Датчики положения (перемещения).

В качестве датчиков положения в течение многих десятилетий используются выключатели. Они состоят из электрических контактов, которые ме­ханически размыкаются или замыкаются, когда какая-либо переменная (положение, уровень) достигает определенного значения. Концевые выключатели различных типов являются важной частью многих систем управления, надежность которых существенно зависит именно от них. Они располагаются там, где "происхо­дит действие", и часто подвергаются большим механическим нагрузкам и токам.

На рис. 2.111 показаны нормально разомкнутый замыкающий выключатель, нормально замкнутый размыкающий выключа­тель и переключатель в нор­мальном положении и при срабатывании. На схемах контакты выключателя обычно изображают в нормальном положении.

	Нормально разомкнутый замыкающий выключатель	Нормально замкнутый размыкающий выключатель	Переключатель
Нормальное положение
Положение при срабатывании

Рис. 4.8. Различные обозначения выключателей

Замыкание механического выключателя обычно вызывает проблемы, поскольку контакты вибрируют ("дребезжат") несколько миллисекунд, прежде чем замкнуться (рис. 4.9 б). Когда важно зафиксировать только первое касание, как в случае конце­вого выключателя, принимать во внимание последующие замыкания и размыкания контактов из-за дребезжания нет необходимости. Применение цепи, обеспечиваю­щей небольшое запаздывание выходного сигнала, является одним из способов пре­одоления эффекта дребезжания контактов.

Существуют другие методы определения положения с помощью бинарных датчи­ков, некоторые из которых приведены ниже.

• Ртутные выключатели состоят из небольших герметически запаянных стеклян­ных трубок с контактными выводами. Трубка содержит достаточное количество ртути, чтобы замкнуть контакты. Выключатель размыкает и замыкает контакты при изменении положения (наклона) трубки.

Магнитоуправляемое герметичное язычковое реле — геркон — состоит из двух плоских пружин, запаянных в небольшую стеклянную трубку. Свободные концы пружин находятся друг над другом с очень небольшим зазором между ними. Когда к трубке приближается магнит, пружины намагничива­ются в разных направлениях, притягиваются друг к другу и замыкаются.

• Фотоэлектрические датчики выполнены из материалов, которые изменяют сопротивление или генерируют разность потенциалов под влиянием света. Во многих устройствах достаточно бинарной индикации — есть свет или нет. Фотоэлектрический лучевой детектор состоит из источника светового луча и светочувствитель­ного элемента. Существует много конструкций светодетекторов, которые отличаются в основном тем, отражается или прерывается световой луч фиксируемым объектом. Преимущества светодетекторов — простота, гибкость, низкая стоимость и, главное, фиксация может выполняться без непосредственного физического контакта. На базе фотоэлектрических лучевых детекторов легко строятся измерители частоты вращения, счетчики, датчики положения и т. д.

• Ультразвуковые и микроволновые датчики используются для обнаружения объектов на расстояниях от нескольких сантиметров до нескольких метров. Эти датчики работают в режиме отражения (излучатель и приемник заключены в од­ном приборе) или на принципе прерывания луча (излучатель и приемник расположены в разных устройствах).