La expoziţia de la Hanovra firma TURCK va prezenta primul senzor miniatural de deplasare, cu un domeniu de măsurare de 50…200mm având la bază principiul circuitului rezonant. Detectarea obiectelor se face inductiv, printr-un dispozitiv de poziţionare rezonant şi nu printr-un poziţioner magnetic clasic.
Cea mai mare provocare este legată de transmiterea poziţiei curente a obiectului detectat la sistemul de măsurare. Cea mai simplă cale pentru a realiza acest lucru este conexiunea mecanică directă între detectarea poziţiei şi senzor, ca un senzor potenţiometric. Deşi aceşti senzori nu sunt scumpi, au dezavantajele lor: instalarea necesită un efort ridicat, în special realizarea ajustării axiale exacte. Pentru viteze mari de rotaţie, există un cuplaj suplimentar cu arc de torsiune necesar pentru compensarea vibraţiilor. Suplimentar, este necesar ca potenţiometrele odometrice să fie acoperite dacă acestea ies datorită construcţiei din volumul maşinii. Şi nu în ultimul rând, nu este posibil să existe o încapsulare etanşă pentru aceşti senzori, ceea ce înseamnă o susceptibilitate la defectare mai ridicată.
Prin utilizarea de detectori magnetici de poziţie nu este necesară o conectare mecanică la senzor. Sisteme corespunzătoare furnizează rezultate precise ale măsurătorii şi nu se uzează datorită încapsulării lor etanşe. Deşi sunt mai scumpi decât opţiunile alternative de senzori, senzorii de poziţie magnetici pentru deplasări liniare şi unghiulare sunt utilizaţi în numeroase aplicaţii, dar nu sunt adecvaţi atunci când sunt prezente aşchii metalice sau câmpuri electromagnetice. În plus, senzorii de deplasare liniară magnetostrictivi au o zonă oarbă largă de până la 80mm pe fiecare parte: cu o lungime de instalare de 200mm, utilizatorul ar trebui să se mulţumească cu o zonă de măsurare de 40mm, cu o zonă oarbă de 160mm.
Alternativa este oferită de circuitul rezonant
Turck a dezvoltat senzori pentru deplasări liniare şi unghiulare noi, care rezolvă problemele enunţate mai sus. Spre deosebire de senzorii de poziţie magnetostrictivi sau inductivi convenţionali, care utilizează magneţi pentru a detecta poziţia, noul senzor detectează poziţia unui obiect printr-un dispozitiv de poziţionare rezonant.
Principiul de funcţionare: o bobină transmiţătoare integrată într-o capsulă IP67 generează un câmp alternativ de frecvenţă ridicată care activează rezonatorul integrat în dispozitivul de poziţionare. De fiecare dată când bobina transmiţătoare opreşte transmisia, rezonatorul induce tensiune în două bobine receptoare integrate în senzor. Intensitatea tensiunii depinde de locul în care se suprapune dispozitivul de poziţionare peste bobinele receptoare. Un procesor integrat furnizează un semnal de ieşire proporţional corespunzător în diferite formate: de la 0 la 10V, de la 4 la 20mA, IO-Link sau SSI. Senzorii de deplasare liniari Turck din familia LI au o rezoluţie de până la 1μm, iar rezoluţia pentru senzorii unghiulari ai familiei RI este de până la 0,005°.
Senzorul LI al Turck are o precizie şi repetabilitate ridicată: pentru a creşte precizia de măsurare şi flexibilitatea, specialiştii de la Turck au echipat senzorii cu un sistem de bobine receptoare brut şi unul fin. Sistemul brut localizează dispozitivul de poziţionare rezonant şi află în ce segment este localizat. Apoi sistemul cu bobină receptoare sensibil realizează o măsurătoare care indică o determinare a poziţiei de înaltă precizie. Avantajul acestei proceduri este independenţa faţă de distanţă, rezultând o precizie şi repetabilitate ridicate oferite de senzorul LI.
Senzorii RI măsoară unghiul de rotaţie
Pe lângă senzorii de deplasare liniară portofoliul rezonatorilor mai include şi o serie de senzori de deplasare unghiulară. Senzorii RI au un domeniu de măsurare de 360° la o precizie de 0,15 din capul de scală. Construcţia separată a unităţii senzoriale şi poziţionerului precum şi compensare de defazare de ± 4mm garantează o instalare simplă şi o utilizare sigură. Poziţionerul poate fi montat opţional pe encoder cu ax sau encoder cu gaură.
Senzorii unghiulari RI pot fi uşor montaţi extrem de uşor. Cu ajutorul unor adaptori integraţi cu diametru de 6mm şi 8mm, un senzor cu gaura devine un senzor cu ax în câteva momente. Principiul fără contact permite toleranţele mari axiale sau radiale, cauzate de exemplu de rotaţia neuniformă a axului. Aceasta garantează o liniaritate crescută. Din punct de vedere al ieşirilor senzorul este la fel de flexibil, tipul de ieşire alegându-se în funcţie de necesitaţi: 0…10V, 4…20mA, 0,5…4,5V, inclusiv interfeţe SSI stau la dispoziţia utilizatorului.
Sistem de măsurare fără erori
Spre deosebire de senzorii magnetostrictivi, principiul circuitului rezonant este complet imun la câmpuri electromagnetice externe, iar din moment ce nu sunt implicaţi magneţi, aşchiile metalice nedorite nu se acumulează pe dispozitivul de poziţionare. Datorită etanşeităţii dispozitivului, spre deosebire de soluţiile de detecţie cu potenţiometru, nici măcar murdăria sau umezeala nu afectează senzorul. Pe deasupra, structura specială a bobinelor garantează că semnalul de ieşire nu este afectat de distanţa între senzor şi dispozitivul de poziţionare. Datorită acestui lucru, erorile de măsurare cauzate de uşoarele deviaţii sunt eliminate eficient, atâta timp cât acestea sunt în gama de măsurare de la 0 la 4mm a senzorului.
Gamă largă de aplicaţii
Flexibilitatea senzorului permite utilizatorului să îl utilizeze în aplicaţii diverse, precum sunt maşinile de turnare prin injecţie sau de prelucrare a metalelor, unde aşchiile metalice sau câmpurile magnetice externe ar putea afecta funcţionarea senzorului. Seria versatilă de senzori LI ajută utilizatorii să-şi optimizeze aplicaţiile şi să crească disponibilitatea maşinii. Senzorii de deplasare liniară de la Turck se potrivesc de asemenea şi la maşinile de sudură, din moment ce sunt absolut imuni la câmpurile magnetice puternice care apar în timpul procesului de sudură. Această caracteristică permite utilizatorilor să beneficieze de senzori de deplasare liniari inductivi în diverse aplicaţii, precum sunt maşinile unelte, prese de turnare, maşini de rulare, turnare sub presiune, maşini de îndoit sau îndreptat, sisteme de dozare, unităţi de amestecare, maşini de împachetat, turbine de vânt sau diferite sisteme de control.
Având rezistenţă ridicată la interferenţe şi durată de viaţă mecanică infinită, senzorii RI pentru detecţia unghiulară sunt potriviţi pentru numeroase aplicaţii dificile. De exemplu, la ajustarea paletelor rotoare la instalaţiile de energie eoliană, urmărirea panourilor solare sau a barierelor rotative de la intrarea dintr-un supermarket.
Uşor de adaptat
Datorită preciziei şi rezistenţei la interferenţe ridicate, senzorii RI şi LI fără uzură pot înlocui multe soluţii curente pentru măsurare de distanţe şi unghiuri. Senzorii de deplasare liniară includ caracteristici care îi fac uşor de aplicat în multe domenii. Pe partea opusă celei active a senzorului, încapsularea senzorului prezintă un profil de aluminiu care permite utilizarea simplă prin diferite accesorii de montare opţionale; accesoriile din oţel inoxidabil asigură montaj sigur şi flexibilitate cu privire la aliniamentul senzorului. Zonele oarbe extrem de mici de numai 30mm pe fiecare capăt, împreună cu gama largă de temperaturi de lucru între -25 şi 70°C, precum şi opţiunea de adaptare a senzorului prin programarea la diferite game de măsurare, permite utilizatorilor să renunţe la senzorii speciali pentru aplicaţii specifice. Utilizând numai o singură familie de senzori pentru măsurarea gamelor între 100 şi 1000mm se simplifică depozitarea şi se reduce costul total.
Ambele familii de senzori sunt disponibile cu ieşiri diverse: curent/tensiune şi interfaţă-SSI. Utilizatorii se pot baza pe Turck pentru cele mai versatile soluţii de deplasare liniară pentru aplicaţiile acestora. Configuraţiile de ieşire flexibile permit ca senzorul să fie uşor integrat în structurile de automatizare existente. Fie că aplicaţia necesită o ieşire analogică, IO-Link sau SSI, un conector M12×1 standard furnizează o conexiune convenabilă la o gamă largă de instalaţii fieldbus, inclusiv familiile Turck BL20, BL67 şi BL Compact.
Concluzie
Pe baza principiului cu circuit rezonant, noii senzori de deplasare liniară şi unghiulară pot fi utilizaţi într-o gamă mare de aplicaţii, la care soluţiile vechi nu asigurau eficienţă. Fie o aplicaţie conţine distanţe mici sau mari, spaţiu limitat de instalare sau interferenţe externe – noii senzori LI şi RI ai Turck oferă o soluţie flexibilă, care poate fi implementată cu uşurinţă în diverse aplicaţii.
Turck a dezvoltat noii senzori conform moto-ului “Sense it, Connect it, Bus it, Solve it” – însemnând nu numai acţiunea de a furniza componente, ci şi soluţii integrate.
www.turck.ro