Mga praktikal na scheme para sa paglipat sa mga sensor. Mga analog na sensor: application, mga paraan upang kumonekta sa controller Pagkonekta ng mga sensor na may iba't ibang antas ng kapangyarihan
Mula noong 1950s, ang kasalukuyang loop ay ginamit upang magpadala ng data mula sa pagsukat ng mga transduser sa mga proseso ng pagsubaybay at kontrol. Sa mababang gastos sa pagpapatupad, mataas na kaligtasan sa ingay at kakayahang magpadala ng mga signal sa malalayong distansya, ang kasalukuyang loop ay napatunayang partikular na angkop para sa mga pang-industriyang kapaligiran. Ang materyal na ito ay nakatuon sa paglalarawan ng mga pangunahing prinsipyo ng kasalukuyang loop, ang mga pangunahing kaalaman sa disenyo, pagsasaayos.
Paggamit ng kasalukuyang upang maglipat ng data mula sa converter
Ang mga pang-industriyang grade sensor ay kadalasang gumagamit ng kasalukuyang signal upang magpadala ng data, hindi katulad ng karamihan sa iba pang mga transduser gaya ng mga thermocouples o strain gauge na gumagamit ng signal ng boltahe. Bagama't ang mga converter na gumagamit ng boltahe bilang isang parameter ng komunikasyon ay talagang epektibo sa maraming pang-industriyang aplikasyon, mayroong ilang mga aplikasyon kung saan ang paggamit ng mga kasalukuyang katangian ay mas pinipili. Ang isang makabuluhang kawalan kapag gumagamit ng boltahe para sa paghahatid ng signal sa mga pang-industriyang kondisyon ay ang pagpapahina ng signal kapag ito ay ipinadala sa malalayong distansya dahil sa pagkakaroon ng paglaban sa mga wired na linya ng komunikasyon. Maaari mong, siyempre, gumamit ng mataas na input impedance na mga aparato upang makayanan ang pagkawala ng signal. Gayunpaman, ang mga naturang device ay magiging napakasensitibo sa ingay na likha ng mga kalapit na motor, drive belt, o broadcast transmitter.
Ayon sa unang batas ni Kirchhoff, ang kabuuan ng mga agos na dumadaloy sa isang node ay katumbas ng kabuuan ng mga agos na umaagos palabas ng node.
Sa teorya, ang kasalukuyang dumadaloy sa simula ng circuit ay dapat maabot ang dulo nito nang buo,
tulad ng ipinapakita sa Fig.1. isa.
Fig.1. Ayon sa unang batas ni Kirchhoff, ang kasalukuyang sa simula ng circuit ay katumbas ng kasalukuyang nasa dulo nito.
Ito ang pangunahing prinsipyo kung saan gumagana ang measurement loop. Ang pagsukat ng kasalukuyang kahit saan sa kasalukuyang loop (measuring loop) ay nagbibigay ng parehong resulta. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga kasalukuyang signal at mababang impedance data acquisition receiver, ang mga pang-industriyang aplikasyon ay maaaring makinabang nang malaki mula sa pinahusay na kaligtasan sa ingay at pagtaas ng haba ng link.
Mga kasalukuyang bahagi ng loop
Kasama sa mga pangunahing bahagi ng kasalukuyang loop ang isang DC source, isang sensor, isang data acquisition device, at mga wire na nagkokonekta sa kanila nang sunud-sunod, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.
Fig.2. Functional na diagram ng kasalukuyang loop.
Ang isang mapagkukunan ng DC ay nagbibigay ng kapangyarihan sa system. Kinokontrol ng transmitter ang kasalukuyang sa mga wire mula 4 hanggang 20 mA, kung saan ang 4 mA ay isang live na zero at 20 mA ang pinakamataas na signal.
0 mA (walang kasalukuyang) ay nangangahulugang bukas na circuit. Ang data acquisition device ay sumusukat sa regulated current. Ang isang mahusay at tumpak na paraan ng pagsukat ng kasalukuyang ay ang pag-install ng precision shunt resistor sa input ng measurement amplifier ng data acquisition device (sa Fig. 2) upang i-convert ang kasalukuyang boltahe ng pagsukat, upang sa huli ay makakuha ng resulta na malinaw na sinasalamin ang signal sa output ng converter.
Upang matulungan kang mas maunawaan kung paano gumagana ang kasalukuyang loop, isaalang-alang halimbawa ang isang disenyo ng system na may isang converter na mayroong sumusunod mga pagtutukoy:
Ang transduser ay ginagamit upang sukatin ang presyon
Ang transmitter ay matatagpuan 2000 talampakan mula sa pagsukat na aparato
Ang kasalukuyang sinusukat ng data acquisition device ay nagbibigay sa operator ng impormasyon tungkol sa dami ng pressure na inilapat sa transducer
Isinasaalang-alang ang halimbawa, magsisimula tayo sa pagpili ng angkop na converter.
Kasalukuyang Disenyo ng Sistema
Pagpili ng converter
Ang unang hakbang sa pagdidisenyo ng kasalukuyang sistema ay ang pagpili ng transduser. Anuman ang uri ng sinusukat na dami (daloy, presyon, temperatura, atbp.), Ang isang mahalagang kadahilanan sa pagpili ng isang transmiter ay ang operating boltahe nito. Ang pagkonekta lamang sa power supply sa converter ay nagpapahintulot sa iyo na ayusin ang dami ng kasalukuyang sa linya ng komunikasyon. Ang halaga ng boltahe ng power supply ay dapat nasa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon: higit sa minimum na kinakailangan, mas mababa sa maximum na halaga, na maaaring makapinsala sa inverter.
Para sa halimbawang kasalukuyang sistema, ang napiling transduser ay sumusukat ng presyon at may operating boltahe na 12 hanggang 30 V. Kapag napili ang transduser, ang kasalukuyang signal ay dapat na tama na masukat upang magbigay ng tumpak na representasyon ng presyon na inilapat sa transmitter.
Pagpili ng Data Acquisition Device para sa Kasalukuyang Pagsukat
Ang isang mahalagang aspeto na dapat bigyang-pansin kapag nagtatayo ng isang kasalukuyang sistema ay upang maiwasan ang hitsura ng isang kasalukuyang loop sa ground circuit. Ang isang karaniwang pamamaraan sa mga ganitong kaso ay ang paghihiwalay. Sa pamamagitan ng paggamit ng pagkakabukod, maiiwasan mo ang impluwensya ng ground loop, ang paglitaw nito ay ipinaliwanag sa Fig. 3.
Fig.3. Ground loop
Ang mga ground loop ay nabuo kapag ang dalawang terminal ay konektado sa isang circuit sa magkaibang mga potensyal na lokasyon. Ang pagkakaibang ito ay humahantong sa paglitaw ng karagdagang kasalukuyang sa linya ng komunikasyon, na maaaring humantong sa mga error sa pagsukat.
Ang Data Acquisition Isolation ay tumutukoy sa electrical separation ng signal source ground mula sa instrument input amplifier ground, tulad ng ipinapakita sa Figure 4.
Dahil walang kasalukuyang maaaring dumaloy sa isolation barrier, ang mga ground point ng amplifier at signal source ay nasa parehong potensyal. Tinatanggal nito ang posibilidad ng hindi sinasadyang paglikha ng ground loop.
Fig.4. Common-mode na boltahe at boltahe ng signal sa isang nakahiwalay na circuit
Pinipigilan din ng paghihiwalay ang pinsala sa DAQ device sa pagkakaroon ng mataas na mga boltahe ng common-mode. Ang karaniwang mode ay isang boltahe ng parehong polarity na naroroon sa parehong mga input ng isang instrumentation amplifier. Halimbawa, sa Fig.4. parehong positibo (+) at negatibong (-) input ng amplifier ay may +14 V common mode boltahe. Maraming mga data acquisition device ang may maximum na input range na ±10 V. Kung ang data acquisition device ay hindi nakahiwalay at ang common mode na boltahe ay nasa labas ng maximum na input range, maaari mong masira ang device. Kahit na ang normal (signal) na boltahe sa input ng amplifier sa Fig. 4 ay +2 V lamang, ang pagdaragdag ng +14 V ay maaaring magresulta sa isang boltahe na +16 V
(Ang boltahe ng signal ay ang boltahe sa pagitan ng "+" at "-" ng amplifier, ang operating boltahe ay ang kabuuan ng normal at karaniwang boltahe ng mode), na isang mapanganib na antas ng boltahe para sa mga device na may mas mababang operating boltahe.
Sa paghihiwalay, ang karaniwang punto ng amplifier ay electrically separated mula sa ground zero. Sa circuit sa Figure 4, ang potensyal sa karaniwang punto ng amplifier ay "itinaas" sa +14 V. Ang pamamaraan na ito ay nagiging sanhi ng pagbaba ng halaga ng boltahe ng input mula 16 hanggang 2 V. Ngayon na ang data ay kinokolekta, ang aparato ay hindi na nanganganib sa pagkasira ng overvoltage. (Tandaan na ang mga insulator ay may pinakamataas na karaniwang boltahe ng mode na maaari nilang tanggihan.)
Kapag nahiwalay at na-secure na ang data collector, ang huling hakbang sa pag-configure ng kasalukuyang loop ay ang pumili ng naaangkop na pinagmumulan ng kuryente.
Pagpili ng Power Supply
Tukuyin kung aling power supply ang pinakamahusay na paraan nakakatugon sa iyong mga kinakailangan, medyo simple. Kapag nagpapatakbo sa isang kasalukuyang loop, ang power supply ay dapat magbigay ng boltahe na katumbas o mas malaki kaysa sa kabuuan ng pagbaba ng boltahe sa lahat ng elemento ng system.
Ang data acquisition device sa aming halimbawa ay gumagamit ng precision shunt upang sukatin ang kasalukuyang.
Kinakailangang kalkulahin ang pagbaba ng boltahe sa risistor na ito. Ang isang tipikal na shunt resistor ay may resistensya na 249 Ω. Mga pangunahing kalkulasyon para sa kasalukuyang hanay ng kasalukuyang loop 4 .. 20 mA
ipakita ang sumusunod:
I*R=U
0.004A*249Ω=0.996V
0.02A*249Ω=4.98V
Sa isang 249 Ω shunt, maaari nating alisin ang boltahe sa hanay mula 1 hanggang 5 V sa pamamagitan ng pag-uugnay sa halaga ng boltahe sa input ng data collector sa halaga ng output signal ng pressure transducer.
Gaya ng nabanggit na, ang pressure transmitter ay nangangailangan ng minimum na operating voltage na 12 V na may maximum na 30 V. Ang pagdaragdag ng pagbaba ng boltahe sa precision shunt resistor sa operating voltage ng transmitter ay nagbibigay ng mga sumusunod:
12V+ 5V=17V
Sa unang sulyap, sapat na ang boltahe ng 17V. Gayunpaman, kinakailangang isaalang-alang ang karagdagang pag-load sa power supply, na nilikha ng mga wire na may electrical resistance.
Sa mga kaso kung saan ang sensor ay matatagpuan malayo mula sa mga instrumento sa pagsukat, dapat mong isaalang-alang ang wire resistance factor kapag kinakalkula ang kasalukuyang loop. Ang mga wire na tanso ay may DC resistance na direktang proporsyonal sa haba ng mga ito. Gamit ang pressure transmitter sa halimbawang ito, kailangan mong isaalang-alang ang 2000 talampakan ng haba ng linya kapag tinutukoy ang operating boltahe ng power supply. Ang linear resistance ng isang single-core copper cable ay 2.62 Ω/100 ft. Ang accounting para sa paglaban na ito ay nagbibigay ng mga sumusunod:
Ang paglaban ng isang strand na 2000 talampakan ang haba ay magiging 2000 * 2.62 / 100 = 52.4 m.
Ang pagbaba ng boltahe sa isang core ay magiging 0.02 * 52.4 = 1.048 V.
Upang makumpleto ang circuit, kailangan ng dalawang wire, pagkatapos ay doble ang haba ng linya ng komunikasyon, at
ang kabuuang pagbaba ng boltahe ay magiging 2.096 volts. Ang kabuuan ay magiging mga 2.1 volts dahil sa 2000 talampakan ang layo ng converter mula sa pangalawa. Ang pagbubuod ng mga pagbagsak ng boltahe sa lahat ng mga elemento ng circuit, nakukuha namin:
2.096V + 12V+ 5V=19.096V
Kung gumamit ka ng 17 V para paganahin ang circuit na pinag-uusapan, ang boltahe na inilapat sa pressure transducer ay magiging mas mababa sa minimum na operating voltage dahil sa pagbaba ng wire resistance at shunt resistor. Ang pagpili ng tipikal na 24V power supply ay makakatugon sa mga kinakailangan ng power ng inverter. Bilang karagdagan, mayroong isang margin ng boltahe upang mailagay ang sensor ng presyon sa mas malaking distansya.
Gamit ang tamang pagpili ng transducer, data acquisition device, haba ng cable at power supply, kumpleto na ang disenyo ng isang simpleng kasalukuyang loop. Para sa mas kumplikadong mga application, maaari kang magsama ng mga karagdagang channel sa pagsukat sa system.
Pagkonekta sa kasalukuyang sensor sa microcontroller
Ang pagkakaroon ng pamilyar sa mga pangunahing kaalaman ng teorya, maaari tayong magpatuloy sa isyu ng pagbabasa, pagbabago at paggunita ng data. Sa madaling salita, magdidisenyo kami ng isang simpleng DC current meter.
Ang analog na output ng sensor ay konektado sa isa sa mga ADC channel ng microcontroller. Ang lahat ng kinakailangang pagbabago at kalkulasyon ay ipinatupad sa microcontroller program. Ang isang 2-line na character na LCD indicator ay ginagamit upang ipakita ang data.
Eksperimental na pamamaraan
Para sa mga eksperimento na may kasalukuyang sensor, kinakailangan upang tipunin ang istraktura ayon sa diagram na ipinapakita sa Figure 8. Para dito, gumamit ang may-akda ng breadboard at isang module batay sa isang microcontroller (Figure 9).
Ang ACS712-05B kasalukuyang sensor module ay maaaring mabili na handa na (ito ay ibinebenta nang napakamura sa eBay), o maaari mo itong gawin mismo. Ang kapasidad ng filter capacitor ay pinili katumbas ng 1 nF, ang isang blocking capacitor na 0.1 μF ay naka-install sa power supply. Upang ipahiwatig ang kapangyarihan sa, isang LED na may pagsusubo risistor ay soldered. Ang power supply at output signal ng sensor ay konektado sa connector sa isang gilid ng module board, ang 2-pin connector para sa pagsukat ng dumadaloy na kasalukuyang ay matatagpuan sa kabaligtaran.
Para sa mga eksperimento sa pagsukat ng kasalukuyang, ikinonekta namin ang isang adjustable na pinagmumulan ng palaging boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pagsukat ng sensor sa pamamagitan ng isang seryeng risistor na 2.7 Ohm / 2 W. Ang output ng sensor ay konektado sa RA0/AN0 port (pin 17) ng microcontroller. Ang isang two-line character na LCD indicator ay konektado sa port B ng microcontroller at gumagana sa 4-bit mode.
Ang microcontroller ay pinalakas ng +5 V, ang parehong boltahe ay ginagamit bilang isang sanggunian para sa ADC. Ang mga kinakailangang kalkulasyon at pagbabago ay ipinatupad sa microcontroller program.
Ang mga mathematical expression na ginamit sa proseso ng conversion ay ipinapakita sa ibaba.
Kasalukuyang sensitivity ng sensor Sens = 0.185 V/A. Sa isang supply na Vcc = 5 V at isang reference na boltahe na Vref = 5 V, ang mga kinakalkula na ratio ay ang mga sumusunod:
ADC output code
Dahil dito
Bilang resulta, ang formula para sa pagkalkula ng kasalukuyang ay ang mga sumusunod:
Mahalagang paalaala. Ang mga relasyon sa itaas ay batay sa pag-aakalang ang supply boltahe at reference na boltahe para sa ADC ay 5 V. Gayunpaman, ang huling expression na nauugnay sa kasalukuyang I at ang ADC output code Count ay nananatiling wasto kahit na may mga pagbabago sa boltahe ng supply ng kuryente. Tinalakay ito sa teoretikal na bahagi ng paglalarawan.
Makikita mula sa huling expression na ang kasalukuyang resolution ng sensor ay 26.4 mA, na tumutugma sa 513 ADC sample, na lumampas sa inaasahang resulta ng isang sample. Kaya, maaari nating tapusin na ang pagpapatupad na ito ay hindi nagpapahintulot sa pagsukat ng maliliit na alon. Upang pataasin ang resolution at pataasin ang sensitivity kapag nagsusukat ng mababang alon, kakailanganin mong gumamit ng operational amplifier. Ang isang halimbawa ng naturang circuit ay ipinapakita sa Figure 10.
programa ng microcontroller
Ang PIC16F1847 microcontroller program ay nakasulat sa C at pinagsama-sama sa mikroC Pro environment (mikroElektronika). Ang mga resulta ng pagsukat ay ipinapakita sa isang dalawang-linya na LCD display na may katumpakan ng dalawang decimal na lugar.
Output
Sa zero input current, ang output voltage ng ACS712 ay dapat na mahigpit na Vcc/2, i.e. dapat basahin ang numerong 512 mula sa ADC. Ang pag-drift ng output boltahe ng sensor sa pamamagitan ng 4.9 mV ay nagdudulot ng pagbabago sa resulta ng conversion ng 1 LSB ng ADC (Figure 11). (Para sa Vref = 5.0V, ang resolution ng isang 10-bit ADC ay magiging 5/1024=4.9mV), na tumutugma sa 26mA ng kasalukuyang input. Tandaan na upang mabawasan ang epekto ng mga pagbabago, ito ay kanais-nais na gumawa ng ilang mga sukat at pagkatapos ay i-average ang kanilang mga resulta.
Kung ang output boltahe ng regulated power supply ay nakatakda sa 1 V, sa pamamagitan ng
Ang risistor ay dapat magdala ng kasalukuyang mga 370 mA. Ang sinusukat na kasalukuyang halaga sa eksperimento ay 390 mA, na lumampas sa tamang resulta ng isang yunit ng LSB ng ADC (Larawan 12).
|
|
|
| Larawan 12. | |
Sa isang boltahe ng 2 V, ang tagapagpahiwatig ay magpapakita ng 760 mA.
Tinatapos nito ang aming talakayan ng kasalukuyang sensor ng ACS712. Gayunpaman, hindi na namin hinawakan ang isa pang isyu. Paano gamitin ang sensor na ito upang sukatin ang alternating current? Tandaan na ang sensor ay nagbibigay ng agarang tugon na tumutugma sa kasalukuyang dumadaloy sa mga test lead. Kung ang kasalukuyang dumadaloy sa positibong direksyon (mula sa mga pin 1 at 2 hanggang sa mga pin 3 at 4), ang sensitivity ng sensor ay positibo at ang output boltahe ay mas malaki kaysa sa Vcc/2. Kung bumabaligtad ang kasalukuyang, magiging negatibo ang sensitivity at bababa ang boltahe ng output ng sensor sa ibaba ng Vcc/2. Nangangahulugan ito na kapag nagsusukat ng AC signal, ang ADC ng microcontroller ay dapat magsample ng sapat na mabilis upang makalkula ang kasalukuyang RMS.
Mga download
Ang source code ng microcontroller program at ang file para sa firmware -
Dito ko hiwalay na kinuha ang isang mahalagang praktikal na isyu tulad ng koneksyon ng mga inductive sensor na may output ng transistor, na nasa lahat ng pook sa modernong kagamitang pang-industriya. Bilang karagdagan, may mga tunay na tagubilin para sa mga sensor at mga link sa mga halimbawa.
Ang prinsipyo ng activation (operasyon) ng mga sensor sa kasong ito ay maaaring maging anumang - inductive (approximation), optical (photoelectric), atbp.
Sa unang bahagi, inilarawan ang mga posibleng opsyon para sa mga output ng sensor. Dapat ay walang mga problema sa pagkonekta ng mga sensor sa mga contact (relay output). At sa mga transistor at sa pagkonekta sa controller, hindi lahat ay napakasimple.
Mga diagram ng koneksyon para sa mga sensor ng PNP at NPN
Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga sensor ng PNP at NPN ay lumipat sila ng iba't ibang mga poste ng pinagmumulan ng kuryente. Ang PNP (mula sa salitang "Positibo") ay nagpapalit ng positibong output ng power supply, NPN - negatibo.
Sa ibaba, halimbawa, ay ang mga diagram ng koneksyon para sa mga sensor na may output ng transistor. Mag-load - bilang panuntunan, ito ang input ng controller.
sensor. Ang load (Load) ay patuloy na konektado sa "minus" (0V), ang supply ng discrete "1" (+V) ay inililipat ng isang transistor. NO o NC sensor - depende sa control circuit (Main circuit)
sensor. Ang Load (Load) ay patuloy na konektado sa "plus" (+V). Dito, ang aktibong antas (discrete "1") sa output ng sensor ay mababa (0V), habang ang load ay pinapagana sa pamamagitan ng nakabukas na transistor.
Hinihimok ko ang lahat na huwag malito, ang gawain ng mga iskema na ito ay ilalarawan nang detalyado sa ibang pagkakataon.
Ang mga diagram sa ibaba ay karaniwang nagpapakita ng parehong bagay. Ang diin ay sa mga pagkakaiba sa mga circuit ng PNP at NPN output.
Mga diagram ng koneksyon para sa mga output ng sensor ng NPN at PNP
Sa kaliwang figure - isang sensor na may isang output transistor NPN. Ang karaniwang kawad ay inililipat, na sa kasong ito ay ang negatibong kawad ng pinagmumulan ng kuryente.
Sa kanan - ang kaso na may isang transistor PNP sa labasan. Ang kaso na ito ay ang pinaka-madalas, dahil sa modernong electronics ay kaugalian na gawing karaniwan ang negatibong kawad ng pinagmumulan ng kuryente, at i-activate ang mga input ng mga controllers at iba pang mga recording device na may positibong potensyal.
Paano subukan ang isang inductive sensor?
Upang gawin ito, kailangan mong ilapat ang kapangyarihan dito, iyon ay, ikonekta ito sa circuit. Pagkatapos - buhayin (pasimulan) ito. Kapag na-activate, sisindi ang indicator. Ngunit ang indikasyon ay hindi ginagarantiyahan tamang operasyon inductive sensor. Kailangan mong ikonekta ang load, at sukatin ang boltahe dito upang maging 100% sigurado.
Pagpapalit ng mga sensor
Tulad ng naisulat ko na, mayroong karaniwang 4 na uri ng mga sensor na may output ng transistor, na nahahati ayon sa panloob na aparato at wiring diagram:
- PNP NO
- PNP NC
- NPN NO
- NPN NC
Ang lahat ng mga uri ng sensor na ito ay maaaring mapalitan sa isa't isa, i.e. sila ay mapagpapalit.
Ito ay ipinatupad sa mga sumusunod na paraan:
- Pagbabago ng aparato sa pagsisimula - ang disenyo ay nagbabago nang mekanikal.
- Pagbabago ng umiiral na scheme para sa paglipat sa sensor.
- Ang pagpapalit ng uri ng output ng sensor (kung may mga ganoong switch sa katawan ng sensor).
- Reprogramming ng isang programa - pagbabago ng aktibong antas ibinigay na input, binabago ang algorithm ng programa.
Nasa ibaba ang isang halimbawa kung paano mo mapapalitan ang isang PNP sensor ng isang NPN sa pamamagitan ng pagpapalit ng wiring diagram:
Mga iskema ng pagpapalitan ng PNP-NPN. Sa kaliwa ay ang orihinal na diagram, sa kanan ay ang binagong isa.
Ang pag-unawa sa pagpapatakbo ng mga circuit na ito ay makakatulong sa pagsasakatuparan ng katotohanan na ang transistor ay isang pangunahing elemento na maaaring kinakatawan ng mga ordinaryong contact ng relay (mga halimbawa ay nasa ibaba, sa notasyon).
Kaya ang diagram ay nasa kaliwa. Ipagpalagay natin na ang uri ng sensor ay HINDI. Pagkatapos (anuman ang uri ng transistor sa output), kapag ang sensor ay hindi aktibo, ang output na "mga contact" ay bukas, at walang kasalukuyang dumadaloy sa kanila. Kapag aktibo ang sensor, sarado ang mga contact, kasama ang lahat ng kasunod na mga kahihinatnan. Mas tiyak, na may kasalukuyang dumadaloy sa mga contact na ito)). Ang dumadaloy na kasalukuyang lumilikha ng pagbaba ng boltahe sa buong load.
Ang panloob na pagkarga ay ipinapakita ng may tuldok na linya para sa isang dahilan. Ang risistor na ito ay umiiral, ngunit ang presensya nito ay hindi ginagarantiyahan ang matatag na operasyon ng sensor, ang sensor ay dapat na konektado sa input ng controller o iba pang pag-load. Ang paglaban ng input na ito ay ang pangunahing pagkarga.
Kung walang panloob na pag-load sa sensor, at ang kolektor ay "nakabitin sa hangin", kung gayon ito ay tinatawag na "open collector circuit". Gumagana LAMANG ang circuit na ito sa konektadong load.
Kaya, sa isang circuit na may output ng PNP, kapag na-activate, ang boltahe (+V) sa pamamagitan ng bukas na transistor ay pumapasok sa input ng controller, at ito ay isinaaktibo. Paano makamit ang pareho sa paglabas ng NPN?
May mga sitwasyon kung kailan nais na sensor wala sa kamay, at dapat gumana ang makina "ngayon".
Tinitingnan namin ang mga pagbabago sa scheme sa kanan. Una sa lahat, ang mode ng pagpapatakbo ng output transistor ng sensor ay ibinigay. Para dito, ang isang karagdagang risistor ay idinagdag sa circuit, ang paglaban nito ay karaniwang nasa pagkakasunud-sunod ng 5.1 - 10 kOhm. Ngayon, kapag ang sensor ay hindi aktibo, ang boltahe (+V) ay ibinibigay sa controller input sa pamamagitan ng isang karagdagang risistor, at ang controller input ay isinaaktibo. Kapag ang sensor ay aktibo, mayroong isang discrete "0" sa controller input, dahil ang controller input ay shunted ng isang bukas na NPN transistor, at halos lahat ng kasalukuyang ng karagdagang risistor ay dumadaan sa transistor na ito.
Sa kasong ito, mayroong isang rephasing ng operasyon ng sensor. Ngunit gumagana ang sensor sa mode, at ang controller ay tumatanggap ng impormasyon. Sa karamihan ng mga kaso, ito ay sapat na. Halimbawa, sa mode ng pagbibilang ng pulso - isang tachometer, o ang bilang ng mga blangko.
Oo, hindi eksakto kung ano ang gusto namin, at ang mga scheme ng pagpapalit para sa npn at pnp sensor ay hindi palaging katanggap-tanggap.
Paano makamit ang buong pag-andar? Paraan 1 - mekanikal na ilipat o gawing muli ang isang metal plate (activator). O ang light gap, kung pinag-uusapan natin ang isang optical sensor. Paraan 2 - i-reprogram ang input ng controller upang ang discrete na "0" ay ang aktibong estado ng controller, at ang "1" ay passive. Kung mayroon kang laptop sa kamay, ang pangalawang paraan ay parehong mas mabilis at mas madali.
Simbolo ng proximity sensor
Sa mga diagram ng circuit Ang mga inductive sensor (proximity sensor) ay itinalaga sa ibang paraan. Ngunit ang pangunahing bagay ay mayroong isang parisukat na pinaikot ng 45 ° at dalawang patayong linya sa loob nito. Tulad ng sa mga diagram sa ibaba.
WALANG NC sensor. Mga pangunahing scheme.
Sa itaas na diagram mayroong isang normally open (NO) contact (kondisyon na minarkahan bilang PNP transistor). Ang pangalawang circuit ay karaniwang sarado, at ang ikatlong circuit ay parehong mga contact sa isang pabahay.
Color coding ng mga output ng sensor
Mayroong karaniwang sistema ng pagmamarka ng sensor. Ang lahat ng mga tagagawa ay kasalukuyang sumusunod dito.
Gayunpaman, ito ay kapaki-pakinabang upang matiyak na ang koneksyon ay tama bago ang pag-install sa pamamagitan ng pagsangguni sa manwal ng koneksyon (mga tagubilin). Bilang karagdagan, bilang isang panuntunan, ang mga kulay ng mga wire ay ipinahiwatig sa sensor mismo, kung pinapayagan ang laki nito.
Narito ang pagmamarka.
- Asul (Asul) - Minus power
- Kayumanggi (Brown) - Dagdag pa
- Itim (Itim) - Lumabas
- Puti (Puti) - ang pangalawang output, o control input, kailangan mong tingnan ang mga tagubilin.
Sistema ng pagtatalaga para sa mga inductive sensor
Ang uri ng sensor ay ipinahiwatig ng isang alphanumeric code na nag-encode sa mga pangunahing parameter ng sensor. Nasa ibaba ang sistema ng pag-label para sa mga sikat na Autonics gauge.
Mag-download ng mga tagubilin at manual para sa ilang uri ng inductive sensor: Nakikita ko sa trabaho ko.
Salamat sa lahat para sa iyong pansin, naghihintay ako ng mga tanong sa pagkonekta ng mga sensor sa mga komento!
Ang pinakalawak na ginagamit na mga sensor sa larangan ng industriyal na automation na may pinag-isang kasalukuyang output na 4-20, 0-50 o 0-20 mA ay maaaring magkaroon iba't ibang mga scheme mga koneksyon sa mga pangalawang device. Ang mga modernong sensor na may mababang paggamit ng kuryente at isang kasalukuyang output na 4-20 mA ay madalas na konektado sa isang two-wire circuit. Iyon ay, isang cable lamang na may dalawang wire ang konektado sa naturang sensor, kung saan pinapagana ang sensor na ito, at ang paghahatid ay isinasagawa sa pamamagitan ng parehong dalawang wire.
Bilang isang patakaran, ang mga sensor na may 4-20 mA output at two-wire na koneksyon ay may passive na output at nangangailangan ng panlabas na power supply upang gumana. Ang power supply na ito ay maaaring itayo nang direkta sa pangalawang aparato (sa input nito) at kapag ang sensor ay konektado sa naturang aparato, isang kasalukuyang lilitaw sa signal circuit. Ang mga device na may power supply para sa sensor na nakapaloob sa input ay sinasabing mga device na may aktibong input.
Karamihan sa mga modernong pangalawang device at controller ay may mga built-in na power supply para gumana sa mga sensor na may mga passive na output.
Kung ang pangalawang aparato ay may passive input - sa katunayan, isang risistor lamang kung saan ang pagsukat ng circuit ng aparato ay "nagbabasa" ng pagbaba ng boltahe na proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy sa circuit, pagkatapos ay kailangan ang isang karagdagang isa para gumana ang sensor. Ang panlabas na supply ng kuryente sa kasong ito ay konektado sa serye kasama ang sensor at ang pangalawang aparato upang masira ang kasalukuyang loop.
Ang mga pangalawang instrumento ay karaniwang idinisenyo at ginagawa sa paraang maaari silang ikonekta sa dalawang-kawad na 4-20 mA sensor at sensor na 0-5, 0-20 o 4-20 mA na konektado sa isang three-wire circuit. Upang ikonekta ang isang two-wire sensor sa input ng pangalawang device na may tatlong input terminal (+U, input at common), ang "+U" at "input" na mga terminal ay ginagamit, ang "common" na terminal ay nananatiling libre.
Dahil ang mga sensor, tulad ng nabanggit sa itaas, ay maaaring magkaroon ng hindi lamang isang output na 4-20 mA, ngunit, halimbawa, 0-5 o 0-20 mA, o hindi sila maaaring konektado sa isang two-wire circuit dahil sa kanilang malaking sarili. pagkonsumo ng kuryente (higit sa 3 mA), pagkatapos ay ginagamit ang isang three-wire na scheme ng koneksyon. Sa kasong ito, ang mga circuit ng supply ng sensor at ang mga circuit ng output signal ay pinaghihiwalay. Ang mga sensor na may tatlong-wire na koneksyon ay karaniwang may aktibong output. Iyon ay, kung mag-aplay ka ng supply boltahe sa isang sensor na may aktibong output at ikinonekta ang paglaban ng pagkarga sa pagitan ng mga terminal ng output na "output" at "karaniwan", kung gayon ang isang kasalukuyang proporsyonal sa halaga ng sinusukat na parameter ay tatakbo sa output circuit .
Ang mga pangalawang device ay kadalasang may medyo mababang power na built-in na power supply para paandarin ang mga sensor. Ang pinakamataas na kasalukuyang output ng mga built-in na power supply ay karaniwang nasa hanay na 22-50 mA, na hindi palaging sapat para sa mga sensor na may mataas na pagkonsumo ng kuryente: electromagnetic flow meter, infrared gas analyzer, atbp. Sa kasong ito, para ma-power ang isang three-wire sensor, kailangan mong gumamit ng panlabas, mas malakas na power supply na nagbibigay ng kinakailangang kapangyarihan. Hindi ginagamit ang power supply na nakapaloob sa pangalawang device.
Ang isang katulad na circuit para sa pagkonekta ng mga three-wire sensor ay kadalasang ginagamit kapag ang boltahe ng pinagmumulan ng kapangyarihan na nakapaloob sa device ay hindi tumutugma sa supply boltahe na maaaring ibigay sa sensor na ito. Halimbawa, ang built-in na power supply ay may output voltage na 24V, at ang sensor ay maaaring paandarin mula 10 hanggang 16V.
Ang ilang mga pangalawang device ay maaaring magkaroon ng maraming input channel at sapat na malakas na power supply para mapagana ang mga external na sensor. Dapat alalahanin na ang kabuuang paggamit ng kuryente ng lahat ng mga sensor na konektado sa naturang multi-channel na aparato ay dapat na mas mababa kaysa sa kapangyarihan ng built-in na pinagmumulan ng kuryente na idinisenyo upang paganahin ang mga ito. Bilang karagdagan, ang pag-aaral ng mga teknikal na katangian ng aparato, kinakailangan upang malinaw na makilala ang layunin ng mga power supply (mga mapagkukunan) na binuo dito. Ang isang built-in na mapagkukunan ay ginagamit upang paganahin ang pangalawang aparato mismo - para sa pagpapatakbo ng display at mga tagapagpahiwatig, mga output relay, ang electronic circuit ng aparato, atbp. Ang power supply na ito ay maaaring magkaroon ng maraming kapangyarihan. Ang pangalawang built-in na mapagkukunan ay ginagamit upang paganahin lamang ang mga input circuit - konektado sa mga input ng sensor.
Bago ikonekta ang sensor sa pangalawang aparato, dapat mong maingat na pag-aralan ang mga operating manual para sa kagamitang ito, tukuyin ang mga uri ng mga input at output (aktibo / passive), suriin ang mga sulat sa pagitan ng kapangyarihan na natupok ng sensor at ang kapangyarihan ng pinagmumulan ng kapangyarihan (built-in o external) at pagkatapos lamang na gawin ang koneksyon. Ang mga aktwal na pagtatalaga ng input at output terminal ng mga sensor at device ay maaaring iba mula sa mga ibinigay sa itaas. Kaya ang mga terminal na "In (+)" at "In (-)" ay maaaring italaga +J at -J, +4-20 at -4-20, +In at -In, atbp. Ang terminal na "+U supply" ay maaaring italaga bilang +V, Supply, +24V, atbp., ang "Output" terminal - Out, Sign, Jout, 4-20 mA, atbp., ang "common" terminal - GND , -24V, 0V, atbp., ngunit hindi nito binabago ang kahulugan.
Ang mga sensor na may kasalukuyang output na mayroong four-wire connection scheme ay may katulad na connection scheme gaya ng two-wire sensors, na may pagkakaiba lang na ang four-wire sensor ay pinapagana ng magkahiwalay na pares ng mga wire. Bilang karagdagan, ang mga sensor ng apat na wire ay maaaring magkaroon ng pareho, na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng scheme ng koneksyon.