Динамический емкостной датчик наличия объекта Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 

(5) ДИНАМИЧЕСКИЙ ЕМКОСТНОЙ. ДАТЧИК НАЛИЧИЯ ОБЪЕКТА

:; . . . . - ::

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовайо, например для определения наличия проката черных и цветных металлов в контролируемой зоне.

Известны емкостные датчики наличия объекта, содержащие генератор высокой частоты, трансформаторную измерительную схему, чувствительный элемент, выпрямитель и выходной блок, выполненный в виде усилителя постоянного тока, нагруженного релей ным оконечным каскадом 11.

Недостатком подобных устройств является низкая помехозащищенность и невысокая точность измерения в условиях медленного дрейфа начальной емкости при отсутствии контролируемого объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является динамический емкостной датчик наличия объекта, содержащий генерётор высокой частоты, трансфор-. маторную измерительну схему, подключенную к выходу генератора, первичный емкостной преобразователь, подключенный ко входу трансформатора измерительной схемы, выпрямитель и фильтр низких частот, последовательно включенные на выходе измерительной схемы, ключ со стробирующим импульсным генератором, входом подключенный к выходу фильтра, формирователь импульсов, входная цепь которого, выполненная в виде дифференцирующей RC-цепочки, подключена к выходу ключа, триггер, подключенный входом к выходу формирователя импульсов, и регистратор, включенный на выходе триггера 2.

Недостатком этого датчика является невысокая точность измерения при высоких скоростях движения объекта измерения, обусловленная тем, что в интервалах между коммутациями Ключа изменение выходного напряжения фильтра не поступает на формирователь, в то же время может HMBTJ 39 место или появление объекта в зоне контроля или уход из нее. Цель изобретения - повышение точности измерения при работе в широком диапазоне скоростей движения объекта Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен вторым формирователем импульсов, идентичным первому и включенным ему параллельно, а формирователь импульсов выполнен двухвходовым, с входной цепью дополнительного входа, состоящей из двух последовательно включенных диодов, подключенных параллельно резистору дифференцирующей RC-цепочки, входной цепи основного входа, и емкости, подключенной между общей ТОМКОЙ диодов и выходом фильтра, диоды входной цепи дополнительного входа второго формирователя включен в обратной полярности по сравнению с первым формирователем. На фиг, 1 приведена блок-схема датчика; на фиг. 2 - входная цепь формирователя. Датчик содержит генератор 1 высокой частоты, трансформаторную измерительную схему 2, емкостной первичный преобразователь 3 подключен ный к измерительной схеме 2, выпрям тель «, фильтр 5 низких частот, включенный на выходе выпрямителя, ключ 6 со стробирующим импульсным генератором, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, включенные параллельно, триггер 9, подключенны к выходам формирователей, и регистратор 10. Входная цепь формировател выполнена в виде дифференцирующей RC-цепочки, состоящей из емкости П и резистора 12, представляющей собо входную цепь основного входа и емко ти 13 диодов и 15, представляющих собой входную цепь дополнительного входа. Датчик работает следующим образо При отсутствии контролируемого объекта в зоне первичного преобразо вателя 2 датчик настроен таким образом, что на выходе выпрямителя устанавливается начальное напряжение, соответствукицее середине линей ного участка рабочей ветви характеристики трансформаторной измеритель ной схемы 2, Когда в зону контроля входит объект, или выходит из нее, то напр . жение на выходе выпрямителя Ц соответственно увеличивается или уменьшается. Вь1ходное напряжение выпрямителя k, отфильтрованное от высокочастотных помех фильтром 5, ключом 6 периодически .подается на формирователи 7 и 8 импульсов, которые вырабатывают импульсы запуска и сброса триггера 9. На выходе регистратора 10 при этом появляется сигнал высокого уровня, соответствующий наличию объекта в зоне.контроля, или низкого уровня, соответствующий отсутствию объекта. . Когда в зону контроля входит объект, увеличивающееся напряжение, прошедшее выпрямитель k и фильтр 5 ключом 6 периодически подается на дифференцирующие цепи основных входов блоков 7 и 8. При зтом зарядный ток конденсатора 11 вызывает работу блока 7 вырабатывающего импульсы запуска триггера 9. В то же время .токи дифференцирующих цепей блока 8 не производят его запуска, как имеют направления, противоположные требуемым, но при этом заряжают конденсаторы входных цепей до величины выходного напряжения фильтра 5 подготавливая их к нормальной работе в дальнейшем. При уходе объекта из зоны контроля, напряжение на выходе фильтра 5 снижается, что приводит к появлению импульсов запуска блока 8. Запуск блока 8 осуществляется током разряда конденсатора цепи основного входа. 8результате чего триггер 9 сбрасывается в исходное г1Ьложение. При небольших скоростях движения объекта в зоне контроля токи конденсаторов входных цепей дополнительных входов блоков 7 и 8 незначительны и не вызывают их работы. Если скорость движения объекта более пороговой, то быстро увеличивающееся входной напряжение запуск блока 7 осуществляемый интенсивными зарядными токами конденсатора 13 по цепи резистор 12 диод 14. В результате чего происходит перевод триггера в рабочее состояние. Когда напряжение яа выходе фильтра 5 интенсивно снижается (объект уходит из зоны контроля на повышенной скорости), то ток разряда конденсатора входной цепи дополнительного входа, вызывает срабатывание блока 8, осуществляющего сброс триггера 9в исходное положение.