Cel ćwiczenia:

Badanie czujników.

Wiadomości teoretyczne:

Czujnik -  fizyczne bądź biologiczne narzędzie będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich.

W naukach technicznych czujnik to urządzenie dostarczające informacji o pojawieniu się określonego bodźca, przekroczeniu pewnej wartości progowej lub o wartości rejestrowanej wielkości fizycznej. W tym ujęciu układ czujnika składa się z: czujnika, przetwornika oraz często układu kondycjonowania sygnału i telemetrycznego. Najczęściej spotykanymi czujnikami są czujniki dostarczające informację w jednej z wielkości elektrycznych, takich jak: napięcie, natężenie prądu, opór elektryczny. Przyczyną tego jest fakt, że prąd elektryczny to sygnał, który łatwo wzmocnić, przesłać na duże odległości, poddać dalszemu przetwarzaniu przy użyciu technik cyfrowych i komputerów, a także zachować.

Wykaz zastosowanych elementów:

Sensor SELS PCIDX-25P

Sensor IMPOL -1 PCZ D20 CNP NPN

Napięcie pracy 12-30 V DC

Prąd obciążenia 0-200 mA

Napięcie szczątkowe < 2 V

Prąd bez wysterowania < 10 mA

Tętnienia nap. zasilania < 10%

Histereza < 20 %

Stopień ochrony IP 67

Wibracje 50 Hz/1 min

Częstotliwość max. 100 Hz

Zabezpieczenie przeciwzwarciowe jest (pulsacyjne)

Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją jest

Wskaźnik sygnalizacji LED tak

Materiał obudowy mosiądz niklowany

Zakres temperatur pracy -25....+60 C

EMC PN-EN 60 947-5-2

Współczynnik temperaturowy < 10 %

Sposób montażu czoło niewbudowane

Próbki badane:

• Aluminium

• Stal

• Miedź

• Ceramika

• Tekstolit

• Pyli propylen

Zasilanie:

Zasilacz Metex Universal Szstem MS - 9150

Schemat połączeń układu:

Wykonanie:

Jako pierwszy został badany czujnik SELS PCDX-25P (indukcyjny). Został on podłączony jak na schemacie do zasilacza Metex Universal System MS-9150. Po włączeniu zasilacza ustawiona została optymalne napięcie dla czujnika wynoszące 20V. Po położeniu sensora na papier milimetrowy w celu zliczania odległości obiektu mierzonego od czujnika przykładaliśmy poniższe materiały:

• Aluminium

• Miedź

• Stal

• Ceramika

• Tekstolit

• Pyli propylen

Możliwości czujnika badaliśmy poprzez powolne dosuwanie i odsuwanie mierzonych rzeczy. Gdy sensor wykrył zaświecała się żółta dioda zamieszczona na górnej części obudowy.

Wyniki zapisane w tabelce:

Materiał	Odległość od czujnika [mm]	Reakcja/brak reakcji czujnika	Odsuwanie* [mm]
Aluminium	19	Reakcja	20
Stal	19	Reakcja	20
Miedź	12	Reakcja	13
Ceramika	-	Brak reakcji	-
Tekstolit	-	Brak reakcji	-
Pyli propylen	-	Brak reakcji	-

*maksymalna odległość reakcji sensora na mierzony obiekt podczas jego odsuwania.

Charakterystyki:

• Aluminium

• Stal

• Miedź

Jako drugi został badany czujnik IMPOL-1PCZ D20 CNP NPN (pojemnościowy). Został on podłączony jak na schemacie do zasilacza Metex Universal System MS-9150. Po włączeniu zasilacza ustawiona została optymalne napięcie dla czujnika wynoszące 20V. Po położeniu sensora na papier milimetrowy w celu zliczania odległości obiektu mierzonego od czujnika przykładaliśmy poniższe materiały:

• Aluminium

• Miedź

• Stal

• Ceramika

• Tekstolit

• Pyli propylen

Możliwości czujnika badaliśmy poprzez powolne dosuwanie i odsuwanie mierzonych rzeczy. Gdy sensor wykrył zaświecała się zielona dioda z tylnej części obudowy.

Wyniki zapisane w tabelce:

Materiał	Odległość od czujnika [mm]	Reakcja/brak reakcji czujnika	Odsuwanie* [mm]
Aluminium	26	Reakcja	38
Stal	27	Reakcja	39
Miedź	19	Reakcja	31
Ceramika	7	Reakcja	19
Tekstolit	4	Reakcja	16
Pyli propylen	12	Reakcja	24

*maksymalna odległość reakcji sensora na mierzony obiekt podczas jego odsuwania.

Charakterystyki:

• Aluminium

• Stal

• Miedź

• Ceramika

• Tekstolit

• Poli propylen

Następnie dokonano pomiary przy dopuszczalnej zmianie napięcia dochodzącego z zasilacza. Wyniki po tym zabiegu nie uległy zmianie.

Wnioski:

Sensory w zależności od ich rodzaju mają różną wykrywalność. Czujniki indukcyjne wykrywają tylko ferromagnetyki, skąd też niektórym mierzonych materiałów nie wyczuły. Zaś czujniki pojemnościowe radą sobie nie tylko z ferromagnetykami ale również innymi obiektami w różno jakich rodzajach. Każdy badany sensor przy odsuwaniu badanego obiektu wyczuwa go z dalszej odległości niż jak by był przysuwany. W zależności od czujnika obiekty były dostrzegane w różnej odległości. Po zmianie napięcia na wyjściu zasilacza wyniki się nie zmieniały.

---