Давачі наближення (стр. 1 из 3)
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління
Факультет АКСУ
Кафедра АІВТ
Датчики наближення
з дисципліни
Перевірив : к.т.н. Кучерук В.Ю.
Виконав: ст. гр. 1АВ-06 Кіт О.О.
Вінниця 2009
ЗМІСТ
ВСТУП
1. Класифікація давачів наближення
2. Методи виявлення об’єктів фотоелектричними давачами наближення
2.1 Метод перетину променя
2.2 Метод відбиття від рефлектора
2.3 Метод відбиття від об’єкта
2.3 Метод фіксованого відбиття від об’єкта
3. Конструктивні особливості реальних фотоелектричних давачів наближення
4. Основні принципи побудови інфрачервоного давача наближення
5. Розробка методики розрахунку давача наближення
ВИСНОВКИ
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Додатки
Додаток Б Давач наближення. Перелік елементів
Додаток В Приклад розрахунку давача наближення
Додаток Г Алгоритм розрахунку давача наближення
Додаток Д Лістинг програми розрахунку давача наближення
Додаток Е Результати роботи програми розрахунку давача наближення
ВСТУП
Давачі наближення знайшли широке застосування в різних галузях науки і техніки. Їх розповсюдженість обумовлена високою надійністю і стійкістю до жорстких умов експлуатації.
Давач — первинний вимірювальний перетворювач величини, що вимірюється і контролюється, у вихідний сигнал для дистанційної передачі та використання в системах керування [1].
Давач являє собою електронний пристрій, що реагує на наближення до чутливої поверхні датчика певних предметів, в залежності від принципа дії давача, критерії до об’єкта визначення можуть мінятися. Так, наприклад, для ємнісних давачів наближення головним параметром являється діелектрична проникність об’єкта, якщо вона відмінна від одиниці, то наближення об’єкту до сенсору викличе відповідну реакцію. Для інфрачервоних давачів головним є кількість світла, що відбивається від об’єкта. Так наприклад людина у білому одязі буде розпізнана швидше ніж у чорному.
Крім того, кожен тип давача має свої типові схеми ввімкнення, кожна із яких використовується при рішенні певного кола задач. Більш детальну класифікацію типів давачів і схем їх ввімкнення розглянемо в першому і другому розділах курсової роботи.
1. Класифікація давачів наближення
Класифікація давачів наближення по методу спрацювання, і за структурою наведена в таблиці 1 [2].
Таблиця 1 Класифікація датчиків наближення
| Тип давача | Опис |
| Інфрачервоні активні | Являє собою оптичну систему з ІЧ-випромінювача й ІЧ-приймача, що дозволяє сформувати невидимий оком рубіж охорони довжиною до 100 метрів. Принцип дії активного ІЧ давача заснований на формуванні випромінювачем імпульсного ІЧ випромінювання, що вловлюється приймачем. У момент перетинання охоронюваного рубежу ІЧ випромінювання перестає попадати на приймач, і давач формує сигнал тривоги. Такі давачі бувають як однопроменевими так і багатопроменевими. При кількості променів більше двох зменшується можливість появи помилкового спрацьовування, тому що формування сигналу тривоги відбувається тільки при одночасному перетинанні всіх променів. |
| Радіохвильові об'ємні | Призначені для виявлення проникнення в приміщення й допускають маскування матеріалами, що пропускають радіохвилі (тканини, деревні плити). Електромагнітне поле СВЧ діапазону, створюване оповіщувачем, не має шкідливого впливу на організм людини. |
| Лінійні радіохвильові | Забезпечують виявлення людини, що перетинає зону виявлення. Оповіщувач складається з передавального й прийомного блоку, які розміщаються на протилежних кінцях охоронюваної ділянки. Передавальний блок випромінює електромагнітні коливання в напрямку прийомного блоку. Прийомний блок приймає ці коливання, аналізує амплітудні й часові характеристики прийнятого сигналу й у випадку їхньої відповідності закладеній моделі "порушника" формує тривожне повідомлення |
| Об'ємні ультразвукові | Призначені для виявлення проникнення або спроби проникнення в охоронюваний об’єм, переміщення предметів в охоронюваному об’ємі. |
| Магнітоконтактні | Призначені для блокування дверних і віконних прорізів, а також для блокування інших конструктивних елементів будинків і споруд. Оповіщувачі складаються з магнітокерованого давача на основі геркона й задаючого елемента (магніту). Магнітоконтактні оповіщувачі відрізняються один від одного по типу установки (накладні, урізні), матеріалу з якого вони виготовлені (метал або пластик), а також величині робочого зазору, при якому оповіщувач перебуває в черговому режимі |
2. Методи виявлення об’єктів фотоелектричними давачами наближення
По методу виявлення об'єкта фотоелектричні давачі підрозділяються на 4 основні групи: перетинання променя, відбиття від рефлектора, відбиття від об'єкта, фіксоване відбиття від об'єкта. Розглянемо кожний з видів більш детально.
2.1 Метод перетину променя
У методі перетинання променя передавач і приймач розділені по різних корпусах, що дозволяє встановлювати їх навпроти один одного на робочій відстані, як показано на рисунку 1. Принцип роботи заснований на тому, що передавач постійно посилає світловий промінь, що приймає приймач. Якщо світловий сигнал давача переривається внаслідок перекриття стороннім об'єктом, приймач негайно реагує міняючи стан виходу.
Рисунок 1 – Метод перетину променя
2.2 Метод відбиття від рефлектора
У методі відбиття від рефлектора приймач і передавач давача перебувають в одному корпусі, як показано на рисунку 2. Напроти давача встановлюється рефлектор (відбивач). Світловий сигнал, що посилається передавачем, відбиваючись від рефлектора попадає в приймач давача. Якщо світловий сигнал припиняється, приймач негайно реагує міняючи стан виходу.
Рисунок 2 – Метод відбиття від рефлектора
2.3 Метод відбиття від об’єкта
У методі відбиття від об'єкта приймач і передавач давача перебувають в одному корпусі. При робочому стані давача всі об'єкти, що попадають у його робочу зону, стають своєрідними рефлекторами, дивись рисунок 3. Як тільки світловий промінь відбившись від об'єкта попадає на приймач давача, той негайно реагує міняючи стан виходу.
Рисунок 3 – Метод відбиття від об’єкту
2.4 Метод фіксованого відбиття від об’єкта
У методі фіксованого відбиття від об'єкта приймач і передавач давача перебувають в одному корпусі. Ці давачі мають два режими роботи: нормальний і "зона". Принцип дії давача при нормальному режимі такий самий як і у відбиття від об'єкта, але більш чутливий. Наприклад, можливо визначення роздутої пробки на пляшці з кефіром, неповне наповнення вакуумного впакування із продуктами й т.д. При роботі давача в режимі "зона" можна обмежити границі реагування на об'єкти в межах робочої відстані [3].
3 Конструктивні особливості реальних фотоелектричних давачів наближення
Фотодавачі можуть випромінювати світло в інфрачервоному, червоному або зеленому спектрі. Вихідний керуючий сигнал датчика працює за принципом так/ні. Завдання датчика виявити об'єкт на відстані. Ця відстань варіюється в межах 0,3мм-50м, залежно від обраного типу датчика й методу виявлення. Вихідний сигнал датчиків може бути транзисторний, тиристорним або контакт реле.
Основна частина фотоелектричних давачів виконана в прямокутних корпусах: металевих або пластикових. Давачі можуть бути вертикального виконання або горизонтального, залежно від розташування оптичної системи на корпусі давача, рисунок 4. Деякі типи давачів мають підковоподібну форму корпуса або циліндричну, котра у свою чергу ділиться на осьову й радіальну.
 |  |  |
Рисунок 4 – Різні типи корпусів давачів: циліндричні, прямокутні, підковоподібні
В окрему групу по своїх конструктивних особливостях можна виділити типи давачів з оптоволокном. У цьому випадку електрична частина давача перебуває в доступному й безпечному місці, а приймач і передавач давача винесені безпосередньо в зону детектування. Вони передають світловий сигнал до підсилювача по оптоволоконному кабелі. У цих типах давачів також існують всі методи виявлення. Фотодавачі з оптоволокном незамінні при рішенні завдань виявлення у важкодоступних місцях і зонах з тяжкими умовами навколишнього середовища, а завдяки мініатюрності такої оптичної системи можливе виявлення об'єктів до 0,012мм у діаметрі. До того ж вихід з ладу чутливого елемента давача в тяжких умовах роботи незначно впливає на вартість відновлення давача. Один підсилювальний блок працює з безліччю оптичних кабелів, що розрізняються й по методу виявлення, й по конструктивних особливостях, так що вам не буде потрібно міняти весь давач при зміні завдання керування [4].