Динамический емкостный датчик наличия объекта Советский патент 1986 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для определения наличия черного и цветного проката в контролируемой зоне.

Целью изобретения является расширение области использования датчика за счет обеспечения срабатывания в большом диапазоне зазоров между первичным преобразователем и объек- том контроля.

На чертеже приведена блок-схема датчика.

Датчик содержит преобразователь

1емкость-напряжение, первый фильтр

2низких частот и выходной блок 3, включающий разделительную RC -цепь 4, инвертирующий усилитель 5 постоянного тока, второй фильтр 6 низких частот, компаратор 7 с положи- тельной обратной связью. Инвертирующий усилитель 5 охвачен последовательно соединенными диодом 8 и резистором 9, второй фильтр 6 низких частот зашунтирован диодом 10, Между выходом второго фильтра 6 низких частот и входом инвертирующего усилителя 5 включен конденсатор 11.

Устройство работает следукшщм образом.

При отсутствии контролируемого объекта в зоне чувствительного элемента преобразователя 1 емкость-напряжение его измерительная схема настраивается таким образом, что на выходе первого фильтра 2 низких частот устанавливается начальное напряжение lifD соответствующее середине линейного участка выходной характеристики преобразователя.

Если в зойу контроля входит объект или выходит из нее, то напря женив и ф сйответственно увеличивается или уменьшается. Подобные изменения напряжения U(p наблюдаются и в том случае, когда в процессе транспортировки объекта (например, прокатный волнистый лист) происходит изменение зазора между электродом чувствительного органа преобразователя 6 и объектом.

Когда в зону контроля входит объект, напряжение Um увеличивает- йя, что приводит к подзарядке конденсатора RC -цепи 4 как через ее резистор, так и через цепь обратной связи: выход усилителя 5, диод 10, конденсатор 11. Появившееся при это

на выходе усилителя 5 положительное напряжение через диод 10 и конденсатор 11 ускоряет процесс подзарядки конденсатора RC -цепи 4, а через зашуктированный диодом 10 фильтр 6 прикладывается ко входу компаратора 7 и вызывает его срабатывание, В результате на выходе компаратора 7 наблюдается высокий уровень отрицательного напряжения (J f соответствующий наличию объекта в зоне контроля . При уходе объекта из зоны контроля напряжение Ujp снижается, что приводит к подразрядке конденсатора 5с -цепи через ее резистор и цепи обратной связи (по цепи: выход усилителя 5, фильтр 6, конденсатор 11). Появившееся выходное напряжение усилителя 5 в этом случае имеет отрицательную полярность и, пройдя второй фильтр 6, прикладьшается на вход компаратора 7, вызывая его сброс, В результате на выходе порогового элемента 12 наблюдается высокий уровень положительного напряжения llg, соответствукнций отсутствию объекта в зоне контроля.

Если будет транспортироваться деформированный объект (нахлестку листов можно также рассматривать как свойство деформированного объекта) , то на выходе первого фильтра могут наблюдаться существенные изменения напряжения {j,,, - превосходящие зону нечувствительности датчика. Усилитель для этой полярности входного напряжения имеет переменный коэффициент усиления, зависящий от величины входного напряжения,благодаря дополнительной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных диода 8 и резистора 9, Повышенный положительный перепад входного напряжения не вызывает чрезмерного роста выходного напряжения усилителя 5. В случае интенсивного роста выходного напряжения усилителя 5, имеющего отрицательную полярность,, - осуществляется зарядка конденсатора 11 обратной связи, а напряжение на выходе фильтра 6 не успевает вырасти до порога срабатьшания компаратора 7. Влияние зарядного тока конденсатора 11 обратной связи на параметры фильтра 6, по существу, сводится к фиктивному увеличению его постоянной времени.

Формула изобретения

Динамический емкостный датчик наличия объекта, содержащий преобразователь емкость-напряжеиие с выходом на постоянном токе, к выходу которого последовательно подключены фильтр низких частот и выходной блок, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования, выходной блок выполнен в виде последовательно соединенных разделительной RC -цепи, инверГ

L

Редактор Н. Егорова

Составитель А. Куликов

Техред М.Пароцай Корректор И. Эрдейи

Заказ 993/51 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фили ал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

тирующего усилителя постоянного тока, охваченного последовательно соединенными резистором и диодом, катод которого подключен к выходу усилителя, дополнительного фильтра низких частот, зашунтированного диодом, подключенным анодом к его входу, и компаратора с положительной обратной связью и конденсатора, включенного между выходом дополнительного фильтра низких частот и входом инвертирующего усилителя постоянного тока.

и

в 9

Ю

-

Изобретение может использоваться для определения наличия черного и цветного проката в контролируемой зоне. Расширение области использования достигается за счет обеспечения срабатывания в большем диапазоне зазоров между первичным преобразователем и объектом контроля. При отсутствии контролируемого объекта на выходе фильтра низких частот устанавливается начальное напряжение и.,. Когда в зону контроля входит объект, напряжение увеличивается и заряжает конденсатор КС -цепи,что приводит к срабатыванию компаратора. Напряжение с выхода усилителя через диод ускоряет процесс подзарядки конденсатора ЯС -цепи. 1 ил. to Oi О5 со