ENDÜKTİF SENSÖR

Metal cisimleri algılayan sensörlere endüktif sensör denir (Görsel 1.7). Bu sensörler bir bobin

yardımıyla sürekli bir manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alana metal bir cisim yaklaştığında

manyetik alanda bir değişim oluşur. Bunun sonucunda endüktif sensörün çıkış sinyali değişir. Endüktif

sensörler, genellikle silindirik yapıda olup çapları M5, M8, M12, M18 ve M30’dur. Sensör büyüdükçe

algılama mesafesi de artar. 1 mm ile 50 mm arası algılama yapabilir. Genellikle 24 VDC ile çalışır.

End. Sensör Özellikleri

• Herhangi bir mekanik temas olmaksızın bir nesneyi algılar. Bu nedenle, algılama nesnesinin veya sensörün temastan zarar görme olasılığı yoktur.
• Su vb. ile temas edebileceği olumsuz koşullarda bile güvenilir algılama mümkündür. Sensörlerin çoğu IP67 korumalı ve yağa dayanıklı yapıya sahiptir.
• Çok yüksek tekrarlanabilirliği nedeniyle hassas nesne konumlandırma için uygundur.
• Kısa sürede tepki verir. Yüksek tepki frekansı (3,3 kHz max) sayesinde hızlı hareket eden nesnelerde bile kararlı algılama mümkündür.
• Temassız çalışması(non-contact output) sayesinde uzun ömürlüdür ve neredeyse hiç bakım gerektirmez.
• Çoğunlukla algılama aralıkları 50mm’ye kadardır.
• Genellikle silindirik(düz/çıkık kafa) veya kübik(kare) olarak üretilirler. Özel uygulamalarda farklı şekillerde imal edildiği de gözlenmektedir.
• Metrik vida dişli standart silindirik sensör çapları M5, M8, M12, M18 ve M30’dur. Çap ne kadar büyükse algılama aralığı da o kadar büyük demektir. Mesela, M5 çaplı bir endüktif sensörün algılama aralığı 1-2mm iken M30 çaplı bir endüktif sensörün algılama aralığı 15-20mm’dir.

Bunların yanında dezavantaj olarak da şunları söyleyebiliriz:

• Algılama, indüklenen akımdan kaynaklanan termal kayıplara dayandığından, akımın akamadığı metal olmayanları algılayamaz. (Ayrıca ferrit gibi akım akışına izin vermeyen metaller tespit edilemez.)
• Algılama aralığı küçüktür. Algılama aralığını iyileştirmek için algılama bobini boyutunu artırmak, korumasız sensör kafaları kullanmak vb. gibi çeşitli yöntemler olmasına rağmen, algılama aralığı fotoelektrik sensörlerinkinden daha küçüktür.

End. Sensör Nasıl Çalışır? Yapısı ve Çalışma Prensibi

Endüktif sensörün çalışma prensibi Faraday’ın İndüksiyon Kanunu’na dayanmaktadır. Burada

e = voltaj

Φ = manyetik akı

N = dönüşlü devre’yi ifade etmektedir.

Endüktif sensörler, şekilde görüldüğü gibi Osilasyon, Genişlik Ölçüm ve Çıkış Devresi olmak üzere 3 ana birimden oluşur. Bu devreler şu şekilde işler:

1. Osilasyon Devresi(Oscillation Circuit): Bu bölümde sabit bir frekans üretir. Bu frekans kendi içinde olup sürekli dış tarafa doğru yayılım yapar. Bu işlem bobinde üretilen manyetik alan içerisine metal bir cisim girene kadar sürekli devam eder. Ortama giren bu metal ile beraber bobinin sinyali değişir. Gönderilen sinyal genliği ise bu duruma bağlı olarak değişir.
2. Genişlik Ölçüm Devresi(Oscillation State Sensing Circuit): Bu bölümde osilasyon devresinden gelen sinyal genliği kontrol eder. Bu işlem süreklidir ve genlik değişimini çıkış devresine bildirir. Genlikte bir farklılık gördüğünde sinyal boyutunu arttırır.
3. Çıkış Devresi(Output Circuit): Bu kısımda ise genişlik ölçüm devresinden gelen sinyal değişimiyle beraber çıkıştaki transistörü tetikler. Transistörün çıkışı sensörün çıkışına bağlıdır. Bu sebeple tetiklemeden sonra sensör çıkışında giriş voltajı seviyesinde bir voltaj okunur. Sonrasında ise sinyal gerekli çıkış birimine gönderilir.

Sensör çıkış birimleri 4 çeşittir.. Bu birimlerde sensörün özellikleri şekillenir. Bunlar NPM, PNP, NC ve NO çıkışlarıdır.

Endüktif Sensör Ne İşe Yarar ve Nerelerde Kullanılır?

Endüktif sensörün temel amacı tanımında da bahsedildiği gibi ortamdaki metallerin varlığını ve yakınlığını tespit etmektir.

Bu sensörlerin uygulamaları aşağıdakileri içerir:

• Endüstrilerde, askeriyede, robotikte, demiryolunda, havacılıkta vb.
• Yakınlık sensörlerinde veya anahtarlarında,
• Demir, çelik, nikel ve kobalt gibi demirli metalleri algılamak için,
• Tıp alanında MRI (Manyetik Rezonans Görüntüleme) için,
• Otomotiv gövdesini monte etmek için kullanır.
• Hareket konumunu tespit etmek ve bir nesnenin hareketini kontrol etmek için,
• Trafo ve bobin üretiminde kullanır.
• Kapak ve kırık ucu tespit etmek için kullanır.
• Hareket eden arabayı fark etmek için trafik sensörlerinde kullanır.
• Göz takibi ve arama bobini üretiminde kullanır.
• Denetimler boyunca uygulama içinde seç ve yerleştir gibi bir nesnenin varlığını tespit etmek için,
• İşleme prosedürlerinde,
• Metal dedektörlerinde kullanır.
• Limit anahtarlama, hız tespiti ve darbe üretimi için,
• Sistem kontrolünü iletmek için,

Sensör Çeşitleri

Endüktif sensörler birçok farklı konfigürasyonda mevcuttur. Bunlar;

– AC veya DC,

– korumalı veya korumasız(shielded or unshielded),

– normal açık(normally open(NO)) veya normal kapalı(normally close(NC)),

– NPN, PNP, İki Telli Fonksiyonlu(Two-Wire Function) Sensör vb gibidir.

Korumasız Sensörler: Bobin tarafından üretilen elektromanyetik alan sınırsızdır. Bu da daha geniş ve daha büyük algılama mesafelerine izin verir.

Korumalı Sensörler: Üretilen elektromanyetik alan, sensör bobininin kenarlarının kapatıldığı ön kısımda yoğunlaşmıştır

NC çıkış(Normally Close): Sürekli PNP veya NPN çıkış veren herhangi bir cisim gördüğünde ise çıkışı “0” volta düşen çıkış türüdür.

NO çıkış(Normally Open): Çıkış voltajı sürekli “0” voltta olan, herhangi bir cisim gördüğünde ise çıkışı 24 volt olan (besleme voltajını 24volt baz alıyorum) çıkış türüdür.

NPN Çıkışı(Negatif Output): Sensörün bir NPN çıkışı, anahtarlandığında çıkış bağlantısını toprağa bağlar. Yük, besleme gerilimi +UB ile sensörün NPN çıkışı arasına bağlanır.

PNP Çıkışı(Pozitif Output): Sensörün bir PNP çıkışı, anahtarlandığında çıkış bağlantısını sensörün besleme voltajına bağlar. Yük, sensörün PNP çıkışı ile toprak L- arasına bağlanır. PNP çıkışlı sensörler, şasiye kısa devreleri önlemek için daha sık kullanılma eğilimindedir.

Endüktif Sensör Arızası Nasıl Tespit Edilir?

Endüktif sensörün başlıca hataları aşağıdaki gibidir:

Mekanik Hasar

Sensör satın alınırken hasar kontrolü yapılmalıdır. Daha önce bahsettiğim gibi Ultrasonik Sensörler çevresel etmenlerden (yüksek sıcaklık, sensörün içine su kaçması gibi) etkilenebilirler ve bunlar da sensörde arızaya sebebiyet verebilir. öyleyse

Sensör malzemelerinin uygulamada mevcut olabilecek herhangi bir kimyasalla uyumlu olup olmadığını doğrulamak gerekir. Aksi halde sensör işlevini kaybedebilir.

Kablo Bağlantısından Kaynaklı Sorunlar

Endüktif sensör kullanımda kablo bağlantıları doğru ölçüm yapabilmek için önem arz etmektedir. Sensör uzun kullanımlardan sonra kablo bağlantıları aşınmış ya da zarar görmüş olabilir, bu da kabloların kısa devre yapmasına ya da sensörün çalışmamasına sebebiyet verebilir. Eğer endüktif sensörünüzde sorun varsa kabloları kontrol etmenizi tavsiye ederiz. ama öyleyse

Sensörün Kirlenmesi

Uzun kullanımlardan sonra endüktif sensör toz ve kirden etkilenebiliyor bu da sensörün hassasiyetini ve çalışmasını etkileyebiliyor. Endüktif sensör arıza tespiti yaparken kontrol etmeyi ihmal etmeyelim.

Güç Kaynağı Sorunları 

Eğer kullandığınız güç kaynağı yetersiz geliyorsa endüktif sensör çalışmayacaktır. Bu durumda güç kaynağından gelen gerilimi ve akımı multimetre ile kontrol edilir. ama

Endüktif Sensör Uygulaması için tıklayınız.

Endüstriyel Sensörler konusu için tıklayınız.