O nouă eră

Tehnologia cu circuit rezonant inductiv deschide o nouă epocă în ceea ce priveşte detecţia poziţiei

Există numeroşi senzori pentru măsurarea distanţelor şi unghiu­rilor în aplicaţii industriale, dar şi diferite metode de măsurare.

Carcasa solidă IP67 protejează noii senzori de deplasare liniară şi unghiulară de apariţia de defecte

La lansarea unui nou senzor pe piaţă, o companie trebuie să asi­gure atât o carcasă fiabilă cât şi o îmbunătăţire a preciziei. Turck, specia­listul în senzori, interfeţe, fieldbus şi conexiuni, a introdus un nou principiu de măsurare care des­chide o altă epocă pentru măsurările liniare şi unghiulare.
Cea mai mare provocare este legată de transmiterea poziţiei curente la sistemul de măsurare. Cea mai simplă cale pentru a realiza acest lucru este conexiunea mecanică directă între obi­ectul detectat şi senzor, ca în cazul unui senzor potenţiometric.
Senzorii potenţiometrici nu sunt scumpi, însă 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 depăşesc datorită con­struc­ţiei din volumul maşinii.
Şi nu în ultimul rând, nu este posibil să existe o carcasă 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 carcasei 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 moartă de până la 80mm pe fiecare parte: cu o lungime de instalare de 200mm, utilizatorul trebuie să se mulţumească cu o zonă de măsurare de 40mm, cu o zonă moartă de 160mm.

Turck oferă senzorii LI cu o gamă de măsurare programabilă între 100 şi 1000mm

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.

Robuştii senzorii de deplasare liniară şi unghiulară IP67 sunt ideali pentru energiile regenerabile, dar şi pentru…

…utilizarea în ingineria auto – sunt disponibile modele cu ieşiri între 0,5 şi 4,5V şi game de temperaturi între -40 şi +70°C.

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 liniară 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 ridicate: 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 de înaltă precizie a poziţiei . Avantajul acestei proceduri este independenţa faţă de distanţă, rezultând o precizie şi repetabilitate ridicată oferită de senzorul LI.

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 folosească 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, 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 utilizat în multe domenii. Pe partea opusă celei active a senzorului, încapsularea senzorului prezintă un profil de aluminiu care permite utilizarea simplă prin diferite accesorii opţionale de montaj; accesoriile din oţel inoxidabil asigură montaj sigur şi flexibilitate în cazul aliniamentului senzorului. Zonele moarte 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 reduc costurile totale.
Senzorii unghiulari RI pot fi uşor ataşaţi cu ajutorul a două şuruburi pe arbori plini sau tubulari. Cu ajutorul unui adaptor cu un diametru de 6mm şi 8mm, un senzor standard cu arbore tubular poate fi modificat într-un senzor cu arbore solid.
Ambele familii de senzori sunt disponibile cu ieşiri diverse: curent/tensiune şi interfaţă-SSI. Utilizatorii se pot baza pe Turck pentru cele mai versatile aplicaţii de deplasare liniară. 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 componente fieldbus, inclusiv familiile Truck BL20, BL67 şi BL Compact.

Senzori RI inductivi măsoară unghiul de deschidere a barierelor rotative, precum cele utilizate la intrarea într-un supermarket

Versiunea LI cu IO-Link
Senzorul LI este disponibil de asemenea ca model high-end programabil cu o interfaţă IO-Link unde utilizatorul poate defini gama de măsurare, dar şi semnalul de ieşire de la 0,5 la 4,5V. În plus, pot fi setate până la patru puncte de comutare.
Bazat pe populara tehnologie cu trei fire, standardul IO-Link permite utilizatorilor să-şi comande mai rapid dispozitivele de teren inteligente şi să le întreţină mai convenabil. Necesitând doar un cablu pentru transmisia de date şi sursa de alimentare, IO-Link simplifică diagramele de conectare şi reduce cheltuielile pentru cabluri, permiţând în plus utilizatorilor să descarce parametrii dispozitivului de la senzor la un senzor identic de rezervă.
În acest fel, parametrizarea manuală greoaie la faţa locului nu mai este necesară. Din moment ce senzorii IO-Link pot furniza date de diagnostic suplimentare prin canalul de date combinat proces/ configuraţie, defectările pot fi localizate mai rapid – permiţând operatorilor din fabrici să reducă semnificativ timpul de reparare a maşinii.
Turck furnizează un driver corespondent – DTM (Device Type Manager) – pentru noua sa serie LI-Q25. Permiţând vizualizarea prietenoasă printr-un instrument software neproprietar, precum este PACT ware, DTM permite utilizatorilor să-şi gestioneze şi să-şi parametrizeze senzorii inteligenţi cu numai câteva click-uri de mouse.

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 şi fiabilitate. 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