Бесконтактный датчик приближения объекта Советский патент 1992 года по МПК G01D5/22 

Фиг.1

Изобретение относится к технике автоматического контроля и регулирования и может быть использовано в системах промышленной автоматики.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения за счет исключения блокинг-генератора и обеспечения высокой термостабильности параметров.

На фиг. 1 приведена схема датчика; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Датчик содержит генератор 1 импульсов, ключи 2 и 3, катушки 4 и 5 индуктивности, амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8 и силовой ключ 9, причем выход генератора 1 импульсов соединен с управляющими входами ключей 2 и 3, выходы которых соединены с входами амплитудных детекторов б и 7 соответственно и через катушки 4 и 5 индуктивности соответственно - с общей шиной, выходы амплитудных детекторов б и 7 соединены с входами компаратора 8, выход которого соединен с входом силового ключа 9.

Датчик работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает напряжение U1 прямоугольной формы (фиг. 2), которое поступает на входы ключей 2 и 3. При этом катушки 4 и 5 индуктивности через ключи 2 и 3 периодически подключаются к источнику питания (не показан). В момент времени ц при отключении катушек 4 и 5 индуктивности от источника питания в них возникают свободные колебания U2 и U3, частота которых определяется величиной индуктивности катушек 4 и 5 индуктивности и емкостью, состоящей из собственной емкости катушек 4 и 5 индуктивности, емкости монтажа, выходной емкости ключей 2 и 3 и входной емкости амплитудных детекторов 6 и 7. При незначительном разбросе значений указанных емкостей частота свободных ко- леПоний в катушке 4 индуктивности мало отличается от частоты свободных колебаний кат/шке 5 индуктивности. Частота выходного напряжения U1 генератора 1 импульсов меньше частоты свободных колебаний в катушках 4 и 5 индуктивности в 8-10 раз. Напряжения U2 и U3 поступают на входы амплитудных детекторов б и 7, при этом на их выходах появляются напряжения U4 и U5, пропорциональные амплитудам сигналов U2 и U3 соответственно.

Коэффициент передачи амплитудного детектора 6 несколько меньше коэффициента передачи амплитудного детектора 7. Ес- ли электропроводность среды, окружающей катушку 4 индуктивности, равна электропроводности среды, окружающей катушку 5

индуктивности, то напря зние U5 на выходе амплитудного детектора 7 будет больше выходного напряжения U4 амплитудного детектора б, и на выходе компаратора 8 напряжение U6 будет иметь низкий уровень. Силовой ключ 9 при этом закрыт. При приближении к катушке 5 индуктивности какого-либо токопроводящего, например металлического объекта, электропровод0 ность среды, окружающей катушку 5 индуктивности, увеличивается. Это приведет к увеличению затухания свободных колебаний в катушке 5 индуктивности, следовательно, уменьшится напряжение U5 на

5 выходе амплитудного детектора 7 и в некоторый момент времени г оно станет меньше напряжения U4 на выходе амплитудного детектора 6. Выходное напряжение U6 компаратора 8 переключится из низкого уровня

0 в высокий и переведет силовой ключ 9 в открытое состояние.

Выключение датчика произойдет в момент времени 1з. когда электропроводность среды, окружающей катушку 5 индуктиано5 сти, уменьшится настолько, что напряжение U5 на выходе амплитудного детектора 7 превысит напряжение U4 на выходе амплитудного детектора 6. Компаратор В изменит свое выходное напряжение U6 с высокого

0 уровня на низкий, что переведет силовой ключ 9 в закрытое состояние.

Данный датчик обладает существенно более высоким быстродействием по сравнению с известными устройствами ана5 логичного назначения, так как его функционирование не связано с процессами срыва и возбуждения автоколебаний генератора. За счет повышенной температурной стабильности параметров благодаря тому, что

0 катушки индуктивности могут быть выполнены в едином технологическом цикле по групповой технологии, например напыления, расширена область применения датчика.

5

Формул а изобретени я 1. Бесконтактный датчик приближения объекта, содержащий генератор импульсов, амплитудный детектор, последовательно

0 соединенные компаратор и силовой ключ, отличающийся тем, что. с целью повышения быстродействия и расширения области применения, в него введены второй амплитудный детектор, два ключа и две ка5 тушки индуктивности, причем выход генератора импульсов соединен с управляющими входами обоих ключей, выходы которых соединены с входами первого и второго амплитудных детекторов соответственно и через первую и вторую катушки индуктивности соответственно - с общей шиной, выходы амплитудных детекторов соединены соответственно с первым и вторым входами компаратора.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, катушки индуктивности выполнены в виде плоской спирали Архимеда.

Изобретение относится к технике автоматического контроля и регулирования и может быть использовано в системах промышленной автоматики. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения - достигается путем исключения блокинг-генера- тора и обеспечения высокой точности термостабильности параметров. Датчик содержит генератор 1 импульсов, ключи 2 и 3, катушки 4 и 5 индуктивности, амплитудные детекторы 6 и 7. компаратор 8 и силовой ключ 9. Катушки индуктивности могут быть выполнены в едином технологическом цикле по групповой технологии, например напыления, что расширяет область применения датчика. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. Ё

Uf

иг

из иц

и

(Риг. 2

гг«