Полезно · Сензори
Индуктивният датчик открива метал без допир. Не се влияе от цвят, прах и масло, няма износване и превключва стотици пъти в секунда. Затова е най-често срещаният сензор на машината: крайни положения, броене на зъби и болтове, контрол на наличие.
Повечето проблеми на обекта обаче не са в датчика, а в избора му. Обектът е от алуминий, а разстоянието е взето за стомана. Датчик за наравно с метала е сложен в нещо, което го „заслепява“. Зъбното колело върти по-бързо, отколкото датчикът превключва. Тази статия минава през петте въпроса, на които трябва да има отговор, преди да се поръча кодът: колко далеч и какъв е металът, как се монтира, колко бързо, в каква среда и как се свързва.
Свързването — жилата, PNP и NPN, двупроводни и четирипроводни, и съвместимостта с входа на PLC — е подробно в статията „Свързване на сензори към PLC“. Тук то е само в последния раздел.
1. Четирите разстояния — кое се гледа при избора
В каталога стои едно число — Sn, номиналното разстояние. То е условна стойност: разстоянието, на което датчикът превключва при еталонния обект, без да се отчитат производствените допуски, температурата и захранването. Стандартът IEC 60947-5-2 определя още три разстояния около него:
| Означение | Какво е | Граници по IEC 60947-5-2 |
|---|---|---|
| Sn — номинално | стойността в каталога и в кода | — |
| Sr — действително | на конкретния екземпляр, при номиналното захранване и 23 °C | 0,9 · Sn ≤ Sr ≤ 1,1 · Sn |
| Su — използваемо | в целия температурен обхват и при захранване 85 … 110 % | 0,9 · Sr ≤ Su ≤ 1,1 · Sr |
| Sa — гарантирано | до него всеки екземпляр превключва при всички условия | 0 ≤ Sa ≤ 0,81 · Sn |
Числото 0,81 идва от двата допуска един след друг: 0,9 за екземпляра и още 0,9 за температурата и захранването. В каталозите често е закръглено на Sa = 0,8 · Sn. Правилото за проектиране е едно: металът трябва да стига до челото на разстояние, не по-голямо от Sa, а не от Sn. Датчик, настроен „на ръба“ на Sn, работи на масата и спира да работи през зимата.
Източник: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012, фиг. 3 (стр. 22), т. 7.2.1.3.1–7.2.1.3.3 (стр. 31–32); каталог на сензорите, т. 1.3.
2. Металът и размерът на обекта
Sn се мери с еталонен обект: квадратна пластина от въглеродна стомана Fe 360 (старото означение — Fe 37), дебела 1 mm. Страната ѝ е равна на диаметъра на челото или на 3 · Sn — което от двете е по-голямо. За M12 с Sn = 4 mm това е квадрат 12 × 12 mm. Обект, който е по-малък от еталона, се открива от по-близо — затова при болтове, зъби и тънки ламарини разстоянието се проверява на място.
С другите метали датчикът превключва по-близо. Разстоянието за стомана се умножава по коефициента на метала:
| Метал | Коефициент kм | Sa за M12, Sn = 4 mm |
|---|---|---|
| Стомана (Fe 37), чугун | 1,00 | 3,24 mm |
| Никел | 0,70 | 2,27 mm |
| Месинг | 0,42 | 1,36 mm |
| Алуминий | 0,37 | 1,20 mm |
| Мед | 0,35 | 1,13 mm |
Алуминиевата пластина се открива на около една трета от разстоянието за стомана. Ако на линията има различни метали — например заваръчни клещи от мед и детайли от стомана — има серия с фактор 1 (TC): еднакво разстояние за всички метали.
Пример 1 — алуминиева пластина на 2 mm от челото
Капакът на машината е от алуминий. При затворен капак той минава на 2 mm от челото, а мястото позволява M12. Проверка на три кода:
| Код | Монтаж | Sn | kм | Sa | ≥ 2 mm |
|---|---|---|---|---|---|
| TLF12-04PO-E2 | вграден | 4 mm | 0,37 | 0,81 × 4 × 0,37 = 1,20 mm | ✗ |
| TLN12-08PO-E2 | невграден | 8 mm | 0,37 | 0,81 × 8 × 0,37 = 2,40 mm | ✓ |
| TCF12-04POE | вграден | 4 mm | 1,00 | 0,81 × 4 × 1,00 = 3,24 mm | ✓ |
Вграденият TLF12-04 не стига: на алуминий гарантира само 1,2 mm. Невграденият TLN12-08 стига, но около челото му трябва свободна зона (раздел 3). TCF12-04 с фактор 1 стига и като вграден — това е най-сигурното решение, когато датчикът стои в метален корпус.
Източник: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012, т. 2.2.3 (стр. 13) и т. 8.3.2.1.1 (стр. 43); каталог на сензорите, т. 2.1 (коефициентите на метала), т. 2.2 и т. 2.8 (моделите).
3. Вграден или невграден
Стандартът дели индуктивните датчици на два вида монтаж. В каталожния номер това е буквата след серията: F — вграден, N — невграден.
- Вграден (F, flush, embeddable) — около челото може да има метал, без да се променят характеристиките. Челото стои наравно с металната повърхност и е защитено от удари.
- Невграден (N, non-flush) — около челото трябва да има свободна зона. Срещу това дава до два пъти по-голямо разстояние при същия размер.
И при двата вида металът срещу челото (стена, плоча, рамка) трябва да е на поне 3 · Sn, иначе датчикът го „вижда“ постоянно. При невградения свободната зона около челото е с диаметър поне 3 · d и дълбочина поне 2 · Sn. Два датчика един до друг се разделят, за да не си пречат: по каталога вградените — на поне един диаметър, невградените — на поне два.
Какво разстояние да се очаква по размер
| Резба | IEC: вгр. / невгр. | TR (1×) | TL (2×) | TY (3×) |
|---|---|---|---|---|
| M8 | 1 / 2 mm | 1,5 / 2 | 2 / 4 | 3 / 6 |
| M12 | 2 / 4 mm | 2 / 4 | 4 / 8 | 6 / 10 |
| M18 | 5 / 8 mm | 5 / 8 | 8 / 16 | 12 / 20 |
| M30 | 10 / 15 mm | 10 / 15 | 16 / 25 | 22 / 40 |
Колоната „IEC“ са стандартните разстояния от приложение A на стандарта. Сериите с удвоено (TL) и утроено (TY) разстояние дават повече при същата резба, но това се плаща с по-ниска честота на превключване (раздел 4).
Гайките се затягат с момента от каталога — при M12 това е 16 N·m, при M18 — 28 N·m. По-силното затягане деформира корпуса.
Източник: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012, т. 2.2.9–2.2.10 (стр. 14), прил. A, модел IA — табл. A.2 (стр. 61) и фиг. A.2 (стр. 62); каталог на сензорите, т. 2.1 и т. 2.2.
4. Честота на превключване
Честотата f е колко пъти в секунда датчикът може да се включи и изключи. Тя има значение при броене — зъби, болтове, гърбици — и при мерене на обороти. Стандартът дава минималните стойности (при M12 — 400 Hz за вграден и 200 Hz за невграден), а в каталога всеки модел има своята. Колкото по-голямо е разстоянието, толкова по-ниска е честотата:
Пример 2 — броене на зъби
Зъбно колело с 24 зъба се върти с 1450 min−1. Датчикът трябва да превключва поне:
| M12 | Sn | f по каталога | ≥ 580 Hz |
|---|---|---|---|
| TRF12-02 | 2 mm | 1000 Hz | ✓ |
| TLF12-04 | 4 mm | 1000 Hz | ✓ |
| TRN12-04 | 4 mm | 800 Hz | ✓ |
| TYF12-06 | 6 mm | 600 Hz | ✓ |
| TLN12-08 | 8 mm | 500 Hz | ✗ |
| TYN12-10 | 10 mm | 100 Hz | ✗ |
Подходящи са само кодовете с малко разстояние, а TYF12-06 с 600 Hz е на границата. Невграденият TLN12-08 с 500 Hz вече изпуска зъби, а TYN12-10 е за положения, не за броене. Същата сметка се прави и за входа на контролера: обикновеният цифров вход има филтър и при стотици херца не стига — нужен е бърз брояч. Честотата му е в ръководството на модула.
Източник: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012, прил. A, модел IA, т. A.4 (стр. 62); каталог на сензорите, т. 2.2.
5. Хистерезис и повторяемост
Датчикът се включва, когато металът доближи на Sr, и се изключва чак когато се отдалечи на Sr + H. Разликата H е хистерезисът. Той пречи на изхода да „трепти“, когато обектът вибрира около прага. Повторяемостта R е колко се мести точката на превключване от един цикъл към друг.
| Величина | IEC 60947-5-2 | TR · TL · TY | TC |
|---|---|---|---|
| хистерезис H | ≤ 20 % от Sr | ≤ 15 % | 3 – 10 % |
| повторяемост R | ≤ 10 % от Sr | ≤ 3 % / ≤ 5 % | ≤ 2 % |
Практическото следствие: обект, който спира точно на границата, дава нестабилен сигнал. Ако металът стига до Sa, а в изключено положение се отдалечава на повече от 1,5 · Sn (1,21 · Sn плюс 20 % хистерезис), сигналът е ясен при всички условия. Индуктивният датчик не е измервателен уред — за позициониране с точност под милиметър има аналогови изпълнения (TA) и датчици с IO-Link.
Източник: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012, т. 7.2.1.4–7.2.1.5 (стр. 33); каталог на сензорите, т. 2.2 и т. 2.8 (технически данни).
6. Средата — специални изпълнения
Стандартният датчик е IP67, с корпус от неръждаема стомана или никелиран месинг и пластмасово чело. Когато условията са по-тежки, има серии за тях:
| Условие | Серия | Какво дава |
|---|---|---|
| удари по челото, стружки, абразив | TM | изцяло от неръждаема стомана, вкл. челото |
| висока температура | TG | до +120 °C и до +220 °C |
| различни метали, заваръчни линии | TC | фактор 1 — еднакво разстояние за всички метали |
| заваръчни пръски | TW | PTFE покритие, по което пръските не полепват |
| хранителна промишленост, миене под налягане | TP | IP69K |
| малко място | TX, TSS, TS, TE, TQ | ø3 – M5, свръхкъси, къси и правоъгълни |
| измерване на разстояние | TA | аналогов изход |
| параметри и диагностика от PLC | TBL | IO-Link |
| само два проводника | TD | двупроводни DC — като контакт |
Конекторът също трябва да е IP67, иначе степента на защита на датчика не важи — подробно в статията „Индустриални конектори IP65 и IP67“.
Източник: каталог на сензорите, т. 2.1.
7. Как се чете каталожният номер
Пример: TLF12-04PO-E2
| Позиция | Стойност | Значение |
|---|---|---|
| T | вид | индуктивен |
| L | разстояние | удвоено (R — стандартно, Y — утроено) |
| F | монтаж | вграден, наравно с метала (N — невграден) |
| 12 | размер | M12 (6.5 — ø6,5 гладък, 08 — M8, 18 — M18, 30 — M30) |
| 04 | разстояние Sn | 4 mm |
| P | изход | PNP (N — NPN) |
| O | функция | НО (C — НЗ) |
| E2 | присъединяване | конектор M12, 4 извода (E1 — M8, 3 извода; без — кабел 2 m) |
Двупроводните са серия TD: TDF12-04HO е M12, вграден, 4 mm, НО (HC — НЗ). Изход PNP или NPN при тях няма — те се включват като контакт.
Източник: каталог на сензорите, т. 2.2 „Каталожен номер“ и т. 2.13.
8. Свързването накратко
| Изпълнение | Жила | Кога |
|---|---|---|
| трипроводен PNP или NPN | кафяв +, син 0 V, черен изход | с всеки цифров вход; PNP — когато общият извод на входовете е към 0 V |
| четирипроводен | + бял (извод 2) | втори изход (НО + НЗ) или IO-Link — по листа на серията |
| двупроводен (TD) | кафяв и син | само с вход тип 2 или 3 по IEC 61131-2; проверка на пада и утечката |
Схемите, проверката на двупроводния с входа на PLC и замяната на NPN с PNP са в статията „Свързване на сензори към PLC — PNP и NPN, 2, 3 и 4 проводника“.
Кратък контролен списък
| Въпрос | Отговор |
|---|---|
| металът | стомана — kм = 1; алуминий, мед, месинг — по таблицата или серия TC |
| разстоянието | зазорът ≤ 0,81 · Sn · kм; обектът — не по-малък от еталона |
| монтажът | в метал — вграден (F); невграден (N) — само със свободна зона ≥ 3 · d и ≥ 2 · Sn |
| металът срещу челото | на поне 3 · Sn |
| съседен датчик | вградени — поне един диаметър; невградени — поне два |
| честотата | f на датчика ≥ z · n / 60; входът на PLC — бърз брояч при стотици херца |
| средата | температура, пръски, миене, удари — специалната серия |
| свързването | PNP/NPN според входа; двупроводен — само към вход тип 2 или 3 |
Въпроси и отговори
Защо датчикът вижда стоманата, а алуминия — не?
При алуминий датчикът превключва на 0,37 от разстоянието за стомана — около три пъти по-близо. Обектът трябва да е по-близо или датчикът — с фактор 1 (TC).
Датчикът свети постоянно, без обект пред него.
Най-често е невграден датчик, монтиран наравно с метал, или метал срещу челото по-близо от 3 · Sn. Сменете го с вграден или освободете зоната около челото.
Може ли M12 с Sn 4 mm да се смени с M12 с Sn 8 mm „за запас“?
Само ако е невграден и има свободна зона около челото, и ако честотата стига. При броене по-голямото разстояние често е по-лошият избор.
Работи ли индуктивен датчик през пластмаса?
Да — пластмасата, дървото и стъклото не влияят на полето. Пластмасовият капак само заема част от разстоянието: дебелината му се добавя към зазора.
Нужен ви е индуктивен датчик?
Кажете ни метала и размера на обекта, зазора, как ще се монтира, честотата и входа на контролера — ще предложим кода.
Изпратете запитванеИндуктивни датчициКаталогът (PDF)
Източници: IEC 60947-5-2:2007+A1:2012 Low-voltage switchgear and controlgear — Part 5-2: Proximity switches, т. 2.2.3, 2.2.9–2.2.10 (стр. 13–14), фиг. 3 (стр. 22), т. 7.2.1.3–7.2.1.5 (стр. 31–33), т. 8.3.2.1.1 (стр. 43), прил. A, модел IA (стр. 61–62); каталог на сензорите (Индустриални сензори — единен каталог), т. 1.3, 2.1, 2.2, 2.8 и 2.13. Статията е от 22.10.2026.