Что такое датчик реле
У кого-то, кто далек от данной темы, может возникнуть вопрос: в чем разница между датчиком и реле? Давайте ответим на этот вопрос. Датчик и реле — вещи принципиально разные. Если датчик — это, по сути, средство измерения, то реле — средство коммутации. Как видите, разница весьма значительна и вообще принципиальна.
Датчики бывают электронными или механическими, обычно они служат для измерения какой-нибудь физической величины и преобразования ее в другую физическую величину, удобную для оборудования или персонала. Например, значение измеренной температуры (термопара) или магнитной индукции (датчик Холла) может быть преобразовано в определенную величину электрического напряжения или тока.
Широко применяются сегодня датчики в различных научных исследованиях с целью регистрации параметров, в телеметрии, в контроле качества и в разного рода испытаниях.
Системы автоматизированного управления и многие системы, где необходимо получать информацию об измерениях, немыслимы без датчиков: системы управления процессами или устройствами, системы регулирования и сигнализации.
Такие величины как скорость, давление, перемещение, температура, напряжение, расход, концентрация, ток и частота — преобразуются в оптические, электрические или пневматические сигналы, удобные для измерения, преобразования, регистрации, передачи и хранения информации о текущем состоянии системы или объекта контроля или управления.
Электронный датчик, к примеру, состоит из чувствительного элемента и преобразователя, где главными характеристиками выступают диапазон измерения, чувствительность и погрешность.
Исторически датчики неразрывно связаны с измерительными приборами и техникой измерений в целом: барометры, термометры, спидометры, расходомеры и т. п.
Реле — по сути ключ, электронный или электромагнитный, предназначенный для коммутации, размыкания и замыкания электрической цепи в ответ на входное воздействие на реле. Это входное воздействие может быть как электрическим, так и неэлектрическим.
Когда говорят «реле», как правило имеют ввиду электромагнитное реле, то есть устройство, размыкающее или замыкающее контакты в момент подачи на обмотку реле напряжения, которое порождает в обмотке ток, который в свою очередь создает магнитное поле, приводящее к механическому перемещению (притяжению) ферромагнитного якоря реле.
Якорь соединен с механическими контактами, и перемещается вместе с ними, приводя к замыканию или размыканию внешней цепи. Очень распространены были раньше специальные реле, применяемые в качестве прерывателей для поворотников в автомобилях ВАЗ.
Основными части электромагнитного реле во все времена были и остаются: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит — это обмотка реле, намотанная на ферромагнитное ярмо. Якорем выступает пластина из магнитного материала, она через толкатели воздействует на контакты.
Термином «реле» обычно называют разнообразные устройства, коммутирующие контакты в ответ на изменение какой-нибудь входной величины, не обязательно электрической.
Так, бывают «тепловые реле», реагирующие на изменение температуры, «фотореле», реагирующие на уровень освещенности, «акустические реле», реагирующее на действие звуком. На самом деле это датчики, соединенные с реле и взаимодействующие с ними по определенному алгоритму.
Например, комнатный вентилятор работает по несколько минут, затем отключается и вновь включается через несколько минут — здесь можно сказать, что таймер управляет действием реле.
Есть на рынке и целый класс полупроводниковых коммутаторов, называемых твердотельными реле. Данные приборы работают подобно электромагнитному реле — подается входной сигнал и устройство коммутирует рабочую цепь. Но здесь нет электромагнитного узла, отсутствует якорь, его заменяют транзисторы, тиристоры и симисторы.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Электроника для чайников: что такое реле и зачем оно нужно. Устройство, типы, описание
Реле – это переключатель. Причем не совсем обычный. Когда в подъезде лампочка загорается от звука шагов, это не волшебство, это работает реле. В этой статье расскажем о назначении реле и принципе его работы.
Существует очень много типов и классификаций реле. Но мы поговорим не только о них, но и о том, что такое реле и как оно работает. Поехали!
Что такое реле
Определение реле таково:
Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предназначенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.
Говоря проще, когда входная величина меняется (ток, напряжение), реле замыкает или размыкает цепь. При этом в зависимости от типа реле входная величина не обязательно имеет электрическую природу.
Слово «реле» происходит от французского relay. Это понятие обозначало смену почтовых лошадей или передачу эстафеты.
Как работает реле?
Во-первых, вспомним Джозефа Генри, с именем которого связано понятие индуктивности. Провод, по которому течет ток, является магнитом. Если мы намотаем провод витками на сердечник, то получится катушка индуктивности.
Как катушка индуктивности ведет себя в цепи переменного тока? Если катушку включить в цепь, то фаза тока в цепи будет отставать от напряжения. Другими словами, при максимальном значении напряжения ток будет минимален и наоборот.
Это связано с тем, что когда катушка включена в цепь, в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует росту основного тока через катушку.
Теперь вернемся к реле. Простейшее электромагнитное реле состоит из электромагнита (катушки), якоря и соединяющих элементов. При подаче электрического тока на катушку она притягивает якорь с контактом, который замыкает цепь.
Чтобы представить все это, посмотрим на рисунок:
Реле имеет две цепи: управляющую и управляемую. Управляющая цепь – это цепь, через которую ток подается на катушку. Управляемая – цепь, которую и замыкает якорь при срабатывании реле.
Таким образом, реле позволяет контролировать большие токи в управляемой цепи при помощи слаботочной управляющей цепи.
На каждом реле есть обозначения контактов управляемой и управляющей цепи. Также на корпусе изделия указаны значения тока и напряжения, на которые рассчитано реле.
Электромагнитное реле, рассмотренное выше, не работает мгновенно. После подачи тока на катушку должно пройти какое-то время, и лишь потом реле сработает. Это связано с таким явлением, как гистерезис. Гистерезис переводится с латинского как отставание или запаздывание.
Мы уже говорили про ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке. Когда реле включается в цепь, в катушке начинает течь ток, но сила тока нарастает постепенно. Нарастание тока в катушке можно представить в виде петли гистерезиса. Когда нужное значение силы тока достигнуто, реле срабатывает.
По этой причине реле не используются в самой быстродействующей аппаратуре, где время срабатывания должно быть сведено практически к нулю.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Типы реле
В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают:
Также в зависимости от принципа действия различают:
Применение реле
В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.
Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.
Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.
Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.
Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.
Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.
Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле:
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Реле давления. Что это? Для чего и зачем?
Весьма важной деталью в системе подачи воды насосной станцией в частном доме, является реле давления. Данное устройство, имея сравнительно небольшие габариты, регулирует уровень давления во всей системе водоснабжения путем включения и отключения электрических контактов, в случае превышения допустимого отклонения фактических показателей от номинальных данных.
Устройство и принцип работы механизма
По своему устройству, реле давления могут быть механическими или электронными. Приборы механического типа более распространены, за счет своей надежности, износоустойчивости и простоты. Механическое реле требует минимума усилий при настройке и выполняется при подключении на месте.
Реле представляет собой небольших размеров коробку с пружинными механизмами, отвечающими за допустимые колебания давления. В корпусе устройства расположены контакты электродвигателя и регулировочные элементы (Рис 1). К ним относятся: большого размера гайка со шпилькой, которая отвечает за удерживание большой пружины и маленькая гайка со шпилькой для небольшой пружины. Силой натяжения большой пружины устанавливается минимальное допустимое давление. При помощи небольшой пружины, регулируется разница.
Фактическое давление воды передается в устройство при помощи специальной мембраны. При минимально допустимом значении, она ослабляет натяжение пружины. Впоследствии замыкается электрическая цепь и включается двигатель насоса. Он работает вплоть до достижения максимально допустимого значения, после чего цепь размыкается, а двигатель автоматически отключается.
Электронное реле, является полноценным устройством управления работой насоса. Прибор включает в себя элемент плавного запуска, защиту срабатывания сухого хода, а также настройку верхнего и нижнего порога включения насоса в режиме эксплуатации. Из преимуществ перед механическим реле, можно выделить лишь меньшие габариты электронного прибора, а также принцип регулировки. Регулировочные болты расположены на корпусе электронного реле и имеют маркировку величины показателей.
Проблема сухого хода
Весьма часто, причиной сбоев и поломок в работе насосных станций, является недостаток или полное отсутствие воды в системе. Работа вхолостую приводит к деформации деталей и выходу из стоя всего устройства.
Во избежание таких поломок, при выборе реле необходимо учитывать особенности системы, а также номинальные допустимые величины для работы прибора. Саму возможную проблему сухого хода можно устранить двумя способами:
• приобрести устройство оборудованное защитой сухого хода. Данные приборы стоят несколько дороже, однако они весьма эффективны, поскольку способны реагировать на падение уровня давления от 0,2 до 1,2 бар, в зависимости от производителя;
• дополнительная установка контроллера, который способен не только следить за напором, но и включать насос в случае падения фактических значений ниже установленного минимума.
Выбор прибора
При выборе оптимального устройства, следует обращать внимание на паспортные данные. Стоит использовать приборы, предназначенные для бытовых нужд. Оптимальными показателями являются: максимальное давление в 4 бар, а рекомендуемый диапазон работы, составляющий от 1,4 до 2,8 атмосферы.
Стоит знать, что чем выше заявленная разница между минимальным и максимальным показателями, тем реже необходимо включение насоса, поскольку в гидроаккумуляторе будет находиться больший объем воды.
Для обеспечения качественной и продолжительной работы прибора и всей системы, при установке реле, на трубопровод необходимо смонтировать манометр, и периодически контролировать давление в системе.
Проверка и настройка показателей
Номинальные величины регулируются от 1 до 8 бар. В большинстве устройств, при выпуске установлено максимальное значение для отключения двигателя насоса на показателе от 2,8 до 4 бар. Допустимый минимум выставлен на 1,4-1,5 бар.
Важно помнить, что в большинстве случаев, покупка происходит спустя некоторое время после выпуска устройства. За это время натяжение пружин в реле и мембраны могут ослабнуть. Поэтому обязательно необходимо произвести проверку насосного оборудования на величину давления в гидроаккумуляторе, а также максимальные и минимальные заводские настройки.
Проверка значений
Для проверки выставленных значений используют любой манометр. Вполне возможно применение автомобильного. Его присоединяют к ниппелю бака или аккумулятора. Стрелка прибора покажет величину давления при пустом накопителе. Эти данные должны быть в рамках 1,2-1,5 атмосфер.
В случае превышения допустимого отклонения значений применяются меры по стабилизации давления пустого бака. Если на манометре зафиксированы недостаточные показатели, их увеличивают путем подкачки автомобильным насосом. При избыточном давлении, его спускают до необходимого.
После проверки необходимо сверить фактические показатели максимального и минимального давления с установленными заводскими настройками. Для этого необходимо:
• прикрепить манометр к коллектору;
• открыть кран и опустошить накопитель, доведя его до минимально допустимого значения в 1,4-1,5 атмосфер;
• закрыть кран, и включить насос.
В результате этих действий, давление в баке поднимется до установленного максимального показателя, а насос автоматически отключится. Данные, полученные на манометре необходимо сравнить с заявленными паспортными. В случае несовпадения показателей или индивидуальной необходимости, реле давления можно перенастроить.
Настройка допустимых показателей
При применении индивидуальных настроек необходимо учитывать, что увеличение минимальной заводской настройки в 1,5 бар не рекомендуется, поскольку влечет за собой серьезные нарушения в работе мембраны гидроаккумулятора.
В ходе установки разницы, важно ориентироваться на паспортные показатели прибора. Также, важно знать, что давление, превышающее 6 бар, способствует разрушению уплотнителей кранов. Поэтому верхний предел в 4-5 атмосфер увеличивать категорически не рекомендуется.
Для самостоятельной регулировки необходимо (Рис 2.):
• отсоединить защитный кожух, открыв корпус реле;
• настройка минимального давления производится в пустом накопителе. Для этого выключается насос, и открывается кран. Далее, гайка большой пружины откручивается против часовой стрелки до полного ослабления пружины. После этого, включив насос необходимо медленно закручивать гайку. Если насос начал качать воду, манипуляции с большой пружиной прекращают. Таким образом, минимум за мембраной выставлен на 1,2-1,3 атмосферы. Для установки большего минимума, перед манипуляциями необходимо нагнать давление в накопитель;
• для регулировки разницы необходимо выключить насос и спустить воду. Затем, для изменения номинала в сторону повышения давления, маленькую гайку необходимо немного закрутить, а для уменьшения – открутить. После этого, включив насос, проверяется новое верхнее давление.
Более подробно можно ознакомиться со способом регулировки реле давления, посмотрев видео.
Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия?
Благодаря открытию электромагнетизма в 18 веке, совсем скоро появилось электромагнитное реле, без которого сегодня не обходится практически не один автоматический электроприбор.
Устройство прочно закрепилось в нашей жизни и нашло применение во многих сферах электротехники, свое широкое примените оно нашло в системах автоматики, различных электроприборах, в защитных системах и во многих других полезных вещах. 
Что такое электромагнитное реле
Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.
Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей. Более подробно обо всем далее.
Конструкция и устройство
Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.
Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.
Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).
Три основные элемента:
Принцип работы
При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.
В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.
Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.
Виды реле
Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:
Также их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:
Плюсы и минусы
Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.
Плюсы
Минусы
Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются
Существуют реле, способные получать входящий сигнал не только от постоянного тока, но и от переменного. Такое решение позволяет применить его практически во всех видах электросети, не только 5 – 12 вольт, например, в автомобиле, но и в энергетических установках от 220В, 380В, рассчитанных на сотни ампер переменного тока и даже выше.
Реле постоянного тока
Реле работает стандартным способом. Подаваемый ток создает электромагнитное поле внутри соленоида, смещает якорь, тем самым размыкает или замыкает цепь.
Подразделяются на поляризованные и нейтральные. Отличаются они тем, что поляризованные срабатывают в однополярной сети. Нейтральные срабатывают независимо от направления полярности.
Реле переменного тока
Реле данного вида используются в сети переменного тока от 220в и работают немного иначе от постоянного. В сердечнике соленоида есть небольшая прорезь, разделяющая его на две части, одна из которых экранирована. При возникновении магнитного потока, одна его часть проходит через экранированную часть якоря, другая часть проходит на прямую.
Благодаря такому решению один из разделенных магнитных потоков в сердечнике немного отстаёт по фазе от другого, в результате чего не возникает перехода через ноль и дребезжание контакта, соответственно, притягивающее усилие сердечника постоянно и достаточное, чтобы удержать притянутый якорь, в этом и есть основное отличие.
Где используется и как выбрать электромагнитное реле
Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.
Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.
Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать
Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле
Как мы выяснили ранее, реле — это специальное исполнительное устройство коммутирующее различные направления электрической цепи. Обозначение VDC на корпусе означает максимальную нагрузку: DC –постоянный ток, V– вольтаж (12V). VAC на корпусе означает V-вольты, AC – переменный ток. Например 12А/35VAC.
Основными параметрами реле являются: напряжение питания соленоида, максимально допустимый ток и напряжение через контакты, эти параметры указаны на корпусе.
Более подробнее об электромеханических реле, высокочастотных, для авто и других можете ознакомиться в нашем каталоге – ссылка на каталог
Схемы подключения
Схем подключения реле, как и самих его видов, большое количество. Для общего понимания представляем самые популярные схемы использования в различных устройствах. Задавайте ваши вопросы в комментариях, благодаря вам мы постараемся расширить этот список более подробно.
Рисунок 1 – общая схема подключения
Рисунок 2 – схема подключения реле поворотника в авто
На рисунке 3 показана схема подключения реле ардуино
Как обозначается реле на принципиальной схеме
Электромагнитное реле по сути является электромагнитом с замком и несколькими группами контактов. Соленоид изображается в форме прямоугольника с линиями выводов. Якорь показывается перпендикулярной прерывистой прямой к выводам от узкой стороны прямоугольника.
Контактная группа изображается в форме ключей из прямых линий. Внутри прямоугольника могут быть изображены буквенные или численные значения.
Что такое реле времени, для чего нужно и где используется
Это устройство, предназначенное для включения и выключения электрической цепи в автоматическом режиме, через определенный интервал времени, используется в электротехнике и чаще в быту. По принципу работы разделяются на следующие виды:
В электротехнике также существуют интервальные реле, они используются для создания интервального включения цепи с определенной выдержкой по времени после заданного сигнала, когда необходимо выполнить включение с интервалом после включения или выключения.
Бытовые приборы бывают механические и электронные. Сегодня на рынке чаще можно встретить электронные устройства с большим набором функций. Конструкция представляет из себя простую схему с магнитной катушкой и контактной группой, основным отличием от других устройств, является встроенная интегральная схема, управляющая питанием катушки.
В механических приборах интегральную схему заменяет специальный механизм, напоминающий вращающийся диск. За счет вращения диска и перемещения на нем специальных рисок происходит включение или отключение цепи в определенное время.
Например, когда необходимо включить электропитание водяного насоса на даче для набора воды без вашего участия и вовремя отключить, чтобы уберечь его от сухого хода. Или полностью обесточить электросеть в определённые часы с целью сбережения электроэнергии.
Как проверить реле на работоспособность
Проверить на работоспособность достаточно просто, для этого нужно посмотреть на корпусе какое номинальное напряжение для этой модели. Если это 12В, достаточно подключить блок питания к контактам, если при срабатывании появляются характерные щелчки, это свидетельствует об исправном состоянии.
Если щелчков нет, возможно неверно соблюдена полярность или недостаточное напряжение. В замкнутом – неисправном реле щелчков не происходит, в таком случае его можно попробовать восстановить, см. видео ниже.
Ведущие производители
Из самых знаменитых стоит выделить несколько компаний производителей, лидеров отрасли. Российская компания АО НПК «Северная заря». Из зарубежных American Zettler (США), Cosmo (Китай), Finder (Германия).
Где можно купить реле
Еще 20 лет назад найти реле было довольно сложно, ее можно было купить как правило на радио рынках или снять с вышедших из строя приборов. Сегодня его можно приобрести практически в любом магазине радио деталей у дома или заказать в интернете по очень доступной цене даже с доставкой на дом.
Как это работает. Видео
Видео: как проверить на работоспособность?
Как восстановить?
Заключение
Как видите, реле это уникальное и очень простое электромеханическое устройство, применяемое практически во всех сферах жизни, полезность которого трудно переоценить, способное работать даже в космосе. Легко ремонтируется в случае поломки, способно защитить электросеть от опасной ситуации и сберечь время. Спасибо, что прочитали нашу статью, подписывайтесь на нашу группу в контакте, оставляйте комментарии или задавайте вопросы в форме вопрос – ответ, смотрите интересные статьи ниже.