1. Cel ćwiczenia

Zaznajomienie się z binarnymi czujnikami zbliżeniowymi - ich budową, zasadą działania i cechami charakterystycznymi; sporządzenie wykresów histerezy dla wybranych materiałów.

2. Schemat stanowiska

Stanowisko: składa się z czterech czujników zbliżeniowych umieszczonych w prostej linii ( indukcyjnego, pojemnościowego, kontaktronowego oraz halla). Przed linią czujników znajduje się mikrometr umieszczony na szynie umożliwiającej jego ustawienie przed każdym z czujników. Wszystkie czujniki po zmianie sygnału wyjściowego oznaczającej obecność przedmiotu przed czujnikiem zapala czerwoną lampkę, która świeci do momentu zmiany sygnału na oznaczający brak przedmiotu przed czujnikiem. Umieszczając przedmioty odpowiednio dobrane do czujnika ( wykrywalne przez dany czujnik) na mikrometrze, a następnie zbliżając jego śrubę możemy odczytać odległość przy jakiej przedmiot staje się widoczny dla czujnika (zapala się lampka) . Odległość przy jakiej przedmiot znika z „pola widzenia” odczytujemy cofając przedmiot (lampka gaśnie). Ćwiczenie pozwoli na zbadanie zasięgu poszczególnych czujników dla przedmiotów wykonanych z różnych materiałów oraz wyznaczenie histerezy.

3. Wyniki pomiarów

Zbliżenie - odległość przy jakiej czujnik włącza się

Oddalanie - odległość przy której czujnik wyłącza się

Histereza - różnica odległości włączania i wyłączania czujnika

Wyniki podane są w milimetrach

Czujnik indukcyjny:

	indukcyjny
	zbliżanie	oddalanie	histereza
tworzywo sztuczne	-	-	-
mosiądz	16,4	16,11	0,29
miedź	17,95	17,65	0,3
aluminium	16,75	16,45	0,3
stal	11,15	10,85	0,3

Mosiądz:

Miedź:

Aluminium:

Stal:

Czujnik pojemnościowy:

	pojemnościowy
	zbliżanie	oddalanie	histereza
tworzywo sztuczne	20,15	14,7	5,45
mosiądz	14,1	6,5	7,6
miedź	13,9	8,8	5,1
aluminium	13,65	8,4	5,25
stal	14	9,15	4,85

Tworzywo sztuczne:

Mosiądz:

Miedź:

Aluminium:

Stal:

Czujnik kontaktronowy

	kontaktronowy
	zbliżanie			oddalanie			histereza
magnes duży stały	14,55			9,95			4,6
magnes neodymowy	15,65			13,05			2,6
magnes mały stały	23,94	24,42	24,91	23,82	24,31	24,8	0,12	0,11	0,11

Magnes duży stały:

Magnes neodymowy:

Czujnik Halla:

	Halla
	zbliżanie			oddalanie			histereza
magnes duży stały	21,55			18,85			2,7
magnes neodymowy	19,25			17,8			1,45
magnes mały stały	25,29	25,12	24,64	25,37	25,02	24,88	-0,08	0,1	-0,24

Magnes duży stały:

Magnes mały stały:

4. Wnioski

Dokonaliśmy pomiaru charakterystyki czterech rodzajów czujników, które przedstawiliśmy w tabelkach i wykresach. Jak widać różne czujniki charakteryzują się różnymi parametrami, więc mogą znaleźć zastosowanie w różnych procesach przemysłowych. Inteligentne wykorzystanie czujników umożliwia znaczne zwiększenie efektywności, wydajności i automatyzacji procesów produkcyjnych.

Z wyników dokonanych przez nas pomiarów widać bardzo dobrze zjawisko histerezy, polegające na różnicy między odległością, w jakiej czujnik zaczyna wykrywać obiekt, a odległością, w jakiej obiekt przestaje być wykrywalny przez czujnik. Da się też łatwo zauważyć, iż histereza osiąga najmniejsze wartości dla czujnika indukcyjnego, co powinno obligować za uznaniem go za najdokładniejszy czujnik. Jednak bardzo znaczącą wadą tego sensora jest jego wrażliwość jedynie na obiekty metalowe, co dyskwalifikuje go przy wykrywaniu elementów wykonanych z innych materiałów. W przeciwieństwie do czujnika indukcyjnego bardzo szeroką gamą wykrywalnych materiałów może się poszczycić czujnik pojemnościowy, który reaguje na każdy materiał wpływający na pojemność kondensatora. Niewątpliwą wadą czujnika pojemnościowego jest jednak duża histereza, przez co czujnik ten można uznać za mało precyzyjny.

Czujniki kontaktronowy i Halla wykazują się jeszcze mniejszą tolerancją materiału, gdyż mogą wykrywać jedynie magnesy. W przypadku magnesu dużego i neodymowego histereza była stosunkowo duża i występowała tylko raz, a w przypadku małego magnesu trwałego zjawisko histerezy zachodziło wielokrotnie. W czasie przybliżania i oddalania magnesu do i od czujnika, ten kilkukrotnie wykrywał i przestawał wykrywać magnes, przez co nie można wykonać dla niego jednoznacznego wykresu histerezy. Ciekawym zauważonym przez nas zjawiskiem była unipolarność czujnika hallotronowego, który reagował tylko na jeden z biegunów magnesu.

---