Traductoare de Proximitate

Generalităţi

Traductorul este un echipament component al unui sistem automat, care transformă o mărime de măsurat (supravegheat, reglat) într-o altă mărime aptă de a fi prelucrată de dispozitivul de automatizare. Având funcţia de informare permanentă asupra unui anumit parametru specific, el face parte din intimitatea procesului controlat.

Locul traductorului în cadrul sistemului automat este între instalaţia care conţine sediul procesului şi elementul de comparaţie al dispozitivului de automatizare. El este situat deci în calea informaţională, având sensul de transmisie de la proces către sistemul de conducere.

Un traductor este compus din două elemente principale:

- Detectorul (senzorul, captorul), care reprezintă elementul sensibil specific mărimii ce este măsurată (controlată). El este în contact permanent cu elementul controlat şi realizează funcţia de sesizare a variaţiilor ce intervin. Exemple: termistorul, cuarţul piezoelectric, celula fotoelectrică etc.

- Adaptorul, care reprezintă partea ce prelucrează şi converteşte semnalul dat de detector într-o mărime utilizabilă de dispozitivul de măsurare.

În prezent se cunosc şi se folosesc o varietate mare de traductoare, clasificate după mai multe criterii şi anume:

- criteriul principiului de funcţionare (generatoare şi parametrice);

- criteriul naturii mărimii măsurate (pentru mărimi electrice şi pentru mărimi neelectrice);

- criteriul de formă al mărimii de ieşire (analogice, cu impulsuri, numerice).

Pentru a fi eficient, un traductor trebuie să fie caracterizat prin:

- sensibilitate mare;

- stabilitate în timp;

- fiabilitate mai mare decât a sistemului supravegheat;

- specificitate, adică să acţioneze numai la variaţiile parametrului supravegheat;

- histerezis (întârziere) care să ducă la eliminarea comenzilor false sau oscilante;

- consum redus;

- simplitate şi întreţinere uşoară;

- insensibilitate la perturbaţii.

În foarte multe instalaţii automatizate se folosesc cu multă eficienţă şi traductoarele de proximitate.

În tehnică, noţiunea de proximitate se referă de regulă la gradul de apropiere dintre două corpuri. În multe instalaţii tehnice se întâlnesc cazuri unde controlul poziţiei unui dispozitiv faţă de altul face parte din însuşi procesul tehnologic, motiv pentru care acestei tehnici i se acordă de mai multă vreme o foarte mare atenţie. Acest control al poziţiei dintre dispozitive aflate în deplasare, dintre care unul reprezintă sistemul de referinţă, se face cu ajutorul traductoarelor de proximitate. Acest control se face fără existenţa vreunui contact galvanic între cele două corpuri, traductoarele de proximitate cele mai răspândite, având o caracteristică tip releu (“tot sau nimic”), adică semnalul de ieşire reprezintă prezenţa sau absenţa obiectului controlat. Ca exemple, amintim cazul traductoarelor de proximitate care controlează poziţia de capăt de cursă al unui suport ce poartă o piesă supusă prelucrării, cazul când se controlează apropierea până la o anumită distanţă a două piese sau când se sesizează prezenţa (apariţia) unui obiect în zona controlată.

În viaţa de toate zilele, traductorul de proximitate poate fi folosit pentru controlul deschiderii sau închiderii unei uşi sau a unei ferestre, pentru avertizarea depărtării nedorite a două obiecte (lăzi, dulapuri etc.), pentru controlul existenţei unui obiect metalic (cazul detectoarelor de metale), pentru sesizarea apropierii unei persoane, pentru controlul parcării unui autovehicul în garaj etc.

Există două tipuri de traductoare de proximitate: magnetice şi inductive.

Traductoare de proximitate magnetice

Construcţia studiată constă dintr-un contact întrerupător şi dintr-un magnet permanent. Când magnetul se află la o distanţă foarte mică de contactul întrerupător, acesta se închide, efectuând astfel închiderea unui circuit electric. Când magnetul permanent este îndepărtat de contact, acesta revine în starea iniţială, de repaus, întrerupând astfel circuitul.

Principiul care stă la baza funcţionării acestui tip de traductor, este proprietatea unui magnet de a atrage orice obiect feromagnetic aflat în câmpul său de acţiune. Astfel dacă apropiem un magnet de un cui sau de o lamă de ras, aceste corpuri vor fi atrase cu repeziciune de către magnet. De asemeni, dacă fixăm o lamă la un capăt şi apropiem de ea un magnet se va observa că lama se curbează tinzând să se apropie de magnet.

Plecând de la această ultimă experienţă, se va descrie în continuare construcţia unui contact. Dintr-o lamă de ras decălită se taie o fâşie având dimensiunile de 3 x 35 mm. La capetele acestei fâşii elastice (a) se fac două găuri (fig.10.a).

Fig.10.

În orificiul cu diametrul de 1,5 mm se va nitui un contact din sârmă de cupru sau sârmă de argint. Se poate folosi cu rezultate bune şi o parte dintr-un contact tip platină, folosit la relee electromagnetice sau la ruptoare auto. Înălţimea contactului mobil va fi de 1 1,5 mm. De reţinut că înainte de fixarea acestui contact lama va trebui recălită, operaţie care constă în încălzirea ei până la roşu urmată de răcirea rapidă în apă.

Pentru următoarea piesă (b), din fig.10.b, se va folosi tablă de alamă groasă de 1 mm. Terminalul de 6 x 1 care apare la această piesă foloseşte pentru conectarea releului la schema electronică.

Piesa (c) din fig.10.c se va realiza din textolit, material plastic sau orice alt material electroizolant având o grosime de 2 mm.

Piesa (d) din fig.10.d se va realiza din tablă de alamă groasă de 1 1,5 mm. În orificiul de 2 mm diametru aflat la distanţa de 3 mm de margine se va nitui contactul fix, care va consta, ca şi în cazul contactului mobil dintr-o bucată de cupru sau alt material convenabil.

Piesa (e) va fi confecţionată din tablă de fier groasă de 0,5 mm sau dintr-o tolă de transformator.

Montarea contactului se va face astfel: peste piesa (c) se aşează la unul din capete lamela (a), iar peste aceasta piesa (b), aşa fel ca orificiile cu diametrul de 2 mm să corespundă între ele, iar lamela să cadă în dreptul ferestrei piesei (c).