تفاوت سنسور مغناطیسی و القایی در چیزی است که تشخیص می‌دهند: سنسور مجاورتی مغناطیسی به میدان آهنربا پاسخ می‌دهد، اما سنسور القایی حضور یک قطعه فلزی رسانا را تشخیص می‌دهد و برای این کار به نصب آهنربا روی هدف نیاز ندارد. به همین دلیل، سنسور مناسب آهنربای پیستون جک لزوما گزینه مناسبی برای شمارش قطعات فلزی نیست.
این تفاوت هنگام تعویض سنسور اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. ممکن است دو مدل، ولتاژ تغذیه و شکل اتصال مشابهی داشته باشند، ولی با قرار گرفتن در محل نصب یکسان، هدف یکسانی را نبینند. انتخاب باید از نوع هدف شروع شود و سپس با شرایط نصب و ورودی کنترلر تطبیق پیدا کند.
مبنای این مقایسه، کلیدهای مجاورتی صنعتی است؛ حسگرهای اندازه گیری جریان، قطب نما و همه تجهیزات مبتنی بر مغناطیس در این گروه قرار نمی‌گیرند.
برای آشنایی کلی‌تر با خانواده‌ها و کاربرد حسگرها، مقاله سنسور چیست؟ (انواع سنسور صنعتی، کاربردها و نکات قبل از خرید) را بخوانید.
در این راهنما، تفاوت عملکرد دو فناوری و اثر آن بر انتخاب سنسور برای سیلندر، مکانیزم متحرک و خط تولید بررسی می‌شود.
مقایسه سنسور مغناطیسی و القایی در یک نگاه
برای انتخاب اولیه، ابتدا نوع هدف و روش دسترسی به آن را مشخص کنید. جدول زیر تفاوت دو خانواده را در کاربردهای مجاورتی نشان می‌دهد:
| معیار | سنسور مغناطیسی مجاورتی | سنسور القایی مجاورتی |
|---|---|---|
| هدف اصلی | آهنربا، مانند مگنت پیستون | فلز رسانا (مانند: فولاد و آلومینیوم) |
| عامل تحریک | میدان آهنربای هدف | اثر فلز بر میدان تولید شده سنسور |
| نیاز هدف به آهنربا | در کاربرد مورد مقایسه، بله | خیر |
| تماس با هدف | بدون تماس؛ با امکان وجود کنتاکت داخلی در Reed | بدون تماس با هدف و بدون کنتاکت متحرک |
| نصب متداول | شیار یا بست سیلندر سازگار | مقابل قطعه فلزی، روی براکت یا بدنه دستگاه |
| عامل مهم در برد | آهنربا، جهت میدان و مسیر تا حسگر | مدل سنسور، جنس و ابعاد فلز، نحوه نصب |
| نمونه کاربرد | اعلام رسیدن پیستون به نقطه تنظیم | تشخیص حضور یا عبور قطعه فلزی |
طبقه بندی هدف به آهنربا و فلز در راهنمای سنسورهای مجاورتی OMRON نیز آمده است. جنس فلزی بدنه یک سنسور، به تنهایی فناوری آن را مشخص نمی‌کند.
تفاوت عملکرد سنسور مغناطیسی و القایی
هر دو فناوری می‌توانند حضور هدف را بدون برخورد فیزیکی تشخیص دهند، اما روش تبدیل حضور هدف به سیگنال الکتریکی متفاوت است:
-
سنسور مغناطیسی؛ تشخیص میدان آهنربا
در کاربرد رایج سیلندر پنوماتیک، آهنربا همراه پیستون حرکت می‌کند. سنسور در محل مناسب روی بدنه نصب می‌شود و با رسیدن آهنربا به محدوده حساس آن، خروجی تغییر وضعیت می‌دهد. این روش به پیستون مگنت دار و سازگاری سنسور با ساختار سیلندر نیاز دارد.
ساختار داخلی همه سنسورهای مغناطیسی یکسان نیست. در نوع Reed، میدان آهنربا تیغه های داخلی را تحریک می‌کند و کنتاکت مکانیکی تغییر وضعیت می‌دهد. در نوع الکترونیکی یا Solid State، تشخیص با مدار حالت جامد انجام می‌شود و کنتاکت متحرک وجود ندارد. توضیح Festo درباره سنسورهای Reed و الکترونیکی سیلندر این تفاوت را شرح می‌دهد.
Hall و AMR دو فناوری الکترونیکی تشخیص میدان هستند؛ بنابراین نباید Solid State را فقط معادل Hall دانست. برای شناخت خانواده های دیگر، مقاله انواع سنسور مغناطیسی + کاربردهای آن در صنعت را ببینید.
-
سنسور القایی؛ تشخیص فلز با جریان گردابی
در ساختار متداول سنسور القایی، سیم پیچ و مدار نوسان ساز یک میدان الکترومغناطیسی متناوب مقابل سطح حساس ایجاد می‌کنند. با ورود فلز رسانا به این میدان، جریان های گردابی در هدف شکل می‌گیرند و بر نوسان مدار اثر می‌گذارند. مدار تشخیص، این تغییر را به تغییر وضعیت خروجی تبدیل می‌کند.
در این روش، قطعه فلزی لازم نیست آهنربا باشد. اصل جریان گردابی در شرح عملکرد سنسور القایی Balluff توضیح داده شده است. برای آشنایی با شکل بدنه و دسته بندی مدل ها نیز می‌توانید سنسور القایی چیست؟ راهنمای کاربردی برای پروژه شما را بخوانید. برای مشاهده دو نمونه محصول القایی با مشخصات متفاوت، صفحات BES 516-324-S4-C؛ سنسور القایی Balluff | مشخصات و خرید و IB5096 (IB-3020-BPKG) | سنسور القایی IFM را بررسی کنید. هر مدل فقط زمانی مناسب است که جنس و ابعاد هدف، فاصله، نصب و خروجی آن با نیاز دستگاه تطبیق داشته باشد.
برای جک و خط تولید کدام سنسور مناسب است؟
کاربرد را بر اساس هدف قابل دسترس تعریف کنید. دو سنسور ممکن است در یک دستگاه استفاده شوند؛ اما هر کدام بازخورد متفاوتی فراهم کنند:
1. تشخیص پیستون در سیلندر مگنت دار
اگر سیلندر برای نصب سنسور مغناطیسی طراحی شده باشد، می‌توان موقعیت آهنربای پیستون را از بیرون بدنه تشخیص داد. وجود آهنربا، جنس بدنه، نوع شیار یا بست و سازگاری مدل سنسور باید مشخص باشد؛ این قابلیت را نمی‌توان برای همه جک ها فرض کرد.
برای مثال، در یک مکانیزم هل دهنده، دو کلید مغناطیسی سازگار می‌توانند رسیدن پیستون به دو نقطه تنظیم را گزارش کنند. این یک مثال از طراحی کنترل است، نه معرفی یک مدل مناسب برای همه دستگاه ها. جزئیات این کاربرد در مقاله سنسور جک موتور چیست؟ انواع، نحوه عملکرد و کاربرد سنسور جک آمده است.
2. تشخیص قطعه یا نشانه فلزی بیرونی
برای تشخیص حضور یک قطعه فلزی در ایستگاه مونتاژ یا عبور آن از مقابل حسگر، سنسور القایی قابل بررسی است. در مکانیزم متحرک نیز می‌توان یک نشانه فلزی یا «پرچم فلزی» را مقابل سنسور قرار داد، به شرط آنکه طراحی مکانیکی و فاصله کاری مناسب باشد.
در جک بدون مگنت، نصب سنسور القایی مقابل یک هدف فلزی بیرونی می‌تواند راهکاری قابل بررسی باشد؛ اما قرار دادن آن در شیار سنسور مغناطیسی، به خودی خود امکان تشخیص پیستون داخل سیلندر را ایجاد نمی‌کند.
برای انتخاب سنسور متناسب با هدف، نوع جک و محل نصب، کد مدل یا عکس کاربرد را برای کارشناسان تناوب بفرستید. تماس: ۰۹۱۲۳۳۸۰۲۱۶ | پیام در واتساپ
راهنمای Balluff درباره فناوری های تشخیص موقعیت سیلندر، تشخیص هدف فلزی بیرونی را از تشخیص آهنربای پیستون جدا می‌کند.
3. تفاوت برد و نحوه نصب
مقایسه برد تنها زمانی مفید است که هدف و شرایط آزمون مشخص باشند. عدد فاصله تشخیص روی دو دیتاشیت، بدون شناخت هدف مرجع، مبنای کافی برای انتخاب نیست.
4. وابسته بودن فاصله تشخیص به هدف
در سنسور القایی، جنس و اندازه هدف بر فاصله عملکرد اثر می‌گذارد. نباید برد اعلام شده برای هدف فولادی را بدون بررسی، برای آلومینیوم یا مس نیز یکسان فرض کرد. راهنمای اثر جنس هدف بر سنسور القایی Balluff، تفاوت برد فلزات و وابستگی آن به مشخصات هدف را توضیح می‌دهد.
این موضوع استثنا نیز دارد؛ بعضی خانواده های Factor 1 برای برد یکسان روی فلزات مختلف طراحی شده اند. نمونه آن در معرفی فناوری Kplus شرکت ifm دیده می‌شود. این ویژگی باید برای مدل انتخابی تایید شود.
نکته کاربردی: در سنسور مغناطیسی، نوع آهنربا، جهت میدان و فاصله آن تا المان حسگر اهمیت دارد. هنگام تعویض سنسور جک، تنها ابعاد بدنه کافی نیست؛ سازگاری با آهنربای پیستون نیز باید بررسی شود. به همین دلیل، نمی‌توان یک برد ثابت یا برتری همیشگی برای کل خانواده مغناطیسی یا القایی اعلام کرد.
5. یکسان نبودن شیار جک با نصب Flush
در سنسور مغناطیسی سیلندر، شکل شیار و بست تعیین می‌کند که حسگر در موقعیت درست نسبت به پیستون قرار بگیرد. در سنسور القایی، فلز اطراف سطح حساس و نصب هم سطح یا غیر هم سطح اهمیت دارد.
مدل القایی Shielded یا Flush برای نصب هم سطح در فلز طراحی می‌شود؛ مدل Unshielded یا Non-Flush به فضای آزاد مشخص در اطراف سطح حساس نیاز دارد.
نکته مهم: ابعاد این فضا و فاصله از سنسور مجاور را از نقشه نصب همان سازنده بگیرید. برای این مفاهیم و پارامترهای پاسخ، راهنمای اصطلاحات فنی سنسور مجاورتی OMRON مرجع مفیدی است.
سنسور مغناطیسی سریع تر و دقیق تر است یا سنسور القایی؟
نام فناوری به تنهایی رتبه سرعت یا دقت را تعیین نمی‌کند. برای کاربرد واقعی، زمان پاسخ و مشخصات سوئیچینگ دو مدل مشخص را با حرکت هدف تطبیق دهید.
در مدل Reed، وجود کنتاکت داخلی باعث می‌شود که رفتار مکانیکی و تعداد سیکل مجاز هم مطرح باشد. مدل الکترونیکی مغناطیسی و سنسور القایی کنتاکت متحرک ندارند؛ با این حال، نبود کنتاکت به معنی مناسب بودن هر مدل برای هر سرعتی نیست.
فرکانس پاسخ نشان می‌دهد که سنسور در شرایط آزمون مشخص، چند بار در ثانیه می‌تواند تغییر حضور هدف را در خروجی گزارش کند. برای شمارش قطعات متوالی، فاصله بین قطعات و توان دریافت پالس در کنترلر نیز باید با این مشخصات هماهنگ باشند.
تکرارپذیری نقطه سوئیچ با اندازه گیری پیوسته فاصله فرق دارد. کلید مجاورتی معمولی، عبور از محدوده تنظیم را اعلام می‌کند؛ برای دانستن موقعیت در تمام طول کورس، باید حسگر اندازه گیری موقعیت و خروجی مناسب آن را انتخاب کرد.
خروجی PLC چه ارتباطی با نوع سنسور دارد؟
مغناطیسی یا القایی بودن درباره روش تشخیص است؛ PNP و NPN درباره خروجی ترانزیستوری هستند. انتخاب فناوری، جای بررسی مدار الکتریکی را نمی‌گیرد.
در خروجی PNP، سمت مثبت مدار سوئیچ می‌شود؛ در خروجی NPN، سوئیچینگ در سمت منفی انجام می‌شود. تطبیق باید با نقشه ورودی PLC و سیم بندی همان دستگاه باشد. این تفاوت در راهنمای PNP و NPN شرکت Balluff شرح داده شده است.
NO و NC نیز موضوع جداگانه ای هستند: در حالت متداول NO، با تشخیص هدف خروجی فعال می‌شود؛ در حالت NC، رفتار خروجی معکوس است. ولتاژ تغذیه، ظرفیت بار، تعداد سیم و پایه بندی سوکت را نیز از دیتاشیت بخوانید.
در جایگزینی مدل دو سیمه الکترونیکی، جریان نشتی و ولتاژ باقی مانده می‌توانند بر سازگاری بار اثر بگذارند؛ این موارد در توضیحات OMRON درباره مشخصات الکتریکی سنسورهای مجاورتی آمده اند. روشن شدن چراغ سنسور به تنهایی تایید نمی‌کند که ورودی PLC سیگنال صحیح دریافت کرده است.
برای اطمینان از سازگاری سنسور با PLC، نوع خروجی، ولتاژ تغذیه و سیم‌بندی را با مشخصات ورودی کنترلر تطبیق دهید. اگر در انتخاب مدل تردید دارید، کارشناسان تناوب راهنمایی می‌کنند. تماس: ۰۹۱۲۳۳۸۰۲۱۶ | پیام در واتساپ
از تشخیص هدف تا انتخاب مدل جایگزین
برای تبدیل این مقایسه به انتخاب قطعه، مشخصات مکانیکی و الکتریکی را در یک مسیر بررسی کنید:
- مشخص کردن هدف: آهنربای پیستون را تشخیص می‌دهید یا خود قطعه فلزی را؟ اگر هدف هیچ کدام نیست، انتخاب را به این دو فناوری محدود نکنید.
- تطبیق دادن محل نصب: کد سیلندر و شیار، یا جنس و ابعاد هدف فلزی، فاصله کاری و فضای اطراف حسگر را ثبت کنید.
- بررسی کردن مدار و محیط: خروجی و تغذیه را با کنترلر، و دمای کاری، تماس با روغن یا شوینده و درجه حفاظت را با شرایط دستگاه تطبیق دهید. صرف نام مغناطیسی یا القایی مقاومت محیطی را تضمین نمی‌کند.
- ارزیابی عملکرد روی دستگاه: پس از نصب طبق دستور سازنده، تغییر وضعیت را در نقاط مورد نیاز و حرکت واقعی هدف بررسی کنید؛ تایید تشخیص در یک حالت ثابت، جای بررسی کل چرخه کار را نمی‌گیرد.
نکته کاربردی: دو سنسور با سوکت، ولتاژ و خروجی PNP یکسان، تا وقتی هدف و روش نصبشان تطبیق داده نشده، جایگزین مستقیم یکدیگر محسوب نمی‌شوند.
انتخاب سنسور مغناطیسی یا القایی با تناوب
برای بررسی گزینه های محصول، می‌توانید مدل های سنسور مغناطیسی و سنسور های القایی را ببینید. مقایسه را بر اساس کد کامل محصول و دیتاشیت انجام دهید؛ نام خانواده یا شباهت عکس برای تایید جایگزین کافی نیست.
نتیجه این مقایسه برای انتخاب عملی روشن است: ابتدا آهنربا یا فلز بودن هدف را مشخص کنید، سپس برد، نصب و خروجی مدل را تطبیق دهید. اگر برای جایگزینی قطعه مردد هستید، کد سنسور قبلی، عکس محل نصب و مشخصات هدف و ورودی PLC را آماده کنید و از طریق تماس با ما یا شماره ۰۹۱۲۳۳۸۰۲۱۶ برای بررسی مدل مناسب، موجودی و قیمت اقدام کنید.
جمع بندی درباره مقایسه سنسور مغناطیسی و القایی
سنسور مغناطیسی برای تشخیص میدان آهنربا به کار می‌رود و در سیلندرهای مگنت‌دار، موقعیت پیستون را گزارش می‌کند. سنسور القایی حضور قطعه فلزی را تشخیص می‌دهد و برای شمارش یا کنترل موقعیت قطعات فلزی کاربرد دارد. انتخاب بین این دو به هدف، محل نصب و سازگاری خروجی با PLC بستگی دارد.
برای انتخاب سنسور مغناطیسی یا القایی متناسب با هدف، محل نصب و ورودی PLC، کارشناسان تناوب آماده راهنمایی هستند. تماس: ۰۹۱۲۳۳۸۰۲۱۶ | پیام در واتساپ
سوالات متداول درباره سنسور مغناطیسی و القایی
اگر جسم آهنربا از نظر رسانایی، اندازه و فاصله در محدوده مدل القایی باشد، ممکن است به عنوان هدف فلزی تشخیص داده شود. این تشخیص بر اساس میدان دائم آهنربا نیست و به معنی جایگزینی آن با حسگر مغناطیسی نیست.
در مدل های آهنربامحور مورد بحث، هدف تحریک، میدان آهنرباست؛ نباید صرف آهنی بودن قطعه را کافی دانست. حسگرهای مغناطیسی کاربردهای دیگری هم دارند و باید هدف مجاز هر مدل از مستندات آن مشخص شود.
چنین جایگزینی خودکار نیست. علاوه بر ابعاد و آهنربای سازگار، باید نوع خروجی، تغذیه، منطق سوئیچ و سیم بندی بررسی شود. یک کنتاکت Reed و خروجی الکترونیکی ممکن است نیازهای اتصال متفاوتی داشته باشند.
