ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΠΙΕΣΣΗΣ και ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΣΗΣ

Transcript

1 ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΠΙΕΣΣΗΣ και ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΣΗΣ ΑΙΣΘΗΤΉΡΙΑ ΠΙΈΣΕΩΣ Η πίεση ορίζεται σαν η εξασκούμενη δύναμη σε μια επιφάνεια δια της επιφάνειας αυτής, επομένως για να μετρηθεί η πίεση αρκεί να μετρηθεί η δύναμη που εξασκεί αυτή πάνω σε μια γνωστή επιφάνεια. Έτσι τα περισσότερα αισθητήρια πίεσης χρησιμοποιούνται κατά βάση κάποιο αισθητήριο δύναμης. Συσκευές μέτρηση πίεσης. Οι διάφορες συσκευές για μέτρηση και έλεγχο πίεσης χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους: Στον τύπο σύγκρισης δύναμης. Χρησιμοποιούνται μανόμετρα και διατάξεις ζύγισης, όπου η πίεση μετριέται μέσω της δύναμης που εξασκείται σε μια επιφάνεια γνωστού εμβαδού. Στον τύπο ελαστικής παραμόρφωσης. Χρησιμοποιούνται ελαστικά μηχανικά στοιχεία τα οποία παραμορφώνονται κάτω από την επίδραση της πίεσης, Με την βοήθεια της παραμόρφωσης ενεργοποιείτε ηλεκτρικός διακόπτης που αυτός με τη σειρά του δίνει ηλεκτρική πληροφορία στο σύστημα ελέγχου. Στην κατηγορία των μετρητών πίεσης τύπου ελαστικής παραμόρφωσης ανήκουν οι πιεσσοστάτες. Ο πιεσοστάτης είναι αυτόματος ηλεκτρικός διακόπτης που ενεργοποιείται με τη μεταβολή της πίεσης. Τα κύρια μέρη του πιεσοστάτη είναι : Το αισθητήριο πίεσης: Το αισθητήριο είναι το μέρος εκείνο του πιεσοστάτη, που αντιλαμβάνεται τη μεταβολή της πίεσης και προκαλεί το άνοιγμα ή κλείσιμο μιας επαφής. Συνήθως το αισθητήριο αποτελείται από μια μεμβράνη η οποία ανάλογα με τη μεταβολή της πίεσης εκτείνεται ή συστέλλεται. Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 1

2 Ο διακόπτης: Ο διακόπτης του πιεσοστάτη είναι συνήθως μεταγωγική ηλεκτρική επαφή ή μια ανοικτή και μια κλειστή επαφή (N.O. N.C.). Μηχανισμός ρύθμισης πίεσης: Έχει τη δυνατότητα με ρυθμιστικούς κοχλίες να ρυθμίζει την ανώτερη και την κατώτερη στάθμη πίεσης στην οποία ανοίγει ή κλείνει τις επαφές του διακόπτη του. Βάση ή πλαίσιο: Η βάση του είναι κατάλληλα διαμορφωμένη, ώστε τόσο να συγκρατεί τα εξαρτήματά του, όσο και να προσαρμόζεται συνδέεται στο ελεγχόμενο δίκτυο πίεσης. ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ ΘΕΣΗΣ Tα αισθητήρια ανίχνευσης θέσης παρέχουν πληροφορία για τη σχετική απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και άλλων αντικειμένων στο περιβάλλον. Οι συνηθέστεροι τύποι αισθητήρων θέσης είναι: ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ (Proximity Sensors) Οι επαγωγικοί αισθητήρες προσέγγισης είναι συνήθως δυαδικοί (N.O. ή Ν.C. διακόπτες). Είναι ηλεκτρονικές συσκευές και λειτουργούν χωρίς να έρχονται σε άμεση επαφή με το αντικείμενο που ανιχνεύουν. Ο επαγωγικός αισθητήρας προσέγγισης είναι ο περισσότερο διαδεδομένος τύπος αισθητήρα για έλεγχο θέσης μεταλλικών τμημάτων. Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 2

3 Όταν παρουσιαστεί μπροστά από την ενεργό επιφάνειά του, κάποιο μεταλλικό αντικείμενο, τότε η έξοδός του αλλάζει κατάσταση. Αυτήν την ιδιότητα του επαγωγικού αισθητήρα την εκμεταλλευόμαστε σε διάφορες εφαρμογές. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΕΠΑΓΩΓΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΩΝ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΤΟΥ ΕΜΒΟΛΟΥ ΣΕ ΕΝΑ ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟ Ή ΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΚΥΛΙΝΔΡΟ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΠΑΝΩ ΣΕ ΓΡΑΜΜΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΙ ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ Οι τερματικοί διακόπτες είναι δυαδικοί διακόπτες (N.O. ή Ν.C.). Είναι ηλεκτρικές συσκευές και δίνουν σήμα στο σύστιμα ελέγχου όταν έρχονται σε άμεση επαφή με το αντικείμενο που ανιχνεύουν. ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΙ ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ Οι μαγνητικοί διακόπτες είναι δυαδικοί διακόπτες (N.O. ή Ν.C.). και ενεργοποιούνται από το μαγνητικό πεδίο μαγνήτη (μόνιμου ή ηλεκτρομαγνήτη) ο οποίος βρίσκετε στο ελεγχόμενο αντικείμενο, π.χ. Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 3

4 στο διάφραγμα ενός πνευματικού κυλίνδρου, χωρίς να έρχεται σε άμεση επαφή με το αντικείμενο που ανιχνεύουν. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ Απαιτούμενα Υλικά Πνευματικός κύλινδρος διπλής ενεργείας Πνευματικός κύλινδρος διπλής ενεργείας με μαγνητικούς διακόπτες ελέγχου θέσης του εμβόλου. Ηλεκτροπνευματική βαλβίδα 5/2 (δισταθές) Πιεσσοστάτης (2 έως 8 bar). επαγωγικός αισθητήρας προσέγγισης. Τερματικός διακόπτης Ν.Ο. Χειροκίνητος ρυθμιστής πίεσης. Μικρορελέ. Τροφοδοτικό 24 V DC Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 4

5 Α. ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΙΕΣΣΟΣΤΑΣΤΗ Πραγματοποιούμε τις συνδέσεις του παραπάνω ηλεκτροπνευματικού κυκλώματος. Με την βοήθεια του χειροκίνητου ρυθμιστή πίεσης ρυθμίζουμε την πίεση του δικτύου στα 4 bar. Ξεκινάμε την λειτουργία του κυκλώματος. Παρατηρούμε το έμβολο να κινείται παλινδρομικά. Οι μαγνητικοί αισθητήρες στο σώμα του εμβόλου ανιχνεύουν την θέση του άξονα, δίνουν την (ηλεκτρική) πληροφορία στο σύστημα ελέγχου (την Ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα) και αυτή με την σειρά της αλλάζει κατεύθυνση στη κίνηση του άξονα. Αλλάζοντας θέση στον μαγνητικό αισθητήρα S2 παρατηρώ ότι μπορώ να ελέγξω το μήκος της διαδρομής του άξονα. Ανεβάζουμε την πίεση του δικτύου στα 6 bar και επαναλαμβάνουμε τις παραπάνω ενέργειες, παρατηρούμε ότι το κύκλωμα δεν λειτουργεί. Ο πιεσσοστάτης ανίχνευση την αύξηση της πίεσης και για λόγους προστασίας του κυκλώματος σταμάτησε την λειτουργία του. Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 5

6 Β. ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ Πραγματοποιούμε τις συνδέσεις του παραπάνω ηλεκτροπνευματικού κυκλώματος Με τον τερματικό διακόπτη δίνω ηλεκτρικό σήμα στο αριστερό πηνίο της ηλεκρομαγνητικής (Η/Μ) βαλβίδας και παρατηρώ την έξοδο του εμβόλου. Όταν ένα μεταλλικό αντικείμενο περάσει μπροστά από τον επαγωγικό αισθητήρα αυτός ενεργοποιείται και με τη σειρά του δίνει σήμα στο δεξί πηνίο της Η/Μ για την επιστροφή του εμβόλου στην αρχική του θέση Λιούσας Βασίλης Ηλ/γος Μηχ/κός Π.Ε Εργαστ. Συνεργάτης ΤΕΙ Σερρών 6