家壁誘導型近接センサーの説明と動作原理。ユニバーサルセンサー DIY 誘導型近接センサー

誘導型近接センサーの説明と動作原理。ユニバーサルセンサー DIY 誘導型近接センサー

のために働く製造業システムの部分的または完全な自動化が必要です。このため、中断のない動作を保証するためにさまざまなデバイスが使用されます。金属デバイスは多くの場合、誘導型近接センサーによって監視されますが、これには独自の利点と欠点があります。彼らは持っている小さいサイズ正しく接続されていれば、その機能が適切に実行されます。

一般情報

誘導センサーは特殊な非接触デバイスです。これは、空間内の物体の位置を決定するために、物体に直接接触する必要がないことを意味します。この技術により、生産工程の自動化が可能となります。

通常、この装置は大規模なプラントや工場のさまざまなラインやシステムで使用されます。リミットスイッチとしても使用できます。 デバイスは高品質で信頼性が高い、困難な状況でも機能します。他の物質は影響を受けないため、金属オブジェクトにのみ影響します。

このデバイスは攻撃的なものに対して非常に耐性があります化学薬品、エンジニアリング、食品、繊維業界で広く使用されています。航空宇宙、軍事、鉄道産業もこれらのセンサーを必要としています。

デバイスの重要性により需要があり、それが世界中の多くの企業がこのデバイスを製造している理由です。さまざまなモデル標準および拡張機能セットをさまざまな価格カテゴリーで提供します。

デバイス構造

誘導センサーは相互接続された複数のコンポーネントで構成されており、中断のない動作が保証されます。 。デバイスの主な詳細は次のとおりです。

すべての要素は真鍮またはポリアミド製のハウジング内にあります。これらの材料は、製造条件による悪影響からコアを保護するために、非常に耐久性があると考えられています。設計の信頼性のおかげで、 センサーは大きな負荷に耐えることができますそれでも正常に機能します。

動作原理

特別な振動を生み出す特別なジェネレーターのおかげで、装置は動作します。金属製の物体がその作用領域に入ると、信号が制御ユニットに送信されます。

スイッチを入れると装置の動作が始まり、フォーメーションに弾みがつきます。磁場。この磁場は、渦電流に影響を与え、発電機の振動の振幅を変化させます。発電機は、あらゆる変化に最初に応答します。

信号が到着するとすぐに、デバイスの他のノードで処理が開始されます。この信号の強度は、デバイスの動作フィールド内にある物体のサイズと、その物体が位置する距離に大きく依存します。次のステップは、アナログ信号をロジックに変換することです。これがその意味を正確に判断する唯一の方法です。

このようなセンサーは生産において特別な役割を果たします、金属部品は特定の位置の線に従う必要があります。デバイスはそれを記録することができ、たとえ軽微であっても偏差が検出されると、メインコントロールパネルに信号を送ります。

原則として、デバイスの動作結果の読み取りは、システム全体のスムーズな動作を監視するコントローラの役割も担う専門家によって実行されます。

基本的な定義

デバイスの動作の監視とその信号の読み取りには、いくつかの定義があります。以下が最も重要であると考えられます。

これらの定義のおかげで、生産プロセスで重要な役割を果たす最も正確なデータを取得するようにデバイスを構成することができます。

長所と短所

誘導センサーには、他のデバイスと同様に長所と短所があります。主な利点は、複雑な設定を必要としない設計のシンプルさです。特別な条件取り付け用。このデバイスには滑り接点がなく、耐久性のある素材中断することなく長時間作業できます。

また、デバイスが故障することはほとんどなく、修理は難しくないことにも注目してください。そのため、生産プロセスをほぼ 24 時間監視する必要がある企業によく導入されています。非接触接続により、産業用電圧システムへの手間のかからない接続が可能になります。

重要な利点は高感度であると考えられており、これによりセンサーを生産現場に設置して、さまざまな合金で作られた金属物体を扱うことができます。

このデバイスには多くの利点がありますが、いくつかの欠点もあります。最も重要なのは、デバイスの動作中に発生するエラーです。非線形タイプのエラーは、デバイスが反応するオブジェクトの値とは異なる可能性がある誘導量の独自のインジケーターを備えているという事実によって現れます。これが、センサーが金属に正しく反応せず、誤った信号を発する可能性がある理由です。

多くの場合、生産室内の温度の大幅な低下または上昇に伴う温度誤差が発生します。デバイスの説明書は、+25 度で正しく機能することを前提としています。値が一方向または別の方向にずれると、デバイスの動作が中断されます。

ランダムエラーの 1 つは、次のようなものにさらされたことによるセンサー読み取り値の変化であると考えられます。電磁場他のデバイス。このような状況を回避するために、電気設備の周波数標準として 50 Hz がすべての業界で確立されています。この場合、外来電磁放射によるエラーのリスクは最小限に抑えられます。装置の動作における誤動作は、部品の予備作業によって取り除くことができます。

接続方法

機器の種類によって接続方法が異なります。異なる量ワイヤー 2 線式は最も単純であると考えられていますが、最も問題のあるオプションでもあります。電流負荷回路に直接接続されます。正しく操作するには、公称負荷抵抗が必要です。この値が減少または増加すると、デバイスは誤って機能し始めます。重要な点極性を遵守する必要があるネットワーク接続があります。

3 線式は最も一般的で接続が簡単であると考えられています。いくつかのワイヤは負荷に接続され、他の 2 本は電圧源に接続されます。これにより、デバイスが誤動作という形で公称抵抗に反応する可能性が排除されます。

4 線式および 5 線式のセンサーもあります。それらを取り付けるとき、2本のワイヤが電圧源に接続され、2本が負荷に接続されます。 5 番目のコードがある場合は、適切な動作モードを選択できます。

通常、ワイヤーは指定されています異なる色センサーの設置とその後のメンテナンスを容易にします。マイナスは青、プラスは赤で表示されます。出力は常に黒でマークされます。出力が2つある機器もあります。 2 番目のものは通常は白で、入り口としても機能します。これらの微妙な違いは、誘導センサーの取扱説明書に記載されています。

デバイス本体は次のもので作ることができます異なる素材、円筒形、正方形、または長方形の形状をしています。最初のオプションが最も一般的であると考えられます。

選択ルール

誘導センサーは多くの企業で重要な要素と考えられているため、その選択には非常に責任を持って取り組む必要があります。 次のルールに従うことをお勧めします。

重要なパラメータはデバイスのコストです。ほとんどの場合、これはメーカーとセンサーに組み込まれている追加機能によって異なります。ただし、異なる価格カテゴリのデバイス間でパフォーマンスに大きな違いはありません。

誘導型コンバータの特徴

誘導センサーは、金属製の物体の位置を監視するために設計された非接触デバイスです。デバイスは金属のみに敏感であるため、これは重要です。

機能と動作原理

この装置の動作原理は、特定の金属物体がアクティブゾーンに導入されると、コントローラーに組み込まれた発電装置の振動振幅が変化することに基づいています。したがって、このデバイスはこれらのタイプのオブジェクトでのみ使用できます。感度ゾーンにあるリミットスイッチに電圧が印加されると、磁場が発生します。この磁場は渦電流の形成を促進し、その影響は発電機デバイスの振動の振幅の変化に反映されます。

結果として、このような変換はアナログ出力パルスの出現に寄与し、その値はコントローラーとオブジェクトの間の距離に応じて変化する可能性があります。誘導変位センサーは、金属物体の位置の変化を追跡するために使用されるアセンブリにとって非常に重要な役割を果たします。コントローラーのおかげで、オブジェクトが正しく配置されているかどうかが判断されます。アイテムがあるべき場所にない場合、制御システムはデバイスの正常な動作を保証するために必要なすべてのアクションを実行する必要があります。

コントローラーデバイスに関しては、デバイスは次の要素で構成されます。

電磁場を生成するように設計されたジェネレーターユニット。電磁場は、物体との活動ゾーンを作成するために使用されます。
増幅装置。信号が目的のパラメータに到達できるように、パルス振幅値を増加させるために使用されます。
シュミットトリガー。この要素は、デバイスの切り替え時にヒステリシスを提供するように設計されています。
コントローラーの状態を示すダイオード素子です。 LED を使用すると、デバイスの機能を最適に制御し、セットアップの速度を示すこともできます。
次の要素は化合物です。その目的は、故障の原因となるケース内への湿気や汚れ、ホコリからデバイスを保護することです。
身体そのもの。コントローラーのハウジングは、デバイスを確実に設置できるだけでなく、あらゆる種類の機械的損傷から保護できるように設計されています。原則として、本体は真鍮またはポリアミドで作られており、固定に必要なすべての留め具も装備されています（ビデオの作者はLty Dチャンネルです）。

コントローラの種類

誘導センサーを備えたシステムでは、次のパラメータが異なるさまざまなデバイスを使用できます。

デバイスのデザインとケースのタイプ (長方形または円筒形)。ケース自体の素材は金属製でもプラスチック製でも構いません。
私たちが話しているとしたら円筒部品、その後、異なるボディサイズを持つことができます。原則として、ケースの直径は 12 mm と 18 mm ですが、4、8、22 mm などの他のデバイスも見つけることができます。
次のパラメータは、デバイスの動作バックラッシュ、つまりコントローラの鋼板までの距離です。小型コントローラの場合、この数値の範囲は 0 ～ 2 mm ですが、直径 12 mm と 18 mm のコントローラの場合、作動ギャップはそれぞれ 4 mm と 8 mm でなければなりません。
オンボードネットワークに接続するためのワイヤの数。 2 線式デバイスは設置が簡単ですが、負荷に敏感です。抵抗が高すぎたり低すぎたりすると、動作が損なわれる可能性があります。現在では 3 線部品が最も一般的であると考えられており、この場合、2 つの接点が電力用に使用され、もう 1 つの接点が負荷用に使用されます。 5 番ピンを使用して動作モードを選択する 5 線式および 4 線式レギュレータもあります。
デバイスが異なる可能性があるもう 1 つのパラメータは、極性の違いです。リレーセンサーを使用すると、希望の電圧値または電源接点の 1 つを切り替えることができます。 PNP タイプのトランジスタセンサでは、出力に特殊なトランジスタ素子が取り付けられており、これにより正出力を切り替えることができます。マイナスに関しては、この場合は常に接続されています。 NPNトランジスタデバイスもあります。この場合、プラス側には常に電力が供給され、鉱山側はトランジスタ素子によって切り替えられます。

フォトギャラリー「接続図」

長所と短所

誘導型回転速度センサー (DPKV など) または別のタイプのセンサーには、他のデバイスと同様に長所と短所があります。ぜひよく知っておいてください。

利点から始めましょう:

まず、このようなレギュレーターは非常にシンプルな設計が特徴であり、その動作の高い信頼性が保証されます。構造上、エレメントには摺動接点がなく、接点が磨耗したり故障したりすることがないため、センサーの信頼性の高い動作が保証されます。
必要に応じて、このようなレギュレータを接続できます。電気ネットワーク工業用周波数を使用します。
レギュレーターの感度が向上し、最も効率的で中断のない動作が保証されます。
必要に応じて、このようなデバイスは高出力条件下で動作できます。

短所については、次のとおりです。

誘導変換原理の使用により、非線形値は誤差を引き起こす可能性があります。
部品は特定の温度で正しく動作することが可能です。温度が仕様範囲外の場合、大きな誤差が生じる可能性があります。
センサーの外側に電磁界が形成されることも、エラーの発生に寄与する可能性があります。

価格問題

製品のコストは、多くの特性、特に適用分野によって異なります。平均して、誘導型レギュレーターの価格は500ルーブル以上から始まります。

ビデオ「誘導レギュレーターを接続するには?」

Jupiter バイクにレギュレーターを接続する例を使用した視覚的な説明は、以下のビデオで説明されています (著者 - Vadim Karamov)。

いつものように、まず理論をもう少し深く掘り下げてみましょう。

誘導センサーは、金属物の位置を監視するために設計された非接触センサーです。その動作は、エアギャップのサイズが変化するとインダクタンスが変化するというエアギャップを備えたチョークの特性に基づいています。

この回路では、コイルが発振回路の一部であることがわかり、その発振周波数 (および結果として生じるインダクタンス) は、コイルと強磁性体の間の距離に依存します。インダクタンス (または振動の振幅) を測定することにより、コイルと強磁性材料の間の距離に関する結論を導き出すことができます。

この原理は誘導型近接センサーで使用されます。簡略化した機能図は次のようになります。ジェネレーターはコイル内に振動を生成します。振動の振幅がしきい値を超える (または下回る) と変化すると、トリガーがトリガーされ、出力に論理 0 (または設定に応じて 1) が送信されます。

1. ジェネレーターは物体と相互作用する電磁場を生成します。
2. トリガーによりロジック出力の状態が切り替わります。
3. 包括的な保護により、センサーを極性反転や電源干渉から保護します。
4. キー回路はセンサー出力信号を生成します
このようなセンサーは、工作機械業界や自動車業界などの業界で非常に広く使用されています。

なぜそのようなセンサーが必要だったのでしょうか? ちょっとした背景。
2011 年から 2012 年にかけて (正確にどれくらい前だったかは覚えていませんが)、新しい有望なスタートアップ企業が Kickstarter に登場しました。それは、Makibox 3D プリンターでした。その約束は単純に天文学的でした。200 ドル (2012 年に一瞬!) で、完全に機能し、見栄えも良く、加熱テーブル付きの 3D プリンターが手に入るというものでした。彼らは送料を価格に含めることを約束した。最も近い競合製品の価格は約 800 ～ 1000 米ドルです。

写真で見ると彼は本当にゴージャスに見えました。それからキックスターターではよくある歌が始まりました - 納期の1年遅れ、価格の値上げなど。私は本当に幸運だったのです、なぜなら... 私は最前線にいたのですが、支払い日からほぼ 2 年後、最初と最後のバッチでプリンターを 350 ドル (つまり価格は値上がりしました) で 4 ロールのプラスチック (「覚えていません」の補償) とともに受け取りました。何"）。プラスチックのことを考えると、かなり良いものになりました。その後、会社は倒産し、何千人もの投資家は何も残されませんでした。

マキボックスが動作しているビデオもあります。以下は、最初の発売と、印刷することさえできなかった最初の詳細のショットです。

問題が一気に押し寄せ始めた。プリントヘッド (ホットエンド) は、99% の確率で動作開始から 5 分以内にプラスチックで詰まりました。数日間の実験の後、プリンターの設計は押出機 (プラスチックロッド供給システム) で覆われました。非常に考えが悪く、薄っぺらいので、製品はあらゆる方向に歩き、うごめきました。

この冒険に参加できたことを今でも非常にうれしく思っていると言わざるを得ません。まず第一に、私は自分が何に夢中になっているのかを知りました。そして私の場合、リスクを取る価値はありました。次に、設計上の欠陥をすべて排除することで、3D プリントのあらゆる側面とニュアンスを完全に理解しました。

プリントヘッドは別の E3D v.5 に交換されました。押出機は新しく印刷され、構造の剛性を向上させるために多くの作業が行われました。そしてプリンターが印刷を開始しました。

しかし、設計上の欠陥を完全に排除することは不可能であり、通常のプラスチックで作られたナットが回転することで、悲しみが生じ、プリンターの寿命が近いうちに避けられないことがわかりました。

そして、自分でプリンターを作ることにしました。プリントヘッドを動かす技術を選びました。

Z 軸に沿った部品の形状の歪み (ぐらつき) を排除するために、テーブルの垂直送りがベルト上で行われるようにしたいと考えました。私の頭の中には、プリンターテーブルを「地平線に」合わせるという問題にどのようにアプローチするかについての考えもありました。

テーブルの水平性を詳しく見る必要があります。これはレビューのテーマに直接関係しており、高品質の印刷にとって非常に重要です。通常、すべてのテーブルは 3 点または 4 点で調整可能なスプリングサスペンションシステムを介して取り付けられます。

そして、印刷する前に、プリントヘッドをテーブル上で長時間かつ粘り強く駆動し、調整ネジを回して、最も均一で正確に指定されたギャップ（通常は0.2〜0.3 mm）を達成し、高温（80°）にする必要があります。 -90度）テーブル。正直に言うと、この作業は最も面白くて刺激的なものではなく、火傷する可能性があります。そして、なぜなら振動や加熱、冷却により設定が定期的に失われる場合は、この手順を定期的に繰り返す必要があります。さらに、この手順は非常に重要です。理想的なギャップや「水平線」は存在しません。パーツは部分的または完全にテーブルに貼り付けられません。つまり、印刷中に剥がれたり、ひどい湾曲になったりすることになります。

検索と思考により、私はオープンソース (無料配布) の設計にたどり着きました。私がそれに惹かれたのは、私の願いをすべて 1 つのボトルに組み合わせたものでした。これが CoreXY、ベルト上の垂直テーブルフィード、そして私たちのレビューの主人公であるテーブルの校正に使用される誘導センサーです。

このプロジェクトは「オープン」であるため、あらゆる種類の代替改善やトリックを提供する愛好家の大規模なコミュニティが存在します。 OpenSCAD の作業に数日費やした後、設計パラメータを決定し、必要な部品をプリントアウトし、足りないものを中国に注文しました。

電子機器、加熱テーブル、ステッピングモーターは MakiBox の寄付者から譲り受けたものです。歯付きベルト用の 3 つのプーリー、ベルト自体、誘導センサー、およびいくつかのベアリングを注文するだけで済みました。どれも20ドル以下で買えました。

これでプリンターが組み立てられました。

価格とデザインを最適化することで一石二鳥を実現しました。最初のウサギは沈黙です。リニアベアリングを使用した 3D プリンターが動作すると聞いたことがありますが、騒音が大きいです。ガタつきがあり、硬化されたリニアガイドが必要です。

そして私が追いかけた二番目のウサギは代償でした。それでも、ベアリング 12 個とアクスル 6 個にはコストがかかります。

そして、私はウサギに追いついたと言わなければなりません。アクスルには、分解したインクジェットプリンターから未硬化の直径 8 mm のアクスルを取り出し、ベアリングには、オイルを充填したカプロロンからプレーンベアリングを機械加工しました。プリンターの軸には何の費用もかかりませんでしたが、カプロロンに 280 ルーブルを費やしましたが、まだ 3 ～ 4 セット残っています。メカニックはほとんど静かに動作します。もちろん、ステッピングモーターの「音」については何もすることができませんが、これは 2 つの悪のうち小さい方です。

そして最後に、私たちのレビューの主人公です。ネットワークとは別にセンサーの写真を撮ります。なぜなら... あなたのものはすでに 3D プリンターに接続されています

そしてこれが私のマシン上にあります

誘導センサーは何をするのですか? 3D プリンターのファームウェア (私は Marlin を使用しています) には、プリンターベッドのキャリブレーション方法を説明するセクションがあります。センサーからテーブルまでの距離を測定する点を4点指定できます。

そうすれば、すべてが非常にシンプルになります。センサーはこの 4 点を通過し、テーブルを昇降させてセンサーとテーブル間の距離を測定します。これらの点におけるベッドとプリントヘッドの間の距離は、（センサーとベッドの間の距離）−（センサーとプリントヘッドの間の距離）として定義される。

その後、これらすべての値が 3D プリンターのファームウェアによって考慮され、印刷が開始されます。

Repetier Host プログラムウィンドウでの情報交換プロトコルは次のようになります。

G28 – ホーミングコマンド (軸に沿った初期位置の決定)。プリンターは、軸リミットセンサーに接触するまでプリントヘッドを駆動します。
G29 - これはまさにオートレベリングです。 4点歩行
以下は作業の結果、4点の測定値の偏差の計算、および印刷時に必要な修正です。

そしていつものように、追加コンポーネントのアセンブリをプリンター自体で印刷します。フィラメントスプールホルダーをプリントしました。

そしていつものように、誘導センサーの動作とプリンターテーブルレベルの自動調整の短いビデオです。

まとめ。 3D プリンターの所有者の生活を大幅に楽にしてくれる非常に安価なデバイスです。購入することを強くお勧めします。

頑張って、趣味をたくさん楽しんでください！

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センサー自動装置無線電子機器は最も重要な要素電気回路で。センサーはアマチュア無線家に広く知られており、アマチュア無線家自身が製造するプロ用の産業用機器や非プロ用機器のあらゆる場所で使用されています。たとえば、車の警報装置の衝撃センサー、音響装置の騒音センサー、リモコン装置の赤外線センサーなどです。センサーの設計には無限のオプションがあります。たとえば、ピッチ (または衝撃) センサー車の警報器いくつかの方法で同じ効率で生産できる違う方法。センサー自体は電子回路の一部にすぎないため、デバイス全体の信頼できる動作は制御回路にも依存することを忘れないでください。センサーとは何ですか?

多くの定義がありますが、最も単純なものは、外部の影響に応じて状態を変化させるデバイスです。以下では、多くの時間とお金をかけずに自宅で自分の手で作ることができるセンサーのいくつかのオプションを見ていきます。これらのセンサーは、衝撃に応じて単一パルスまたはパルスのバースト (接点バウンス) を電子制御デバイスに送信します。

現在、無線エレクトロニクス業界は、アマチュア無線家向けに、あらゆる場面で使用できるセンサーの産業用バージョンを提供しています。放射線を記録するガイガーカウンターさえも利用できるようになりました。次の資料は、ほとんどの産業用センサーの小売価格が高いため関連性があり、品質を損なうことなくセンサーを独自に作成できる場合に、家庭内および「現場」の状況でアマチュア無線家の創造性を促進することを目的としています。

機械式センサー

図では、図 3.28 は、フラットメカニカルセンサーを製造するためのオプションを示しています。これらのセンサーをカーペット、リノリウム、または壁紙の下に 1 つまたは複数設置することで、たとえば廊下の照明を外部から制御できます。

センサー面を足で押すと (またはアパートやオフィスの壁の特定の場所を手で押すと)、フォイル接点が閉じ、インパルスが接続線を通って制御回路に伝わります。センサーの感度が高く、小さな負荷にも反応します。

米。 3.28。機械式センサーの設計

写真からわかるように、内側に穴を開けたボール紙を厚いホイルの上に置き、その上に別のホイルの層を置きます。導電箔（厚めの箔）に紙ベース) 薄いフレキシブル導体は慎重にはんだ付けされています。得られた「サンドイッチ」全体をラミネートします。ラミネート用の素材は、紙や学用品用のポリエチレンのポケットフォルダーです。センサーのサイズにカットし、中にホイルとボール紙を入れ、布を通してアイロンをかける必要があります。センサーをテープで覆うだけで済みます。制御回路に耐ノイズ素子 (MOSFET または超小型回路) が使用されている場合、センサーから回路までの接続ワイヤの長さは数メートルになることがあります。より長い距離が必要な場合は、マイクロ回路上のバスアンプとレベルコンバータが使用されます(たとえば、要素K561PUZ、K561PU4、K561LP1、K561LN2など)。導体と誘電体を交互にして複数の層でセンサーを作成すると、得られる「厚いサンドイッチ」が衝撃力 (圧力) センサー、つまり重量センサーとして使用できます。このようなセンサーの使用には多くのオプションがありますが、その特徴は簡単に偽装できることです。フラットセンサーは信頼性が高く、耐久性があり、自動家庭用機器のいくつかの開発で著者によって詳細に説明されています。

音響センサー

図では、 3.29 と 3.30 は、静かな音響背景とは異なる音の影響下で一連のパルス (パック) を生成する音響センサーの機能を実行する 2 つの高感度回路を示しています。オペアンプ回路（図 3.29）は衝撃センサーとして圧電素子を使用しています。

米。 3.29。オペアンプに内蔵された音響センサー

このオプションは他のタイプのオペアンプと組み合わせて繰り返し公開されているため、オリジナルであるとは主張しません。 ZP-22 カプセルは圧電素子として使用されており、相対的な感度のため、衝撃にのみ反応し、あまり効果的ではありませんが、次のような用途に使用できます。セキュリティデバイスたとえば、窓を保護するためです。これを行うには、カプセルをガラスにしっかりと接着する必要があり、ガラスが当たるとセンサーが単一パルスを発します。どうやってより広いエリアガラス (保護領域) - センサーの感度が高くなります。外部ガラスや店舗のショーウィンドウの保護に使用できます。どうやってさらなる抵抗コンパレータの入力に抵抗 R4 と R2 を追加すると、回路の感度が高くなります。コンパレータの出力 (ピン 6) から、パルスがキーまたはフォーミング回路に供給されます。コンデンサ C1 (K50-24) は電源ノイズをフィルタします。

図では、図 3.30 は、より古いバージョンではあるものの、より高感度なバージョンを示しています。古い電話機 (MK-10 など) のカーボンマイクが VM1 として使用されます。トランジスタアンプは、2段目のゲインが1段目のゲインの2倍になるように直列増幅回路を使用して組み立てられています。図では 3 段のアンプが示されており、この回路を超高感度回路として使用することができますが、そのような感度がそれほど必要でない場合は、複合トランジスタの 1 段だけで十分です。アンプは、広範囲の回路電源電圧内で動作します。最後のトランジスタのコレクタから、パルス列がキーまたはパルスシーケンス形成回路 (たとえば、単安定回路) に供給されます。ゲインは抵抗 R1 (抵抗が大きいほど回路の感度が高くなります) と、小さな制限内で抵抗 R6 によって効果的に調整されます。知られているように、このようなマイクには炭素粉末が含まれており、衝撃や音波に対して非常に敏感であり、それに応じてマイクの抵抗が変化します。直流。これらのパルスは、トランジスタ VT1 ～ VT4 を使用して増幅器によって捕捉されます。この回路のマイナスの特徴は、カーボンマイクの特性による慣性です。しかし、多くのアマチュア無線の開発にとって、このような高感度の回路は、そのシンプルさと効率の点でほとんど代替不可能です。ポジティブな特徴- 製造が容易で、逆スイッチングや電源電圧の変動が重要ではない、信頼性。マイクからマイクまでの導体電気図最小の長さが必要です。トランジスタはKT3107、KT361シリーズのいずれかが使用可能です。著者の実践では、図に示すデバイスが使用されます。 3.30、として正常かつ安定して使用されています音センサー水槽内の魚に空気を供給するために。マイクロフォンはセンサー回路とともにコンパクトなプラスチックケースに取り付けられており、カーボンマイクロフォンの作動面がガラスにしっかりとフィットするように水槽の壁にしっかりと取り付けられています。実際の実験では、マイクセンサーの近くの小魚であっても、水槽の壁の後ろのあらゆる動き、さらに空気を求めて水の上端に現れる魚がセンサーによって捕捉されることがわかっています。パルスのパケットを発行します。カーボンマイクは外部音響の影響に応じて抵抗が変化します。この変化はトランジスタ増幅回路によって感知されます。パケット内のパルス数は衝撃力に比例します音波マイクに。パルスは制御回路によって変換され、コンプレッサーは 1 ～ 2 時間自動的にオンになります (時間は追加のタイマーによって決定されます)。

このセンサーは、室内の会話に反応してバックライトを点灯する音響センサーなど、他の用途にも応用できます。デバイスの本体とマイクが床に設置されている場合、回路は人がセンサーに近づくずっと前に人の接近を通知します。都市のアパートで実践されているように、床を歩く人の足音はその表面に影響を与え、床に伝わります。長距離。したがって、このようなセンサーを使用するには多くのオプションがあります。

誘導センサー

図では、図 3.31 は、磁気誘導に応答する単純なセンサーを示しています。 AND コイルの巻線付近 (通信線など) に小さな電流が発生すると、コイル内に誘導され、複合トランジスタの増幅段に伝達されます。この回路のアンプは、高ゲインであればどのような構成でも使用できます。コイル I に誘導された交流電圧は、コンデンサ C2 の正極板から除去されます。磁気アンテナをコイルとして使用すると、次のように応答するデバイスを得ることができます。

米。 3.31。誘導センサー用アンプ

一定の長さの電波、つまり電波の空気をコントロールします。回路の感度は、複合トランジスタへのバイアスを設定する抵抗 R1 によって制御されます。

可変抵抗器の抵抗が大きいほど、回路の感度は高くなります。のために最適モード(回路の電源電圧は大幅に変化する可能性があるため)、このノードが電源から消費する電流が 2 mA 以内になるように、抵抗 R2 の値が選択されます。実際には、センサーは最大 5 cm の距離にあるワイヤで 50 mA の交流を検出します。L1 コイルから回路の入力段までのワイヤの長さは、干渉を排除するために最小限にする必要があります。

コイルはバルクで直径 0.1 ～ 0.15 mm の PEV または PEL ワイヤで巻かれ、直径 8 mm の適切なボール紙、木製、またはプラスチックのフレームに 2500 回巻き付けられます。フレームにはグレード600～2000NNのフェライトコアが挿入されています。フレームの長さはコアの長さに対応し、25 ～ 40 mm の範囲になります。

電流センサー

デバイスの設計を図 3.32 に示します。

センサーは、ガラス本体の長さに沿って直径 0.08 ～ 0.1 mm のワイヤーが巻かれたリードスイッチです。大量に巻く (300 ～ 400 回転) - センサーの目的に応じて異なります。このようなセンサーの巻線が流れると電気、リードスイッチは磁気誘導の影響で接点を閉じ（開き）、周辺回路を切り替えます。このセンサーに基づいて、アマチュア無線家は、図に示すように、リードスイッチの接点の 1 つを巻線の端に接続することで、独立して「電流リレー」を作成できます。 3.33。

スイッチをオンにした直後、負荷を流れる電流により巻線 L1 の両端に電圧降下が生じます。巻線の両端の電圧降下は、回路内の電流に正比例します。誘導電圧は小さな電磁場を生成します。これはリードスイッチの接点に影響を与えるのに十分であり、電気回路をブロックします。負荷が非通電になると (または、回路内の電流が減少します。これは、非常に大きな要因によって発生する可能性があります) 様々な理由)、L1 両端の電圧降下が減少し、磁場が減少し、リードスイッチの接点が開きます。このようなセンサーの感度は、L1 の巻数と回路内の電流によって異なります。電流リレーは、電磁センサーと同様に、無線工学設計において多くの用途があります。

低電流センサー

米。 3.36。光学センサー

光検出器 (ブロック 2) は、送信機と平行に、斜めに配置され、やはり空間に面しています。反射物体が存在しない場合、LED から放射されたエネルギーは光検出器の感知面に到達することなく消散します。物体が活性放射線の範囲内に現れると、反射光ビームが 1 つまたは複数のセンサー受信機によって捕捉され、その結果、インパルスが光検出器から制御回路に送信されます。放射面内の信号エミッターからレシーバー (センサー) までの距離は 4 ～ 5 センチメートルを超えてはなりません。ただし、曲率半径 50 ～ 80 mm の鏡面 (集束レンズがなくても) を反射物体として使用する場合、デバイスは反射物体までの距離が 25 cm まででも効果的に動作できます。。

この原理に基づいて特別なセンサーが作成され、水族館の生命維持システムや自動車の雨センサーとしてテストされました。ノードの動作を考えてみましょう( 回路図図に示されています。 3.36、b) 例として水族館を使用します。センサー (フォトカプラ AORS113A は、オープン光チャネルを備えたフォトカプラです。この回路では、発光 LED と受信フォトレジスタが並列に接続されています) が取り付けられています。外水槽の壁の 1 つと水槽の内側に面した作業面に設置します。フォトカプラのハウジング内の発光ダイオードのアノードは結合され、共通端子 8 を備えています。AOP113A および AOPS113A のハウジングは金属製で、16 個の端子を備え、セラミック基板をベースとした平面タイプで、ガラス窓が付いています。これにより、平らで管理された表面への取り付けが容易になります。

AOP113A と AOPS113A の違いは、AOP113A には 2 つの同一のトランシーバー (AOP113A のものと同様) が含まれていることです。フォトカプラ AORS113A を使用すると、2 つの座標をそれぞれ制御し、差動フォトディテクタを直列または並列に接続できます。

大きな水槽（容積60リットル以上）では、水を交換するのが一定の困難を伴います。そこで、コンプレッサーを設置して水を濾過・浄化し、常に水域に空気を供給しています。大きな水槽の水は、緊急時に部分的に交換されますが、完全に交換されることは非常にまれです。その結果、さまざまな有機物が水槽の底や壁に蓄積し、水を汚染します。場合によっては水域内に草が咲き始め、水の透明度が完全に失われることもあります。これは責任ある所有者にとって容認できないことです。ここで考慮した元のセンサーは、きれいな水槽の壁の場合、実際には放射線を反射しません。清水、汚れがある場合はビームを反射し始めます。センサーからのパルスはパラメータ制御回路（複合トランジスタで実装）に送信され、負荷（警報装置）に電力が供給されると、負荷（警報装置）が水槽が汚れていることを知らせる音声信号を鳴らします。制御回路は、センサーのアクティブゾーン内に魚が現れたり、カタツムリが這ったりした場合の誤警報を排除するために、警報信号の遅延（数分間のタイマー）を提供する必要があります。実際の実験により、水族館内の生物はセンサーからの微量放射線によって害を受けないことが証明されています。むしろ、私たちは反対の事実を述べることができます - 魚はしばしば作業エリアセンサーを持っており、何が起こっているのかに強い関心を持っています。

車のレインセンサーの動作原理は上記と同様です。センサー自体 (エミッターとレシーバー) は、最短の長さのシールド導体を使用して制御回路に接続されます。レインセンサーアクチュエーターは、自動車の電子回路、つまりワイパースイッチの接点を閉じるように設計されています。自動車では、負荷デバイスをオンにするために遅延する必要はありません。夜間、暗闇でもデバイスは安定して動作します。デバイスの感度は、車の窓に取り付けたときに一度だけ調整されます。偽陽性晴天時の太陽放射スペクトルから。回路の電源は安定しており、10 ～ 18 V 以内に収まります。回路の動作精度が重要でない場合は、電圧 12 V の自動車用リレーを負荷として使用できます。

前バージョンとの違いは、デバイスを搭載したハウジングが付属していることです。フロントガラス車（内側から）。晴天では、一定の放射線がきれいなガラスを自由に通過し、空間に散乱します。雨が降ると外側のガラスが雨粒で汚れ、光がわずかに反射します。したがって、反射信号は、開いた光チャネルを備えたフォトカプラハウジング内のフォトレジスタの抵抗を変化させます。これにより、複合トランジスタのモードが変化し、出力に電流パルスが発生します。最初のケースと同様に、光検出器（フォトレジスタ）は並列に接続されます（光にさらされると合計抵抗がより速く減少し、ユニットの感度が増加します）。反射信号がない場合、フォトカプラのフォトレジスタの合計抵抗は高く、数百 kΩ 程度になります。回路の出力では、電圧は電源の負極に対してゼロになる傾向があります。反射光放射によりフォトレジスタの総抵抗が減少し、VT1、VT2 が開きます。回路の出力に電圧が現れます上級、電源電圧にほぼ等しい。回路の感度は可変抵抗器 R1 によって調整されますが、線形特性を持つものを選択する必要があります。回路の出力から、ベース電圧と入力電圧を比較するコンパレータに制御信号を供給できます（K521SAZなどの標準回路に従って組み立てられています）。コンパレータは、入力電圧が変化すると出力に一定の正の信号を生成します。トランジスタスイッチを介したコンパレータの出力からの信号はエグゼクティブリレーをオンにし、その接点で信号 (負荷) 回路を閉じます。

水槽の壁への取り付けについて一言。透明窓フォトカプラのハウジングは瞬間接着剤でガラスに取り付けられているため、接着剤がつかないように注意してください。作業面フォトカプラ。 AOPS113A の代わりに、2 つの AOP113A デバイスを使用できます (図 3.36、c にこれらのフォトカプラのピン配置と違いを示します)。彼らは似たものを持っています電気パラメータ。ペアのうち 1 つの要素だけを使用すると、回路全体の動作に直ちに影響があり、感度が低下します。

この回路を自動車のレインセンサーとして使用する場合、次の事実を考慮する必要があります。この装置は 0 ～ 50°C の温度範囲で正常に動作するため、冬には車が 200℃ の暖かいガレージに置かれていない場合は、マイナスの温度車が動き始めた最初の瞬間、車室内の温度が 0 度に上昇するまでの空気では、レインセンサーが外部要因に正しく反応しない可能性があります。

火災センサー

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交流および脈動電磁場は、変圧器、チョーク、電気モーター、リレーによって生成されます。交流電流等それらの検出、表示、平均評価には、誘導センサーを含むさまざまなデバイスが使用されます。

電磁界センサーの動作原理は、磁石がインダクターに近づくか磁界に導入されたときにインダクター内で発生する起電力 (EMF) を記録することです。ここでの物理現象は、ファラデーの電磁誘導の法則に厳密に従っています。

誘導電磁界センサーの応用 - ファインダー隠し配線、短絡ターンのインジケーター、変圧器とディスプレイの周囲の磁場のメーター、科学実験（図3.63、a...m）。

米。 3.63。誘導電磁界センサーを MK に接続するためのスキーム (最初):

a) /4/ は、50 Hz の産業用ネットワークの低周波磁場センサーです。ヘッドフォンのコイルで構成されていますが、イヤーパッドや金属膜はありません。

b) /4/ は、テレビ (15.625 kHz) または VGA モニター (31.25 kHz) の水平変圧器の動作を研究するための超音波周波数磁場センサーです。センサーコイルには、200 x 10 mm のフェライトロッドに巻かれた PEV-0.23...0.31 ワイヤが 50 回巻かれています。コンデンサ C/ は、コイルのインダクタンス /4 7 との共振が達成されるまで選択されます。

c)/4/ は、たとえば無線送信機の近くで発生する無線周波数場の磁気成分のセンサーです。タスクに応じて、従来の DV、SV、または HF ラジオのフェライトアンテナが使用されます。

d) 電圧サージは誘導センサーで発生する可能性があるため、特にバッファ要素 VD1、VT1 を使用した MK 入力の保護が必要です

e) 誘導変位センサー。金属棒が TI 変圧器のコイルに挿入されると、二次巻線の 50 Hz AC 信号が増加します。

米。 3.63。誘導電磁界センサーをMKに接続するためのスキーム

（継続）'。

f) コンピュータディスプレイ/受像管からの電磁放射の記録装置 (I, = 10 mH)、蛍光灯 (L, = 35 mH)、電子レンジ(L = 120 mH)。コイルL/1200ターンのPEV-0.315ワイヤーが巻かれています。金属ボルト 6×25mm;

g) MK は、外部磁石がセンサーインダクターに接近する回数を >4/(点線で表示) としてカウントします。高精度の抵抗器を使用することをお勧めします。

h) Analog Devices の特殊な DAI チップ上のアンプ/コンプレッサーを介して 2 コイルギターピックアップ LI を接続します。この回路は汎用性があり、エレキギターだけでなく信号のコンパディングにも使用できます。

i) センサー L1 からの信号は、カットオフ周波数 3...4 kHz のアクティブローパスフィルター DAL2 を通過します。ゲインは抵抗 R5 によって設定されます。要素 G/. / 平均 +2.5 V の電圧を生成します。

米。 3.63。誘導電磁界センサーをMKに接続するためのスキーム

（エンディング）：

j)L1 は統合された誘導センサー (Speake & Co Llanfapley) であり、磁場の影響下で出力信号 OUT の周波数を変化させます。 DAチップ！ PLL (抵抗器 R6 によって校正) に基づく周波数電圧コンバータとして機能します。 l) 誘導センサー LI は、モーターの近く、またはモーターに電力を供給する配線の近くに取り付けられます。ピックアップのピーク電圧が10mVであるのに対し、感度は100mAの電流を検出するのに十分です。デバイスの消費電力が低いため、小型の「3 ボルト」リチウム電池を使用して MK に電力を供給できます。

l) 「センサー」コイル L1 は、自動車エンジンの点火プラグ内で火花が形成されるときに発生するインパルスを受け取ります。対称性を保つために、回路は R1 と R2、R4w R6 に等しくなるように選択されます。