Domů → Průmyslové snímače → Měření dráhy a polohy → Magnetické snímače
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
- Lineární potenciometrický snímač
- Magnetostrikční technologie
- Indukční technologie (LVDT)
- Magnetická technologie a s technologie s Hallovým efektem
- Optické snímače s optoelektronickou technologií
- Lankové snímače
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.
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 . . .
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
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 . .
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
. 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. . .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
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
Rozlišení až 1 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B2/B5
MLS 130
Lineární inkrementální magnetický snímač
Rozlišení až 1 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B2/B5
MLS 210
Lineární inkrementální magnetický snímač
Rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B5
MLI
Lineární inkrementální magnetický snímač. Rozměry profilu: 26,5x45 mm
Rozlišení až 2,5 μm, přesnost až ± 20 μm/m, max. rychlost 3 / 15 m/s, výstup: TTL, Linedriver, Push-Pull, High Linedriver
MLC 310
Lineární inkrementální magnetický snímač. Rozměry profilu: 22x50 mm
Rozsah až 20 m, rozlišení až 5 μm, přesnost ± 40 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B5
MLC 320
Lineární inkrementální magnetický snímač. Rozměry profilu: 24,5x33,5 mm
Rozsah až 3 m, rozlišení až 1 μm, přesnost ± 40 μm/m nebo ± 20 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B2
MLC 330
Lineární inkrementální magnetický snímač. Rozměry profilu: 24x42,5 mm
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, mag. páska B5
MLC 410
Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky. Rozměry profilu: 42x59,5 mm
Rozsah až 4 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B5
MLC 420
Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky. Rozměry profilu: 46x47 mm
Rozsah až 2 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska B2
MLR
Lineární inkrementální magnetický snímač. Rozměry profilu: 27x41 mm
Rozsah 150 - 720 mm, rozlišení až 2,5 μm, přesnost ± 40 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, HLD, Linedriver
MLC 520
Lineární inkrementální magnetický snímač pro ohraňovací lisy a ohýbačky. Rozměry profilu: 25x46 mm
Rozsah 50 mm až 2 m, rozlišení až 5 μm, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, TTL, RS422, Line Driver, mag. páska: B2/B5
MLIP
Lineární inkrementální magnetický snímač.
Rozsah 50 - 50000 mm, rozlišení až 2,5 μm, přesnost ± 40 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: Push-Pull, HLD, Linedriver
MLC
Lineární inkrementální magnetický snímač. Průměr: 38 mm
Rozsah 50 - 800 mm, rozlišení až 2,5 μm, přesnost ± 40 μm/m, max. rychlost 3 m/s, výstup: TTL, Linedriver, HLD, Push-Pull
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