicky lineárně pohybuje po dráze. V převodníku je mechanický posun detekován elektrickým senzorem (elektrická měřicí dráha) a převeden na elektrické signály. Sběr elektrického signálu závisí na principu měření nebo technologii senzoru. Získaný signál je buď přenášen jako analogový přímo do převodníku k dalšímu zpracování nebo prostřednictvím interní úpravy signálu (měřicí zesilovač / převodník). Systémy pro měření vzdálenosti se používají ve všech oblastech průmyslu a lékařské techniky. Všude tam, kde je potřeba převést lineární mechanické pohyby na elektrický signál pro další zpracování řídicích úloh, měření vzdálenosti a detekci polohy.                                                                                                                                                                            .                                                           Technologie lineárních senzorů                                                                                                                                                                                                         ...                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Pro lineární měření posuvu máme k dispozici lineární snímače s šesti různými principy měření:
          • Lineární potenciometrický snímač
          • Magnetostrikční technologie
          • Indukční technologie (LVDT)
          • Magnetická technologie a s technologie s Hallovým efektem
          • Optické snímače s optoelektronickou technologií
          • Lankové snímače
Potenciometrická                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              . Potenciometrické snímače pracují v principu jako lineární proměnný odpor, jehož jezdec se pohybuje po odporové dráze tak, že výstupní napětí je závislé na jeho poloze. Odporová dráha je vytvořena buď pomocí drátem vinutého elementu, nebo dnes stále častěji, je vyráběna z vodivého plastu. Využitím plastového elementu je dosahováno nejen téměř nekonečného rozlišení (v praxi asi 0,01 mm), ale lze měřit i při podstatně vyšších rychlostech posunu (až do 10 m/s). Nevýhodou je vyšší citlivost na vibrace, protože vzniká nebezpečí odskoku jezdce a tím dochází ke ztrátě výstupního napětí. Výhodou je cena nebo poměr cena/výkon a potom se jedná o měření absolutní, což znamená, že naměřená hodnota zůstává zachována i při výpadku napájecího napětí. Můžeme nabídnout rozsahy snímačů od jednotek mm do jednotek metrů s různými velikostmi profilů, upevňovacími a připojovacími systémy. Snímače s potenciometrickým výstupem většinou vyžadují připojení externího převodníku, který převádí třívodičový výstup snímače na 4-20mA nebo 0-10V.Pokud má snímač převodník už v sobě, můžete ho připojit přímo do Vašeho řídícího systému. Různé druhy převodníků naleznete na našem webu v Příslušenství.
                                                                                                                                                                                                                          Příklad použití: vstřikovací lisy, pneumatika, jednoduché lisy                                                                                                                                                                                          . .
• Jednoduchý princip snímače, většinou bez elektroniky                                                                                                                               •.Naměřená hodnota je ihned k dispozici                                                                                                                                                               •.Rozlišení téměř nekonečné                                                                                                                                                                       •.Pracuje s nízkým napětím (téměř žádná spotřeba energie)                                                                                                                               •.Ale časem se opotřebuje                                                                                                                                                                       •.Senzorické vlastnosti se v průběhu provozu mění                                                                                                                                           •.Odolný vůči vlivům EMC .
                                                                                                                                                                                                                              Magnetostrikční                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  .                                                                                                                                                                                                                                                Magnetostrikční lineární snímače jsou robustní, absolutní měřicí systémy s rozlišením až 2 μm. Skládají se z feromagnetické tyče a posuvného permanentního magnetu. Naměřené hodnoty jsou zaznamenávány bezdotykově, takže snímače mají neomezenou životnost a jsou bezúdržbové. Měřicí vzdálenosti jsou od 50 mm až do několika m, v závislosti na konkrétním modelu. Používají se např. v hydraulických aplikacích s tlakem až 500 barů nebo v automatizaci nebo při měření hladiny (modely s plovákem). Elektrický výstup je buď analogový nebo digitální.                                                                                                                                                                             Příklad použití: v hydraulických aplikacích (vstřikovací stroje) s tlakem až 500 barů, měření hladiny v nádržích (modely s plovákem), hydraulické válce, lisy, válcovny.                                                                                                                                            . •.Utěsněný senzor (vysoké krytí IP) s elektronikou                                                                                                                                             •.Princip bezkontaktního měření                                                                                                                                                                             •.Bezúdržbový a bez opotřebení                                                                                                                                                                   •.Odolná konstrukce, konzistentní přesnost                                                                                                                                                   •.Dlouhé měřicí vzdálenosti, až 4000 mm                                                                                                                                               •.Necitlivé na nárazy a vibrace                                                                                                                                                                     •.Odolává vysokým tlakům – ideální pro hydrauliku                                                                                                                                     •.Odolnost vůči většině chemikáliím                                                                                                                                                                       •.Ale citlivý vůči vlivům EMC                                                                                                 .                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          . .
Indukční (LVDT)                                                                                                                                                                                             . Induktivní lineární snímače jsou robustní, absolutní měřicí systémy s rozlišením až 20 μm. Jsou vhodné pro aplikace s malými zdvihy a zejména pro aplikace, ve kterých je třeba detekovat oscilační pohyby s vysokou dynamikou nebo vysokým zrychlením. Jsou vhodné i pro aplikace, které vyžadují tlakotěsné verze až do 30 barů. Jsou to snímače s vestavěnou elektronikou (nabízejí standardizovaný elektrický výstup), nebo snímače bez elektroniky. Ty ale vyžadují pro svou činnost externí elektroniku. Ta jednak snímač napájí, ale také zpracovává pro tyto snímače specifický elektrický výstup a převádí ho na standardizovaný. Naše LVDT snímače se vyrábějí v rozsazích od 1,3 mm do 940 mm. Životnost senzoru je navíc neomezená, protože technologie měření je bezkontaktní. Pro různé aplikace jsou k dispozici varianty s vratnou pružinou, s volným/průchozím jádrem nebo kulovým kloubem pro kompenzaci bočního vychýlení.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Příklad použití: sondy, kontrola kvality, automatizace továren, výroba potravin                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         •.Utěsněný senzor (vysoké krytí IP) s elektronikou nebo bez                                                                                                                            •.S velmi dobrou linearitou
• Záznam i malých změn v měření                                                                                                                                                             •.Téměř nekonečné rozlišení                                                                                                                                                                                 •.Odolná konstrukce, konzistentní přesnost                                                                                                                                                         •.Bez údržby a opotřebení                                                                                                                                                                                   •.Vhodné pro vysokou dynamiku                                                                                                                                                                 •.Absolutní výstupní signál                                                                                                                                                                                   •.Odolnost vůči většině chemikáliím                                                                                                                                                                   •.Citlivý vůči vlivům EMC                                                                                                                                                                                                                                                                                               .
Magnetická                                                                                                                                                                                        . Magnetické.snímače polohy nebo dráhy využívají principu Hallova efektu (rozsahy jen do 25 mm), nebo magnetické pásky, nad kterým přejíždí snímací hlava. Snímač s Hallovým efektem využívá Hallův čip, nad kterým se pohybuje magnet vedený na hřídeli. Snímač je v principu absolutní a výstupem je elektrické napětí. Naproti tomu páska je složena z magnetů, střídavě pólovaných. Při pohybu snímací hlavy jsou generovány pulzy ve dvou kanálech, stejně jako u běžných inkrementálních snímačů, případně je výstup absolutní. Snímače se dělají v provedení otevřeném, kdy je k vlastnímu snímači nutné doplnit magnetickou pásku nebo uzavřeném, kdy jsou pásek i měřící hlava uzavřené v hliníkovém pouzdru. Pokud je podklad pro otevřený snímač nerovný, je možné dodat hliníkový profil, ve kterém je páska nalepená. Lze také doplnit pásku o kryt. Rozsah měření je daný jen délkou pásky.                                                                                               .                                                                                                                                                                             Příklad použití: Detekce polohy ve výtazích nebo závěsech s omezeným prostorem                                                                                                                                                                                           .                                                                                                                •.Princip bezkontaktního měření                                                                                                                                                                          • Bezúdržbový a bez opotřebení                                                                                                                                                                      •.Odolná konstrukce, konzistentní přesnost                                                                                                                                                    •.Spolehlivé měření i při vibracích                                                                                                                                                                  •.Citlivý vůči vlivům EMC                                                                                                                                                                                                                                                                                                               . .
Optoelektronická                                                                                                                                                                                                    . Optické inkrementální snímače polohy nebo dráhy jsou oproti potenciometrickým a induktivním snímačům digitální. Fungují na stejném principu, jako standardní inkrementální rotační enkodéry. Výstupním elektrickým signálem jsou pulzy ve dvou kanálech vzájemně fázově posunuté, pro identifikaci směru pohybu. Rozlišení je možné vybrat z několika hodnot, nejjemnější je od 1 μm. Optický měřicí princip se skleněným pravítkem. Speciálním provedením je optoelektronický inkrementální enkodér vybavený měřícím kolem a držákem a lze tak měřit vzdálenost převedenou na otáčky.                                                                                                                                                                                         Příklad použití: sondy, kontrola kvality, číselníkové úchylkoměry                                                                                                                .                                                                                                                                                                                                                               •.Přesný senzor s elektronikou
• Princip bezkontaktního měření                                                                                                                                                     •.Bezúdržbový a bez opotřebení                                                                                                                                                                       •.Odolná konstrukce, konzistentní přesnost                                                                                                                                                 •.Velmi vysoké rozlišení                                                                                                                                                                                           • Teplotně stabilní                                                                                                                                                                                               •.Snadná montáž                                                                                                                                                                                         •.Odolný vůči vlivům EMC                                                                                                                                                                                 •.Ale skleněné pravítko je křehké                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    .    .
Lankové snímače                                                                                                                                                                                                                                                . .                                                                                             Lankové snímače využívají jednoduchého principu a sice měření otáček cívky, na které je navinuto lanko pro měření vzdálenosti. Nezbytnou součástí a také nejkritičtější je vratná pružina, která zajišťuje správné navíjení lanka zpět. Měření otáček se řeší buď pomocí průmyslového víceotáčkového potenciometru a výstupem takového lankového snímače je potom hodnota odporu závislá na délce vysunutí lanka, nebo se využívá enkodér ve verzi inkrementální (např.pulzy OC, TTL) nebo absolutní (např. 4-20mA/0-10V). Snímače lze využít pro měření menších i větších rozsahů v rozumné cenové hladině a výhodou je také menší náročnost na souosost. Kromě parametru rozsahu dráhy snímače jej musíme doplnit také o enkodér (absolutní nebo inkrementální), případně potenciometr. Podle požadavků na elektrický výstup a typ aplikace doporučíme nejvhodnější model.                                                                                               . .
                                                                                                                                                                                                                              Elektrická rozhraní a signály                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               Pro širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích nabízíme snímače dráhy s různými elektrickými rozhraními. .                                                                                                                                                                                                                                       Potenciometrické a indukční                                                                                                                                                                               V nabídce máme potenciometrické a indukční lineární snímače, které jsou s integrovanou elektronikou. To umožňuje přímé připojení k analogovým signálům 0...5 V / ±5 V / 0...10 V / ±10 V / 0...20 mA / 4...20 mA bez externích zesilovačů.                                                                                         .                                                                                                                                                                                                 Hallův efekt                                                                                                                                                                                                         Naše bezdotykové senzory s Hallovým efektem mají analogový výstup 0,5...4,5V. To umožňuje detekovat přerušení vodiče a zkrat.                                                                                                                                                                                                                                     Magnetostrikční                                                                                                                                                                                       Magnetostrikční snímače již mají integrovanou elektroniku. Elektrické připojení je možné konektorem se závitem M12 nebo M16. Některé snímače mají kabel o délce jednoho metru (standardně), ale může být až o délce 15 metrů. Tyto snímače navíc nabízejí analogové výstupy napětí, proudu pro přímé měření dráhy a rychlosti nebo také digitální výstupy.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Optoelektronické a magnetické                                                                                                                                                               Výstupy inkrementálního měření dráhy jsou TTL, OC nebo LD. Výstupy absolutního měření dráhy mohou být analogové nebo digitální signály jako SPI, SSI, SER, Fieldbus                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Mechanická rozhraní                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Přední nebo zadní táhlo                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       • S vratnou pružinou                                                                                                                                                                                             •.S kulovými klouby - ideální pro kompenzaci bočního vyosení                                                                                                                           •.Se spojkou (s nebo bez vratné pružiny)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Volné/průchozí jádro                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Pouze pro snímače LVDT - se spojkou - aplikace vyžaduje vhodně přizpůsobené rozhraní. Volitelně je k dispozici prodloužení jádra od 50 mm do 315 mm
                                                                                                                                                                                                                        Vedený jezdec                                                              .                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Jezdec je mechanicky nebo magneticky spojen se snímačem dráhy, aplikace vyžaduje odpovídajícím způsobem přizpůsobené rozhraní                                                                                                                                                                                                                             Volný jezdec                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Jezdec se pohybuje v definované vzdálenosti nad povrchem snímače dráhy, aplikace vyžaduje odpovídajícím způsobem přizpůsobené rozhraní.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Existují dva typy mechanické integrace táhel do lineárních senzorů:                                                                                                                                                                                                                        .                                                                                                              •.Táhlo je vedeno z obou stran. To znamená, že táhlo „vyčnívá“ vodorovně v obou směrech pouzdra snímače. To poskytuje větší robustnost miniaturizovaných snímačů dráhy, protože táhlo je bezpečně lineárně vedeno v obou ložiskách. To také eliminuje potřebu složitého uspořádání ložisek.                                                                                                                                                                                   • Táhlo je vedeno na jedné straně. To znamená, že ojnice vyčnívá pouze na měřicí straně. Ložiska uvnitř pouzdra zajišťují stabilitu ložiska.  
                                                                                                                                                                                                                                Montáž                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               Nabízíme širokou škálu instalačního příslušenství v závislosti na produktu a aplikaci. Součástí snímače je mnoho příslušenství. Podívejte se také na naše informace v produktových listech. Obecně platí: Každý senzor vyžaduje čistý a rovný montážní povrch. Pro delší vzdálenosti měření je třeba zvážit další podporu, aby se zabránilo vychýlení. Nevystavujte pouzdro snímače mechanickému namáhání.                                                                                                                                                                                                                                                     Mnoho snímačů je již dodáváno s montážními svorkami. Některé mají montážní držáky, příruby nebo kulové klouby.
.

*

LHK

Hallův lineární absolutní bezkontaktní snímač polohy

Měřicí rozsah 30 mm, výstup: 0,5-4,5 Vdc, 12 bit

*

MSV

Bezkontaktní inkrementální magnetický snímač

Rozlišení 0,5 μm, přesnost ±8 μm, max. rychlost 12 m/s, výstup: Sin/Cos 1 Vpp

*

MSL

Bezkontaktní inkrementální magnetický snímač

Rozlišení 100 μm, přesnost ±50 μm, max. rychlost 30 m/s, výstup: Line Driver

*

MSM

Bezkontaktní inkrementální magnetický snímač

Rozlišení 10μm, přesnost ±8 μm, IP67, max. rychlost 12 m/s, výstup: výstup: Line Driver

*

MSH

Bezkontaktní inkrementální magnetický snímač

Rozlišení až 5 μm, přesnost ±6 μm, max. rychlost 6 m/s, výstup: Line Driver

*

LTS

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až do 1 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL RS422 Line Driver

*

MSA

Bezkontaktní absolutní magnetický snímač

Rozlišení až 10 μm, přesnost ±15 μm, max. rychlost 5 m/s, výstup: SSI

*

MLS 120 / 121

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až 100 m, rozlišení až 1 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLS 130

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až do 100 m, rozlišení až 1 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLS 210

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až 100 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLC 310

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až 20 m, rozlišení až 5 μm, přesnost ± 40 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLC 320

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až 20 m, rozlišení až 5 μm, přesnost ± 40 μm/m nebo ± 20 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLC 330

Lineární inkrementální magnetický snímač

Rozsah až 20 m, rozlišení až 5 μm, přesnost ± 40 μm/m nebo ± 20 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL RS422 Line Driver

*

MLC 410

Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky

Rozsah 2,4 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLC 420

Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky

Rozsah až 2 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver

*

MLG 112

Magnetický snímač s rozlišením 1 um

Měřicí rozsahy: 5 nebo 10 mm

*

MLC 520

Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky

Rozsah 50 mm až 2 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver