Hoofdstuk 6: Elektrische lineaire actuators en positiesensoren

Om ervoor te zorgen dat het TiMOTION product dat u kiest aan uw behoeften en die van uw toepassing voldoet, is het essentieel om de functies en opties te kennen die essentieel zijn voor de optimale werking van uw systeem.

In onze vorige artikels hebben we de componenten en functies van een elektrische actuator , de beschikbare veiligheids- en beschermingsopties, de verschillende belastingen en snelheden die mogelijk zijn besproken... Hier schenken we aandacht aan de verschillende positiesensoren.

Wanneer de elektrische actuators zijn uitgerust met positiesensoren, kunnen ze de positie van hun slag doorgeven aan de controlebox. In feite worden ze efficiënter.

Hoewel ze niet systematisch zijn, zijn positiesensoren toch essentieel en zeer aan te bevelen voor de meest complexe systemen. Voor gesynchroniseerde bewegingen zijn deze sensoren onmisbaar om een soepele beweging te garanderen, ongeacht de verschillen in de ondersteunde belastingen.

Bovendien zijn deze sensoren cruciaal voor andere functionaliteiten die de positie van de actuatorslag moeten kennen. Het positiegeheugen is daar een goed voorbeeld van.

De 4 belangrijkste positiesensoren die TiMOTION in zijn systemen gebruikt zijn:

• Hall-sensoren
• Potentiometers
• Reed-sensoren
• Optische sensoren

Hall-sensoren

TiMOTION raadt het gebruik van Hall-sensoren aan omdat deze klein genoeg zijn om in de meest compacte systemen te passen en tegelijkertijd een zeer nauwkeurig digitaal signaal op de motor-as geven.

Deze sensoren worden geactiveerd door een magnetisch veld dat twee essentiële kenmerken heeft: de dichtheidsflux en de polariteit.

Het uitgangssignaal dat door de Hall-sensoren wordt gegeven is gerelateerd aan de dichtheid van het magnetisch veld rond het systeem. Wanneer dit magnetisch veld een vooraf bepaalde drempel overschrijdt, detecteert het dit en genereert het een spanning die Hall-spanning wordt genoemd.

Doordat Hall-sensoren kosteneffectief, en van hoge kwaliteit zijn en een lange levensduur hebben, worden ze het vaakst gebruikt.

OPMERKING: TiMOTION-controleboxen zijn ontworpen om informatie te ontvangen die alleen door Hall-sensoren wordt verzonden. Ze ondersteunen de retoursignalen van een ander types sensoren niet (of pas na bestudering van het verzoek).

Potentiometers

Potentiometers, ook wel bekend als POT's, worden vaak gebruikt in de industrie. Dit is een type variabele weerstand met drie klemmen, waarvan er één verbonden is met een schuifregelaar die over een weerstandsbaan beweegt met de andere twee klemmen aan de uiteinden. Dit systeem maakt het mogelijk om tussen de klem die op de schuifregelaar is aangesloten en een van de twee andere klemmen een spanning op te vangen die afhankelijk is van de positie van de schuifregelaar en de spanning waaraan de weerstand wordt blootgesteld.

Met andere woorden, de weerstand bepaalt de positie. Naarmate de wormschroef draait, verandert de weerstandswaarde en komt elke weerstandswaarde overeen met één positie van de actuatorslag.

In vergelijking met Hall-sensoren hebben potentiometers het voordeel dat de positie van de slag behouden blijft, zelfs wanneer het systeem een stroomstoring ondervindt. 

Potentiometers hebben echter het nadeel dat ze minder nauwkeurig zijn dan Hall-sensoren, omdat ze een analoog signaal uitzenden en onderhevig zijn aan het joule-effect. Dit is echter niet nadelig voor de lezing van de algemene positie.

Reed-sensoren

Reed-sensoren zijn magnetische sensoren. Ze hebben een elektrische schakelaar die wordt geactiveerd door een magnetisch veld. De sensor is een schakelaar die een paar contacten bevat die zijn gemonteerd op ferro-metalen bladen in een gesloten glazen behuizing. De contacten kunnen worden geopend en gesloten als er een magnetisch veld aanwezig is, en omgekeerd. De schakelaar kan worden bediend door een spoel, die vervolgens de reed-schakelaar naar de oorspronkgelijke positie terugbrengt. Met de kracht van elke omwenteling van de wormschroef en de positie van de slaglengte van de elektrische actuator opent of sluit de reed-klep.

TiMOTION maakt specifiek gebruik van dit type sensor in de besturing met een veiligheidssleutelfunctie. Het systeem is dus geprogrammeerd om een signaal uit te zenden wanneer de sleutel uitgetrokken is. Dit type sensor kan ook direct op de buitenste buis van sommige actuators worden geplaatst. Op deze manier wordt de lengte van de slag eenvoudig instelbaar.

Optische sensoren

Optische sensoren worden af en toe gebruikt in TiMOTION elektrische actuators. Dit type sensor zet licht om in een elektronisch signaal. Wanneer een wormschroef draait, draait ook een verduisteringswiel, waardoor het licht naar de optische koppeling toe wordt geblokkeerd. Deze optische koppeling zendt een signaal uit wanneer hij detecteert dat het licht geblokkeerd is. Door de rotatie van het verduisteringswiel is de optische koppeling in staat om vijfentwintig signalen uit te zenden voor elke volledige omwenteling.

Samenvatting: Voor- en nadelen van positiesensoren