Таблица П2.2. Сравнение характеристик шаговых двигателей С постоянным и переменным магнитным сопротивлением и гибридных

операций, как навивка спиралей и нарезание отрезков нужной длины, хермокомпрессиоиная сварка компонентов электронных приборов, резка полупроводниковых слитков на пластины, упаковка пищевых продуктов, в аппаратуре электромедицинского контроля, в промышленных регуляторах, в текстильном и деревообрабатывающем производстве, в печати, робототехнике, научно-технической контрольно-измерительной аппаратуре, при контроле за производственными процессами и окружа о-щей средой, в фотографии, оптике, оргтехнике н в периферийных устройствах ЭВМ.

П2.6. ДАТЧИКИ

Для будущего автоматизированного предприятия характерен ограниченный контингент операторов, техников или инженеров по контролю качества, осуществляющих проверку состояния производства (если он вообще окажется необходимым). За режимами и условиями работы наблюдают датчики. Через каналы данных они отсылают информацию непосредственно программируемым контроллерам, ЭВМ или независимым микропроцессорам, которые обработают информацию и отошлют исполнительные команды обратно без взаимодействия с человеком,

Пока на предприятиях датчики не заменили людей в качестве основных сборщиков информации, но в настоящее время уже существу-

ют технологии, позволяющие выполнять с их помощью почти все необходимые измерения. По мере возрастания степени автоматизации будет осуществляться переход от отдельных датчиков к контурам: датчик - управляющий орган - исполнительный механизм. Определена тенденция на создание сложных взаимодействующих между собой групп датчиков, подчиненных ЗВМ.

В этом разделе рассматриваются датчики, используемые для контроля положения, такие как электромеханические концевые выключатели, бесконтактные выключатели, фотоэлектрические датчики, потенцио метры и шифраторы.

Среди этих устройств можно выделить две основные группы: датчики присутствия, определяющие наличие или отсутствие объекта, и датчики смещения, измеряющие степень перемещения объекта относительно исходного положения. Концевые выключатели, бесконтактные выключав тели и фотоэлектрические датчики относятся к первой группе, а потен» циометры и шифраторы - ко второй.

П2.6.1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Концевые выключатели самые старые из существующих датчиков. Принцип их действия прост и понятен, применение несложно. Когда шток или рычаг движется по заранее определенной траектории и доходит до выключателя, он или замыкает, или размыкает контакты. Концевые выключатели можно применять во всех случаях, когда требуются данные о движении, положении, количестве деталей.

Исполнительные механизмы включают горизонтальные н вертикальные толкающие ролики, плунжеры (верхний и боковой), стержни, не имеющие определенного направленного действия, и множество вращающихся деталей. Однако применение концевых выключателей ограничено случаями, в которых допускается непосредственный контакт с кулачком или с деталью, выполняющей нужное действие. Скорость исполнения у таких переключателей значительно ниже, чем у бесконтактных и фотоэлектрических выключателей. Движущиеся части электромеханических устройств подвержены повышенному износу, обусловленному тре ием а электрические контакты имеют относительно ограниченный срок службы, порядка 1С-50 млн. операций.

Несмотря на этн недостатки, простота и относительно низкая стои-> мость концевых электромеханических выключателей является залогом того, что их еще долго будут применять в системах управления даже на автоматизированных предприятиях, управляемых ЭВМ.

П2.6.2. БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Бесконтактные выключатели выполняют в основном те же функции, что и концевые, но не вступают в физический контакт с управляе-

мой деталью. В настоящее время используется несколько типов бесконтактных выключателей: индуктивные (реагирующие на присутствие металла), емкостные (реагирующие на присутствие любого материала) и выключатели, основанные на эффекте Холла. Наиболее широкое применение находят выключатели индуктивного типа. Если управляемый объект выполнен из металла, то, как только он оказывается в пределах зоны действия выключателя индуктивного типа, последний обнаруживает его присутствие и вырабатывает выходной сигнал.

В таких переключателях нет движущихся частей, они не подвержены износу, их логическая схема состоит из генератора высокочастотных сигналов, усилителя и схемы формирования выходного сигнала.

Зона действия бесконтактных выключателей сравнительно мала (обычно меньше 2,5 см и только у отдельных устройств до 5 см). В спецификациях максимальная зона действия указывается для черных металлов; для других металлов следует использовать поправочные коэффициенты.

Некоторые бесконтактные выключатели практически не подвержены воздействию загрязнений окружающей среды (таких, как пыль, вла-fe, смазочные вещества). Поскольку они не содержат движущихся частей или компонентов, требующих обслуживания, их можно полностью раз и навсегда герметизировать. Однако во избежание появления ложных сигналов следует исключить возможность попадания посторонних предметов в зону действия датчика.

Бесконтактные выключатели полностью взаимозаменяемы с электромеханическими концевыми выключателями. Их корпуса имеют одинаковую форму и установочные размеры. Оба типа переключателей вырабатывают одинаковые выходные сигналы, представляющие собой напряжение 120 В переменного тока. Твердотельные схемы бесконтактных переключателей открывают перспективы существенного уменьшения их размеров по сравнению с концевыми. Новейшие бесконтактные выключатели представляют собой малогабаритные автономные блоки, обеспечивающие на выходе постоянное напряжение 8 В. Выходные сигналы таких выключателей можно непосредственно подавать на вход специальных программируемых регуляторов и микрокомпьютеров.

П2.6.3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

Фотоэлектрические датчики могут выполнять функции, недоступные ни концевым, ни бесконтактным выключателям. Новейшие приборы используют импульсные инфракрасные светодиоды на основе арсе-нида галлия и фототраизисторные приемники. Спектр излучения инфракрасных светодиодов находится за пределами спектра видимого излучения, поэтому инфракрасные устройства могут работать при внешнем естественном или искусственном освещении. Инфракрасные лучи