Definsi, Cara Kerja, dan Aplikasi Inductive Proximity Sensor adalah alat yang menyebabkan tindakan penggantian tanpa kontak fisik. Saklar jarak induktif menanggapi target yang berada dalam jangkauan aktif dari bidang pengintip yang mereka buat. Unit-unit ini benar-benar mandiri, dan dilengkapi generator medan, amplifier, dan sirkuit yang diperlukan untuk menghasilkan penggantian elektronik. kami akan membahas secara detail dari definisi, cara kerja, dan aplikasi Inductive Proximity Sensor.
Definsi Inductive Proximity Sensor
Sensor jarak digunakan di lingkungan industri untuk mendeteksi keberadaan benda-benda. Ada dua jenis utama objek; Logam dan non-logam. Sensor jarak induktif dirancang khusus untuk mendeteksi benda logam. Sensor induktif milik keluarga sensor kedekatan. Mereka menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mendeteksi dan mengukur objek. Ada sensor keluaran digital dan analog yang tersedia di pasar.
Sensor jarak induktif adalah tipe sensor non-kontak. Mereka bisa mendeteksi objek tanpa kontak fisik. Mereka menemukan aplikasi mereka dalam mendeteksi benda logam di lingkungan otomatisasi industri. Ini termasuk benda-benda yang terbuat dari besi, tembaga dan aluminium. Penginderaan jangkauan sensor jarak induktif tergantung pada jenis material. Sensor jarak dekat induktif paling baik bekerja dengan ferrous metal (benda besi), tapi kita bisa menggunakannya untuk mendeteksi benda logam logam lainnya juga.
Baca Juga : Perbedaan Konektor Sirkular dan Rektangular
Prinsip Kerja Inductive Proximity Sensor
Sensor jarak induktif menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mendeteksi keberadaan objek logam. Sensor ini terlihat sangat mirip dengan kapasiti sensor jarak dalam hal ukuran. Semua perangkat itu padat dan tidak memiliki bagian yang bergerak yang dapat rusak. Saklar elektroniknya tidak mudah untuk kontak dengan kontaminasi, erosi kontak, atau pentransferan materi seperti yang dikendalikan oleh mesin.
Perubahannya tidak sensitif terhadap getaran, dan positif tanpa percakapan, tidak peduli seberapa lambat sasaran akan mendekat atau hilang dari sensor. Sirkuit osilator resonansi, terletak di saklar jarak, menggunakan kumparan inti terbuka untuk membantu menghasilkan medan elektromagnetik frekuensi tinggi terkonsentrasi, yang muncul dari permukaan sensor aktif. Jika target logam memasuki bidang ini, arus eddy didorong.
Arus yang diinduksi arus mengambil energi dari sirkuit LC. Muatan pada sirkuit osilator mengingatkan penurunan dalam amplitudo yang berosilasi. Osilator sudah diperiksa. Penurunan amplitudo yang berosilasi diubah menjadi sinyal listrik oleh sirkuit elektronik, yang mengarah pada perubahan keadaan dari saklar jarak dekatnya. Ketika bahan konduktif listrik dikeluarkan dari bidang induktif, denyut amplitudo meningkat dan melalui sirkuit elektronik posisi switching asli direproduksi. Osilator tak dijaga.
Saklar kedekatan induktif didasarkan pada prinsip dari lc-osilator. Kumparan sirkuit osilator menghasilkan medan magnet frekuensi tinggi. Bidang ini memancarkan radiasi dari kedekatan switch face. Jika medan ini ditembus oleh logam ferrous atau non-ferrous, energi berkurang dan dengan demikian osilator akan dikumpulkan. Hasil dari perubahan konsumsi saat ini dievaluasi.
Baca Juga : 3 Jenis konektor listrik di dunia industri
Bagaimana Sensor jarak induktif mendeteksi benda logam?
Sensor jarak induktif menggunakan prinsip yang sama arus Eddy untuk mendeteksi benda logam. Mereka mengukur perubahan arus eddy diinduksi dalam objek sekarang, dan keluaran sinyal sesuai. Mengukur arus Eddy di dekat objek namun, adalah tugas yang rumit. Oleh karena itu, sensor jarak induktif juga memiliki sirkuit rumit di dalamnya untuk memproses sinyal dan memberikan keluaran yang layak.
Ketika diaktifkan, sensor menciptakan berosilasi medan magnet pada wajah. Medan magnet ini dibuat menggunakan osilator LC, yang terdiri dari sebuah kapasitor dan koil. Sebuah sirkuit khusus mempertahankan frekuensi osilasi pada konstan. Untuk sensor AC frekuensi ini sekitar 10 sampai 20 Hz, sementara sensor DC bekerja di 500Hz sampai 5kHz jangkauan. Sewaktu sebuah benda logam memasuki medan magnet yang dihasilkan, medan itu akan menghasilkan arus listrik di dalam benda itu. Hal ini juga menyebabkan arus Eddy beredar di dalam objek. Sebagaimana disebutkan sebelumnya, arus Eddy mengganggu medan magnet yang dihasilkan oleh sensor.
Gangguan ini mengurangi osilasi alami di sirkuit osilator. Ini juga dikenal sebagai ‘damping magnetik’. Damping magnetik meningkatkan beban pada osilasi. Selanjutnya, hal itu mengurangi jangkauan sinyal yang berosilasi. Sebuah sirkuit komparator terpisah memonitor sinyal ini berosilasi. Setiap kali jangkauan sinyal mencapai batas tertentu di bawah atau di atas, sirkuit mengaktifkan keluaran. Untuk sensor digital, ini adalah sinyal output tinggi atau rendah logika. Untuk sensor analog, sinyal keluaran adalah sinyal arus atau tegangan.
Baca Juga : Dasar Dasar Konektor Listrik
Membangun Sirkuit Inductive Proximity Sensor
Ada sensor siap pakai untuk dibeli dari berbagai produsen. Kita dapat menggunakannya dalam aplikasi otomatisasi industri mana pun di mana deteksi logam diperlukan. Serupa dengan tipe sensor lainnya, sensor jarak induktif juga datang dalam tipe keluaran yang berbeda: PNP dan NPN. Ada juga 2-kawat sensor jarak induktif yang tersedia.
Sirkuit Inductive Proximity Sensor menggunakan sensor industri
Mari kita lihat contoh di mana bel diaktifkan ketika sensor mendeteksi sebuah benda logam. Misalnya, sensor jarak induktif tipe PNP digunakan.
Mengikuti susunan kabel yang khas, kabel sensor berwarna coklat adalah terminal suplai tenaga positif. Tegangan pasokan dapat bervariasi dari 6V ke 36VDV. Kabel biru terhubung ke tanah. Keluaran sensor (kabel hitam) menghubungkan ke dasar dari tujuan umum transistor NPN. Karena ini adalah sensor PNP, output akan sekitar 0V ketika tidak ada objek terdeteksi. Ketika mendeteksi sebuah objek, pin keluaran akan mengeluarkan tegangan dekat dengan tegangan pasokan yang diberikan kepada kabel sensor cokelat.
Sensor induktif hanya dapat mengeluarkan jumlah arus yang lebih kecil. Oleh karena itu, menghubungkan keluaran langsung ke buzzer bisa merusak sensor. Menggunakan transistor sebagai tombol memungkinkan sensor untuk mengeluarkan sinyal tegangan dan mengontrol beban arus tinggi seperti buzzer. Ketika sirkuit dinyalakan dan tidak ada benda metalik yang ada di depannya, hasil sensor jarak dekat PNP mengeluarkan tegangan rendah (mendekati 0V). Kebalikan ini bias transistor, yang berarti arus tidak mengalir melalui bel. Pada titik ini, bel sudah mati. Ketika sebuah benda logam masuk ke dalam jangkauan deteksi sensor, itu mengeluarkan sinyal logika yang tinggi. Sinyal ini menyala pada transistor NPN. Karena transistor berfungsi sebagai tombol, sekarang berubah jadi bunyi.
Baca Juga : Pengertian, Sejarah, Aplikasi Controller Area Network (CAN)
Sirkuit Internal dari Inductive Proximity Sensor
Sekarang kita tahu bagaimana sensor jarak induktif bekerja, mari kita lihat lebih dekat apa yang membuat mereka ‘centang’. Seperti yang kita ketahui sekarang, sebuah sensor jarak induktif memiliki sirkuit kompleks di dalam perumahan. Sirkuit ini memiliki 4 blok fungsional utama. Yaitu,
- Tahapan osilator
- Tahap Demodulator
- Tahap pemicu
- Panggung keluaran
Mari kita bahas diagram blok fungsional dari sensor jarak induktif dari penginderaan hingga keluaran.
Tahapan osilator
Tahapan osilator terdiri dari kepala sensor, yang membentuk sirkuit LC tank. Bagian ini terdiri dari kapasitor dan induktor, yang merupakan kumparan pengintip yang menghasilkan medan magnet. Op membantu untuk mempertahankan osilasi dan menjaga konstan frekuensi. Sinyal dari tahapan osilator menyerupai gelombang sine.
Tahap Demodulator
Keluaran dari tahap osilator terhubung ke tahap demodulator. Tahap ini menerima gelombang sinus yang diproduksi, dan melakukan perbaikan menggunakan setengah perbaikan jembatan. Kapasitor C2 lebih melicinkan tegangan. Tahap Demodulator kemudian feed yang keluar ke tahap pemicu.
Tahap pemicu
Tahap pemicu terdiri dari tipe IC khusus disebut ‘schmitt trigger’. Pemicu Schmitt memiliki ciri khusus yang disebut ‘hisesis’. Misalnya, pemicu schmitt dapat mengatur keluarannya menjadi tinggi ketika tegangan masukan berada di atas 2,5v. Tapi itu hanya akan mengatur output rendah kembali lagi ketika tegangan masukan jatuh di bawah 2,0v.
Panggung keluaran
Tahap keluaran adalah tahap terakhir yang mengontrol keluaran sinyal dari sensor. Ini terutama terdiri dari transistor. Jenis transistor ini mendefinisikan tipe keluaran sensor. Jika transistor adalah tipe NPN, sensor disebut ‘NPN sensor’. Sensor khusus ini adalah tipe sensor PNP yang memiliki transistor PNP dalam tahap output. Keluaran ini dilindungi oleh RTD (detektor suhu perlawanan), yang melindungi tingkat keluaran jika kabel cokelat.
Baca Juga : Definisi, Sejarah dan Fitur SCADA
Aplikasi Inductive Proximity Sensor
Sensor jarak induktif menemukan sebagian besar aplikasi mereka di lingkungan industri dan alat berat. Salah satu yang paling populer adalah posisi pengindraan aplikasi, di mana sensor digunakan untuk mendeteksi gerakan mesin seperti forklif dan aktuator hidrolik.
Pengindraan kecepatan roda yang tidak kontur juga merupakan aplikasi lain untuk sensor induktif. Roda dengan slot/gigi digunakan untuk menghitung jumlah bunyi yang terbaca sensor per detik untuk menentukan kecepatan rotasi roda. Ini adalah aplikasi umum dalam kendaraan bermotor dan sabuk konveyor.
Baca Juga : Definisi, Cara Kerja, dan Pemilihan Programmable Logic Controller
Jangkauan Inductive Proximity Sensor
Tidak seperti sensor kedekatan kapasitor, sensor jarak induktif memiliki jangkauan pengintip yang lebih sempit. Namun, mereka dapat mendeteksi objek dalam rentang 1mm sampai 60mm. Sensor tujuan khusus juga dapat dirancang untuk memiliki peningkatan penginderaan jarak.
Dalam diagram ini, kita dapat mengidentifikasi beberapa parameter yang digunakan untuk menentukan karakteristik sensor. Sn adalah nominal penginderaan jarak. Ini jarak yang dirancang sensor untuk beroperasi. Rangkaian ini tidak memperhitungkan variasi apa pun.
Sr adalah jarak perasaan nyata. Jarak ini didefinisikan pada tegangan yang dinilai dan suhu lingkungan yang dinilai. Su adalah jarak yang dapat digunakan. Su mendefinisikan wilayah di mana itu adalah antara 90% dan 110% dari jarak penginderaan nyata. Parameter yang paling penting adalah Sa, jaminan operasi jarak. Ini adalah antara 0% dan 81% dari jarak deteksi nominal, dan sensor dijamin untuk mendeteksi objek apapun yang terdeteksi dalam wilayah ini.
Baca Juga : Definisi, Cara Kerja, dan Aplikasi Paddle Flow Switch
Sensor induktif terbuat dari apa?
Pengindraannya wajah dari sensor induktif dapat terbuat dari keramik atau poliyethere yang bisa diintip. Ini tergantung aplikasi. Perumahan sensor didasarkan pada berbagai material. Itu bisa terbuat dari baja tahan karat, PPS, PBTB, berlapis nikel atau kuningan berlapis teflon.
Untuk aplikasi di mana higiene adalah kunci seperti pengolahan makanan, baja tahan karat yang sesuai dengan standar. PPS digunakan untuk menciptakan rumah yang sensornya akan terkena suhu tinggi. Untuk melawan abrasi dan suhu yang sangat panas dan dingin, PBTB digunakan.
Seberapa akurat sensor jarak induktif?
Selama tahap manufaktur, desain sensor induktif menjalani proses kalibrasi presisi secara menyeluruh. Ini melibatkan pengarah laser dari sensor resistor yang menentukan jarak dan performa. Meskipun demikian, apabila sensor jarak digunakan di lapangan, kadang-kadang debu logam atau partikel lain dapat menumpuk di permukaan sensor seraya waktu berlalu. Hal ini mengurangi sensitivitas sensor dari waktu ke waktu.
Sensor Modern dilengkapi dengan mikroprosesor yang ditanam yang dapat mendeteksi partikel-partikel ini, dan menyesuaikan sensitivitas sensor sesuai dengan itu. Sensor ini disebut ‘chip imun’
Baca Juga : Prinsip Kerja, dan Aplikasi Laminar Flow Meter
Kesimpulan
Dalam artikel ini, kami telah meneliti secara mendalam sensor kedekatan induktif, konstruksi mereka, prinsip operasi dan aplikasi. Sensor ini menciptakan detektor logam yang sangat baik dan menemukan kegunaannya di banyak lingkungan industri dan non-industri. Ada jenis lain dari sensor jarak seperti kapasitor, usg, magnet, dan fotoelektrik yang mungkin lebih cocok dan spesifik.
Referensi : www.omch.co
