Устройства получения информации

Устройства получения информации

Контактные датчики

В качестве контактных датчиков используют различные по конструкции и исполнению концевые выключатели и микропереключатели.

Концевые выключатели, в основном, предназначены для использования в составе систем автоматического управления, имеющих напряжение питания 220/380 В для определения положения в пространстве крупногабаритных узлов агрегатов или исполнительных механизмов.

По конструктивным особенностям концевые выключатели подразделяются  на  устройства  нажимного  (рис.2.1,а)  и  поворотного

(рис.2.1,б) действия.

Рис.2.1. Конструкции концевых выключателей нажимного и поворотного действия

Анализ конструктивных особенностей концевых выключателей показывает, что при линейном или угловом перемещении толкателя сначала размыкается контакт «1-2», а затем после некоторого дополнительного перемещения Δ L или  Δα замыкается контакт «3-4» (рис.2.2). Такое исполнение концевых выключателей обусловлено тем, что подобные устройства, как правило, используют для замыкания и размыкания высоковольтных цепей (напряжением до 380 В), в которых полное электрическое расцепление наступает лишь при

амплитуде размыкания контактов не менее 2 мм.

Рис.2.2. Диаграмма работы концевого выключателя

Микропереключатели в соответствии со своим названием имеют миниатюрное исполнение с габаритными размерами от  10 х

5 х 3 мм до 30 х 15 х 20 мм. Эти устройства предназначены для работы в системах автоматического контроля и управления с напряжением питания не более 30 В. Коммутируемые токи при указанном напряжении в зависимости от типа микропереключателя могут достигать 15 А.

Конструктивно микропереключатели существенно отличаются от концевых выключателей. Основное отличие заключается в применении пружинного подвижного контакта в совокупности с фигурной возвратной пружиной. При перемещении толкателя подвижной контакт, опирающийся свободным концом на фигурную   пружину, сначала  прогибается в своей центральной части, и только после преодоления сопротивления пружины осуществляет переключение (рис.2.3). Таким образом, происходит удаление неопределенности в состоянии контактов, характерной для концевых выключателей. Подобное исполнение микропереключателей обеспечивает повышение точности позиционирования при автоматическом управлении подвижными объектами.

Рис.2.3. Конструкция и диаграмма работы микропереключателя

Микропереключатели применяют в качестве самостоятельных датчиков линейных и угловых перемещений (рис.2.4), а также нормирующих сигнальных преобразователей в составе датчиков, предназначенных для преобразования других физических величин (рис.2.5).

Рис.2.4. Дискретные датчики перемещений

В составе датчика давления (см. рис.2.5) микропереключатели устанавливают с возможностью поперечного перемещения и последующей фиксацией. Это позволяет фиксировать предельные значения во всем возможном диапазоне изменения давления.

Рис.2.5. Микропереключатели в составе датчика давления

Наряду с доступностью, простотой и легкостью эксплуатации контактные датчики имеют существенный недостаток – дребезг контактов при срабатывании – многократное замыкание контактной группы вследствие механического колебания пружинного подвижного контакта. Длительность «дребезга» составляет n.10-6 c. При работе контактных датчиков в автоматических системах, выполненных на реле, указанное явление не имеет какого-либо значения, поскольку время срабатывания электромагнитного реле составляет n.10 -3  c. Однако при работе  контактных датчиков в системах, выполненных на основе интегральных микросхем и микропроцессоров, имеющих длительность переключения  n.10 -9  c  и менее, «дребезг контактов» может вызвать ложные срабатывания. Например, при подсчете частоты вращения вала с помощью микропереключателя, подключенного к счетчику-делителю [5], содержимое счетчика после каждого  срабатывания микропереключателя будет  увеличиваться не на единицу, а на  некоторое непостоянное  число. Для исключения влияния «дребезга» в указанных системах используют специальные нормирующие преобразователи, например, RS-триггеры [5].