Перейти до вмісту

Як перевірити датчик наближення мультиметром

Як перевірити датчик наближення мультиметром

Три вимірювання, які вирішують питання

Справність датчика наближення встановлюється трьома вимірюваннями: напруга живлення на самому датчику, струм споживання, напруга на сигнальному виході при внесенні металу в зону. Цього досить, щоб відрізнити мертвий датчик від живого і заодно визначити тип виходу, коли маркування на корпусі стерлось.

Умова одна, і вона визначає весь результат: вихід міряється з навантаженням. На вільному виході мультиметр показує не стан датчика, а наслідок власного вхідного опору, і через це справні позиції регулярно списують як несправні. Нижче порядок дій, межі норми з офіційних паспортів і таблиця відповідності «показання означає ось це». Усі цифри взяті з паспортів виробника на конкретні моделі, а не з узагальнених таблиць.

Безпека: що зробити до того, як торкнетесь клем

Спершу з'ясуйте, яка напруга в колі

У трипровідних DC моделей, на які посилається ця стаття, діапазон живлення 10…30 В. Це не універсальна цифра: у паспорті P+F NJ2-12GM40-E2-V1 заявлено UB 10…60 В, тобто трипровідні виконання на ширший діапазон існують. Діапазон беріть з паспорта своєї позиції, а не з припущення «датчик це 24 В». Двопровідні бувають іншими. У Pepperl+Fuchs NBB20-U1-UU паспорт дає номінальну робочу напругу Ue 24…250 В DC або 24…230 В AC, а допустимий діапазон UB 20…275 В DC або 20…253 В AC. Нижня точка цього діапазону становить 24 В DC, тому на лабораторному блоці 24 В DC датчик перевіряється штатно: 24 В лежить у межах паспортних значень.

Небезпека в іншому. Той самий датчик у шафі може стояти під 230 В AC. Якщо ви не знаєте напругу кола точно, вважайте її мережевою: знеструмте шафу, переконайтесь індикатором відсутності напруги, зніміть датчик і перевіряйте його на столі від лабораторного джерела 24 В DC. Перевірка двопровідного датчика безпосередньо в шафі під мережевою напругою не входить у цю процедуру, і ця стаття її не описує.

Вимоги до приладу

CAT III 300 V це мінімум, і розрахований він на коло 230 В. Якщо шафа, з якої приїхав датчик, живиться від 400 В трифазної мережі, потрібен прилад CAT III 600 V. Щупи того самого класу, що й прилад, ізоляція без тріщин і без підгорілих слідів. Кабельний набір із «сувеніром» на 600 мВ і без маркування категорії для цієї роботи не підходить, навіть якщо ви плануєте міряти тільки 24 В: двопровідні датчики, які приїхали з шафи, попадаються в тих самих коробках, що й трипровідні на 24 В.

Потрібні режими: V DC, mA, перевірка на обрив і режим «діод». Плюс джерело 24 В DC. Плюс навантаження: резистор 2,2 кОм 0,5 Вт, або реле на 24 В, або лампа на 24 В.

Режим mA: чим саме він небезпечний

У режимі mA щупи підключені до внутрішнього шунта мультиметра, а шунт має опір порядку одиниць ом або менше. Прилад у цьому режимі придатний тільки для вмикання в розрив кола, послідовно з навантаженням. Якщо ви з щупами в гнізді mA або A торкнетесь двох точок паралельно до джерела, ви замкнете це джерело через шунт. На стенді 24 В це закінчиться згорілим запобіжником гнізда mA, і сам запобіжник у більшості приладів треба буде замінювати через розбирання корпусу. У мережевому колі такий самий дотик дає дуговий спалах, і наслідки вже не про прилад.

Звідси три правила. Перше: у режимі mA прилад вмикається тільки в розрив, ніколи паралельно. Друге: кола знеструмлюються до того, як щупи переставляються, і живлення повертається після того, як щупи закріплені. Третє: у мережевому двопровідному колі струм мультиметром не міряється взагалі, бо щупи в гнізді mA поруч із мережевим потенціалом це аварія з передбачуваним результатом. Після вимірювання струму одразу повертайте щупи в гніздо V.

Два паспортних обмеження, які стосуються двопровідних на мережеву напругу і які на стенді легко порушити. Перше: паспорт NBB20-U1-UU прямо вимагає зовнішнього запобіжника за UL 248 на 3 А, придатного для 300 В AC і DC. Друге: там само написано, що датчик призначений для одиничної роботи, а послідовне чи паралельне з'єднання датчиків не допускається. Тобто «перевірю два одразу в одному колі» це не економія часу, а вихід за паспорт.

NO чи NC: застереження до всіх таблиць нижче

Усі таблиці в цій статті написані для нормально відкритого виходу (NO): у спокої вихід не проводить, при внесенні металу проводить. Для нормально закритого (NC) кожен рядок інвертується, і «несправність» за таблицею NO виявиться штатною роботою.

Тому тип комутації треба знати до вимірювань, а не після. Він береться з паспорта або з партномера. Окрема категорія випадків, коли це не визначається ні тим, ні іншим: у NBB20-U1-UU паспорт прямо пише, що функція комутації «NO/NC selectable through wiring», тобто задається схемою підключення. У такого датчика немає «правильного» показання саме по собі, воно залежить від того, як його підключили в шафі. Перед перевіркою зафіксуйте, як він був підключений.

Крок 1: живлення на самому датчику

Міряйте V DC між коричневим і синім проводами, і робіть це на кінці кабелю датчика, а не на клемнику шафи. Різниця між цими двома точками і є типова причина звернень.

Норма для трипровідних моделей з нашого каталогу: 10…30 В. Так задано і в паспорті Sick IME12-04BPSZC0K (10 В DC … 30 В DC, пульсації ≤ 10 %), і в паспорті P+F NBB5-18GM50-E2 (UB 10…30 В).

Що означають показання:

0 В: обрив у кабелі, спрацював автомат або вигорів вихід блока живлення.

Менше 10 В: просадка. Причини перебирайте по черзі, починаючи з найдешевшої перевірки: переріз кабелю, довжина трасси, сумарне навантаження на блок живлення. Датчик у такому режимі працює через раз, виглядає це як плаваюча несправність, і через неї міняють то датчик, то контролер, хоча винен блок живлення.

24 В на клемнику і 0 В на датчику: обрив саме в кабелі, найчастіше в місці перегину на рухомій частині.

Пульсації понад паспортні 10 %: формально мультиметр у режимі V DC цього не покаже, покаже тільки середнє. Якщо живлення нестабільне, а причина не знайдена, це вже робота для осцилографа.

Крок 2: струм споживання I0

Якщо напруга в нормі, а датчик мовчить, виміряйте струм. Переведіть прилад у режим mA, розірвіть коричневий провід і вставте мультиметр у розрив.

Важлива деталь, яку легко пропустити: паспортний струм I0 нормується без навантаження. Повна назва параметра у P+F «No-load supply current», у Sick «No load current». Тому на час цього вимірювання навантаження з виходу треба зняти, інакше ви отримаєте суму струму споживання і струму навантаження і порівнювати її з паспортом буде ні до чого.

Норма це значення до паспортного I0 саме вашої моделі, а не абстрактні «десятки міліампер». Цифри різні:

МодельПаспортний струм без навантаження
P+F NBB5-18GM50-E2I0 ≤ 20 мА
Sick IME12-04BPSZC0K≤ 10 мА
Sick IME12-08NPSZC0S≤ 10 мА

Тобто 25 мА для NBB5-18GM50-E2 це вже вихід за паспорт, а для IME12-04BPSZC0K вихід за паспорт настає вже після 10 мА. Дивіться паспорт своєї позиції, а не сусідньої.

Близько нуля: датчик не живиться, хоча напруга на клемах є. Перевірте полярність, коричневий на плюс, синій на мінус. У NBB5-18GM50-E2 паспорт заявляє захист від зворотної полярності, тобто переплутані проводи його не вбивають, але й працювати він не буде.

У межах паспортного I0: електроніка жива, йдемо далі.

Вище паспортного I0: замикання на виході або пробита електроніка. Таку позицію перевіряти далі немає сенсу.

Крок 3: NPN це чи PNP

Тут потрібне навантаження. Увімкніть резистор 2,2 кОм так, як у таблиці, і міряйте напругу між чорним і синім проводами. Щупи в обох випадках стоять на тих самих точках, на чорному і синьому; змінюється тільки те, куди підключено резистор.

Що робитеPNPNPN
Резистор увімкнути міжчорним і синім (0 В)чорним і коричневим (+24 В)
Щупи мультиметра (V DC)на чорному і синьомуна чорному і синьому
Металу в зоні немаєблизько 0 В, до ≈1,1 Вблизько 24 В
Метал у зоні≈ 23,5…24 В≈ 0…0,5 В

Таблиця для NO. Для NC два нижніх рядки міняються місцями.

Про очікувані значення в стані «метал у зоні». Падіння напруги на відкритому виході в паспорті є, але формулюється воно по-різному. Sick для IME12-04BPSZC0K пише «Voltage drop ≤ 2 V» з прямою приміткою «At Ia max», а Ia там ≤ 200 мА, тобто межа явно прив'язана до максимального струму. P+F для NBB5-18GM50-E2 дає Ud ≤ 3 В без умови по струму, і це просто гранична величина. Струм у вашій схемі дорівнює показанню, поділеному на опір резистора: 2,2 кОм при ідеальному нульовому падінні дали б 10,9 мА. Для PNP при внесенні металу очікуйте приблизно 23,5…24 В, бо на струмі близько 10 мА реальне падіння становить частки вольта. Для порівняння: у паспорті P+F NJ2-12GM40-E2-V1 поряд з граничним Ud ≤ 3 В окремо вказано Ud 1,2…2,5 В при IL = 100 мА, тобто вже на струмі в десять разів більшому падіння до межі не доходить.

Про стан «металу в зоні немає». Для PNP це не строго нуль. Через вимкнений вихід іде залишковий струм Ir, і на резисторі 2,2 кОм паспортний максимум 0,5 мА дав би 1,1 В. Тобто до приблизно 1,1 В на вимкненому PNP під навантаженням це ще норма. Типове значення Ir 0,1 мкА при 25 °C дає на тому самому резисторі менше мілівольта, тому на справному датчику ви побачите майже нуль.

Показання 21 В при металі в зоні формально ще вкладається в паспортне Ud ≤ 3 В. Але струм тут становить 21 В поділити на 2,2 кОм, тобто близько 9,5 мА, і падіння 3 В на такому струмі аномальне. Це не «норма за паспортом», а підстава перевірити датчик під робочим навантаженням за кроком 4.

Розсіювана потужність на резисторі 24²/2200 ≈ 0,26 Вт, звідси вимога брати 0,5 Вт.

Замість резистора можна взяти лампу на 24 В або реле на 24 В. Реле дає клацання, тобто контроль на слух, і руки залишаються вільними. Лампа дає контроль очима. В обох випадках звіряйте струм обмотки чи лампи з паспортним робочим струмом виходу: у NBB5-18GM50-E2 це IL 0…200 мА, у Sick IME12 Ia ≤ 200 мА.

Чому вольтметр на вільному виході бреше: два різні механізми

Мультиметр у режимі V DC має вхідний опір порядку 10 МОм. Для виходу датчика це практично холостий хід. Але далі PNP і NPN поводяться по-різному, і причини в них різні. Їх плутають, і через це роблять неправильні висновки.

PNP: залишковий струм Ir

У PNP вихід комутує плюс, тобто навантаження має стояти між чорним і синім. Якщо замість навантаження стоїть один вольтметр, у колі залишається тільки його 10 МОм.

Вимкнений транзистор не є ідеальним ізолятором: через нього йде залишковий струм, і він нормується в паспорті. У NBB5-18GM50-E2 це Ir 0…0,5 мА, типово 0,1 мкА при 25 °C. Порахуйте, що цей струм робить на 10 МОм. Типові 0,1 мкА дають 1 В. Щоб показання піднялось до повних 24 В, достатньо 2,4 мкА, а це у двісті разів менше за паспортний максимум 0,5 мА. Тобто вимкнений PNP без навантаження закономірно показує на вольтметрі напругу до повної напруги живлення, і це властивість вимірювання, а не несправність датчика.

Практичний висновок: 24 В на вільному виході PNP у стані спокою нічого не доводить. Діагноз ставиться тільки з навантаженням.

NPN: наведена напруга

У NPN вихід комутує мінус, тобто навантаження має стояти між чорним і коричневим. Без навантаження чорний провід не підтягнутий ні до плюса, ні до мінуса: він висить.

Тут механізм інший. Струму з датчика немає взагалі, а показання є, бо вільний провід працює як обкладка конденсатора по відношенню до сусідніх жил і до корпусу шафи. Прилад читає наведену напругу, і вона залежить від того, як лежить кабель, що комутується поруч і чи працює частотний перетворювач у тій самій шафі. Показання при цьому може бути як завгодно нестабільним.

Чому це не одне й те саме

Залишковий струм Ir це паспортний параметр датчика: реальний струм через вимкнений вихід, який на великому опорі дає велику напругу. Наведена напруга це взагалі не параметр датчика: це властивість вільного провідника в середовищі з комутаціями, і в паспорті її немає й бути не може.

Різниця має практичне значення. З Ir ви боретесь підбором навантаження і звіркою з порогом входу. З наведеною напругою ви боретесь підтяжкою провідника, екрануванням і розведенням трас. Якщо сприйняти одне за інше, лікування буде не від тієї хвороби.

Той самий Ir дає хибні спрацювання і на вході ПЛК, але вже в робочій схемі. У трипровідного PNP NBB5-18GM50-E2 він крихітний: типово 0,1 мкА при 25 °C, максимум 0,5 мА. У двопровідного NBB20-U1-UU паспорт заявляє Ir ≤ 1,5 мА, і цього вже буває достатньо, щоб вхід контролера сприйняв вимкнений датчик як увімкнений.

Крок 4: комутація під робочим навантаженням

Резистор підтверджує логіку, але не підтверджує здатність тягнути реальне навантаження. Робочий струм у паспорті вказується окремо: у NBB5-18GM50-E2 це IL 0…200 мА, у Sick IME12-04BPSZC0K тривалий струм Ia ≤ 200 мА.

Увімкніть замість резистора реле або лампу на 24 В і пронесіть металевий об'єкт через зону десять разів. Якщо реле клацає не щоразу, причин зазвичай дві: вихід датчика деградував, або об'єкт проходить на межі зони спрацювання.

Про межу зони тримайте в голові паспортні цифри. У IME12-04BPSZC0K номінальна зона Sn становить 4 мм, а гарантована Sa лише 3,24 мм. Монтаж проєктується по Sa. У неекранованого IME12-08NPSZC0S того самого діаметра M12 номінал уже 8 мм, а гарантована зона 6,48 мм. Додайте до цього паспортний температурний дрейф ±10 % від Sr і зрозумієте, чому монтаж «рівно по Sn» працює на столі й відмовляє в цеху влітку.

Двопровідні датчики: інша процедура

Двопровідний датчик вмикається послідовно з навантаженням, як кінцевий вимикач. Струм, який його живить, проходить через навантаження, і звідси вся специфіка.

Чому вольтметр послідовно показує «обрив»

Якщо увімкнути вольтметр послідовно з вимкненим двопровідним датчиком, прилад покаже майже повну напругу живлення. Люди читають це показання як обрив у датчику й списують його.

Насправді так і має бути. У паспорті NBB20-U1-UU є параметр Im, найменший робочий струм, і він дорівнює 5 мА. Вольтметр з опором 10 МОм пропускає мікроампери, тобто на три порядки менше потрібного, і датчик у таке коло просто не вмикається. Водночас вимкнений датчик пропускає залишковий струм до 1,5 мА, і на 10 МОм це дає напругу, обмежену тільки напругою живлення. Результат: майже повне живлення на дисплеї, незалежно від того, є метал у зоні чи ні.

Тому вольтметром послідовно двопровідний датчик не перевіряється. Жодне показання в цій схемі не є діагнозом.

Як перевірити правильно

Зберіть коло «плюс, датчик, навантаження, мінус», де навантаження споживає не менше Im, і міряйте напругу на навантаженні.

Порахуємо навантаження для NBB20-U1-UU на стенді 24 В DC. Потрібно не менше 5 мА. У ввімкненому стані сам датчик забирає на себе падіння Ud, за паспортом до 5 В на постійному струмі (типово 2 В), тому на навантаженні залишається близько 19 В у найгіршому випадку. Звідси верхня межа опору: 19 В поділити на 5 мА дає 3,8 кОм, тобто найближчий стандартний номінал 3,3 кОм. Нижня межа визначається потужністю: 1,2 кОм при 24 В дає 20 мА і 0,48 Вт, що для резистора на 0,5 Вт вже межа, тому під 1,2 кОм беріть 1 Вт.

Робочий вибір: 2,2 кОм на 0,5 Вт. На 19 В це 8,6 мА, тобто з запасом над Im 5 мА, і 0,16 Вт розсіювання. Номінал 4,7 кОм у цьому розрахунку дає лише 4 мА і датчик може не ввімкнутись, тому його брати не варто, хоча на перший погляд він виглядає придатним.

Що очікувати на вимірюванні: у ввімкненому стані на навантаженні близько 19…22 В, на датчику падіння Ud. Паспорт NBB20-U1-UU дає Ud ≤ 5 В (типово 2 В) на постійному струмі і ≤ 8 В (типово 3 В) на змінному. Різниця між DC і AC тут суттєва, і її не можна переносити з одного режиму в інший.

Коли вхід ПЛК «залипає»

Класична ситуація: двопровідний датчик вимкнений, а вхід контролера бачить одиницю. Причина в залишковому струмі: 1,5 мА для NBB20-U1-UU, і цей струм на вхідному опорі ПЛК дає напругу вище порогу вимкненого стану.

Два рішення, обидва штатні. Перше: баластний резистор паралельно входу ПЛК. Він відводить залишковий струм на себе, і напруга на вході падає нижче порогу. Номінал розраховується з мануала контролера: візьміть гарантовану напругу вимкненого стану входу і поділіть її на паспортний Ir датчика, це і буде верхня межа опору. Конкретних цифр тут навести не можемо, бо поріг різний у різних ПЛК, і брати його треба з мануала саме вашого.

Друге рішення, і воно надійніше: трипровідний датчик замість двопровідного. У трипровідного PNP залишковий струм на два-три порядки менший, у NBB5-18GM50-E2 це типово 0,1 мкА при 25 °C, і проблема не виникає в принципі.

Одне обмеження на цей розділ. Порівняння з 24-вольтовим входом ПЛК має сенс тільки для постійного струму. Якщо двопровідний датчик стоїть у колі змінного струму, це інша схема, інші пороги і інший Ud (≤ 8 В, типово 3 В), і логіка дискретного входу ПЛК на 24 В DC до неї не застосовується.

Що мультиметр перевірити може, а що ні

Омметр і режим «діод»

Міряти омметром виводи сучасного датчика в надії побачити «опір котушки» немає сенсу: усередині генератор з вихідним транзистором, а не котушка, виведена на клеми.

А от режим «діод» дає один корисний результат. На вході живлення трипровідного датчика стоїть захист від зворотної полярності: у паспорті NBB5-18GM50-E2 це рядок «reverse polarity protected», у NBB20-U1-UU «reverse polarity tolerant». Тому в режимі «діод» між коричневим і синім ви з великою ймовірністю побачите показання переходу в одному напрямку і відсутність провідності в іншому. Саме наявність такої асиметрії не є несправністю, це видимий захисний елемент.

Що справді є діагнозом: повне замикання між коричневим і синім, тобто близько нуля ом і писк приладу в обох напрямках. Це мертва позиція, далі не перевіряється.

Окремо від датчика омметр і режим перевірки на обрив корисні для кабелю, і саме з кабелю варто починати, коли датчик «то працює, то ні».

Чого не виміряти зовсім

Частоту комутації. IME12-04BPSZC0K за паспортом дає 2000 Гц, NBB5-18GM50-E2 до 800 Гц, двопровідний NBB20-U1-UU 0…100 Гц на DC і 0…30 Гц на AC. Пересвідчитись у цьому можна осцилографом або швидким входом контролера, не мультиметром.

Час готовності після подачі живлення. У IME12-04BPSZC0K це ≤ 100 мс, у NBB20-U1-UU tv ≤ 300 мс. Мультиметр такі інтервали не розрізняє, а на практиці вони означають, що перші показання після вмикання читати не варто.

Реальну зону спрацювання на вашому металі. Паспортна Sn дається по сталі. Коефіцієнти редукції є в кожному паспорті, і вони різні навіть у сусідніх моделей. У NBB5-18GM50-E2 заявлено rAl 0,3, rCu 0,3, r304 0,7. У NBB20-U1-UU rAl 0,4, rCu 0,3, r304 0,77, rBrass 0,43, rFe 1. У Sick IME12-04BPSZC0K St37 1, нержавіюча V2A/304 близько 0,8, алюміній близько 0,45, мідь близько 0,4, латунь близько 0,4, і сам паспорт додає, що це довідкові значення, які можуть відрізнятись. Єдиної таблиці на всі датчики не існує, і підставляти коефіцієнт від іншої моделі не можна.

Коли маркування обманює

Партномер читається тільки за ordering-таблицею виробника, і спроба прочитати його «за змістом літер» дає помилки. Робочий приклад з нашого каталогу: Sick IME12-08NPSZC0S. У коді стоїть NP, і це регулярно читають як NPN. Паспорт 1040780 каже інше: Switching output PNP, Output function NO, Installation type Non-flush. Тобто N тут означає неекранований монтаж, а P означає PNP, і літери належать різним полям коду.

Тому порядок такий. Є паспорт на партномер: беріть тип виходу з паспорта. Паспорта немає або партномер не читається: міряйте за кроком 3 з резистором. Вгадувати за літерами в коді не варто, це найдорожчий спосіб помилитись.

Кольори дротів: на що можна покладатись

Схема «коричневий плюс, синій мінус, чорний вихід» це конвенція, і вона гарантована для датчиків, які заявляють відповідність EN IEC 60947-5-2. У паспортах NBB5-18GM50-E2 і NBB20-U1-UU така відповідність заявлена прямо. Для кабелю без цієї відповідності кольори треба перевіряти, а не припускати.

Два окремих випадки, де таблиця кроку 3 працює не так, як очікується:

Чотирипровідні виконання. Там є другий сигнальний провід, зазвичай білий, і це або друга функція комутації (антивалентні NO і NC одночасно), або другий вихід. Міряти треба обидва, по черзі, бо один з них у спокої завжди проводить.

Push-pull виходи. Такий вихід і підтягує до плюса, і притягує до мінуса. Таблиця кроку 3 дасть «правильний» результат в обох схемах підключення резистора, і саме по ній відрізнити push-pull від звичайного PNP чи NPN не вийде. Тут потрібен паспорт або ordering-таблиця.

Таблиця: показання і що воно означає

Для NO-виходів. Для NC інвертуйте рядки, що стосуються стану виходу.

Що бачитеНайімовірніша причинаЩо робити
0 В між коричневим і синім на датчикуобрив кабелю або немає живленняперевірити автомат, потім кабель на обрив
Менше 10 В на датчику при 24 В у шафіпросадка на трасіперевірити переріз, довжину, навантаження блока живлення
Живлення в нормі, струм близько нуляпереплутана полярність або мертва електронікаперевірити коричневий і синій, потім замінити
Струм вище паспортного I0 (20 мА для NBB5-18GM50-E2, 10 мА для Sick IME12)замикання на виході або пробита електронікавідключити навантаження і переміряти, потім замінити
На вільному чорному проводі PNP стабільні 24 В у спокоїIr через 10 МОм вольтметра, тобто норма для PNP без навантаженняповторити з резистором 2,2 кОм
На вільному чорному проводі NPN нестабільне показаннянаведена напруга на непідтягнутому проводіповторити з резистором 2,2 кОм на коричневий
PNP під навантаженням дає 24 В і в спокої, і з металомвихід не закривається, пробитий транзисторзамінити датчик
PNP з металом у зоні дає 21 В на резисторі 2,2 кОм, тобто ≈9,5 мАформально ще в межах паспортного Ud ≤ 3 В, але падіння 3 В на струмі ≈9,5 мА аномальнеперевірити під робочим навантаженням за кроком 4, і якщо падіння тримається, готувати заміну
З навантаженням логіка є, реле клацає не завждиоб'єкт на межі зони або просів вихідзменшити зазор до рівня Sa, потім перевірити повторно
Вольтметр послідовно з двопровідним датчиком показує майже повне живленняштатна картина, бо вольтметр не дає Im 5 мАзібрати коло з навантаженням 2,2 кОм і міряти на навантаженні
Вхід ПЛК «залипає» у ввімкненому станіIr двопровідного датчика вище порогу вимкненого стану входубаластний резистор паралельно входу, розрахований з мануала ПЛК, або перехід на трипровідний

Поширені запитання

Чи можна визначити NPN або PNP без резистора?

Ні, і це головна поправка до поширеної поради. Без навантаження вимкнений PNP показує майже повне живлення через залишковий струм, а вимкнений NPN показує наведену напругу. Обидва показання не залежать від стану датчика, тому розрізнити по них тип виходу не вийде. Резистор 2,2 кОм знімає невизначеність повністю.

Мультиметр показує 24 В на виході постійно, метал не впливає

Спершу подивіться, чи було навантаження. Якщо ви міряли вільний вихід PNP, 24 В у спокої це норма, а не діагноз: так працює Ir через 10 МОм приладу. Повторіть з резистором 2,2 кОм між чорним і синім.

Діагноз «вихід не закривається» ставиться тільки тоді, коли 24 В тримаються під навантаженням і в спокої, і з металом у зоні. Тоді це пробитий вихідний транзистор, і датчик замінюється.

У схемі NPN резистор стоїть на коричневий, а напруга постійно близько 24 В

Схема правильна, і 24 В тут означають, що вихід не проводить. Три причини, у порядку ймовірності. Перша: метал не доходить до зони спрацювання, тобто зазор більший за Sa або матеріал об'єкта дає коефіцієнт редукції, якого ви не врахували. Друга: вихід деградував і більше не притягує чорний провід до нуля. Третя: датчик виявився NC, і метал у зоні постійно, наприклад через кронштейн або сусідню деталь; тоді 24 В це штатний стан «спрацював».

Окремо про помилку, яка звучить логічно, але фізично неможлива: якщо в схемі NPN увімкнути резистор між чорним і синім, 24 В ви не побачите ніколи. Чорний провід у цій схемі притягнутий тільки до нуля, і більше нікуди, тому показання буде близько 0 В в обох станах датчика. Постійний нуль при резисторі на синій це ознака неправильної схеми перевірки, а не несправності.

Який резистор узяти для перевірки?

Для трипровідних на 24 В: 2,2 кОм на 0,5 Вт. Це близько 10,9 мА, струму достатньо для чистого читання, і він далеко в межах паспортних 200 мА.

Для двопровідного NBB20-U1-UU на 24 В DC: той самий 2,2 кОм на 0,5 Вт, бо при паспортному Ud до 5 В він дає 8,6 мА, тобто з запасом над Im 5 мА. Робочий діапазон тут приблизно 1,2…3,3 кОм, причому під 1,2 кОм треба резистор на 1 Вт, бо розсіювання підходить до 0,48 Вт.

Замість резистора підходить лампа на 24 В або реле на 24 В. Реле зручніше, бо клацання дає контроль на слух і руки залишаються вільними.

Датчик гріється. Це нормально?

Легке тепло на корпусі буває при струмі, близькому до максимуму. Відчутний нагрів разом зі струмом, вищим за паспортний I0, означає замикання в навантаженні або пробитий вихід. Паспортні межі температури теж подивіться: NBB5-18GM50-E2 нормований на −25…70 °C, Sick IME12-04BPSZC0K на −25…+75 °C, NBB20-U1-UU на −25…85 °C.

Чи треба відключати датчик від ПЛК під час перевірки?

Так. Відключіть сигнальний провід від входу, інакше ви міряєте паралельно з вхідним колом контролера і бачите суму двох ланцюгів. Те саме стосується кроку 2: струм I0 нормується без навантаження, тому навантаження на час вимірювання знімається.

Що робити, якщо датчик двопровідний і стоїть у шафі під 230 В?

Знеструмити шафу, переконатись індикатором у відсутності напруги, зняти датчик і перевіряти на столі від лабораторного джерела 24 В DC з навантаженням у колі. Для NBB20-U1-UU це штатна напруга: паспортна Ue починається з 24 В DC. Вимірювати струм мультиметром у мережевому колі не потрібно і небезпечно.

Датчик перевірений і живий, а лінія все одно не бачить сигнал

Тоді розбіжність на стороні контролера: тип входу не відповідає типу виходу датчика. Порядок перевірки описаний у статті підключення датчика до ПЛК. Якщо сигнал іде на частотний перетворювач, дивіться заміну європейського частотника на Veichi і перемичку PLC.

Чи можна цими кроками перевірити оптичний або ємнісний датчик?

Кроки 1, 2 і 3 переносяться, бо логіка трипровідного виходу однакова. Межі норми ні: I0, Ud, робочий струм і Ir беруться з паспорта саме вашої моделі. Зону спрацювання в оптики визначають інші параметри, і коефіцієнти редукції для металів до неї не застосовуються.

Якщо датчик мертвий

Коли всі чотири кроки пройдені й позиція справді не працює, напишіть нам через контакти партномер і що саме показав мультиметр на кожному кроці. Ми подивимось по вашій накладній, чи позиція в межах гарантійного періоду, і паралельно підберемо заміну. Терміни гарантії дивимо по документах постачання, навмання їх не називаємо. Якщо датчик купували не в нас, гарантію ми не перевіряємо, бо документів постачання не маємо, але заміну за вашими вимірюваннями підберемо так само.

Заміна підбирається за трьома параметрами: діаметр корпусу, гарантована зона Sa, тип виходу. Принципи підбору розписані в статті індуктивні датчики: принцип роботи і підбір, а порядок дій для випадку, коли оригінал уже не постачається, розібраний окремо в матеріалі про підбір еквівалента.

Орієнтир по корпусах, щоб звузити пошук:

КорпусКоли це ваш випадокПозиція з каталогу
M8тісний монтаж, немає місця під M12, короткі зониОбидві позиції екранованої установки, вибір між ними за роз'ємом і матеріалом корпусу. Sick IME08-02BPSZT0K: flush, Sn 2 мм, Sa 1,62 мм, PNP NO, роз'єм M8 3-pin, Ud ≤ 2 В при Ia max, Ia ≤ 200 мА, корпус латунь, IP67. Omron E2A-S08KS02-M1-B1: flush, Sn 2 мм, PNP NO, роз'єм M12, корпус з нержавіючої сталі, IP67/IP69K
M12універсальний випадокSick IME12-04BPSZC0K, Sn 4 мм, Sa 3,24 мм, PNP NO, flush, роз'єм M12 4-pin
M18, неекранованийпотрібна зона до 8 мм і є простір навколо торцяSick IM18-08NPS-ZC1: Non-flush, Sn 8 мм, PNP NO, Ia ≤ 400 мА, Ud ≤ 1 В при Ia max. Того самого класу монтажу P+F NBN8-18GM50-E2-V1, 8 мм, M18
M18, екранованийпотрібна зона до 8 мм, але датчик вкручується в метал урівеньP+F NBB8-18GM50-E2-V1: flush, M18×1, Sn 8 мм, Sa 6,48 мм, PNP NO, роз'єм M12

Наявність і строк поставки по кожній позиції підтверджуємо на заявку, бо залишки рухаються щодня.

Одна деталь, яку забувають при заміні. Датчик постачається без кабелю, тому до нього потрібен кабель з ответною розеткою. Роз'єм M12 стоїть у всіх позиціях таблиці вище, крім IME08-02BPSZT0K, у якого M8. На будь-який з цих датчиків з роз'ємом M12 підходить P+F V1-W-5M-PUR: розетка M12 A-coded кутова на 4 контакти, кабель PUR 5 м, до 250 В AC/DC і 4 А, IP66/IP68/IP69. У триконтактних виконаннях M12 (нові ревізії NBN8-18GM50-E2-V1 і NBB8-18GM50-E2-V1) задіяні контакти 1, 3 і 4 того самого роз'єму, тому чотириконтактна розетка сідає без переробок. Окремий кабель потрібен лише під M8 3-pin у IME08-02BPSZT0K: там інший типорозмір різьби, його підбираємо на заявку. Якщо до старого датчика кабель уже був і він цілий, новий не потрібен, і це видно за кроком 1: живлення на кінці кабелю в нормі.

Каталог: датчики Sick, датчики Pepperl+Fuchs, датчики Omron, усі промислові датчики. Двопровідні DC у каталозі теж є, наприклад NBB5-18GM40-Z0-V1; межі струмів для нього беріть з його власного паспорта, бо у двопровідних вони відрізняються сильніше, ніж у трипровідних.

Надішліть нам через контакти чотири речі: діаметр корпусу, потрібну відстань, матеріал об'єкта, тип входу контролера. Ми звіримо з паспортом виробника і запропонуємо позицію.

⚡

Потрібен частотний перетворювач для вашого двигуна?

Підберемо оптимальне рішення за потужністю, напругою та типом навантаження

Дивитись каталог Консультація