ГЕНЕРАТОР-ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к бесконтактным коммутационным устройствам и может быть использовано в цифровых приборах двоичного счета или в качестве выключателя предельного перемещения контролируемого металлического тела.

Известны генераторы-датчики перемещения, содержащие генератор на транзисторе, обратная связь в котором изменяется за счет вносимого перемещающимся внешни.м металлическим телом затухания.

Однако эти генераторы-датчики перемещения имеют недостаточную чувствительность и требуют для их создания относительно больщого числа коммутационных элементов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности устройства, а также обеспечение возможности его использования в качестве бесконтактного выключателя.

Для достижения цели цепь обратной связи генератора образуют частью индуктивности контура и регулирующим обратную связь переменным сопротивлением, причем крайние отводы индуктивности иодключены к входу и выходу усилителя, а средний отвод соединен с сопротивлением, второй конец которого подключен к общей точке усилителя. Кроме того, для использования предложенного устройства в качестве бесконтактного выключателя его генераторная часть может быть соединена

со вторым транзистором в триггерпую с.хему, управляемую выпря.млениым колебательным напряжением генератора и стабилизирующую устойчивые состояния устройства: колебательное - при отсутствии внешнего тела - и состояние отсутствия колебаний - при наличии этого тела.

На фиг. 1 .приведена упрощенная схема генератора; на фиг. 2 изображена принципиальная схема предложенного устройства, где генератор, показанный на фиг. 1, пспользоваи в качестве выключателя.

Принцип действия устройства заключается в следующем. Перемепный ток транзпстора создает на части а-б обмотки 2 колебательного контура и на части иотепщюметра 4 падение напряжения.

Возбуждение колебаний происходит только тогда, когда напряжение, возникающее на части а-б обмотки, превышает надеине напряжения на части потенциометра 4, поскольку указанные папряжения находятся в противофазе.

При изменении резонансного сопротивления колебательпого коптура 5 пзменяется и падающее на его обмотке папряжеппе. Несколько мепяется также (в протнвофазе) папряжепис на потепциометре 4. Вследствие фазового сдвига оба изменения напряжений оказывают на напряжение обратной связи суммарное влияние так, что уже при иебольших изменениях резонансного еоиротивления контура нмеет место относ:игельно большое изменение напряжения обратной связи. Относительное нзлшнеиие няпряжени.ч обратной связи столь значительно потому, что оно нмет две составляющих, и ноэтому схе.ма де11ствус1 как мостовая. В схеме имеется только один онредсляющин частоту элемент - колебательный контур -Хвследствие чего генерируемое колебаинс всегда соответствует резонансной частоте эюго колебательного контура. Величина его резонансного сонротивления зависиг о г лотерь - элеменгах контура и .может изменяться иод воздействием иеремещающегося внешнего металлического тела на нидугсгивность кошура. При ирнближении металлического тела к нн.дуктивному элементу контура 3 новглиаюгся потери, и резонансное соиротнвлснно Koirryра надает. При этом уменьгиается 11ал,ение напряжения на обмотке колебательного контура, аанряжение обратной евязн становгггся .меньше, и генерирование колебаний срывается. В схеме, где онисанный генератор работает в качестве выключате;1Я (фиг. 2), траизистор выиолняет две функднн. Он работает вместе с колебательным контуром 3, состоягцим из катушки индуктивности 2, конденсатора 5 и нотенциометра 4, и вместе е транзистором 6 образует снусковую триггерную схему. Катушка индуктивности 2 имеет отводы а, б, в. (1ри этом отводы а и б служат для согласования активного резонаисного соиротивления с нараметрами других схемных элементов, особенно с сонротивлеиием нотенциометра 4. Отвод а катушки индуктивности 2 соединен с коллектором транзистора I, Через резистор 7 и нотенциометр 4 рабочее нанряжение нодается на отвод б катушки индуктивности 2 и на коллектор транзистора I. Движок нотенциометра 4 соединен через конденсатор 8 с точкой нулевого нотенциала. Нанряжение обратной связн берется с отвода в н через конденсатор 9 нодается на базу транзистора 1. Смеш,ение на базу транзистора i подается через резисторы 10 и /, а нанряжеине на его эмиттер иодводится через резистор 12, шунтированный конденсатором ГЗ. Нанряжение нере.мсииою ток:а. получаемое в генераторе, сни.мается с коллектора транзистора / и через конденеагор 13 нодаетея на диод 14. Катушка индуктивности 15 обесаечивает нрохождение ностоянной составляюш,е1| наиряження, выпрямленного с номонлло , 14. На катоде последнего нри генерании возникает иоложительное напряжение, н кондс ;сатор 16 заряжается. Зто ноложительпое напряжение с конденсатора 16 нодается через резисторы 17 н 18 на базу транзистора 6. В цени, параллель ой цени база-эмнттер транзистора 6, включен диод 19, а между резисторами 17 и 18 подключен диод 20. При наличии отрицательного напряжения на базе транзистора 6 через диод 20 течет ток, н на резисторе 18 создается падение напряжения. iloiToMy через резистор 17 на диод l-t нодается лншь небольшое отрицательное нанряжепие, вследс;13 е чего поеледпнй не предста 5ляег Осльшон iia;py3KH для воз;1икаюш,его на коллек10ре транзистора i iicpeMciiHoro напряжения, и .аскач:;а лолеоапий в геператоре можег осун;сств.1иться с такой же нагрузкон, как в ,ie генерации. В режпме генерации через резисторы У/ и 18 па базу транзистора о нодается положигельное напряжение, вследствие чего он заннрается, н на резисгоре 21 не Б0311И ;аст падення напряжения. Коллектор транзисюра О соединен через резис1ор 22 с базон транзнстора i, HOjiOMy напря/кение па -шллекторе транзистора i умепьшаетея, еслн ;ранзпс10р 6 занерт, нлн у15елнчнвае;ся. сслн транзистор 6 открыт. Резистор 23 оеушсствляет гальвапнческую связь между коллскюром транзистора 1 и базой транзгстора о . образо:-., транзисторьд / и 2 образуют тр;пчерную с.;-му. В установившемся реж;н.ге колебаний ;i;)i; нриближении к катушке индуктивности 2 Металлического 1ела активное резонансное сонротивление колебательного контура 3 уме)ьшается. Вследствие этого у.меньшается напряжение обратной связи, и нронсходнт срыв колебаний генератора, ha конденсаторе 16 исчезает ноложительиое напряжение, и транзистор 6 становится токонроводящим. С номощью резистора 22 напряжение базы, а следовательно, и коллекторный ток транзистора / уменьшаются. Появляющееся коллекторное напряжение на транзисторе / через резистор 23 нодается на базу транзистора 6, так как этот транзистор нагружается до насыш,ения. Одновременно нри уменьшении коллекторного гока транзистора 1 уменьшается усиление но току, вследствие чего становится стабильным состояние, при котором колебания генератора отсутствуют. 11 р е д м е и 3 о б р е т е п н я 1.Гепсратор-датчнк перемещений, состоящий из LC-renejjaTopa па транзисторе, обратиая связь в которо.м изменяется ,за счет вносимого перемещающимся В1 ешиим металлическим телом затухания, отличающийся тем, что, с пелью повышения чувствительности, цепь обратной связи образуется частью индуктивностн контура и регулирующим обратную связь н;;ременн)1м сонротивленнем, нрнчем крайние отводы индуктивности нодключены к входу н выходу усилителя, а средний отвод соединен с сопротивлением, второй конец которого подключен к общей точке усилителя. 2.Генератор-датчик, но п. i, отличающийся тем, что, с целью использования его в качест ве бесконтактного выключателя и повышени надежности, генераторная часть устройства

Мую схему, управляемую выпрямленным колебательным напряжением генератора п стабилизирующую устойчивые сосгояння устройства: колебательное - при отсутствии внешнего тела - и состояние отсутствия колебаний - при наличии этого тела.