Бесконтактные датчики

Бесконтактные датчики: общая конструкция и описание

Бесконтактный датчик (датчик приближения) сообщает исполнительному механизму, машине, роботу или другому оборудованию о присутствии, отсутствии, перемещении или изменении положения каких-либо объектов.

Фотоэлектрический бесконтактный датчик использует светоизлучатель, фотоприемник, усилитель сигнала и микропроцессор. Луч света отражается от объекта и улавливается фотоприемником. Световой луч проходит частотную модуляцию, а фотоприемник имеет частотно-избирательный усилитель, реагирующий только на определенную частоту. Такая схема предотвращает ложные срабатывания от искусственного или естественного освещения. Если, например, робот приближается к светоотражающему предмету, микропроцессор фиксирует усиление отраженного луча, и робот может уйти от столкновения с предметом. Датчики такого типа непригодны для анализа черных (светопоглощающих) объектов, а также для стекол или зеркал, приближающихся под острым углом.

Акустический датчик приближения действует по принципу гидролокатора. генератор создает высокочастотные импульсный сигнал, попадающий в преобразователь, излучающий ультразвуковые импульсы различной частоты в кодированной последовательности. Эти сигналы отражаются от объектов вблизи робота и возвращаются в другой преобразователь, который превращает ультразвуковые сигналы обратно в высокочастотные импульсы. Принятые импульсы усиливаются и передаются на контроллер робота. Задержка по времени между переданным и отраженным сигналом свидетельствует о расстоянии до препятствия. Цифровое кодирование импульсов предотвращает ошибки, которые потенциально могли бы возникать из-за наложения импульсных сигналов.

Ёмкостной бесконтактный датчик (выключатель) за счет ВЧ-генератора, частотного детектора и металлической пластинки, включенной в цепь генератора. Генератор меняет частоту в зависимости от изменения емкости пластинки – параметр, на который, в свою очередь, влияют окружающие условия. Изменение частоты улавливается частотным детектором ,отсылающим сигнал на аппаратуру управления роботом. Таким образом, робот способен чувствовать предметы на расстоянии и избегать столкновения с ними. Токопроводящие объекты, например, бытовая проводка, животные, автомобиль или холодильник легче воспринимаются емкостными бесконтактными датчиками, чем изоляторы (например, деревянная кровать или шкаф).

Широкое распространение также получили индуктивные, лазерные, инфракрасные и др. бесконтактные датчики.