Senzorii inductivi de pozitie si viteza vin intr-o mare varietate de forme, marimi si modele. Toti senzorii inductivi se poate spune ca functioneaza pe principiile de transformare si toate folosesc un fenomen fizic bazat pe curentii electrici alternativi. Acest lucru a fost observat pentru prima data de Michael Faraday in 1830, cand a constatat ca primul conductor traversat de un curent electric ar putea conduce „induce” un curent sa circule printr-un al doilea conductor. Descoperirile lui Faraday au continuat sa furnizeze motoare electrice, dinamuri si, desigur, senzori inductivi de pozitie si viteza. Astfel de senzori includ intrerupatoare simple de proximitate, senzori inductivi variabili, senzori de rezistenta variabili, rezolvere, sincronizatoare, transformatoare diferentiale variabile lineare si rotative (RVDT si LVDT).

Tipuri diferite

Intr-un senzor de proximitate simplu, dispozitivul este alimentat cu energie electrica, care determina un curent alternativ sa curga intr-o bobina (denumita uneori bucla, mosor sau sprirala). Cand un obiectiv permeabil conductiv sau magnetic, cum ar fi un disc de otel, se apropie de bobina, acesta schimba impedanta bobinei. Cand este trecut un prag, acesta actioneaza ca un semnal ca tinta este prezenta. Senzorii de proximitate sunt de obicei folositi pentru a detecta prezenta sau absenta unui obiect din metal si productia de energie electrica incearca de multe ori sa treaca de intrerupator. Acesti senzori sunt utilizati pe o scara larga in multe aplicatii industriale, in care contactele electrice de la un intrerupator traditional s-ar fi dovedit problematice altfel – mai ales atunci cand multa apa si murdarie este prezenta. Veti vedea o multime de senzori inductivi de proximitate data viitoare cand veti merge cu masina la spalat.

Senzorii variabili inductivi si de rezistenta produc de obicei un semnal electric proportional cu deplasarea unui obiect conductor sau magnetic (in mod normal, o tija de otel) relativ cu o bobina. Ca si in cazul senzorului de proximitate, impedanta unui bobine variaza proportional cu deplasarea obiectivului relativ cu o bobina alimentata cu un curent alternativ. Astfel de dispozitive sunt de obicei folosite pentru a masura deplasarea pistoanelor in cilindri, de exemplu in sistemele hidraulice sau pneumatice. Pistoanele pot fi aranjate pentru a trece peste diametrul exterior al bobinei.

Sincronizatoarele masoara cuplajul inductiv intre bobine, dupa cum se misca una fata de cealalta. Ele sunt de obicei rotative si necesita conexiuni electrice atat la partile in miscare cat si la cele stationare (de obicei mentionate ca si rotor sau stator). Ele pot oferi o precizie extrem de mare si sunt de obicei folosite in metrologie industriala, antene radar si telescoape. Sincronizatoarele sunt de obicei costisitoare si tot mai rare in zilele noastre, fiind inlocuite in cea mai mare parte de rezolvere (fara perii). Acestea sunt o alta forma de detector inductiv, dar conexiunile electrice sunt efectuate numai prin infasurari pe stator.

LVDT, RVDT si rezolverele masoara schimbarea in cuplajul inductiv intre bobine, cunoscute sub numele de infasurari primare si secundare. Infasurarile primare transmit energia la infasurarile secundare, dar energia cuplata la fiecare dintre infasurarile secundare variaza proportional cu deplasarea relativa a obiectivului magnetic permeabil. Intr-un LVDT, acesta este, de obicei, o tija de metal care trece prin alezajul infasurarilor. Intr-un RVDT sau un rezolver, acesta este, in mod normal, un rotor sau o piesa care se roteste in raport cu infasurarile dispuse in jurul valorii de la periferia rotorului. Aplicatiile tipice pentru LDVT si RDVT: servodirectia hidraulica in industria spatiala, a motorului si a sistemului de control a combustibilului. Aplicatiile tipice pentru rezolvere includ comutatiile motoarelor electrice fara perii.

Un avantaj semnificativ al senzorilor inductivi este faptul ca circuitele asociate de procesare a semnalului nu trebuie sa fie situate in imediata apropiere a bobinei. Acest lucru permite ca bobinele sa fie amplasate in medii dure, care altfel s-ar putea opune altor tehnici de detectie.

Aplicatii

Senzorii inductivi au un istoric lung de functionare sigura in conditii dificile. Prin urmare, acestia sunt de multe ori alegerea automata pentru aplicatiile legate de siguranta. Astfel de aplicatii sunt comune in armata, industria aerospatiala, sectorul feroviar si industriile grele. Motivul pentru aceasta reputatie solida se refera la fizica de baza si la principiile de functionare, care sunt, in general, independente de:

- mutarea contactelor electrice
- temperatura
- umiditate, apa si condens
- corpuri straine cum ar fi praful, pietrisul, grasimile si nisipul.

Puncte tari si puncte slabe

Datorita naturii elementelor de functionare de baza – spire si piese metalice – majoritatea senzorilor inductivi sunt extrem de robusti. Tinand seama de reputatia lor solida, o intrebare evidenta este „De ce nu sunt senzorii inductivi folositi mai des?” Motivul este ca robustetea lor fizica functioneaza atat ca un punct forte cat si ca o slabiciune. Senzorii inductivi tind sa fie precisi, fiabili si robusti, dar si mari, voluminosi si grei. Cea mai mare parte a materialului si cerinta pentru spire face productia costisitoare, in special dispozitivele de inalta precizie. Pe langa senzorii simpli de proximitate, senzorii inductivi mai sofisticati sunt mai prohivitivi pentru marea masa, aplicatiile comerciale sau industriale.

Dispozitive de ultima generatie

Cu toate acestea, o noua generatie de senzori inductivi a patruns pe piata in ultimii ani si au o reputatie in crestere, nu numai in pietele traditionale, dar si in industria auto, medicala, de petrol si gaze. Aceasta noua generatie de senzori inductivi utilizeaza aceeasi fizica de baza ca si dispozitivele traditionale, dar utilizeaza circuite imprimate si electronice digitale moderne in schimbul materialelor de constructie voluminoase si electronicelor analogice. Abordarea este eleganta si, de asemenea, deschide gama de aplicatii pentru ca senzorii inductivi sa includa senzori 2D si 3D.

Utilizarea circuitelor imprimate permite senzorilor sa fie imprimati cu substraturi flexibile subtiri, care pot eradica, de asemenea, nevoia de cabluri traditionale si conectori.

Ca si in tehnicile traditionale inductive, abordarea ofera o masurare cu precizie in medii dure. Exista si unele avantaje importante:

- cost redus
- precizie crescuta
- greutate redusa
- inginerie mecanica simplificata
- dimensiune compacta
- simplificarea interfetei electrice.