Site Loader
Posted on 14.05.1988

Содержание

Схема подключения npn

Поскольку коллекторный ток транзистора пропорционально ограничен его током базы, то транзистор можно использовать как своего рода ключ с токовым управлением. Относительно небольшой поток электронов, передаваемых через базу транзистора, обладает способностью управлять намного большим потоком электронов через коллектор. Предположим, у нас есть лампа, которую мы хотели включать и выключать с помощью ключа. Такая схема была бы предельно простой, как на рисунке ниже a. Для иллюстрации, давайте вставим вместо ключа транзистор, чтобы показать, как он может управлять потоком электронов через лампу. Помните, что управляемый ток через транзистор должен проходить между коллектором и эмиттером.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Автокалибровка стола. Установка/подключение NPN NO датчика на плату Melzi (Wanhao DUP i3).
  • Схема с общей базой (каскад с общей базой)
  • Биполярный транзистор
  • Как работает PNP транзистор
  • Биполярный транзистор как ключ (БТ, BJT)
  • Схема подключения NPN
  • В чем разница между NPN и PNP транзисторами?
  • Бесконтактные индуктивные датчики KIPPRIBOR серии LA

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАБОТАЕТ ТРАНЗИСТОР — ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ

Автокалибровка стола. Установка/подключение NPN NO датчика на плату Melzi (Wanhao DUP i3).


Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Схемы включения биполярных транзисторов. Транзистором называется полупроводниковый прибор, который может усиливать, преобразовывать и генерировать электрические сигналы. Первый работоспособный биполярный транзистор был изобретен в году.

Материалом для его изготовления служил германий. А уже в году на свет появился кремниевый транзистор. В биполярном транзисторе используются два типа носителей заряда — электроны и дырки, отчего такие транзисторы и называются биполярными. Кроме биполярных существуют униполярные полевые транзисторы, у которых используется лишь один тип носителей — электроны или дырки.

В этой статье будут рассмотрены биполярные транзисторы.

Долгое время транзисторы в основном были германиевыми, и имели структуру p-n-p, что объяснялось возможностями технологий того времени. Но параметры германиевых транзисторов были нестабильны, их самым большим недостатком следует считать низкую рабочую температуру, — не более При более высоких температурах транзисторы становились неуправляемыми, а затем и вовсе выходили из строя.

Со временем кремниевые транзисторы начали вытеснять германиевых собратьев. В настоящее время в основном они, кремниевые, и применяются, и в этом нет ничего удивительного. Ведь кремниевые транзисторы и диоды практически все типы сохраняют работоспособность до … градусов.

Транзисторы по праву считаются одним из великих открытий человечества. Придя на смену электронным лампам, они не просто заменили их, а совершили переворот в электронике, удивили и потрясли мир. Если бы не было транзисторов, то многие современные приборы и устройства, такие привычные и близкие, просто не появились на свет: представьте себе, например, мобильный телефон на электронных лампах!

Подробнее об истории транзисторов смотрите здесь. Большинство кремниевых транзисторов имеют структуру n-p-n, что также объясняется технологией производства, хотя существуют и кремниевые транзисторы типа p-n-p, но их несколько меньше, нежели структуры n-p-n. Такие транзисторы используются в составе комплементарных пар транзисторы разной проводимости с одинаковыми электрическими параметрами. В импортных усилителях очень часто применяется мощная комплементарная пара 2SA и 2SC Часто транзисторы структуры p-n-p называют транзисторами прямой проводимости, а структуры n-p-n обратной.

В литературе такое название почему-то почти не встречается, а вот в кругу радиоинженеров и радиолюбителей используется повсеместно, всем сразу понятно, о чем идет речь. На рисунке 1 показано схематичное устройство транзисторов и их условные графические обозначения. Кроме различия по типу проводимости и материалу, биполярные транзисторы классифицируются по мощности и рабочей частоте.

Если мощность рассеивания на транзисторе не превышает 0,3 Вт, такой транзистор считается маломощным. При мощности 0,3…3 Вт транзистор называют транзистором средней мощности, а при мощности свыше 3 Вт мощность считается большой. Современные транзисторы в состоянии рассеивать мощность в несколько десятков и даже сотен ватт.

Транзисторы усиливают электрические сигналы не одинаково хорошо: с увеличением частоты усиление транзисторного каскада падает, и на определенной частоте прекращается вовсе. Поэтому для работы в широком диапазоне частот транзисторы выпускаются с разными частотными свойствами.

По рабочей частоте транзисторы делятся на низкочастотные, — рабочая частота не свыше 3 МГц, среднечастотные — 3…30 МГц, высокочастотные — свыше 30 МГц.

Если же рабочая частота превышает МГц, то это уже сверхвысокочастотные транзисторы. Вообще, в серьезных толстых справочниках приводится свыше различных параметров транзисторов, что также говорит об огромном числе моделей. А количество современных транзисторов таково, что в полном объеме их уже невозможно поместить ни в один справочник.

И модельный ряд постоянно увеличивается, позволяя решать практически все задачи, поставленные разработчиками. Существует множество транзисторных схем достаточно вспомнить количество хотя бы бытовой аппаратуры для усиления и преобразования электрических сигналов, но, при всем разнообразии, схемы эти состоят из отдельных каскадов, основой которых служат транзисторы.

Для достижения необходимого усиления сигнала, приходится использовать несколько каскадов усиления, включенных последовательно. Чтобы понять, как работают усилительные каскады, надо более подробно познакомиться со схемами включения транзисторов.

Сам по себе транзистор усилить ничего не сможет. Его усилительные свойства заключаются в том, что малые изменения входного сигнала тока или напряжения приводят к значительным изменениям напряжения или тока на выходе каскада за счет расходования энергии от внешнего источника. Именно это свойство широко используется в аналоговых схемах, — усилители, телевидение, радио, связь и т.

Для упрощения изложения здесь будут рассматриваться схемы на транзисторах структуры n-p-n. Все что будет сказано об этих транзисторах, в равной степени относится и к транзисторам p-n-p. Достаточно только поменять полярность источников питания, электролитических конденсаторов и диодов , если таковые имеются, чтобы получить работающую схему. Все эти схемы показаны на рисунке 2. Но прежде, чем перейти к рассмотрению этих схем, следует познакомиться с тем, как работает транзистор в ключевом режиме.

Это знакомство должно упростить понимание работы транзистора в режиме усиления. В известном смысле ключевую схему можно рассматривать как разновидность схемы с ОЭ.

Прежде, чем изучать работу транзистора в режиме усиления сигнала, стоит вспомнить, что транзисторы часто используются в ключевом режиме. Такой режим работы транзистора рассматривался уже давно.

Автор статьи предлагал регулировать частоту вращения коллекторного двигателя изменением длительности импульсов в обмотке управления ОУ.

Теперь подобный способ регулирования называется ШИМ и применяется достаточно часто. Схема из журнала того времени показана на рисунке 3. Но ключевой режим используется не только в системах ШИМ. Часто транзистор просто что-то включает и выключает. В этом случае в качестве нагрузки можно использовать реле: подали входной сигнал — реле включилось, нет — сигнала реле выключилось.

Вместо реле в ключевом режиме часто используются лампочки. Обычно это делается для индикации: лампочка либо светит, либо погашена. Схема такого ключевого каскада показана на рисунке 4. Ключевые каскады также применяются для работы со светодиодами или с оптронами. На рисунке каскад управляется обычным контактом, хотя вместо него может быть цифровая микросхема или микроконтроллер. Следует обратить внимание на тот факт, что для управления используется напряжение 5В, а коммутируемое коллекторное напряжение 12В.

Ничего странного в этом нет, поскольку напряжения в данной схеме никакой роли не играют, значение имеют только токи. Поэтому лампочка может быть хоть на В, если транзистор предназначен для работы на таких напряжениях. Напряжение коллекторного источника также должно соответствовать рабочему напряжению нагрузки. С помощью подобных каскадов выполняется подключение нагрузки к цифровым микросхемам или микроконтроллерам. В этой схеме ток базы управляет током коллектора, который, за счет энергии источника питания, больше в несколько десятков, а то и сотен раз зависит от коллекторной нагрузки , чем ток базы.

Нетрудно заметить, что происходит усиление по току. Это есть отношение тока коллектора, определяемого нагрузкой, к минимально возможному току базы. Даже, если ток базы и получится больше расчетного, то транзистор от этого сильнее не откроется, на то он и ключевой режим.

Из стандартного ряда выбирается резистор с сопротивлением Ом. Напряжение 0,6В это напряжение на переходе Б—Э, и при расчетах о нем не следует забывать!

Об этом резисторе не следует забывать, хотя в некоторых схемах его почему-то нет, что может привести к ложному срабатыванию каскада от помех. Номинал этого резистора должен быть таким, чтобы при размыкании контакта напряжение на базе не оказалось бы меньше 0,6В, иначе каскад будет неуправляемым, как будто участок Б—Э просто замкнули накоротко.

Практически резистор Rбэ ставят номиналом примерно в десять раз больше, нежели Rб. Но даже если номинал Rб составит 10Ком, схема будет работать достаточно надежно: потенциалы базы и эмиттера будут равны, что приведет к закрыванию транзистора. Такой ключевой каскад, если он исправен, может включить лампочку в полный накал, или выключить совсем.

В этом случае транзистор может быть полностью открыт состояние насыщения или полностью закрыт состояние отсечки. В этом случае транзистор наполовину открыт или наполовину закрыт? Это как в задаче о наполнении стакана: оптимист видит стакан, наполовину налитый, в то время, как пессимист считает его наполовину пустым. Такой режим работы транзистора называется усилительным или линейным.

Достаточно просто подобрать режим работы операционного усилителя, чтобы получить требуемый коэффициент усиления или полосу пропускания. Причина такой распространенности, прежде всего, высокий коэффициент усиления по напряжению и по току. Соответственно, вторая половина падает на участке К-Э транзистора.

Это достигается настройкой каскада, о чем будет рассказано чуть ниже. Такой режим усиления называется классом А. При включении транзистора с ОЭ выходной сигнал на коллекторе находится в противофазе с входным. Как недостатки можно отметить то, что входное сопротивление ОЭ невелико не более нескольких сотен Ом , а выходное в пределах десятков КОм.

Такое обозначение пришло из представления транзистора в виде четырехполюсника. После таких расчетов, как правило, требуется настройка схемы. Коэффициент усиления транзистора зависит от толщины базы, поэтому изменить его нельзя. Отсюда и большой разброс коэффициента усиления у транзисторов взятых даже из одной коробки читай одной партии.

Для маломощных транзисторов этот коэффициент колеблется в пределах …, а у мощных 5… Чем тоньше база, тем выше коэффициент.


Схема с общей базой (каскад с общей базой)

В этой статье поговорим о датчиках положения механизмов. Вообще, принципиальная функция любого датчика — дать сигнал с наступлением какого-то конкретного события. То есть датчик при наступлении события срабатывания активируется, и подает сигнал, который может быть как аналоговым, так и дискретным, цифровым. В качестве датчиков положения в течение многих десятилетий используются концевые выключатели.

Для большей определенности будем рассматривать n-p-n транзистор. . Если один и тот же транзистор включить сначала по схеме с общим Поскольку при таком подключении входное сопротивление низкое.

Биполярный транзистор

Усилитель представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. На ней не показаны цепи питания транзистора. Для питания транзистора в схеме с общей базой может подойти любая из рассмотренных нами схем: схема с фиксированным током базы , схема с фиксированным напряжением на базе , схема с коллекторной стабилизацией или схема с эмиттерной стабилизацией. Расчет резисторов, входящих в эти схемы не зависит от схемы включения транзистора и для схемы с общей базой проводится точно так же как и для схемы с общим эмиттером. В ряде случаев достаточно коллекторной стабилизации. Отличительной особенностью схемы с общей базой является малое входное сопротивление. Входным сопротивлением этого усилительного каскада является эмиттерное сопротивление транзистора. Его можно определить по следующей формуле:. Это накладывает определенные ограничения на применение данной схемы.

Как работает PNP транзистор

Собственно возник вопрос как его подключить к Wanhao Duplicator i3 v. Если по остальным платам и датчикам в Интернете довольно много чего написано, то по моей конкретной информации найти не удалось. Кто-то пишет о необходимости паять делитель напряжения, кто-то об его избыточности, но конкретной рабочей схемы к сожалению не опубликовано. В результате цена вопроса — новая плата. В результате изысканий, наткнулся на следующий любопытный пост.

Данная статья — вторая часть статьи про разновидности и принципы работы датчиков.

Биполярный транзистор как ключ (БТ, BJT)

Skip to main content. Уважаемые господа! Воспользоваться поиском Вы можете на новой версии сайта. Recent content Модули держателей предохранителей МДП. Кнопки для электрооборудования кнопки управления. Deprecated function : The each function is deprecated.

Схема подключения NPN

Любые биполярные транзисторы можно представить состоящими в основном из двух диодов, соединенных вместе спина к спине. В этом типе конструкции транзистора его PN-переходы открываются напряжениями обратной полярности по отношению к NPN-типу. В условном обозначении прибора стрелка, которая также определяет вывод эмиттера, на этот раз указывает внутрь символа транзистора. Конструктивная схема транзистора PNP-типа состоит из двух областей полупроводникового материала p-типа по обе стороны от области материала n-типа, как показано на рисунке ниже. PNP-транзистор имеет очень схожие характеристики со своим NPN-биполярным собратом, за исключением того, что направления токов и полярности напряжений в нем обратные для любой из возможных трех схем включения: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором. Главным различием между ними считается то, что дырки являются основными носителями тока для транзисторов PNP, NPN-транзисторы имеют в этом качестве электроны. Поэтому полярности напряжений, питающих транзистор, меняются на обратные, а его входной ток вытекает из базы.

Схема с общей базой это усилитель, где база транзистора используется как для подключения входного сигнала, так и для подключения нагрузки. схема каскада на биполярном npn-транзисторе, выполненного по схеме с ОБ.

В чем разница между NPN и PNP транзисторами?

Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы.

Бесконтактные индуктивные датчики KIPPRIBOR серии LA

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Ч.2 Транзисторы

Потому что его действительно можно представить в виде некоторого сопротивления, которое будет регулироваться напряжением одного электрода. Транзистор иногда еще называют полупроводниковым триодом. Создан первый биполярный транзистор был в году, а в году за его изобретение трое ученых были удостоены нобелевской премии по физике. Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, который состоит из трех полупроводников с чередующимся типом примесной проводимости.

Для усиления электрических импульсов используются полупроводниковые триоды. Так как работает транзистор за счет изменения напряжения в сети, он может регулировать силу тока в определенном электрическом устройстве.

В статье рассмотрен такой важный практический вопрос, как подключение индуктивных датчиков с транзисторным выходом, которые в современном промышленном оборудовании встречаются повсеместно. Кроме того, описаны реальные датчики приближения — неотъемлемая часть работы инженера-электронщика, их плюсы, минусы и примеры применения. В первой части статьи были описаны возможные варианты выходов датчиков. По подключению датчиков с контактами релейный выход проблем возникнуть не должно. А по транзисторным не все так просто. Нужно учитывать много нюансов: полярность, логика работы, напряжение. Для примера показаны упрощенные схемы подключения датчиков с транзисторным выходом рис.

Он спрашивал, как подключить два прибора с транзисторным выходом на один вход контроллера. В результате получился ответ, достойный того, чтобы оформить его в статью. Эта статья перекликается с другой моей статьёй — про подключение датчиков с транзисторным выходом. Александр, добрый день!


Pnp npn датчики разница • Вэб-шпаргалка для интернет предпринимателей!

Содержание

  • 1 Индуктивные датчики
  • 2 Взаимозаменяемость датчиков
  • 3 Как отремонтировать и проверить индуктивный датчик?
  • 4 Условное обозначение датчика приближения
  • 5 Цветовая маркировка выводов датчиков
  • 6 Конкретный производители
  • 7 Схемы подключения датчиков PNP и NPN
  • 8 Как проверить индуктивный датчик?
  • 9 Замена датчиков
  • 10 А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик. ру?
    • 10.1 Подписывайся, и читай статью дальше:
  • 11 Условное обозначение датчика приближения
  • 12 Цветовая маркировка выводов датчиков
  • 13 Система обозначений индуктивных датчиков
  • 14 Скачать инструкции и руководства на некоторые типы индуктивных датчиков:
  • 15 Реальные датчики
    • 15.1 Рекомендуем к прочтению

В статье рассмотрен такой важный практический вопрос, как подключение индуктивных датчиков с транзисторным выходом, которые в современном промышленном оборудовании встречаются повсеместно. Кроме того, описаны реальные датчики приближения — неотъемлемая часть работы инженера-электронщика, их плюсы, минусы и примеры применения. Часть первая опубликована в предыдущем номере (№5-6, 2017) журнала.

Индуктивные датчики

В первой части статьи были описаны возможные варианты выходов датчиков. По подключению датчиков с контактами (релейный выход) проблем возникнуть не должно. А по транзисторным не все так просто. Нужно учитывать много нюансов: полярность, логика работы, напряжение.

Для примера показаны упрощенные схемы подключения датчиков с транзисторным выходом (рис. 1). Нагрузка, как правило, это вход контроллера.

Рис. 1, а — датчик с выходным транзистором NPN. Коммутируется общий провод, который в данном случае — отрицательный провод источника питания. Нагрузка (Load) постоянно подключена к «плюсу» (+V). Здесь активный уровень (дискретный «1») на выходе датчика — низкий (0V), при этом на нагрузку подается питание через открывшийся транзистор.

Рис. 1, б — случай с транзистором PNP на выходе. Нагрузка (Load) постоянно подключена к «минусу» (0V), подача дискретной «1» (+V) коммутируется транзистором. Этот случай — наиболее частый, так как в современной электронике принято отрицательный провод источника питания делать общим (нулевым), а входы контроллеров и других регистрирующих устройств активировать положительным потенциалом.

Напряжение на транзисторном выходе, как правило, определяется напряжением питания, обычно ограниченным узкими пределами. Например, от 18 до 30 В. На это можно посмотреть с другой стороны — сейчас большинство устройств стандартизовано по напряжениям.

Далее от теории перейдем к практическим вопросам.

Взаимозаменяемость датчиков

Как я уже писал в предыдущей части статьи, есть четыре вида датчиков с транзисторным выходом, которые подразделяются по внутреннему устройству и схеме включения: PNP NO; PNP NC; NPN NO; NPN NC.

Бывает, что нужного типа датчика нет под рукой, а оборудование должно работать без простоя! Хорошая новость — перечисленные типы датчиков можно заменить друг на друга.

Это реализуется следующими способами:

  • Переделка устройства инициации — механически меняется конструкция. Например, если NO датчик реагировал на наличие металла, то NC будет реагировать на его отсутствие. Если выход той же полярности, то не изменится ни программа, ни алгоритм работы.
  • Изменение имеющейся схемы включения датчика (рассмотрим подробнее ниже).
  • Переключение типа выхода датчика (если имеются такие переключатели на корпусе датчика).
  • Перепрограммирование программы контроллера (изменение активного уровня входа, изменение алгоритма программы).

Естественно, производители умалчивают о таких возможностях, чтобы продавать большое количество и номенклатуру изделий. Ниже приведен пример, как можно заменить датчик PNP на NPN, изменив схему подключения (рис. 2).

Понять работу этих схем поможет осознание того факта, что транзистор — это ключевой элемент, который можно представить обычными контактами реле.

На рис. 2, а показана схема датчика с нормально открытым выходом типа PNP. Когда датчик не активен, его выходные «контакты» разомкнуты, и ток через них не протекает. И наоборот, если контакты замкнуты, то протекающий ток создает падение напряжения на нагрузке.

При активации напряжение (+V) через открытый транзистор поступает на вход контроллера, и он активизируется. Как того же добиться с выходом NPN?

Смотрим на изменения в схеме на рис. 2, б. Прежде всего, обеспечен режим работы выходного транзистора датчика. Для этого в схему добавлен дополнительный резистор, его сопротивление обычно порядка 4,7–10 кОм. Теперь, когда датчик не активен, через дополнительный резистор напряжение (+V) поступает на вход контроллера, и вход контроллера активизируется.

Когда датчик активен, на входе контроллера дискретный «0», поскольку вход контроллера шунтируется открытым NPN транзистором, и почти весь ток дополнительного резистора проходит через этот транзистор.

Как отремонтировать и проверить индуктивный датчик?

Ремонту датчики приближения практически не подлежат, поскольку имеют цельный корпус, залитый компаундом. К тому же, большинство поломок связано с механическими повреждениями из-за неаккуратного персонала или сдвига активатора.

Чтобы проверить датчик электрически, нужно подать на него питание, то есть подключить его в схему, а затем активировать (инициировать). При активации должен загораться индикатор. Но индикация не гарантирует правильной работы индуктивного датчика. Нужно подключить нагрузку и измерить напряжение на ней, чтобы быть уверенным на 100%.

Условное обозначение датчика приближения

На принципиальных схемах индуктивные датчики (датчики приближения) обозначают квадратом с двумя линиями в нем, повернутым на 45°. Пример на рис. 3.

На верхней схеме нормально открытый (НО) контакт (условно обозначен PNP транзистор). Вторая схема — нормально закрытый, и третья схема — оба контакта в одном корпусе.

Цветовая маркировка выводов датчиков

Существует стандартная система маркировки датчиков. Все производители в настоящее время придерживаются ее.

  • Синий (Blue) — минус питания.
  • Коричневый (Brown) — плюс питания.
  • Черный (Black) — выход.
  • Белый (White) — второй выход, или вход управления.

Однако непосредственно перед монтажом нелишним будет убедиться в правильности подключения, обратившись к руководству (инструкции) по подключению. Кроме того, как правило, цвета проводов указаны на самом датчике, если позволяет его размер.

Конкретный производители

Ниже — мое субъективное мнение по датчикам, с которыми приходилось иметь дело.

«ТЕКО». Для тех, кто выбирает отечественного производителя. Эта челябинская компания существует с советских времен и в настоящее время выпускает большое разнообразие датчиков. К сожалению, по моему опыту, на их долю приходится большое количество электрических отказов. Также у них слабая механическая прочность. Надеюсь, в настоящее время фирма улучшила качество продукции. Несомненное преимущество этой компании — цена, которая может быть в 2–3 раза ниже импортных аналогов (исключение Китай). Пример применения индуктивного датчика «Теко» — рис. 4.

Рис. 4 — Пример применения индуктивного датчика «TEKO»

В данном случае активатор, который проезжает мимо датчика, сместился и поломал оригинальный датчик. Выход — был установлен датчик «Теко» с большой зоной срабатывания.

AUTONICS. Оптимальный выбор по соотношению цена/качество. Эта корейская фирма выпускает большое количество датчиков с неплохим качеством. Благодаря скромным вложениям в раскрутку бренда, цены остаются весьма приемлемыми.

На рис. 5 показан пример модернизации спаивающей головки упаковочной линии.

Рис. 5 — Пример модернизации спаивающей головки упаковочной линии

В верхней части — датчик Autonics. Ранее установили электрический концевой выключатель, как на нижней части фото. Чтобы исключить проблемы с контактами, было решено установить индуктивный датчик, с чем Autonics прекрасно справился и сбои прекратились. Завершением стала прокладка дополнительного провода питания и изготовление крепежной пластины.

OMRON. Это старый раскрученный бренд, поэтому цена на эти датчики довольно высока. Однако и качество на уровне.

На рис. 6 — датчики показывают положение механизма редуктора.

Рис. 6 — Датчик показывает положение механического редуктора.

В большинстве случаев установка датчиков раскрученных брендов нецелесообразна, поэтому они устанавливаются в оборудовании высокой ценовой категории.

ALLEN BRADLEY. Этот американский бренд, как Rolls-Royce в мире моторов. Цена весьма высока, а вот качество в конкретно взятом случае подкачало: датчик, установленный на крышке бункера сыпучего вещества, перестал работать (рис. 7).

Рис. 7 — Дитчик Allen Bradley

Оказалось, проблема в контактах разъема. Их подогнули и почистили. В данном случае при грамотной установке датчик «Теко» прекрасно бы справился. Кстати, разница в цене этих датчиков — примерно в 10 раз!

Следует сказать, что в настоящее время более 90% от общего числа индуктивных датчиков имеют замену на датчики других производителей. Редко бывают случаи, когда нужен какой-то определенный тип. Как правило, это связано с габаритами и особенностями монтажа. В пределах одного предприятия целесообразно остановить выбор на одном производителе.

Данная статья – вторая часть статьи про разновидности и принципы работы датчиков. Кто не читал – рекомендую, там очень много тонкостей разложено по полочкам.

Здесь же я отдельно вынес такой важный практический вопрос, как подключение индуктивных датчиков с транзисторным выходом, которые в современном промышленном оборудовании – повсеместно. Кроме того, приведены реальные инструкции к датчикам и ссылки на примеры.

Принцип активации (работы) датчиков при этом может быть любым – индуктивные (приближения), оптические (фотоэлектрические), и т.д.

В первой части были описаны возможные варианты выходов датчиков. По подключению датчиков с контактами (релейный выход) проблем возникнуть не должно. А по транзисторным и с подключением к контроллеру не всё так просто.

Рекомендую тем, кто интересуется, также мою статью про параллельное подключение транзисторных выходов.

Схемы подключения датчиков PNP и NPN

Отличие PNP и NPN датчиков в том, что они коммутируют разные полюсы источника питания. PNP (от слова “Positive”) коммутирует положительный выход источника питания, NPN – отрицательный.

Ниже для примера даны схемы подключения датчиков с транзисторным выходом. Нагрузка – как правило, это вход контроллера.

PNP выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “минусу” (0V), подача дискретной “1” (+V) коммутируется транзистором. НО или НЗ датчик – зависит от схемы управления (Main circuit)

NPN выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “плюсу” (+V). Здесь активный уровень (дискретный “1”) на выходе датчика – низкий (0V), при этом на нагрузку подается питание через открывшийся транзистор.

Призываю всех не путаться, работа этих схем будет подробно расписана далее.

На схемах ниже показано в принципе то же самое. Акцент уделён на отличия в схемах PNP и NPN выходов.

Схемы подключения NPN и PNP выходов датчиков

На левом рисунке – датчик с выходным транзистором NPN. Коммутируется общий провод, который в данном случае – отрицательный провод источника питания.

Справа – случай с транзистором PNP на выходе. Этот случай – наиболее частый, так как в современной электронике принято отрицательный провод источника питания делать общим, а входы контроллеров и других регистрирующих устройств активировать положительным потенциалом.

Как проверить индуктивный датчик?

Для этого нужно подать на него питание, то есть подключить его в схему. Затем – активировать (инициировать) его. При активации будет загораться индикатор. Но индикация не гарантирует правильной работы индуктивного датчика. Нужно подключить нагрузку, и измерить напряжение на ней, чтобы быть уверенным на 100%.

Замена датчиков

Как я уже писал, есть принципиально 4 вида датчиков с транзисторным выходом, которые подразделяются по внутреннему устройству и схеме включения:

Все эти типы датчиков можно заменить друг на друга, т. е. они взаимозаменяемы.

Это реализуется такими способами:

  • Переделка устройства инициации – механически меняется конструкция.
  • Изменение имеющейся схемы включения датчика.
  • Переключение типа выхода датчика (если имеются такие переключатели на корпусе датчика).
  • Перепрограммирование программы – изменение активного уровня данного входа, изменение алгоритма программы.

Ниже приведён пример, как можно заменить датчик PNP на NPN, изменив схему подключения:

PNP-NPN схемы взаимозаменяемости. Слева – исходная схема, справа – переделанная.

Понять работу этих схем поможет осознание того факта, что транзистор – это ключевой элемент, который можно представить обычными контактами реле (примеры – ниже, в обозначениях).

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Итак, схема слева. Предположим, что тип датчика – НО. Тогда (независимо от типа транзистора на выходе), когда датчик не активен, его выходные “контакты” разомкнуты, и ток через них не протекает. Когда датчик активен, контакты замкнуты, со всеми вытекающими последствиями. Точнее, с протекающим током через эти контакты)). Протекающий ток создает падение напряжения на нагрузке.

Внутренняя нагрузка показана пунктиром неспроста. Этот резистор существует, но его наличие не гарантирует стабильную работу датчика, датчик должен быть подключен к входу контроллера или другой нагрузке. Сопротивление этого входа и является основной нагрузкой.

Если внутренней нагрузки в датчике нет, и коллектор “висит в воздухе”, то это называют “схема с открытым коллектором”. Эта схема работает ТОЛЬКО с подключенной нагрузкой.

Так вот, в схеме с PNP выходом при активации напряжение (+V) через открытый транзистор поступает на вход контроллера, и он активизируется. Как того же добиться с выходом NPN?

Бывают ситуации, когда нужного датчика нет под рукой, а станок должен работать “прям щас”.

Смотрим на изменения в схеме справа. Прежде всего, обеспечен режим работы выходного транзистора датчика. Для этого в схему добавлен дополнительный резистор, его сопротивление обычно порядка 5,1 – 10 кОм. Теперь, когда датчик не активен, через дополнительный резистор напряжение (+V) поступает на вход контроллера, и вход контроллера активизируется. Когда датчик активен – на входе контроллера дискретный “0”, поскольку вход контроллера шунтируется открытым NPN транзистором, и почти весь ток дополнительного резистора проходит через этот транзистор.

В данном случае происходит перефазировка работы датчика. Зато датчик работает в режиме, и контроллер получает информацию. В большинстве случаев этого достаточно. Например, в режиме подсчета импульсов – тахометр, или количество заготовок.

Да, не совсем то, что мы хотели, и схемы взаимозаменяемости npn и pnp датчиков не всегда приемлемы.

Как добиться полного функционала? Способ 1 – механически сдвинуть либо переделать металлическую пластинку (активатор). Либо световой промежуток, если речь идёт об оптическом датчике. Способ 2 – перепрограммировать вход контроллера чтобы дискретный “0” был активным состоянием контроллера, а “1” – пассивным. Если под рукой есть ноутбук, то второй способ и быстрее, и проще.

Условное обозначение датчика приближения

На принципиальных схемах индуктивные датчики (датчики приближения) обозначают по разному. Но главное – присутствует квадрат, повёрнутый на 45° и две вертикальные линии в нём. Как на схемах, изображённых ниже.

НО НЗ датчики. Принципиальные схемы.

На верхней схеме – нормально открытый (НО) контакт (условно обозначен PNP транзистор). Вторая схема – нормально закрытый, и третья схема – оба контакта в одном корпусе.

Цветовая маркировка выводов датчиков

Существует стандартная система маркировки датчиков. Все производители в настоящее время придерживаются её.

Однако, нелишне перед монтажом убедиться в правильности подключения, обратившись к руководству (инструкции) по подключению. Кроме того, как правило, цвета проводов указаны на самом датчике, если позволяет его размер.

Вот эта маркировка.

  • Синий (Blue) – Минус питания
  • Коричневый (Brown) – Плюс
  • Чёрный (Black) – Выход
  • Белый (White) – второй выход, или вход управления, надо смотреть инструкцию.

Система обозначений индуктивных датчиков

Тип датчика обозначается цифро-буквенным кодом, в котором зашифрованы основные параметры датчика. Ниже приведена система маркировки популярных датчиков Autonics.

Система обозначений датчиков Autonics

Скачать инструкции и руководства на некоторые типы индуктивных датчиков:

• Autonics_proximity_sensor / Каталог датчиков приближения Autonics, pdf, 1.73 MB, скачан:986 раз./

• Omron_E2A / Каталог датчиков приближения Omron, pdf, 1.14 MB, скачан:1296 раз./

• Turck_InduktivSens / Датчики фирмы Turck, pdf, 4.13 MB, скачан:1374 раз./

• pnp npn / Схема включения датчиков по схемам PNP и NPN в программе Splan/ Исходный файл. , rar, 2.18 kB, скачан:2250 раз./

Реальные датчики

Датчики купить проблематично, товар специфический, и в магазинах электрики такие не продают. Как вариант, их можно купить в Китае, на АлиЭкспрессе.

А вот какие оптические датчики я встречаю в своей работе.

Всем спасибо за внимание, жду вопросов по подключению датчиков в комментариях!

Вариант №1: воспользоваться специальным преобразователем, например устройством согласования сигналов УСМ, которое представлено у нас в ассортименте, или аналогичным.

Вариант №2: если вы хотя бы минимально дружите с паяльником, сделать преобразователь самому.

Если в наличии есть датчик с PNP выходом, а нужен NPN — собираем вот такую схему:

Транзистор Q1 — любой подходящий NPN, например 2SC495, BC445, BD237.

Если же в наличии имеется датчик с NPN выходом, а нужен PNP — такую схему:

Транзистор Q1 — любой подходящий PNP, например 2N5401, КТ502Д.

РАСЧЁТ СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ — Мегаобучалка

Пример выполнения заданий 2 и 3

Транзистор типа p-n-р включён по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если напряжение база-эмиттер U БЭ = — 0,4В и напряжение коллектор-эмиттер UКЭ = — 0,3В?

Так как UЭБ + UБK + UКЭ = 0, а UЭБ = — UБЭ = 0,4 B, то

UБK = — UЭБ — UKЭ = — 0,4 + 0,3 = — 0,1 В

на эмиттерном переходе прямое напряжение (UЭБ = 0,4В), на коллекторном переходе тоже прямое напряжение (U КБ = 0,1 В), значит, транзистор работает в режиме насыщения.

 

Транзистор типа n-p-п включён по схеме ОБ. Напряжение эмиттер-база UЭБ== — 0,5В; напряжение коллектор-база U КБ = 12B. Определить напряжение коллектор-эмиттер UКЭ .

 

UЭБ + UБК + UКЭ = 0

Откуда U КЭ = — UЭБ – U БК = 0,5 + 12 = 12,5В

 

ВАРИАНТ 1

1. Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в активном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = — 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа n-p-n включен по схеме ОБ.

UЭБ = 0,8В и UКБ = 10В. Определить UКЭ.

 

 

ВАРИАНТ 2

1.Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме насыщения.



2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. UБЭ = — 0,5В и UКЭ = 12В.

Определить UКБ.

 

ВАРИАНТ 3

1. Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в инверсном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОБ. UЭБ = — 0,5В и UКБ = 9,7В.

Определить UКЭ.

 

ВАРИАНТ 4

1.Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме отсечки.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = — 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. UБЭ = 0,5В и UКЭ = — 10В.

Определить UКБ.

ВАРИАНТ 5

1.Изобразить схемы включения транзистора ОЭ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в активном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОБ. UЭБ = — 0,8В и UКБ = — 10В.

Определить UКЭ.

 

ВАРИАНТ 6

1.Изобразить схемы включения транзистора ОЭ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме отсечки.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа n-p-n включен по схеме ОЭ. UБЭ = — 0,6В и UКЭ = 11В.

Определить UКБ.

ВАРИАНТ 7

1.Изобразить схемы включения транзистора ОЭ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в инверсном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = — 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОК. UБК = — 0,5В и UЭК = 9,7В.

Определить UБЭ.

 

ВАРИАНТ 8

1.Изобразить схемы включения транзистора ОЭ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме насыщения.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОК. UБК = 0,5В и UЭК = — 10В.

Определить UЭБ.

ВАРИАНТ 9

1.Изобразить схемы включения транзистора ОК для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в активном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОБ. UЭБ = — 0,8В и UКБ = — 10В.

Определить UКЭ.

 

ВАРИАНТ 10

1.Изобразить схемы включения транзистора ОК для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в инверсном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = — 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа n-p-n включен по схеме ОЭ. UБЭ = — 0,6В и UКЭ = 11В.

Определить UКБ.

ВАРИАНТ 11

1.Изобразить схемы включения транзистора ОК для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме отсечки.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = 10В?

3. Транзистор типа n-p-n включен по схеме ОБ. UЭБ = 0,8В и UКБ = 10В.

Определить UКЭ.

 

 

ВАРИАНТ 12

1.Изобразить схемы включения транзистора ОК для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме насыщения.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. UБЭ = — 0,5В и UКЭ = 12В.

Определить UКБ.

ВАРИАНТ 13

1.Изобразить схемы включения транзистора ОЭ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в активном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = — 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОК. UБК = — 0,5В и UЭК = 9,7В.

Определить UЭБ.

 

 

ВАРИАНТ 14

1.Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в режиме насыщения.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОК. UБК = 0,5В и UЭК = — 10В.

Определить UЭБ.

 

 

ВАРИАНТ 15

1.Изобразить схемы включения транзистора ОБ для транзисторов типов p-n-p и n-p-n. Показать полярности питающих напряжений для работы транзистора в инверсном режиме.

2.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОЭ. В каком режиме работает транзистор, если UБЭ = 0,4В и UКЭ = — 10В?

3.Транзистор типа p-n-p включен по схеме ОК. UБК = — 0,8В и UЭК = — 10В.

Определить UЭБ.

 

 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

 

В схеме, приведенной на рисунке, транзистор имеет параметры, занесенные в таблицу.

Используя формулу закона Кирхгофа для входной цепи (эмиттер — база) и пренебрегая падением напряжения UБЭ на эмиттерном переходе, получаем формулу:

Eэ + Eб= IэRэ+ IбRб (1)

Ток базы можно найти из соотношения:

Iб = Iэ( 1– α) – Iкбо (2)

Подставив Iб из формулы (2) в формулу (1) и выразив из полученного равенства Iэ, подсчитать, чему равен ток эмиттера, а затем определить ток коллектора IК, используя полученное значение Iэ и формулу (3):

Iк= α Iэ + Iкбо (3)

 

Вариант
ЕЭ ,В 2,5
Rэ, кОм 3,5
Eб, В 3,5 3,5
Rб,кОм
α 0,98 0,99 0,97 0,98 0,99
I кбо, мкА

 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

 

Полевой транзистор с управляющим р-n переходом имеет параметры I сmax и Uотс, занесенные в таблицу, приведенную ниже. Определить:

1) Какой ток стока будет протекать при определенном значении обратного напряжения смещения затвор — исток?

2) Чему равна максимальная крутизна характеристики транзистора в этом случае?

 

При расчетах использовать формулы:

Ток стока определяется из выражения

 

Ic = Icmax ( 1– UЗИ/Uотс)2

Максимальная крутизна характеристики полевого транзистора

Smax=2 IС max/Uотс

 

Вариант
IС max, мА
Uотс, В
UЗИ, В

 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ

 

На сурьмяно-цезиевый фотоэлемент с интегральной чувствительностью Кф падает световой поток Ф. Последовательно с фотоэлементом включен резистор сопротив­лением R, с которого сигнал снимается на усилитель, управляющий реле с током срабатывания IР при напряжении Up. Определить коэффициенты усиления по мощности и по напряжению, если входной нагрузкой усилителя является сопротивление R и темновой ток фотоэлемента равен 0.

 

Для решении задачи использовать формулы:

 

Ток фотоэлемента IФ = КФ Ф

 

Входная мощность усилителя

Рвх=IФ2R

 

Мощность срабатывания реле

Pp=IpUp

 

Коэффициент усиления по мощности

Кр = Pp/ Pвх

Коэффициент усиления по напряжению

KU = Up /UR =UP /(IФ R)

 

Вариант
Кф, мкА/Лм
Ф, Лм 0,15 0,2 0,3 0,2 0,25 0,25
R, кОм
Iр, мА
UР, В

 

Страница не найдена — Focus Microwaves

Перейти к содержимому

Сожалеем. Но страница, которую вы ищете, недоступна.
Возможно, вы можете попробовать новый поиск.

Поиск на этом веб-сайте

Вернуться на главную