סוגים שונים של חיישני קרבה עם עבודה ויישומים

בעולם הטכנולוגיה המשתנה במהירות של ימינו, חיישני הקרבה מצוינים בשיפור הפונקציונליות והיעילות של מערכות שונות.חיישנים אלה עוזרים למכשירים לזהות חפצים ללא מגע פיזי.וזה שימושי הן בהגדרות תעשייתיות והן באלקטרוניקה צרכנית.מאמר זה יסביר את הסוגים השונים של חיישני הקרבה - קפואטיביים, אינדוקטיביים, פוטו -אלקטריים, אולטרה -סאוניים ומגנטיים.אנו נחקור את עקרונות העבודה שלהם, רכיבים עיקריים, יישומים ויתרונות וחסרונות.מדריך זה יעזור לך להבין ולבחור את החיישן המתאים לצרכים שלך.

קָטָלוֹג

איור 1: חיישני קרבה

חיישן קרבה קיבולי

חיישנים קיבוליים יכולים לאתר יעדים מבלי לגעת בהם והם מועילים במובנים רבים.הוא יכול לזהות חומרים מוצקים כמו נייר, פלסטיק, זכוכית, בד ועץ, וגם לנוזלים כמו שמן, צבע ומים.חיישני קרבה קיבוליים נמצאים בשימוש נרחב בענפים שונים, המסוגלים לאתר חומרים מוליכים וגם לא מוליכים.הם פועלים על ידי יצירת שדה חשמלי בין שתי לוחות המופרדים על ידי חומר דיאלקטרי.כאשר אובייקט נכנס לשדה זה, הקיבול בין הצלחת משתנה, שינוי אות הפלט המציין את נוכחות האובייקט.

איור 2: חיישן קרבה קיבולי

רכיבים עיקריים של חיישני קרבה קיבוליים

חיישן קרבה קיבולי מורכב מארבעה חלקים עיקריים.

גוף חיישן: אוטס את המעגלים המפעילים את החיישן ועשוי מחומרים עמידים לסביבת סביבות תעשייתיות.

פנים חישה: ממוקמות בחזית, זוהי נקודת הגילוי העיקרית, שנועדה לקיים אינטראקציה עם אובייקט היעד עם רגישות ועמידות אופטימלית.

אור מחוון: ממוקם מול פני החישה, הוא נדלק כאשר מתגלה אובייקט, ומספק משוב חזותי מיידי.

חיבור חיישנים: זה יכול להיות כבל צמוד מראש או מחבר, שנבחר על בסיס צרכי התקנה והבטחת קישוריות מאובטחת.

איור 3: תרשים חיווט חיישן קיבולי

עיקרון עבודה של חיישני קרבה קיבוליים

חיישני קרבה קיבוליים פועלים על בסיס קיבול, היכולת לאחסן מטען חשמלי.מעגל מתנד מייצר שדה חשמלי לסירוגין בפנים החישה, הרגיש לחפצים סמוכים.מעגל הגלאי עוקב אחר שינויים בקיבול, וכאשר אובייקט מתקרב, הקיבול משתנה, אותו מעגל מגלה.לאחר מכן מעגל הפלט של מצב מוצק ממיר את הקיבול משתנה לאות פלט, ומפעיל פעולות כמו אזעקות או עצירות מכונות.

איור 4: עיקרון העבודה של חיישן קיבולי

כאשר אובייקט ניגש לצלחת החישה, הוא משנה את קיבול המערכת.שינוי זה מתגלה על ידי המעגל, אשר לאחר מכן שולח אות פלט המציין את נוכחות אובייקט היעד.

כאשר מעגל המתנד מגיע למשרעת ספציפית, הוא יתחיל להתנדנד ולהתאים את מצב הפלט של החיישן.כאשר המטרה מתרחקת מהחיישן הקיבולי, משרעת המתנד תקטן, ותחזיר את החיישן למצבו המקורי.

טווח הגילוי של חיישן זה הוא בערך 1 אינץ 'או 25 מ"מ, אך חיישנים מסוימים יכולים להרחיב את הטווח שלהם עד 2 אינץ'.חיישן זה הוכיח שהוא יכול לאתר בקלות אובייקטים עם קבוע דיאלקטרי מעולה.

איור 5: חיישן קיבולי

סוגים של חיישני קרבה קיבוליים

ישנם סוגים שונים של חיישנים קיבוליים, שכל אחד מהם מיועד למטרות ספציפיות.

חיישנים קיבוליים מיניאטוריים מיוצרים עבור חללים קטנים ומגיעים בצורות רקיק או גליליות.הם נחוצים לניטור ובקרה על תהליכי מכונות, לרוב עובדים כמדלבי עבודה או גלאים.מכיוון שהם כל כך קטנים, הם בדרך כלל זקוקים למגבר חיצוני שיעבוד טוב.למגבר זה יש פוטנציומטר המאפשר לך להתאים את הרגישות, ומבטיח גילוי מדויק באזורים צמודים.הגודל הקטן שלהם הופך אותם למושלמים למקומות שבהם המרחב צמוד אך גילוי מדויק הוא חובה.

איור 6: חיישנים קיבוליים מיניאטוריים

חיישנים קיבוליים גליליים גדולים יותר מחיישנים מיניאטוריים ומגיעים בקטרים ​​שונים, בין ∅6.5 - M12 ל- M12 - M30.חיישנים אלה מאפשרים לך להתאים את מרחקי החישה שלהם ולבחור בין גדלי דיור שונים ואפשרויות הרכבה, כולל סומק ולא סומק.הם משמשים בעיקר לאיתור רמות וקרבה ללא מגע ויכולים אפילו לחוש דרך קירות מכולה.

איור 7: חיישנים קיבוליים גליליים

חיישנים קיבוליים בטמפרטורה גבוהה הם אידיאליים למקומות חמים מאוד כמו יציקה מתכתית, צמחים כימיים ומתקני עיבוד מזון.הם מודדים במדויק ומפקחים על נוזלים וחומרים בתפזורת גם כשהם חמים במיוחד.חיישנים אלה העשויים מחומרים עמידים בחום, עמידים ומופיעים בעקביות בטמפרטורות גבוהות.האלקטרוניקה המתקדמת שלהם מנהלת לחץ חום, מבטיחה קריאות אמינות.חיישנים אלה מועילים לתעשיות העובדות עם חום קיצוני, משפרות את הבטיחות, משפרות את היעילות ועוזרות לשמור על פעולות חלקות בתנאים קשים.

איור 8: חיישנים קיבוליים בטמפרטורה גבוהה

חיישן קיבול אנלוגי עובד כמו חיישנים קיבוליים רגילים אך מציע יתרונות נוספים בהתאם לשימוש בו.חיישנים אלה מצוינים לבחירת חומרים, פיקוח על עובי וגילוי הבדלי ריכוז, מה שהופך אותם למגוונים יותר בהשוואה ליישומים אחרים.

איור 9: חיישן קיבול אנלוגי

יישומים של חיישני קרבה קיבוליים

יישום אחד לחיישנים אלה הוא חישה ברמה.חיישנים אלה שימושיים מאוד למדידת החומרים ברמה במכולות או בטנקים.זה מועיל לניהול משאבים ושמירה על מערכות פועלות בצורה חלקה.לדוגמה, בניהול מים משמשים חיישנים במערכות משאבה אוטומטיות לבדיקת מפלס המים.כאשר המים מגיעים לנקודה מסוימת, החיישן אומר למשאבה להפעיל או לכבות, לעצור את הצפות ולוודא שתמיד יש מספיק מים.

במפעל לרכב, חיישני הקרבה בודקים כי חלקים נמצאים במקום הנכון לפני שמכונות עוברות למשימה הבאה.זה עוזר להימנע מטעויות ושומר על הכל פועל בצורה חלקה על ידי הקפדה על כל חלק הוא המקום בו הוא צריך להיות.עובדים יכולים לשנות הגדרות מכונה על סמך מה שהחיישנים אומרים, מה שהופך את הייצור למהיר יותר והפחתת פסולת.

אלקטרוניקה צרכנית כמו סמארטפונים וטאבלטים משתמשת בחיישנים קיבוליים כדי לאתר קלט מגע במסכים שלך.טכנולוגיה זו מיושמת כעת על מחשבים ניידים עם משטח מסלול רגיש למגע, ומשפרים את האינטראקציה של משתמשים.

חיישנים קיבוליים מועילים במסגרות תעשייתיות.הם יכולים לעזור במציאת חומרים, בדיקת חומרים שונים, עובי חומר מדידה ומרחקים בין חפצים.

בתחום הבריאות יש צורך בחיישנים קיבוליים.הם עוזרים במכשירים רפואיים כמו מסכי לחץ דם על ידי מדידת לחץ במדויק.

יתרונות וחסרונות של חיישני קרבה קיבוליים

לחיישני קרבה קיבוליים יש יתרונות כמו גילוי ללא מגע, מצוין באיתור חומרים שונים והתנגדות לאבק ולחות.עם זאת, הם רגישים להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) ולהפרעות תדר רדיו (RFI), מה שעשוי לגרום להם לתת קריאות שווא, וטווח החישה שלהם קצר יותר מסוגים אחרים של חיישנים.

דוגמאות לחיישני קרבה קיבוליים

חיישני קרבה קיבוליים פופולריים בשוק כוללים דגמים כמו M12, M18, M30, CR30-15AO ו- CR18-8DN, הידועים באמינותם ובהתאמת היישום המגוונת שלהם.

M12, M18, M30: משמש לעתים קרובות ביישומים תעשייתיים לצורך אמינותם והתאמת היישום שלהם.

CR30-15AO: מציע טווח חישה גדול יותר ועמידות משופרת.

CR18-8DN: ידוע בביצועיו החזקים וברגישות הגבוהה שלו.

איור 10: CR30-15AO

קריטריוני בחירה לחיישן קרבה קיבולי

בעת בחירת חיישן קרבה קיבולי, שקול את טווח החישה הנדרש ליישום שלך והבטיח תאימות למאפייני חומר היעד.בחר חיישן שיכול לעמוד בתנאים סביבתיים כמו אבק, לחות ושינויי טמפרטורה.עקוב אחר ההנחיות של היצרן להתקנה, כולל הרכבה וחיווט נאותים, שמירה על ניקיון צלחת החישה והימנעות מקורות של הפרעות אלקטרומגנטיות ותדר רדיו (EMI/RFI).

חיישן קרבה אינדוקטיבית

איור 11: חיישני קרבה אינדוקטיביים

חיישני קרבה אינדוקטיביים מועילים במסגרות תעשייתיות בגלל עמידותם ואמינותם.חיישנים אלה מגלים חפצי מתכת באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית.כאשר אובייקט מתכת נכנס לשדה האלקטרומגנטי של החיישן, הוא גורם לזרמי אדי המשנים את תפוקת החיישן.

רכיבים עיקריים של חיישן קרבה אינדוקטיבית

חיישן קרבה אינדוקטיבי מורכב מארבעה חלקים עיקריים.

סליל: יוצר שדה אלקטרומגנטי, המתחזק על ידי גרעין פריט.

מתנד: מייצר שדה אלקטרומגנטי בתדר גבוה.

טריגר Schmitt: מעגל משווה התחדשות המציג היסטריה על ידי יישום משוב חיובי על הכניסה הלא-מעוררת של משווה או מגבר דיפרנציאלי.

מגבר פלט: מעסיק טרנזיסטור NPN או PNP כדי לציין גילוי של אובייקט מתכתי.

עיקרון עובד של חיישן קרבה אינדוקטיבית

חיישנים אלה פועלים על ידי יצירת שדה אלקטרומגנטי.כאשר אובייקט מתכת בא במגע עם שדה זה, הוא גורם לזרמי אדי להתפתח בתוך האובייקט, מה שבתורו משפיע על משרעת המתנד של החיישן.המעגלים הפנימיים של החיישן מגלים שינוי זה ומייצרים אות פלט כדי לציין את נוכחותו של אובייקט המתכת.

איור 12: עיקרון העבודה של חיישן קרבה אינדוקטיבית

סוגים של חיישני קרבה אינדוקטיבית

חיישני קרבה אינדוקטיביים מגיעים בשלושה סוגים עיקריים.

חיישנים סטנדרטיים: חיישנים אלה כוללים סליל, מתנד ומעגלי עיבוד אותות, המציעים טווח ורגישות מאוזנים היטב.

חיישנים מוגנים: יש מגן מתכתי סביב סליל החישה, המספק חסינות טובה יותר להתערבות אך עם טווח חישה מופחת.

חיישנים לא מוגנים: חסרים מגן מתכתי, וכתוצאה מכך טווח חישה גדול יותר אך רגישות רבה יותר להתערבות מגנטית חיצונית.

יישומים של חיישני קרבה אינדוקטיביים

חיישנים אלה משמשים לרוב לחישת מיקום, גילוי אובייקטים, גילוי התנגשות, חישת מהירות ובמכונות אוטומטיות.הם משמשים בדרך כלל ביישומים רבים.

בקווי ייצור והרכבה, חיישנים אלה עוזרים לפקח ולשלוט על מיקום ותנועה של חלקים, מה שהופך את הייצור לקל ומדויק יותר.במערכות טיפול בחומרים, במיוחד בלוגיסטיקה ובאחסנה, חיישנים אלה מסייעים בהעברה חלקה וטיפול בחומרים, להפחית שגיאות ולהאיץ את הפעולות.ובמערכות גילוי רכב, המשמשות בניהול תנועה ויישומי רכב, חיישנים אלה מסייעים באיתור כלי רכב, בסיוע למניעת התנגשות וניהול תנועה.

יתרונות וחסרונות של חיישני קרבה אינדוקטיבית

חיישנים אינדוקטיביים מציעים חישה ללא קשר, מהירות גבוהה ואמינות.הם לא מושפעים מהצבע והגימור פני השטח של אובייקט היעד.עם זאת, הם יכולים לאתר רק אובייקטים מתכתיים, והרגישות שלהם משתנה עם מתכות שונות, ומחייבות כיול ליישומים ספציפיים.

דוגמאות לחיישני קרבה אינדוקטיביים

LJ12A3-4-Z/BX: רב-תכליתי ליישומים תעשייתיים.

PR12-DN: אמין בתהליכי ייצור.

SN04-N: ידוע ביעילות ועמידות.

איור 13: SN04-N

חיישן קרבה פוטו -אלקטרוני

איור 14: חיישן קרבה פוטו -אלקטרוני

חיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים משתמשים באור כדי לקבוע אם אובייקטים קיימים או נעדרים.חיישנים אלה כוללים פולט אור ומקלט.כאשר אובייקט חוסם את קרן האור, פלט המקלט משתנה.

רכיבים עיקריים של חיישן הקרבה הפוטואלקטרי

חיישן קרבה פוטו -אלקטרוני מורכב מארבעה חלקים עיקריים.רכיבים אלה פועלים יחד כדי לאתר אפילו חפצים קטנים במדויק, ומבטיחים פעולה מדויקת ואמינה.

מקור אור: בדרך כלל דיודה LED או לייזר פולטת את קרן האור.

גלאי אור: פוטודיוד או פוטו -טרנזיסטור מזהים את האור.

ממיר איתות: ממיר את האור שזוהה לאות חשמלי.

מגבר: מגביר את האות החשמלי לעיבוד.

עיקרון עבודה של חיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

חיישנים פוטו -אלקטרוניים עובדים על ידי פליטת קרן אור מודולסת.כאשר אובייקט משקף או מפריע לקורה זו, גלאי האור מרגיש את השינוי בעוצמת האור ומייצר אות חשמלי כדי לציין את נוכחות האובייקט.חיישנים אלה רגישים מאוד לווריאציות אור ויכולים לפעול על פני מרחקים ארוכים, מה שהופך אותם לעמידים בפני הפרעות אלקטרומגנטיות.

סוגי חיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

חיישני קורות דרך: אלה יש יחידות משדר ומקלט נפרדות.הם מציעים את טווח החישה הארוך ביותר והדיוק הגבוה ביותר.

איור 15: חיישני קורות דרך

חיישנים רטרו-רפלקטיביים: המשדר והמקלט משולבים ביחידה אחת, באמצעות רפלקטור נפרד.הם מספקים טווח חישה בינוני והתקנה קלה יותר.

איור 16: חיישנים רטרו-רפלקטיביים

חיישנים מפוזרים-רפלקטיביים: המשדר והמקלט משולבים, ומסתמכים על אובייקט היעד כדי לשקף את האור.הם מציעים את טווח החישה הקצר ביותר אך הם הקלים ביותר להתקנה.

איור 17: חיישנים מפוזרים-רפלקטיביים

יישומים של חיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

חיישנים אלה משמשים במערכות מסוע, אריזה, מכשירים אוטומטיים ויישומים לספירת אובייקטים.הם נמצאים גם בפריטים יומיומיים כמו מכשירי סבון אוטומטיים, צעצועים, מכונות אוטומטיות ודלתות אוטומטיות.היישום הנרחב שלהם מדגיש את יכולת ההסתגלות ואת אמינותם, מה שהופך אותם ליקרי ערך ביישומים תעשייתיים וצרכניים כאחד.

יתרונות וחסרונות של חיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

חיישנים פוטו -אלקטרוניים מציעים יתרונות כמו טווח חישה ארוך, דיוק גבוה וחסינות להפרעה אלקטרומגנטית.עם זאת, הם יכולים להיות מושפעים ממאפייני הצבע ומאפייני השטח של האובייקט, וביצועם עשויים להיות מושפעים מתנאים סביבתיים כמו אבק ואור הסביבה.

דוגמאות לחיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

E18-D8NK: ידוע בתכנון ויעילותו החזקים ביישומים שונים.

TCRT5000: משמש בדרך כלל ברובוטים עוקבים בשורה ובמשימות גילוי אובייקטים.

RPR220: ידוע בזכות הדיוק והאמינות שלו באיתור חפצים קטנים.

איור 18: TCRT5000

קריטריוני בחירה לחיישני קרבה פוטו -אלקטרוניים

בבחירת חיישן קרבה פוטו -אלקטרוני, שקול את טווח החישה, תכונות אובייקט יעד, תנאי סביבה ודרישות ההתקנה.חיישני קורות דרך מציעים את הטווח הארוך ביותר, בעוד שחיישנים רפלקטיביים מפוזרים רגישים יותר לווריאציות של אובייקטים אך קל יותר להתקנה.

חיישן קרבה קולי

איור 19: חיישן קרבה קולי

חיישני קרבה קולי משתמשים בגלי קול כדי לאתר אובייקטים.הם פולטים גלי צליל בתדירות גבוהה ומודדים את הזמן שלוקח לגלים אלה לחזור לאחר הקפצת אובייקט, וחושבת את המרחק בהתבסס על הזמן שנדרש.

רכיבים עיקריים של חיישן קרבה קולית

פול (משדר): שולח גלים קוליים.

מקלט (מתמר): מגלה את הגלים המשתקפים וממיר את הגלים שהתקבלו לאות חשמלי ומפרש אות זה כדי לקבוע את המרחק לאובייקט.

עיקרון עובד של חיישן קרבה קולית

חיישנים קולי מתפקדים על ידי פולט גלים קוליים מתמר.כאשר אובייקט נמצא בטווח, גלים אלה משקפים בחזרה ונאספים על ידי המתמר.החיישן מחשב את המרחק לאובייקט על ידי מדידת מרווח הזמן בין שליחה וקבלת הגלים.

איור 20: עיקרון עבודה של חיישן קרבה קולית

סוגי חיישני קרבה קולית

חיישני קורות דרך: יש יחידות משדר ומקלט נפרדות.הגילוי קורה כאשר אובייקט קוטע את הקורה הקולית ביניהם.

חיישנים רפלקטיביים: שלב את המשדר והמקלט ביחידה אחת.הם מזהים חפצים על ידי לכידת הגלים המשתקפים.

יישומים של חיישני קרבה קולית

פונקציונליות חיישני קולי מאפשרת להם לבצע משימות מרובות, כגון איתור אובייקטים, חישה ברמה, איתור נוכחות ומדידת מרחק.חיישני קרבה קולית מועדפים במיוחד בענף עיבוד המזון והמשקאות בגלל אופיים ללא קשר.תכונה זו מבטיחה פעולות היגייניות ומפחיתה את הסיכון לזיהום.באוטומציה תעשייתית, חיישנים אלה תורמים למיטוב זרימות העבודה, שיפור הבטיחות והגברת היעילות הכוללת של תהליכי ייצור.היכולת שלהם לפעול באופן אמין בסביבות מגוונות, כולל אלה עם אבק, עשן או לחות, הראתה עוד יותר את יכולת החישוב שלהם ביישומים תעשייתיים מודרניים.

יתרונות וחסרונות של חיישנים קוליים

חיישנים קוליים יכולים לאתר חומרים רבים, לא משנה צבע או שקיפותם.זה הופך אותם לשימושיים במצבים בהם חיישנים אופטיים עשויים להיכשל, כמו למשל עם חפצים ברורים או מבריקים.הם עובדים היטב בתנאים קשים, כמו אלה עם אבק, עשן או לחות, מכיוון שהם בנויים להיות חזקים ואמינים.חיישנים אלה פולטים גלים קוליים ומודדים כמה זמן לוקח לגלים להקפיץ חזרה מאובייקט.זה עוזר להם לאתר חפצים ולמדוד מרחקים במדויק.

עם זאת, חיישנים קוליים יכולים להיאבק עם חפצים שיש להם צורות מורכבות או משטחים מפורטים.אלה יכולים לפזר את הגלים ולהקשות על הגילוי.חפצים עם משטחים רכים הסופגים צליל יכולים גם הם להוות בעיה, מכיוון שהם עשויים לא לשקף היטב את הגלים, מה שמוביל לאותות חלשים ולקריאות לא מדויקות.שינויי טמפרטורה יכולים להשפיע גם על חיישני קולי.מהירות הצליל משתנה עם הטמפרטורה, שיכולה להשפיע על דיוק המדידה.למרות שלחיישנים רבים יש תכונות להתאמה לשינויי טמפרטורה, תנודות קיצוניות עדיין יכולות לגרום לבעיות.רעשי רקע ממקורות קוליים אחרים יכולים להפריע לפעולת החיישן.בסביבות רועשות, זה יכול להיות קשה להבחין בין גלי החיישן לבין צלילים קוליים אחרים, שיכולים להוביל לקריאות שווא או לדיוק נמוך יותר.

דוגמאות לחיישני קרבה קולית

MB1242: עיצוב קומפקטי ודיוק גבוה.

MB1001: פופולרי לשימוש לשימוש כללי.

NU40A14T-1: חיישן בעל ביצועים גבוהים ליישומים תעשייתיים.

MB1634HRLV: חיישן ברזולוציה גבוהה למדידות מפורטות.

איור 21: MB1242

איור 22: NU40A14T-1

קריטריוני בחירה של חיישני קרבה קולית

בבחירת חיישן קולי, שקול בגורמים אלה למטה.

בחירת סוג פלט: החלט אם אתה זקוק לפלט דיגיטלי (הפעלה/כיבוי) או אנלוגי (טווח רציף).תפוקות דיגיטליות פועלות היטב לגילוי פשוט, ואילו תפוקות אנלוגיות נותנות מידע מרחק מפורט יותר, המועיל למדידות מדויקות.

תדר מתמר: תדירות המתמר הקולי משפיע על טווח החיישן ועל הרזולוציה של החיישן.תדרים גבוהים יותר נותנים פירוט טוב יותר והם טובים למרחקים קצרים.תדרים נמוכים יותר יכולים לגלות עוד יותר אך עם פחות פירוט.

דירוג IP: דירוג הגנת הכניסה (IP) מראה את ההתנגדות של חיישן לאבק ומים.דירוגי IP גבוהים יותר (כמו IP67 או IP68) נדרשים לסביבות קשות בהן החיישן עשוי להיחשף ללחות, אבק או חומרים מזיקים אחרים.

מיגון: שקול אם החיישן מוגן להגנה מפני הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).חיישנים מוגנים טובים בסביבות עם רעש חשמלי גבוה, ומבטיחים שהמדידות מדויקות ואמינות.

חיישן קרבה מגנטית

חיישני קרבה מגנטיים מגלים חפצים על ידי חישה בשינויים בשדות מגנטיים.הם מורכבים ממגנט ואלמנט חישה כמו מתג קנה או חיישן אפקט אולם.חיישנים אלה משמשים לחישת מהירות, גילוי מיקום דלת ומערכות אבטחה.

איור 23: חיישן קרבה מגנטית

רכיבים עיקריים של חיישן קרבה מגנטית

חיישני קרבה מגנטיים כוללים ארבעה חלקים עיקריים.

ליבת פריט עם סלילים: מייצרת את השדה המגנטי.

מתנד: יוצר את השדה המגנטי.

שמיט טריגר: מגיב לשינויים במשרעת התנודה.

מגבר פלט: תנאי את אות הפלט.

עיקרון עבודה של חיישני קרבה מגנטית

חיישני קרבה מגנטיים מגלים שדות מגנטיים הנוצרים על ידי מגנטים או חפצים פרומגנטיים.אלמנט החישה, כמו מתג קנה, חיישן אפקט הול או חיישן עמידות למגנטו, משנה את תכונותיו החשמליות בתגובה לשדה מגנטי.לאחר מכן מומר שינוי זה לאות חשמלי להמשך עיבוד.

סוגי חיישני קרבה מגנטית

חיישנים מבוססי מתג קנה: פשוט ואמין אך יש מחזור חיים מוגבל בגלל בלאי מכני.מתגי קנה הם מכשירים מכניים המכילים שני קני מתכת ברזליים עטופים בצינור זכוכית.כאשר מיושמים שדה מגנטי, הקנים נפגשים יחד ומשלמים מעגל חשמלי.ניתן לאתר שינוי זה מפתוח למצב סגור ולהשתמש בו כאות קלט.

איור 24: חיישנים מבוססי מתג ריד

חיישני אפקט הול: מציעים רגישות ועמידות משופרים, הפועלים על העיקרון ששדה מגנטי משפיע על המתח של חומר מוליך למחצה.חיישני אפקט הול עובדים על העיקרון שכאשר שדה מגנטי ניצב לזרימת הזרם החשמלי במוליך, הוא מייצר מתח (מתח האולם) על פני המוליך.ניתן למדוד מתח זה והוא פרופורציונלי ישיר לחוזק השדה המגנטי, ומאפשר לחיישן לאתר את נוכחותו ועוצמת השדה המגנטי.

איור 25: חיישני אפקט הול

חיישנים מגנטו-מתנגדים: מספקים רגישות גבוהה וצריכת חשמל נמוכה, אידיאלי לגילוי שדות מגנטיים חלשים ומדידות מדויקות.חיישנים מגנטו-מתנגדים מגלים שינויים בהתנגדות חשמלית בתגובה לשדה מגנטי.חיישנים אלה מורכבים מחומרים שהתנגדותם משתנה כאשר הם נחשפים לשדה מגנטי.לאחר מכן מומרים את הווריאציה בהתנגדות לאות חשמלי, אשר ניתן להשתמש בו לגילוי שדה מגנטי מדויק.

איור 26: חיישנים מגנטו-עמידים

יישומים של חיישני קרבה מגנטית

במערכות אבטחה, חיישני קרבה מגנטיים משפרים את הבטיחות על ידי איתור פתיחה וסגירת דלתות וחלונות, תוך התראה על הפרות פוטנציאליות או גישה בלתי מורשית.תכונה זו היא בעלת ערך רב במיוחד במסגרות מגורים וגם מסחריות.בענף הרכב, חיישנים אלה טובים לניטור כל רכיבים ברכב, כמו מעקב אחר מיקום הדלתות, מכסה המנוע או מכסי תא המטען, ואף לתרום לפונקציונליות של מערכות סיוע לנהגים מתקדמים (ADAS).על ידי מתן נתונים מדויקים ואמינים, חיישני קרבה מגנטיים עוזרים להבטיח את הבטיחות, היעילות והאמינות של יישומים רבים במגזרים שונים.

יתרונות וחסרונות של חיישן קרבה מגנטית

זיהוי ללא מגע מפחית בלאי מכני, ממזער את צרכי התחזוקה ומשפר את אורך החיים של גם החיישן וגם האובייקטים שמתגלים, מה שהופך אותו במיוחד מועיל בסביבות סטריליות או נקיות בהן מגע עלול לגרום לזיהום. הרגישות הגבוהה שלה אידיאלית למדידות ויישומים מדויקים הדורש דיוק גבוה, כמו במכשירים מדעיים, מכשירים רפואיים, ותהליכים תעשייתיים מכוונים דק.בנוסף, חיישנים אלה מקיימים ביצועים אמינים בסביבות קשות המאופיינות ברמות גבוהות של אבק, לחות או טמפרטורות קיצוניות, מבטיחים פונקציונליות עקבית זְמַן.

עם זאת, ישנם חסרונות כמו נו.בסביבות עם הפרעות אלקטרומגנטיות משמעותיות (EMI), כאלה כמו אלה הקרובים למכונות כבדות או מכשירים אלקטרוניים, החיישנים עשויים לייצר קריאות שווא או הופכות להיות פחות יעילות.שינויי טמפרטורה יכולים להשפיע על ביצועים של חיישנים מגנטיים, שעלולים לחוות סחף או מופחת רגישות בטמפרטורות קיצוניות.בשל רגישותם לחיצוניות שדות מגנטיים ותנודות טמפרטורה, חיישנים מגנטיים דורשים זהיר תכנון ויישום במערכות כדי להבטיח פעולה נאותה.זה יכול הגדל את המורכבות והעלות של פיתוח ושילוב, כתוספת יתכן שיהיה צורך ברכיבים או מיגון כדי להגן על החיישנים מפני הפרעה וגורמים סביבתיים.

דוגמאות לחיישן קרבה מגנטית

SEN-K11010: ידוע בזכות הביצועים הטובים ביותר שלה במסגרות תעשייתיות.

MC-38: נפוץ במערכות אבטחה לגילוי עמדות דלת.

PR-3150: נעשה שימוש ביישומי רכב לרגישות הגבוהה שלו.

NJK-5002: מועדף באלקטרוניקה צרכנית בגלל גודלו ואמינותו הקומפקטית.

קריטריוני בחירה של חיישן קרבה מגנטית

בחירת החיישן הנכון כרוכה בהתחשב בגורמים כמו סביבת ההפעלה, חומר היעד, רגישות נדרשת, גורם צורה ועלות.סביבת ההפעלה מקיפה תנאים כמו טמפרטורה, לחות וחשיפה פוטנציאלית לחומרים מאכלים, שיכולים להשפיע באופן משמעותי על ביצועי החיישנים ועל אורך החיים.חומר המטרה הוא חובה, מכיוון שחיישנים שונים נועדו לאתר חומרים ספציפיים בצורה יעילה יותר.

רגישות נדרשת קובעת כיצד חיישן במדויק ובדויק על החיישן למדוד שינויים או לאתר את נוכחותו של חומר המטרה.גורם צורה מתייחס לגודל הפיזי וצורה של החיישן, ומבטיח שהוא מתאים בצורה חלקה ליישום המיועד.עלות היא גורם אחד, איזון בין הצורך בתכונות מתקדמות עם אילוצים תקציביים.בחירה נכונה של חיישן על ידי הערכת גורמים אלה מבטיחה שהוא מתפקד בצורה אופטימלית ואמינה ביישום הספציפי שלו, ומשפר את היעילות והיעילות הכוללת של המערכת ממנה היא חלק.

סיכום

חיישני קרבה הם הכלים הטובים ביותר לאוטומציה וגילוי מדויק, כל אחד המותאם ליישומים ספציפיים.חיישנים קיבוליים ניתנים להתאמה, ומגלים חומרים שונים, מה שמסייע להם לחישה ברמה ואימות חומרים בכל תעשיות מרובות.חיישנים אינדוקטיביים מועילים בקווי ייצור והרכבה.חיישנים פוטו-אלקטרוניים, תוך שימוש באור לגילוי, מושלמים למשימות הדורשות דיוק ארוך טווח ודיוק גבוה.חיישנים קולי, הידועים בעמידותם בסביבות קשות, מועילים בתעשיית המזון והמשקאות כמו גם באוטומציה תעשייתית.חיישנים מגנטיים, המגלים שדות מגנטיים, ממלאים תפקיד משמעותי במערכות רכב ויישומי אבטחה.בחירת החיישן המתאים מחייבת הערכת צרכי היישום הספציפיים, תנאי הסביבה ותכונות חומר היעד.ככל שהטכנולוגיה מתפתחת, חיישני הקרבה יישארו משמעותיים בהניעת חידושים באוטומציה, בטיחות ויעילות, הדגישו את תפקידם החשוב בהתקדמות טכנולוגית עכשווית ועתידית.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. למה משמש חיישן קרבה?

חיישן קרבה משמש לגילוי נוכחות או היעדרו של אובייקט ללא מגע פיזי.זה משמש בדרך כלל באוטומציה תעשייתית, מערכות אבטחה ואלקטרוניקה צרכנית.לדוגמה, בייצור חיישני קרבה עוזרים לבקרת מכונות על ידי איתור מיקום החומרים.בסמארטפונים הם מכבים את המסך כאשר הטלפון מוחזק לאוזן במהלך שיחה.

2. האם חיישן קרבה יכול לזהות בני אדם?

כן, חיישן קרבה יכול לאתר בני אדם.סוגים ספציפיים, כמו חיישני אינפרא אדום (IR) וחיישנים קוליים, יעילים במיוחד למטרה זו.הם משמשים בדלתות אוטומטיות, מערכות תאורה ובאזעקות אבטחה כדי לאתר נוכחות אנושית.

3. מה ההבדל בין חיישן לחיישן קרבה?

חיישן הוא מונח רחב לכל מכשיר המזהה ומודד תכונה פיזית (למשל, טמפרטורה, לחץ, לחות) וממיר אותו לאות לניטור או לבקרה.חיישן קרבה הוא סוג מסוים של חיישן המאתר נוכחות או היעדר אובייקט בטווח מסוים ללא מגע פיזי.

4. האם חיישן הקרבה הוא מתג?

חיישן קרבה עצמו אינו מתג, אך הוא יכול להתנהג כמו אחד.זה יכול לשלוח אות כאשר מתגלה אובייקט, אשר ניתן להשתמש בו כדי לפתוח או לסגור מעגל חשמלי, בדומה לאופן בו מתג פועל.

5. האם חיישני קרבה בטוחים?

כן, חיישני קרבה בדרך כלל בטוחים לשימוש.הם נועדו לפעול ללא מגע פיזי, ומפחיתים את הסיכון לנזק הן לחיישן והן לאובייקטים שהם מגלים.הם משמשים גם ביישומי בטיחות למניעת תאונות, כמו עצירת מכונות כאשר מתגלה אדם בקרבת מקום.

6. מהם 3 החוטים על חיישן קרבה?

שלושת החוטים על חיישן קרבה מורכבים בדרך כלל מחוט אספקת חשמל (חיובי), חוט קרקע (שלילי) וחוט אות פלט.חוט הכוח מספק את המתח הדרוש להפעלת החיישן, חוט הקרקע משלים את המעגל החשמלי, וחוט הפלט מעביר את אות הגילוי.