Классификация путевых выключателей

Путевой выключатель независимо от принципа его действия содержит следующие основные функциональные элементы (рис.1):

Рис.1. Функциональная схема путевого выключателя

- чувствительный элемент (преобразователь) 1, преобразующий перемещение контролируемого объекта в какую-либо физическую величину;

- управляющий элемент 2, как правило, жестко связанный с подвижным рабочим органом контролируемого объекта;

- релейный элемент 3, преобразующий и усиливающий непрерывный сигнал, поступающий от преобразователя, в дискретный сигнал состояния выключателя (включено или выключено);

- исполнительный элемент 4, от которого дискретный выходной сигнал состояния выключателя поступает на внешнюю схему электроавтоматики.

Путевые выключатели могут быть разделены на две большие группы:

выключатели путевые контактные и выключатели путевые бесконтактные (БПВ).

В свою очередь БПВ могут быть классифицированы по: способу воздействия на чувствительный элемент, физическому принципу действия преобразователя, конструктивному исполнению, классу точности, степени защиты.

По способу воздействия на чувствительный элемент БПВ могут быть разделены на выключатели механического и параметрического действия. В выключателях первого вида управляющий элемент непосредственно механически воздействует на подвижный щуп БПВ, который бесконтактно взаимодействует с чувствительным элементом. В выключателях второго вида в зависимости от положения управляющего элемента, механически не связанного с БПВ, изменяется какой-либо физический параметр преобразователя. При определенном значении этого параметра изменяется состояние релейного элемента.

По физическому принципу действия преобразователя БПВ подразделяются на следующие виды:

Индуктивные выключатели, построенные на изменении индуктивности, взаимоиндуктивности, а также индукционные выключатели. Большинство серийно выпускаемых БПВ – индуктивные аппараты. Преобразователи индуктивных БПВ могут быть построены по следующим схемам: резонансной, автогенераторной, дифференциальной, мостовой и непосредственного преобразования.

Магнитоиндуктивные выключатели могут быть построены на следующих принципах: эффекте Холла, магниторезисторном, магнитодиодном, герконном.

Емкостные выключатели: с изменяющейся площадью пластин, с изменяющимся зазором между пластинами, с изменяющейся диэлектрической проницаемостью зазора между пластинами.

Фотоэлектронные выключатели с элементами: фотодиодными, фототранзисторными, фоторезисторными, фототиристорными.

Фотоэлектрические выключатели и примыкающие к ним лучевые выключатели, в которых наряду с лучами видимого света могут использоваться лучи другой физической природы, например радиоактивное излучение.

По конструктивному исполнению БПВ подразделяются на: щелевые, кольцевые, торцевые, выключатели с механическим приводом, многоэлементные выключатели.

По классу точности (величине основной погрешности) БПВ делятся на выключатели низкой (± 0,5мм и более), средней (± 0,05…0,5мм), повышенной (± 0,005…0,05мм) и высокой (± 0,005мм и менее) точности.

По степени защиты БПВ могут выдерживать попадание посторонних твердых тел и проникновение воды во внутрь аппарата.

Наиболее широкое распространение в настоящее время получили индуктивные генераторные БПВ. Построенные по индуктивно-генераторным схемам БПВ обладают следующими преимуществами: высокая долговечность, малые габариты, бесконтактный коммутируемый выход, постоянная готовность к работе, высокая степень защиты, обусловленная заливкой герметизирующими компаундами, отсутствие необходимости в управляющих элементах сложной формы, реагирование на все металлы, используемые в качестве управляющих элементов, отсутствие влияния неметаллической пыли и т.п.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БПВ

К техническим характеристикам БПВ относятся точностные (метрологические) характеристики, быстродействие, электрические характеристики, габаритные и установочные размеры и масса, номинальные и допустимые условия работы, показатели надежности, стоимость и пр.

Одна из основных характеристик БПВ, непосредственно влияющая на его конструкцию и ряд других технических характеристик, определяется геометрическим расположением управляющего элемента относительно чувствительной поверхности во время работы. Например, для торцевого выключателя в качестве основной характеристики принимается расстояние между чувствительной поверхностью выключателя и управляющим элементом, при котором происходит срабатывание выключателя. Основной характеристикой щелевого и кольцевого выключателей является ширина щели и внутренний диаметр кольца этих выключателей соответственно.

К точностным характеристикам БПВ относятся основная погрешность, определяемая точностью срабатывания выключателя, дополнительные погрешности от изменения окружающей температуры и изменения напряжения питания и максимальная суммарная погрешность. Кроме того, к точностным характеристикам БПВ относится также дифференциал хода δ= / Х_вкл-Х_откл /,где

Х_вкл - координата точки срабатывания БПВ, Х_откл - координата точки его отключения при перемещении управляющего элемента в обратном направлении.

Быстродействие (время срабатывания) БПВ – это время между моментом установления координаты срабатывания и моментом достижения установившегося значения напряжения на выходе БПВ. Зная величину быстродействия БПВ, можно определить динамические погрешности работы БПВ при изменении скорости перемещения управляющего элемента.

Электрические характеристики БПВ включают в себя требуемые параметры источника питания: род тока (постоянный, переменный), напряжение питания и его допустимые отклонения, уровень пульсаций, потребляемая БПВ мощность, частота сети (для переменного тока); а также нагрузочные характеристики: вид нагрузки (реле, микросхема или др.), выходное напряжение, мощность или ток, потребляемый нагрузкой.

К показателям надежности и долговечности БПВ в первую очередь относятся: вероятность безотказной работы в течение определенного срока эксплуатации или на определенное число срабатываний БПВ и срок службы БПВ.

К важнейшим параметрам следует отнести также габаритные и установочные размеры БПВ.