Grensebryter: hva er det, merking + tilkoblingsregler

Nesten alle automatiserte systemer inneholder en enhet som en grensebryter, som er ansvarlig for å slå dem av når den bevegelige delen når et visst punkt. I lysstyringssystemer brukes grensebrytere som sensorer. Når programmerte omstendigheter oppstår, genererer de et signal.

Vi vil fortelle deg alt om funksjonelle formål og typer grensebryterenheter. Artikkelen vi presenterte beskriver praktisk testede koblingsskjemaer og viser tilkoblingsregler. Funksjoner ved merking er gitt og råd om valg gis.

Hva er grensebrytere?

Grensebrytere er elektriske enheter designet for å åpne og lukke en fungerende krets. De er montert på bevegelige mekanismer for å begrense deres bevegelse innenfor angitte grenser. Funksjonene som disse enhetene utfører er identiske med en standard bryter.

Fyllingen av grensebryterne er innelukket i et slitesterkt hus, oftest metall. Alle elementene er optimalisert for enkel festing og enkel orientering i rommet.

Lyse lysdioder med forskjellig farge lar deg kontrollere strømforsyningen og sensorresponsen. To par kontakter, som oftest finnes i grensebryteren, gjør det mulig å overvåke tilstanden til forbindelsen.

Hvis signalet ikke etterfølges av signalretur når paret er lukket, indikerer dette en feil i kabelen som fører til bryteren. Etter at sensoren er utløst, er det mulig å bruke et åpent par kontakter for å sende signalet.

Sensitive sensorer er grunnlaget i lekkasjebeskyttelsessystemer. Når vannet de er designet for å oppdage blir oppdaget, signaliserer enhetene ikke bare en forestående nødsituasjon i lyd og farger, men blokkerer også driften av systemene som vannet transporteres gjennom.

Klassifisering etter handlingsprinsipp

Det er tre hovedgrupper av grensebrytere: mekanisk, ikke-kontakt, magnetisk. Hovedfunksjonen til alle disse enhetene er å automatisk koble fra arbeidsmekanismen i det øyeblikket den bevegelige delen når den innstilte posisjonen. Disse bryterne tjener ikke bare til å åpne en krets, men også for å koble den til.

Driften av kretsen i endesensorene er koordinert på to måter: ved direkte handling på de bevegelige kontaktene og ved posisjonskontroll av dem. I det første tilfellet kalles de kontakt, i det andre - ikke-kontakt. Et eksempel på kontaktgrensebrytere er sensorer som er ansvarlige for å lukke bildører.

Bildet viser utformingen av en grensebryter av sportype. Hovedkomponentene er: deksel (1), sokkel (2), kontakter (3), rulle (4), spak (5), tetningslist (6), wireinnføring (7)

Sensorer av denne typen kan ikke bare slå mekanismer av og på, men også etablere posisjonen til objektet som overvåkes. Disse inkluderer flottørbrytere, samt sensorer som bestemmer drivstoffnivået.Signalet for deres drift er en endring i motstand som tilsvarer et visst nivå av væske.

Ulempen med kontaktsensorer i nærvær av mekaniske bevegelige deler er en relativt kort levetid på grunn av ineffektiv beskyttelse mot fuktighet og støv. Fordelen er enkel design, installasjon og betjening. Kontaktløse brytere er mye mer pålitelig beskyttet mot ytre påvirkninger. Ressursen deres er også lengre.

Mekanisk type grensebrytere

Kontrollen av grensebrytere av denne typen kan være rulle eller spak. De utløses så snart kontrollmekanismen i form av et hjul, knapp eller spak opplever mekanisk påvirkning.

I dette tilfellet endres posisjonen til kontaktene - de kan lukkes eller åpnes. Prosessen er ledsaget av et signal - kontroll eller advarsel.

Oftest har grensebrytere to kontakter - åpen og lukket. Det finnes enheter med én ende, men de er sjeldne. I alle fall er det kontakter i hvert tilfelle, og et arbeidsdiagram med deres numre vises på panelet.

Utformingen av rulle-VC-er sørger for å slå av ved å trykke på aktuatoren på en knapp i form av en liten stang. Siden den er koblet til dynamiske kontakter, åpnes forsyningskretsen i kontaktøyeblikket.

Forskjellen mellom spakbrytere er at deres bevegelige kontakter er koblet til en liten spak ved hjelp av en stang eller en stang. Handlingen skjer når aktuatoren trykker på denne spaken.

Bildet viser en mekanisk grensemikrobryter KW4-3Z-3 med en trykkstang. Den skiller seg fra standarden i slaget på arbeidselementet.Den brukes i CNC-maskiner og 3D-printere

I tillegg til standard endeenheter finnes det mikrobrytere. De jobber etter samme prinsipp, men justeringen deres under installasjonen krever større presisjon på grunn av det lille slaget. For å øke arbeidsslaget tyr de til en slik teknikk som å inkludere et mellomelement i kretsen - en spak med en rulle.

Denne typen brytere brukes både i produksjon og hjemme. Et stort antall kontrollenheter brukes i heisdesignet.

Blant dem er en bryter i form av en sensor som begrenser minimums- og maksimumshøyden på heisen, signaliserer et taubrudd, gir et signal om å åpne døren og utfører mange andre handlinger. Det er mikrobrytere på dørene til mange leiligheter som tenner lyset i rommet når det åpnes.

I biler er slike mekaniske endesensorer inkludert i alarm- og lyskretser. Deres funksjon er tilstedeværelsen av en inngang med et positivt potensial koblet til den. Huset er minuspolen, presset mot et metallelement på karosseriet som er fritt for lakk.

Dette elementet er koblet til kjøretøyets jord med en kabel. Hovedbetingelsen er at bryteren ikke skal komme i kontakt med en våt overflate. Koble til endesensorene når du installerer en bilalarm ved hjelp av et diagram. Utgangene deres kan installeres både på dørene og i interiøret på lysarmaturer.

For å slå den på når døren åpnes, og slå den av når den lukkes, utføres en kortslutning til positiv. Hvis det er belysning av det indre taket og dørene, brukes en blokk med grensebrytere, som utfører forskjellige funksjoner. Som et resultat av at blokken utløses, blokkeres viktige sensorer ved forsøk på å åpne låsene.

Funksjoner av kontaktløse grensebrytere

En av variantene av grensebrytere er deres berøringsfri modifikasjon (BVK). Kommunikasjonen til enhetene er konfigurert til å utløses når et spesifikt objekt kommer inn i følsomhetssonen.

Disse grensebryterne er justert til et spesifikt materiale og en gitt størrelse. Så snart et objekt med slike parametere kommer inn i den følsomme sonen, transformeres amplituden til generatorsvingningene

Det er ingen bevegelige deler i selve enheten, og det er ingen mekanisk kontakt mellom påvirkningsobjektet og bryterelementet som er konfigurert for det.

BVK består av følgende deler:

• følsomt element;
• strømtasten;
• komponent som analyserer signalet.

Avstanden som enheten begynner å fungere på, er satt basert på modifikasjonen av sensoren og kravene til prosessen. Utelukkelsen av både bevegelige og gnide elementer øker påliteligheten til disse enhetene betydelig.

Kontaktløse sensorer, eller nærhetssensorer som de også kalles, har omfattende funksjonalitet. Det er to kategorier - brytere og posisjonssensorer.

Den første oppgaven til BVK er å oppdage posisjonen til et objekt. I tillegg utfører sensoren telling, posisjonering, separering og sortering av objekter. Den kan kontrollere hastighet, bevegelse, beregne rotasjonsvinkel, korrigere skjevheter og utføre mange andre handlinger.

Hjemme nærhetsbrytere så langt brukes de hovedsakelig i lysstyringsorganisasjoner. Imidlertid innen systemdesign "Smart hjem" den har et mye større omfang og mye flere utsikter.

Sensitive enheter brukes i industrien, i transportindustrien, som et element i automatisering og i oljeraffinering. Basert på prinsippet om å detektere objekter som nærmer seg, skilles BKV-er mellom induktiv, kapasitiv, optisk og ultralyd.

Induktive nærhetssensorer

De er innstilt på materialer både metalliske og amorfe. Blant de som reagerer på metall er det magnetiske og ferromagnetiske alternativer. Inne i sensoren er det en kjerne - metall eller magnetisert.

Bryteren kan motta strøm med et bredt spekter av spenningsverdier - fra 10V ved likestrøm, vekselstrøm - fra 264 V. Utgangssignalet skapes ved 0,2 A ved likestrøm og 0,5 A i vekselstrøm

Hvis vi beskriver utformingen av en slik sensor mer detaljert, består den av en omformer som inkluderer en kobberspole plassert i en ferrittkopp. Funksjonene inkluderer å omdirigere vektoren av elektromagnetiske linjer til den fremre delen av bryteren.

Oscillatoren i kretsen kan være enten med en fast negativ motstand eller en hvilken som helst annen type. De magnetiske feltlinjene er orientert vinkelrett på retningen til strømmen som flyter gjennom svingene til den magnetiserte kjernen.

Vekselkraftfeltet er forårsaket av vekselspenningen ved kjerneinngangene. Den neste viktige komponenten er signalbehandleren, som skaper hysterese og handlingsområdet til kontrollsignalet. Den inkluderer en triggerkontrollert detektor.

Diagrammet viser en induktiv bevegelsesbryter i aksjon. Hovedelementet er en induktor drevet av en generator

Nøkkelen til driften av en induktiv grensebryter er endringene som skjer når et objekt nærmer seg eller beveger seg bort. Så snart spenningsterskelen overskrider tillatt verdi, aktiveres sensoren ved å koble til en trigger som åpner nøkkelen.

Kapasitive grensebrytere for nærhet

Etter at objektet vises, startes vibratorkretsen til den kapasitive enheten, og tidsparametere settes. Når objektet nærmer seg sensoren, øker kapasiteten til sistnevnte, og frekvensen som genereres av multivibratoren synker.

Så snart frekvensterskelen er overskredet, vil enheten slå seg av. Mange modeller opererer etter dette prinsippet. bevegelsessensorer, slå av og på lyspærene når en gjenstand oppdages i følsomhetssonen.

Blokkskjemaet til en kapasitiv sensor ligner på en induktiv enhet: begge modellene inneholder en generator og en detektor.

Prinsippet for drift av en kapasitiv type grensebryter er basert på å endre kapasitansen til mottakerelementet - kondensatoren. I slike sensorer begynner svitsjingsoperasjonen når dielektriske og metallgjenstander kommer inn i feltet deres

I tillegg til generatoren som genererer det elektriske feltet, inkluderer deres design slike grunnleggende deler som en demodulator. Den fungerer som en omformer av amplituden til høyfrekvente svingninger med en samtidig spenningsendring. Den neste viktige komponenten er utløseren, som er ansvarlig for et visst signalnivå, svitsjing og hystereseavhengighet.

For å øke inngangssignalet til en innstilt verdi, er en forsterker inkludert i den kapasitive bryterkretsen. LED-indikatoren overvåker innstillingene og driften av enheten.

Et element som en forbindelse beskytter bryteren mot fuktighet og faste partikler. En kropp av plast eller messing beskytter alt inne i den mot mekanisk skade. Settet inkluderer også monteringsutstyr.

Bryterelementet i denne enheten er plassert på en kondensator og er en plate som samhandler med en vibrator. Rollen til terskelelementet utføres av en komparator koblet til vibratoren. Sistnevnte er på sin side koblet til en frekvens- og spenningsomformer.

Kapasitive grensebrytere reagerer på faste materialer, pulveraktige, flytende, både elektrisk ledende og ikke-ledende

Forskjellen mellom kapasitive modeller og induktive modeller er at førstnevnte reagerer på luftfuktighet og endringer i tetthet. Sistnevnte er ufølsomme for slike påvirkninger.

Ultrasonisk bryterdesign

Utformingen av ultralydgrensebrytere sørger for tilstedeværelsen av kvartslydsendere som danner pulserende bølger med en lengde på 100 - 500 kHz, og en mottaker hvis innstillinger tilsvarer en viss frekvens.

Når amplituden til lydbølger endres som et resultat av manøvrer av et objekt i bevegelse, registrerer BVK-mikrobryteren de nye verdiene og kontrollerer utgangssignalene basert på dette.

Operasjonsprinsippet til ultralydsensorer er basert på endringen i tid som en lydbølge beveger seg fra sensoren til det kontrollerte objektet. Deteksjonsavstanden til slike enheter er ganske stor - opptil 10 m. Deres store fordel er at de kan oppdage et objekt av hvilken som helst form og farge som reflekterer lyd.

Operasjonen til denne ultralydsensoren er basert på et enkelt prinsipp: så snart et signal mottas på ett av bena, mottar det andre en puls med en lengde lik avstanden til objektet

Slike sensorer brukes til å oppdage gjenstander med en flat overflate som opptar en vinkelrett posisjon i forhold til deteksjonssenterlinjen.

Unøyaktigheter i arbeidet deres kan forårsake:

1. Plutselige, kraftige luftstrømmer som styrker eller svekker bølgen.
2. Plutselig endring i temperatur. Med en stor mengde varme som sendes ut av en gjenstand, endres hastigheten til de forplantede bølgene.
3. Avvik fra vertikalen av vinkelen mellom objektets horisontale plan og sensorens akse. Hvis denne feilen overstiger 10⁰, fungerer ikke sensoren.
4. Kantete konturer av objektet. I dette tilfellet er identifiseringen svært vanskelig.

Vibrasjoner forplanter seg i faste, gassformige, flytende medier, og hastigheten avhenger av relevante parametere. Ultralydsensorer har ingen bevegelige deler, så det er ingen sammenheng mellom antall sykluser og enhetens levetid. De er preget av økt motstand mot alle slags ytre påvirkninger.

Optiske kontaktløse enheter

BKV-er av denne typen styrer objekter som både blokkerer stråling og reflekterer den. Når et objekt kommer inn i rommet mellom bryteren og lyskilden, avbryter sensoren lysutgangen. Elementet som er ansvarlig for denne handlingen kan være et relé eller halvleder. Responsradiusen strekker seg opp til 150 m.

Dette er et bilde av en endesensor av optisk type. Den bestemmer posisjonene til de ekstreme bevegelsespunktene til bevegelige deler i 3D-skrivere og CNC-maskiner

Nærhetssensorer opererer i et bredt temperaturområde - fra -60 til +150⁰С. De tåler trykk på ca. 500 atm og kan brukes i aggressive miljøer og til og med under forhold med økt eksplosjonsfare.

Magnetiske endevarianter

Denne typen brytere, som også kalles flottørbrytere eller reed-brytere, erstatter gradvis mekaniske modeller. Kontaktene deres endrer posisjon når de er i en viss avstand fra magneten. I dette tilfellet sendes et signal til kontrollkretsen.

Reedbryteren inneholder en eller to kontakter laget av et spesielt materiale - en ferromagnet. Den magnetiske grensebryteren er liten i størrelse. Den er plassert i et hus laget av plast eller glass, og montert i en elektrisk krets ved brudd.

Kontaktene i en slik bryter kan være åpne, lukkede eller byttebare. I enheter av den første typen lukkes kontakten når den utløses. Normalt lukkede kontakter åpner under lignende omstendigheter, og byttede kontakter oppfører seg i henhold til situasjonen.

Valget av modell avhenger av spesifikke omstendigheter. Sivbrytere brukes i utformingen av skyveporter. Med deres hjelp stoppes strukturen når den når ytterposisjonen ved åpning eller lukking.

Noen flytemodeller brukes som en del av en trygghetsalarm ved inngangen til et hus. Når døren er lukket, er kretsen lukket på grunn av påvirkning av magnetfeltet på endebryteren. Åpningen av døren provoserer magnetens bevegelse og åpningen av kontakten, noe som får alarmen til å slå på.

Når du installerer magneter, ta hensyn til deres polaritet. Hvis de installeres feil, vil de ikke utføre de tiltenkte funksjonene.

Det faktum at det ikke er noen mekanisk kontakt i denne designen er fordelen, som øker levetiden. De kjennetegnes av den enkleste strukturen, basert på samspillet mellom magnetisk kontrollerte kontakter med en konvensjonell magnet.

Tilkoblingsregler og detaljer

Selv om grensebrytere i seg selv er utformet ganske enkelt, brukes de i utstyr med komplekse elektriske kretser. Følgelig må tilkoblingen deres utføres av spesialister og strengt i henhold til de skjematiske diagrammene, basert på de tekniske egenskapene.

La oss se på et eksempel på tilkobling av en enkel mekanisk bryter i en 3D-skriver. Dette er nødvendig for å sette de ekstreme koordinatene for vognen. Plug-in endebryteren har 3 kontakter - COM, NO, NC. Når sensoren er åpen, er første og siste kontakt på +5V. Den andre kontakten (NO) er jordet.

I diagrammet er kontaktene COM (1) og NO (2) i lukket tilstand, og COM og NC (3) er åpne. Når skrivervognen når sin ytterstilling, er COM- og NC-kontaktene tilkoblet og den spretter tilbake med 2 mm

Sensoren kobles til med to ledninger - rød og svart. Når enheten utløses, skal du høre et typisk klikk. Indikatorbryteren er koblet på samme måte, men den har også en tredje ledning - grønn.

Aktiveringen indikeres med en tent LED og et klikk. Kontaktene på brettet har betegnelser: for den røde ledningen V (+5 V), for svart - G (jord), for grønn - S (signal).

De samme bokstavene indikerer kontaktene på den optiske bryteren. Den vil kontrollere driften av vognen mer nøyaktig, men kan ikke fungere under støvete forhold og sollys.Aktiveringen av det optiske paret er ledsaget av inkludering av en lysemitterende diode og skjer helt stille.

Grensebrytere er mye brukt av møbelprodusenter, og installerer dem i garderober. Tilkobling utføres i henhold til instruksjonene som følger med hver modell. Diagrammet viser plasseringen av festingen av plastkonstruksjonen med nøkkelen. For den midterste døren må den monteres slik at den ikke forstyrrer riktig bevegelse av den andre seksjonsdøren langs føringene.

Diagrammene viser fremgangsmåten for tilkobling av grensebrytere for skyvedører i skyvedører (alternativ b) og for slagdører (alternativ a)

Hvis det er installert en endebryter for en slagdør, festes den med selvskruende skruer inne i skapet. Når døren er lukket, trykker knappen inn, åpner kretsen og belysningen fungerer ikke. Når den er åpen, slipper døren knappen og belysningen tennes.

Merking av grensebryter

Hver av disse koblingsenhetene er merket tilsvarende. Ved å tyde den kan du få all informasjon om en spesifikk modell av grensebryter. Hvis det er en inngang VU222M på den, betyr det at dette er en grensebryter i VU222-serien. Det bevegelige elementet er en modernisert spak.

Dette blokkskjemaet viser symbolet på en grensebryter beregnet for drift i kontrollkretser som opererer fra veksel- og likestrøm med en maksimal spenning på 660V

La oss dechiffrere i detalj, for eksempel merkingen av VP 15M4221-54U2-bryteren. Den er utstyrt med ett bevegelig aktivt element i serien 15. Den har en startkontakt og en brytekontakt, utstyrt med en skyver med rulle.

Beskyttelsesnivået er IP54 på drivsiden, "U" indikerer klimaversjonen, og nummer 2 indikerer plasseringskategorien. Produktet er i samsvar med TU U 31.2-25019584-005-2004.

Ledende produsenter i segmentet

Mange selskaper produserer slike sensorer. Blant dem er det anerkjente ledere. Blant dem er det tyske selskapet Sick, som hovedprodusent av slike høykvalitetsprodukter. Autonics forsyner markedet med kontaktløse grensebrytere av induktive og kapasitive typer.

Høykvalitets kontaktløse sensorer er produsert av det russiske selskapet TEKO. De er preget av ultrahøy tetthet (IP 68). Disse grensebryterne fungerer i de mest farlige miljøene, inkludert eksplosive miljøer, og ulike installasjonsmetoder er tilgjengelige.

Grensebrytere fra den ukrainske produsenten Promfactor er populære. Brytere og endebrytere VP, PP, VU produseres her. Garantien, med forbehold om overholdelse av alle driftsregler, er 3 år.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Video #1. Populært om grensebryter:

Video #2. Installere HF på en hjemmelaget CNC-maskin:

Hensikten med grensebrytere kan være svært forskjellig. De brukes både i komplekse industrielle systemer og i hverdagen for å øke komforten vår. Hovedsaken er at de skal kobles til den elektriske kretsen først etter at spenningen er fullstendig fjernet.

Skriv kommentarer i blokken nedenfor. Kanskje du vil dele informasjon som vil være nyttig for besøkende på nettstedet. Legg igjen innlegg med anbefalinger, publiser bilder om emnet, still spørsmål.