Бесконтактный переключатель Советский патент 1980 года по МПК H01H36/00 

(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к элементам систем управления и автоматики и может быть использовано для ввода информации в бортовых мультиплексированных системах управления летательных аппаратов.

Известно переключающее устройство, выполненное на магнитных элементах и содержащее трансформатор с обмотками, подвижный элемент, выпрямительный мост, транзистор и накопительный конденсатор с резистором заряда, в цепи разряда которого включена первичная обмотка трансформатора и управляемый вентиль, причем первичная обмотка трансформатора выполнена в виде двух встречно соединенных обмоток, расположенных на отдельных ферритовых сердечниках 1.

Известен бесконтактный путевой переключатель, содержащий автогенератор на транзисторе с индуктивной обратной связью, выполненный по мостовой схеме, одним из плеч которой является транзистор автогенератора, противоположным плечом - переключающий элемент, например тиристор, цепи управления которого соединены с выходом автогенератора, а нагрузка включена в одну из диагоналей моста 2.

Недостатком известных устройств является отсутствие элементов, дающих возможность синхрорелейного переключения «включено-выключено обоих каналов с малой длительностью переднего и заднего 5 фронтов выходных сигналов.

Также известен путевой выключатель, содержащий индуктивный датчик перемещения с двумя обмотками, образующими с резисторами мостовую схему, пороговые элементы, исполнительные устройства, ис10точник напряжения и схему совпадения И, причем через дополнительный источник напряжения к плечам мостовой схемы подключены входы пороговых элементов, выходы которых соединены со входом схемы сов,5 падения И, и с исполнительными устройствами 3.

Недостатками такого устройства являются использование дополнительного источника напряжения, а также подверженность влиянию внещних электромагнитных полей.

Наиболее близок к предлагаемому вы20ключатель, содержащий LC-контур, броневой магнитопровод, охватывающий обмотку LC-контура, так что он замкнут с внещней стороны указанной обмотки и имеет зазор

внутри нее, подвижный ферромагнитный шунт, установленный вдоль оси обмотки LC-контура с возможностью свободного перемещения, и преобразователь сигналов управления, включающий в себя генератор, к которому подключен LC-контур 4.

Недостатками известного устройства являются отсутствие синхронизации переключения при введении аналогичного канила, а также невозможность получения релейных выходных сигналов с малой длительностью (порядка 0,3-1 мкс) переднего и заднего фронтов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности синхронного переключения выходных сигналов с большей разрешающей способностью.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактный переключатель, содержащий LC-контур, броневой магнитопровод, охватывающий обмотку LC-контура, так что он замкнут с внешней стороны указанной обмотки и имеет зазор внутри нее, подвижный ферромагнитный шунт, установленный вдоль оси обмотки LC-контура с возможностью свободного перемещения, и преобразователь сигналов управления, включающий в себя генератор, к которому подключен LC-контур, введены другой LC-контур, другой броневой магнитопровод и другой подвижный ферромагнитный шунт, аналогичные указанным, преобразователь сигналов управления выполнен в виде двух одинаковых параллельных каналов, каждый из которых включает в себя отдельный генератор, детектор, триггер LПмидтa, логический элемент И и усилитель мощности, соединенные последовательно, причем выход триггера Шмидта одного канала подключен ко входу логического элемента И другого канала.

На фиг. 1 схематически изображена механическая часть бесконтактного переключателя вертикального (а) и плоского (б) исполнений, общий вид; на фиг. 2 структурная схема бесконтактного переключателя.

Бесконтактный переключатель содержит ферромагнитный корпус 1, в верхнем основании которого установлен подпружиненный и составной магнитный шунт, образованный двумя ферромагнитными сердечниками 2, жестко связанными между собой втулкой 3 из изоляционного материала. Магнитная система устройства состоит из двух (|)ерритовых магнитопроводов 4 броневого типа с зазорами 5 между кернами, при этом магнитопроводы 4 разделены диамагнитной прокладкой 6, а их катущки содержат по одной индуктивной обмотке 7, входящей в LC-контур и являющейся составной частью автогенератора 8.

Выходы автогенераторов 8 через детекторы 9 подключены ко входам триггеров LL мидтa 10, а выходы последних соединены с одним из входов каждого логического элемента И 11, причем последовательно с логическими элементами И включены усилители 12 мощности.

На фиг. 1 б приведен вариант плоского исполнения бесконтактного синхронного

переключателя, состав элементов которого аналогичен составу элементов синхронного переключателя вертикального исполнения (фиг. 1 а), но перемещение магнита щунта обеспечивается их одновременным нажатием.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

В исходном состоянии автогенераторы 8 возбуждены, обмотки 7 индуктивности (W i, Шг) имеют высокую добротность, и напряжения, снимаемые с выходов автогенераторов 8, выпрямленные детекторами 9, удерживают триггеры Шмидта 10 в за срытом состоянии, и на выходе устройства сигналы отсутствуют. При перемещении магнитного щунта 2 под воздействием усилия F зазоры 5

магнитопроводов 4 перекрываются сердечниками 2, тем самым изменяется добротность LC-контуров. Это приводит к уменьшению амплитуды генерируемых колебаний автогенераторов 8, вызывая срабатывание триггеров Шмидта 10, схем 11 совпадения и

усилителей 12 мощности.

Сигналы на выходе устройства появляются лишь в том случае, когда срабатывают оба триггера Шмидта 10, т. е. когда оба из входов каждого логического элемента И задействованы.

Таким образом, введение составного ферромагнитного шунта и второго канала переключателя, работающего синхронно с первым, позволяет расширить функциональные возможности устройства в целом,

при управлении одновременно двумя объектами, например при управлении (переключении) положением шасси, закрылками летательных аппаратов и др.

Обеспечение релейной выходной характеристики предлагаемого устройства при переключении с малыми длительностями времени переднего и заднего фронтов (0,3- 1 мкс) за счет введения триггеров Шмидта, элементов совпадения И выгодно отличает

его от известного, что в свою очередь позволяет также повысить разрешающую способность переключателя примерно на порядок и составляет около 500 кГц, тогда как у известных устройств она составляет около 15-50 Гц. Применение такого переключателя наиболее полно отвечает требованиям современных систем управления технологическим оборудованием.

JJФормула изобретения

Бесконтактный переключатель, содержащий LC-контур, броневой магнитопровод, охватывающий обмотку LC-контура, так что