سنسور القايی جزو پركاربردترين سنسورهای مورد استفاده در صنعت است. سنسورهای القایی، دسته‌ای از سنسورهاي بدون تماس هستند كه جهت تشخيص وجود قطعات فلزي مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سنسورها تنها نسبت به فلزات حساس هستند و واکنش نشان می‌دهند. از طریق سنسور القایی می‌توان به رله ها، شیرهای برقی، سیستم‌های اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی، فرمان مستقیم ارسال کرد. استفاده از این سنسورها مزایای زیادی دارد؛ از جمله سهولت كار با اين سنسورها، هزينه پايين، مقاومت بالا در برابر شرايط نامناسب محيطي و تنوع زياد. خروجی این سنسورها می‌تواند به شکل npn یا pnp باشد. اما تفاوت سنسور القایی pnp و npn چیست؟ در این مقاله از شاون تجهیز به این سوال شما پاسخ می‌دهیم.
قبل از صحبت در مورد خود سنسور القایی pnp و تفاوت سنسور القایی pnp و npn لازم است تا با اجزای این سنسورها و عملکرد آنها آشنا شوید. اجزای اصلی این سنسورها شامل اسیلاتور، اشمیت تریگر و تقویت خروجی می‌باشد. بخش اساسی این سنسورها، اسیلاتور با فرکانس بالا است که می‌تواند توسط قطعات فلزی تحت تأثیر قرار گیرد. این اسیلاتور سبب ایجاد میدان الکترومغناطیسی در بخش حساس سنسور می‌شود. در واقع عملکرد سنسور القایی به این صورت است که نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث ایجاد جریان‌های گردابی در قطعه شده و این عمل جذب انرژی میدان را در پی داشته و در نتیجه دامنه اسیلاتور نیز کاهش خواهد یافت. طبقه دمدولاتور آشکارساز دامنه اسیلاتور است، بنابراین دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می‌شود. کاهش دامنه اسیلاتور سبب فعال‌سازی خروجی اشمیت تریگر شده و این قسمت نیز به تنهایی موجب تحریک طبقه خروجی خواهد شد.
القای نوسان حلقه با توجه به مواد داخل آن تغییر می‌کند و با توجه به اینکه فلزات بسیار موثرتر از سایر مواد هستند، حضور فلز باعث افزایش جریان از طریق حلقه می‌شود. این تغییر را می‌توان با سنسور مدار تشخیص داد. پس از آن، هر موقع که فلز شناسایی می‌شود، دستگاه دیگر سیگنال می‌دهد. با اتصال سنسور القایی به منبع تغذیه و قرار گرفتن جسم فلزی در جلوی سنسور، ولتاژ از تغذیه مثبت به خروجی اعمال می‌شود. سیم بندی این سنسورها اهمیت زیادی دارد؛ نحوه سیم بندی سنسور مجاورتی با خروجی pnp به این صورت است که دو سیم با رنگ‌های آبی و قهوه‌ای جهت تغذیه و یک سیم سیاه رنگ جهت خروجی سنسور می‌باشد.
سنسور القایی npn نیز نوع دیگری از سنسورهای بدون تماس است. تفاوت سنسور القایی pnp و npn تنها در خروجی آنها است. در واقع واژه‌های npn و pnp در مورد سنسورهای القایی به نحوه چیدمان قطعات تشکیل دهنده ترانزیستر اشاره دارد، که نتیجه این چیدمان همان تعیین جهت جریان خروجی سنسور است. یک سنسور با ترانزیستور npn متشکل از یک قطعه سیلیکونی از نوع P در پایه است که بین دو قطعه از نوع n در جمع کننده و ساطع کننده قرار دارد. در یک سنسور با ترانزیستور pnp نوع لایه‌ها برعکس می‌شوند. خروجی منفی یا npn پس از برقرار شدن تغذیه و قرار گرفتن جسم در جلوی سنسور، ولتاژ از تغذیه منفی به خروجی انتقال می‌یابد. نحوه سیم بندی سنسور مجاورتی با خروجی npn به این صورت است که دو سیم قهوه‌ای و آبی جهت تغذیه و سیم سیاه رنگ جهت خروجی سنسور می‌باشد.
سنسورهای القایی دارای دو خروجی pnp و npn هستند که تفاوت این دو در نوع حس کردن نیست؛ بلکه در نوع خروجی که از سنسور دریافت می‌شود و نحوه‌ی ارتباط آنها با مصرف کننده است. هنگامی یک سنسور القایی سه سیمه داشته باشید، دو سیم از سنسور که به رنگ قهوه‌ای و آبی هستند به ترتیب ولتاژهای مثبت و منفی متصل می‌کنیم. اکنون سنسور ما دارای برق است و اگر قطعه‌ای فلزی را به آن نزدیک کنیم، صدای تعویض کنتاکت سنسور را می‌شنویم و یا در بعضی مدل‌های دیگر، چراغ سنسور خاموش یا روشن خواهد شد. اما اگر بخواهیم از سنسور خروجی بگیریم تا با این خروجی بتوان برای مثال یک رله را قطع یا وصل کنیم، چگونه باید عمل کنیم؟
در چنین مواردی اهمیت خروجی npn وpnp مشخص می‌شود. سیم سوم که مربوط به خروجی سنسور است باید به کجا وصل شود؟ اگر سیم خروجی از بار، که بار در این جا همان رله است، را به سیم منفی وصل کنیم، سنسور ما باید pnp باشد و اگر سیم خروجی از بار را به سیم مثبت وصل می‌کنیم سنسور باید از نوع npn باشد.
ساده‌ترین راه تشخیص تفاوت سنسور القایی pnp و npn مراجعه به برچسب سنسور یا دیتاشیت محصول است که سازنده آن را در اختیار ما قرار می‌دهد. در این برچسب یکی از اصطلاح‌های مشخص یا دیاگرام سنسور یا کد فنی آن مشخص‌کننده نوع سنسور خواهد بود. اما اگر برچسب سنسور گم شده باشد چگونه نوع سنسور القایی و تفاوت سنسور القایی pnp وnpn را تشخیص دهیم؟
برای این کار تغذیه را به سنسور مطابق با کد رنگ سیم‌های سنسور وصل می‌کنیم. سر مثبت مولتی متر را به خروجی سنسور یا همان سیم سیاه رنگ و سر مشترک مولتی متر را به سیم آبی رنگ سنسور وصل می‌کنیم. در این حالت تست، سنسور نباید در وضعیت تشخیص هدف باشد. یعنی شی در محدوده حسی سنسور قرار نگرفته‌باشد. سپس به مقادیر نمایش داده‌شده روی سنسور دقت می‌کنیم. اگر صفر بود یعنی سنسور pnp است. اگر مقدار نمایشگر مولتی متر مثبت و عددی بین 7 تا 24 ولت بود، یعنی سنسور npn است.
در مرحله بعدی باید سنسور را در موقعیت شی هدف قرار دهید به طوری که شی در محدوده حسی سنسور قرار بگیرد. در این وضعیت مقادیر مولتی متر نشان‌دهنده‌ی نوع سنسور است. اگر مولتی متر عدد صفر را نشان دهد، یعنی سنسور از نوع npn است و اگر نمایشگر مولتی متر عددی مثبت و بین 7 تا ۲۴ ولت را نشان می‌داد، یعنی سنسور pnp است.
سنسورهای القایی، که به خاطر توانایی‌شان در تشخیص فلزات بدون نیاز به تماس مستقیم شناخته شده‌اند، در بسیاری از فرآیندهای صنعتی کاربرد دارند. تفاوت اصلی بین مدل‌های دو سیمه و سه سیمه در نحوه اتصال و عملکرد الکتریکی آنها نهفته است.
سنسورهای القایی دو سیمه به سادگی از دو سیم برای اتصال به مدار استفاده می‌کنند: یک سیم برای تغذیه (+V) و دیگری برای خروجی و اتصال به زمین (-). این سنسورها معمولاً با استفاده از جریان برای کنترل خروجی کار می‌کنند و در نتیجه، تنها نیاز به دو سیم دارند که هم برای تأمین تغذیه و هم برای فرستادن سیگنال استفاده می‌شوند. این ویژگی آنها را برای محیط‌هایی که فضای محدود دارند یا جایی که نیاز به سادگی در سیم‌کشی است، ایده‌آل می‌سازد.
سنسورهای القایی سه سیمه از سه سیم استفاده می‌کنند: یکی برای تغذیه (+V)، دومی برای خروجی (خروجی) و سومی برای زمین (-). این سنسورها عموماً دارای خروجی‌های ترانزیستوری هستند که می‌توانند به عنوان خروجی مثبت یا منفی تنظیم شوند. سنسورهای سه سیمه برای مدارهای بزرگ‌تر و پیچیده‌تر که نیاز به سیگنال‌های دقیق‌تر دارند، مناسب‌تر هستند.
مزایا:
سنسور القایی دو سیمه: این نوع سنسورها به طور پیوسته در مدار قرار می گیرند و خروجی فرمان جداگانه ای ندارند. در واقع، آنها با تغییر امپدانس سیم پیچ داخلی خود در حضور فلز، سیگنالی را به کنترلر ارسال می کنند. کنترلر با توجه به این سیگنال، تشخیص می دهد که آیا جسم فلزی در محدوده ی سنسور وجود دارد یا خیر.
سنسور القایی سه سیمه: این نوع سنسورها علاوه بر دو سیم تغذیه، یک سیم خروجی نیز دارند که سیگنال سوئیچینگ را ارائه می دهد. این سیگنال می تواند به صورت PNP یا NPN باشد. سنسورهای سه سیمه به منبع تغذیه‌ی جداگانه ای نیاز دارند و از دقت و قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به نوع دو سیمه برخوردارند.
انتخاب بین سنسور القایی دو سیمه و سه سیمه به نیازهای خاص فرآیند و شرایط محیطی بستگی دارد. برای کاربردهای ساده و کم هزینه که نیاز به قابلیت اطمینان متوسط دارند، سنسور دو سیمه ممکن است انتخاب مناسبی باشد. در حالی که برای برنامه‌های صنعتی که نیاز به دقت بالا و عملکرد قابل اعتماد در محیط‌های پر نویز دارند، سنسورهای سه سیمه توصیه می‌شوند.
