Бесконтактный позиционный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/04 

Изобретение относится к автоматике и телемеханике, а именнокбесконтактным коммутирующим устройствам с механическим управлением поворотного типа.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения датчиков в каждой позиции.

На фиг. 1 изображен переключатель, общий вид; на фиг. 2 - плата задающего устройства с преобразовательными и подвижным элементами; на фиг. 3 - принципиальная схема одного из каналов переключателя; на фиг. 4 - принципиальная схема детектирования переключателя.

Бесконтактный позиционный переключатель содержит орган 1 управления, укрепленный на оси 2 с механизмом 3 фиксации угловых положений, корпус 4. На оси 2 жестко закреплен подвижный элемент 5, выполненный в виде сектора с зеркальной поверхностью, обращенной к датчикам. Внутри корпуса установлена плата 6 задающего устройства, на которой радиально по дуге окружности с равным угловым шагом установлены преобразовательные элементы 7, каждый из которых состоит из светодиода 7.1 и фоторезистора 7.2, образующих таким образом резисторную оптопару с открытым оптическим каналом. Преобразовательные элементы входят в состав преобразовательных ячеек 8, содержащей каждая резистор 9, элемент И-НЕ 10, выход которого подключен к входу выходного усилителя мощности - инвертора 11. Первые выводы цепей питания преобразовательной ячейки и усилителя подключены к общей минусовой шине источника питания. Каждый канал переключения содержит элемент ИЛИ-НЕ 12 и управляемый ключ 13. Входы элемента ИЛИ- НЕ i-позиции подключены к выходам преобразовательных ячеек других позиций, а выход каждого из них - к управляющему входу ключа 13, подключенному к шинам источника питания. Выход ключа 13 i-позиции соединен с вторыми выводами цепей питания преобразовательной ячейки и выходного усилителя той же i-позиции.

Переключатель работает следующим об- разо.м.

Пусть Б исходном состоянии орган 1 управления зафиксирован в первой позиции. При включении источника питания в первый момент на выходах преобразовательных ячеек 8 низкий потенциал, поступающий на входы элементов ИЛИ-НЕ 12, на выходе последних формируются сигналы с высоким уровнем, соответствующим «1 - сигналам, и все ключи 13 находятся в открытом, проводящем состоянии. Цепи питания преобразовательных ячеек и выходных усилителей каждого из каналов переключения оказываются подключенными к источнику питания. Так как в первой позиции подвижный элемент 5 взаимодействует с преобразовательным элементом этой позиции, то

0

5

световой поток от светодиода 7.1, отражаясь от зеркальной внутренней поверхности подвижного элемента, попадает на фоторезистор 7.2 той же первой позиции. Сопротивление последнего уменьщается с несколько МОм до сотни Ом.

Фоторезистор 7.2 с резистором 9 образуют резистивный делитель напряжения, подключенный к входу формирователя на элементе И-НЕ 10. На выходе последнего фор0 мируется высокий потенциал, соответствующий «1, который поступает на вход усилителя мощности - инвертора 11 на транзисторе, формирующего выходной токовый сигнал, а также на один из входов элементов

с ИЛИ-НЕ всех позиций, кроме первой, т. е. (п-1)-й. На выходах элементов 12 всех позиций, кроме первой, формируются «О - синалы и ключи 3 этих позиций закрываются, переходя в непроводящее состояние, отключая тем самым цепи питания преобразовательных ячеек и усилителей этих позиций от источника питания. Состояние ключа 13 первой позиции не изменится: он остается в проводящем состоянии, на входы элемента 12 первой позиции по-прежнему поступают «О - сигналы с выходов преобразовательных ячеек 8 остальных позиций, а на его выходе формируется «.1 - сигнал, поддерживающий ключ 13 в первой позиции в проводящем состоянии. Это состояние поддерживается до тех пор, пока оператор не переведет орган управления в другое фиксированное положение, например второе. В момент перевода подвижного элемента 5 с первой позиции на вторую преобразовательная ячейка 8 перестает взаимодействовать с подвижным элементом, сопро5 тивление фоторезистора 7.2 первой позиции возрастает до значения в несколько МОм, на входе элемента И-НЕ 10 формируется высокий потенциал, на выходе преобразовательной ячейки 8 первой позиции - низкий, а на выходе инвертора 1 первой позиции - высокий потенциал («О - токовый сигнал). На один из выходов элементов ИЛИ-НЕ 12 позиций, кроме первой, поступает сигнал «О - сигнал от ячейки 8 первой позиции, на их выходах формируются «1 - сигналы и ключи 13 второй- пятой позиций открываются, подключая цепи питания преобразовательных ячеек и выходных усилителей позиций второй-пятой к положительной щине источника питания. Возбуждаются светодиоды 7.1 всех позиций, но

0 так как подвижный элемент зафиксирован во второй позиции, то возбуждаться будет только фоторезистор 7.2 второй позиции благодаря отражению светового потока от его светодиода 7.1 подвижного элемента. На входе формирователя элемента

5 И-НЕ 10 второй позиции формируется низкий потенциал, на выходе - высокий, поступающий на один из входов элементов ИЛЙ-НЕ всех позиций, кроме второй. На

0

0

5

выходах элементов 12, кроме второй позиции, формируются «О - сигналы и ключи 13 этих позиций закрываются, переходя в непроводящее состояние, отключая цепи питания преобразовательных ячеек и выходных усилителей позиций от шины питания. Таким образом во второй позиции остается включенной только преобразовательная ячейка 8 с выходным усилителем 11.

Аналогично происходит процесс переключения и формирования выходного позиционного сигнала при установке органа управления (а следовательно, и подвижного элемента) в любое другое фиксированное - угловое положение.

Благодаря коммутации цепей питания (п-1) преобразовательных ячеек возрастает в столько же раз ресурс работы преобразователей, что ведет к повышению надежности работы схемы детектирования.

Формула изобретения Бесконтактный позиционный переключатель, содержащий подвижный элемент, кинематически связанный с органом управ,1ения, имеющим п фиксированных положений, и взаимодействующий в каждой позиции с датчиком, соединенным с выходным усилителем, первый вывод питания которого подключен к общей щине источника питаQ ния, другая шина которого соединена через управляемый ключ этой позиции с вторым выводом питания выходного усилите.. отличающийся тем, что. с целью повышения надежности путем уменьшения датчиков в каждой позиции, в каждую позицию введен

5 элемент ИЛИ-НЕ, причем (п-I) входы элемента ИЛИ-НЕ i-й позиции подключены к выходам датчиков остальных познцин, а выход элемента ИЛИ-НЕ i-й позиции соединен с управляющим входом соответствующе|-п управляемого ключа.

Изобретение относится к автоматике и телемеханике. Может быть использовано в бесконтактных коммутирующих устройствах с механическим управлением поворотного типа. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит в каждой позиции 1-У преобразовательные ячейки 8, выходной усилитель 11 мощности, управляемый ключ 13. В каждую позицию введен элемент ЙЛИ-НЕ 12. Введение в устройство нового элемента с новыми взаимосвязями позволяет при включении канала, датчик которого взаимодействует с подвижным элементом, выключать цепи питания датчиков остальных каналов. 4 ил. и (Л ОС со го ьо

Ш

Фиг.2

-X

Фиг.Ъ