Бесконтактный торцовой переключатель

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении, станкостроении для электрических цепей управления и сигнализации в качестве бесконтактного переключателя. Цель изобретения состоит в повьппении надежности и точности работы устройства за счет создания релейного режима в генераторном каскаде. Бесконтактный торцовый переключатель содержит магнитную систему в открытой чашке ферритового сердечника 1, в которой размещены контурная обмотка 2 и обмотка 3 обратной связи, генератор 6, датчик 13 тока, усилитель 18 ющности, стабилизирующую ячейку на стабилитроне 12 и резисторе 19. Общий вывод обмоток 2 и 3 через резистор 5 подключен к эмиттеру транзистора генератора 6. Резистор 15 положительной обратной связи включен между эмиттером транзистора генератора 6 и коллектором транзистора датчика 13 тока. Диод 8 и транзистор генератора 6 выполнены на транзисторной сборке, состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном , кристалле транзисторов, что повышает температурную стабильность устройства . 1 ил. о $ СО

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 4 Н 01 Н 36 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АSTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4101142/24-07 (22) 15.08 ° 86 (46) 07.02.88. Бюл. Ф 5 (71) 20-й Государственный подшипниковый sавод (72) Г.П.Кокоулин и А.Ю.Лунев (53) 621.3.066.63(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 807401, кл. Н О1 Н 36/00, 1978. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ТОРЦОВЫИ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано в машиностроении, станкостроении для электрических цепей управления и сигнализации в качестве бесконтактного переключателя ° Цель изобретения состоит в повьппении надежности и точности работы устройства за счет создания релейного режима в генераторном каскаде. Бесконтактный торцовый переключатель содержит магнитную систему в открытой чашке ферритового сердечника 1, в которой размещены контурная обмотка 2 и обмотка

3 обратной связи, генератор 6, датчик

13 тока, усилитель IS 1ющности, стабилизирующую ячейку на стабилитроне

12 и резисторе 19. Общий вывод обмоток 2 и 3 через резистор 5 подключен к эмиттеру транзистора генератора 6.

Резистор 15 положительной обратной связи включен между эмиттером транзистора генератора 6 и коллектором транзистора датчика 13 тока. Диод 8 и транзистор генератора 6 выполнены на транзисторной сборке, состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном. кристалле транзисторов,что повьгшает температурную стабильность устройства. 1 ил. С:

1372405

Изобретение относится к устройствам для контроля малых перемещений и может быть использовано преимущественно в машиностроении, станкостроении для электрических цепей управления и сигнализации в качестве бесконтактного переключателя.

Целью изобретения является повышение надежности и точности работы переключателя.

На чертеже представлена электрическая схема бесконтактного торцового переключателя.

Бесконтактный торцовый переключатель имеет полый цилиндрический корпус, в котором на плате с двухсторонним печатным монтажем размещены элементы переключателя (не показаны).

Магнитная система переключателя

20 выполнена в открытой чашке ферритового сердечника I, в которой размещены соединенные последовательно контурная обмотка 2 и обмотка 3 обратной связи, Открытая чашка ферритового сердечника 1 помещена в отдельный металлическкий экран 4, который соединен с отрицательной шиной питания.

Общий вывод обмоток 2 и 3 подключен через резистор 5 к эмиттеру транзис25

30 тора генератора 6. Резистор 5 обраэует цепь обратной отрицательной связи по постоянному току. Вторые выводы обмоток 2 и 3 подключены к конденсатору 7. Вывод обмотки 2 через диод 35

8, зашунтированный конденсатором 9, подключен к базе транзистора генератора 6. Использование идентичных переходов база — эмиттер транзистора генератора 6 и диода 8, выполненных 40 на транзисторной сборке 10, состоящих из двух изготовленных на одном кристалле транзисторов, обеспечивает температурную стабильность работы бесконтакчного торцового переключа4 теля, Начальное смещение напряжения на базу транзистора генератора 6 подается через резистор Il соединенный с катодом стабилитрона 12, анод которого подключен к отрицательной шине питания °

Вывод обмотки 3 подключен к базе транзистора датчика 13 тока и через ре3НсТор I4 K oTpHH, Te H É шине тания.

Коллектор транзистора датчика 13 тока через резистор 15 соединен с эмиттером транзистора генератора 6, коллектор которого соединен с катодом стабилитрона 12. Коллектор транзистора датчика 13 тока через нагрузочный резистор !6 соединен с катодом стабилитрона 12.

Между базой транзистора датчика

13 тока и катодом стабилитрона 12 включен конденсатор 17. Эмиттер тран. зистора датчика 13 тока соединен с отрицательной шиной питания. Порог срабатывания бесконтактного торцового переключателя определяется резистором 14 ° К коллектору транзистора датчика 13 тока подключена также база транзистора усилителя 18, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине питания, а коллектор транзистора усилителя 18 представляет собой открытый коллекторный выход. Между катодом стабилитрона 12 и положительной шиной питания включен балластный резистор 19.

Бесконтактный торцовый переключатель работает следующим образом.

При подсоединении переключателя к источнику питания и отсутствии в рабочей зоне управляющего элемента, в качестве которого используется контролируемый объект или металлическая пластинка, генератор 6 начинает вырабатывать синусоидальные колебания с высокой частотой.

В режиме автоколебаний по цепи, состоящей из открытого транзистора генератора 6, резистора 5, обмотки 3, резистора 14, протекает ток, постоянная составляющая высокочастотных колебаний которого создает на резисторе 14 падение напряжения, превышающее пороговое значение открытия транзистора датчика 13 тока, а переменная составляющая блокируется конденсатором 17. При этом транзистор датчика 13 тока открыт, а транзистор усилителя 18 закрыт.

Шунтирование диода 8 конденсатором

9 исключает влияние изменений собственной емкости диода 8 на возникновение генерации, что способствует . повышению стабильности точностных параметров устройства. Выполнение диода 8 и транзистора генератора 6 на транзисторной сборке 10 состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном кристалле транзисторов, повышает температурную стабильность работы генератора 6 и надежность рабо1372405 ты бесконтактного торцового переключателя в целом.

При введении управляющего элемента из любого металла с малым удельным сопротивлением в зону электромагнитного поля, имеющегося на торце открытой чашки ферритового сердечника

1, добротность контура, образованного обмотками 2 и 3 и конденсаторам

7, уменьшается за счет поглощения энергии высокочастотного поля. Вследствие этого изменяется угол отсечки генератора 6 и потребляемый генератором 6 ток . При определенном расстоянии управляющего элемента от торца открытой чашки ферритового сердечника транзистор датчика 13 тока начинает закрываться, а изменение напряжения на коллектор транзистора датчика 13 тока через вновь введенный резистор 15 смещает рабочую точку транзистора генератора 6 в зону крутизны. Генерация срывается, но режим транзистора генератора 6 выбирается так, что транзистор генератора 6 остается в активной зоне.

Транзистор датчика 13 тока при этом закрывается, а транзистор усилителя 18 открывается и включает необходимую нагрузку, подключенную к открытому коллекторному выходу усилителя 18. Это положение управляющего элемента соответствует точке срабатывания бесконтактного торцового переключателя.

При возврате управляющего элемента от точки срабатывания на определенное расстояние вследствие уменьшения вносимого затухания происходит возрастание амплитуды генерируемых колебаний и при достижении на резисторе 14 напряжения, равного пороговому, происходит открытие транзистора датчика 13 тока и закрытие транзистора усилителя 18, бесконтактный торцовый переключатель переключается в исходное состояние.

Введение в схему бесконтактного торцового переключателя резистора 15 положительной обратной связи, включенного между эмиттером генератора

6 и коллектором транзистора датчика

13 тока, создает релейную характеристику переключателя.

Наличие металлического экрана 4 открытой чашки ферритового сердечника 1 экранирует действие ферромагнитных масс, а соединение этого эк5

1О

55 рана 4 с отрицательной шиной питания уменьшает влияние наводок на контур из обмоток 2 и 3 и конденсатора 7 че— реэ емкостную связь (особенно, если корпус переключателя выполнен из неметаллического материала).

Использование бесконтактного торцового переключателя позволяет повысить точность и надежность срабатывания переключателя в рабочей зоне, а также повышает стабильность работы переключателя при температурных колебаниях.

Формула изобретения

Бесконтактный торцовый переключатель, содержащий транзисторный генератор электрических колебаний с колебательным контуром, индуктивность которого размещена в открытой чашке ферритового сердечника, стабилизатор напряжения, пороговый элемент, выполненный на транзисторе, делитель мощности, диод, два конденсатора, пять резисторов, причем один иэ выходов стабилизатора напряжения соединен с коллектором транзистора генератора непосредственно, через первый резистор — с его базой и одной иэ обкладок первого конденсатора, через второй резистор — с конденсатором транзистора порогового элемента и через второй конденсатор — с базой укаэанного транзистора и одним из выходов колебательного контура, другой вывод которого соединен с другой обкладкой первого конденсатора, средний выход индуктивности колебательного контура через третий резистор подключен к эмиттеру транзистора генератора, другой вывод стабилизатора напряжения через четвертый резистор подключен к одному выводу колебательного контура, коллектор транзистора порогового элемента подключен к входу усилителя мощности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, пятый резистор включен между коллектором транзистора и эмиттером транзистора генератора, диод включен параллельно первому конденсатору, транзистор генератора -и указанный диод включены на транзисторной сборке, состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном кристалле транзисторов, причем в качестве диода использован переход эмиттер — базы транзистора.