Próg i histereza czujnika powinny potwierdzać stabilny chwyt, a nie tylko chwilową próżnię
Czujnik próżni powinien przełączać sygnał dopiero po osiągnięciu poziomu zapewniającego bezpieczny chwyt i wracać do stanu alarmowego po spadku poniżej ustalonego progu. Histereza zapobiega szybkiemu przełączaniu wyjścia, gdy podciśnienie oscyluje wokół jednej wartości.
Jeżeli próżnia spada po wyłączeniu źródła: sprawdź czas podtrzymania zbiornika próżniowego i nieszczelność układu.
Jeżeli problemem jest zbyt wolne osiąganie progu, przejdź do czasu ewakuacji próżni. Wszystkie narzędzia są w kategorii Pneumatyka.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Próg czujnika ustawiaj z zapasem względem minimalnej próżni potrzebnej do bezpiecznego procesu. Jeżeli przyssawka wymaga co najmniej 45 kPa, ustawienie sygnału „vacuum OK” dokładnie na 45 kPa nie daje marginesu na wahania, zabrudzenie filtra ani drobny przeciek.
Histereza pomiędzy ON i OFF
SMC definiuje histerezę jako różnicę pomiędzy punktami ON i OFF stosowaną między innymi po to, aby ograniczyć szybkie wielokrotne przełączanie wyjścia przy niewielkich wahaniach ciśnienia. W trybie normalnym wyjście przełącza się po przekroczeniu progu, a wyłącza dopiero po cofnięciu wartości o wielkość histerezy.
Festo dla komparatora progowego opisuje reset point jako punkt przełączania przesunięty o wartość Hy. W przyjętej przez ten kalkulator dodatniej skali podciśnienia odpowiada to zależności: punkt OFF = SP − Hy.
Przykładowo SP = 60 kPa i Hy = 10 kPa daje ON przy 60 kPa oraz OFF przy 50 kPa. Zakres 50–60 kPa jest obszarem, w którym zachowywany jest poprzedni stan.
Stan wewnątrz pasma histerezy
Jeżeli próżnia rośnie od zera, przy 55 kPa i progu 60 kPa stan nadal będzie OFF. Jeżeli jednak wcześniej osiągnięto 60 kPa, a następnie próżnia spadła do 55 kPa, stan pozostanie ON aż do przekroczenia dolnego progu 50 kPa.
To właśnie dlatego kalkulator ma pole „Poprzedni stan komparatora”. Bez niego nie da się jednoznacznie określić wyniku dla wartości leżącej pomiędzy progiem ON i OFF.
Podciśnienie i ciśnienie absolutne
Na wielu czujnikach próżnia jest prezentowana jako wartość ujemna względem atmosfery, np. −60 kPa. W KalkulatorXXL używamy dodatniej wielkości podciśnienia 60 kPa, ponieważ jest czytelniejsza przy doborze przyssawek i generatorów.
Ciśnienie absolutne otrzymujemy przez odjęcie podciśnienia od przyjętego ciśnienia atmosferycznego 101,325 kPa. Dla 60 kPa podciśnienia jest to około 41,3 kPa(a), a dla 50 kPa około 51,3 kPa(a).
Logika normalna i odwrócona
W logice normalnej sygnał OUT jest aktywny, gdy komparator uznaje próżnię za wystarczającą. W logice odwróconej stan elektryczny jest przeciwny: OUT może być aktywny wtedy, gdy poziom próżni jest za niski.
Przy projektowaniu programu PLC zawsze trzeba sprawdzić dokumentację konkretnego czujnika, ponieważ oprócz normal/reversed znaczenie ma również rodzaj wyjścia NPN/PNP oraz sposób interpretacji sygnału przez sterownik.
Dla ucznia technikum i studenta
Histereza jest prostym przykładem układu z pamięcią. Dla tej samej wartości wejściowej 55 kPa wyjście może być ON albo OFF w zależności od tego, z której strony układ wszedł w pasmo 50–60 kPa.
Takie zachowanie można porównać z przerzutnikiem Schmitta w elektronice. Dwa różne progi przełączania poprawiają odporność na szum i drobne wahania sygnału wokół wartości granicznej.
W automatyce pneumatycznej czujnik próżni może dzięki temu stabilnie potwierdzać chwyt detalu zamiast wielokrotnie zmieniać stan przy każdej małej pulsacji ciśnienia.
Przykładowe zadania z rozwiązaniami
Treść: Próg ON czujnika wynosi 65 kPa, a histereza 8 kPa. Oblicz punkt OFF.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Punkt OFF = SP − Hy = 65 − 8.
Treść: SP = 60 kPa, Hy = 10 kPa, aktualnie 55 kPa. Poprzedni stan był ON. Jaki jest aktualny stan?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Pasmo histerezy obejmuje 50–60 kPa. Aktualne 55 kPa znajduje się wewnątrz tego zakresu, więc komparator zachowuje poprzedni stan.
Treść: Próg vacuum OK wynosi 70 kPa podciśnienia. Oblicz odpowiadające ciśnienie absolutne przy atmosferze 101,325 kPa.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
p(abs) = 101,325 − 70 = 31,325 kPa.
Treść: Komparator wskazuje vacuum OK = ON, ale czujnik ma wybrane wyjście odwrócone. Jaki będzie stan elektryczny OUT?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Logika odwrócona zamienia stan komparatora na przeciwny stan wyjścia.
Ciekawostka
Histereza nie jest wyłącznie cechą czujników próżni. Ten sam mechanizm stosuje się w termostatach, presostatach i komparatorach elektronicznych, aby ograniczyć szybkie przełączanie przy wartości bliskiej progowi.
Powiązane kalkulatory
Źródła techniczne
Festo – komparator progowy, switching point, reset point i hysteresis: VABX-A-S-VP – operating instructions.
SMC – definicja histerezy i tryb przełączania ON/OFF: Pressure Setting / ZSE80.
FAQ – czujnik próżni, próg i histereza
Ostatnia aktualizacja: 25.08.2026