Датчик положения

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в средствах очувствления промышленных роботов по расстоянию, а также для точного контроля положения обрабатываемых деталей или узлов механизмов как в нормальных, так и в экстремальных условиях эксплуатации. С целью повышения информативности за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации, в датчик положения, содержащий последовательно включенные генератор 1, индуктивный датчик 2, демодулятор 3, триггер 4 и выходной усилитель 5, введены индуктивный датчик 6, резисторы 7 - 9, конденсаторы 10 - 12, ключи 13, 14 и шины 15, 16 управления. Поочередно подключая RC-цепи к индуктивному датчику 6, можно производить диагностику датчика положения при любом положении контролируемой детали относительно индуктивного датчика 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

7 А1 (51)4 Н О1 Н 36/00.;;г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4414077/24-28 (22) 22.04.88 (46) 30.11.89. Бюл.й=. 44 (71) Научно-исследовательский институт Интроскопии (72) В,К.рябцев, А.К.Легкобыт, В.Д.Уринюк и И.B.Èçîòîâà (53) 621.317.39:531.717(088.83 (56) Виленский П.И., Срибнер Л.А.

Бесконтактные путевые выключатели.

M. Энергоатомиздат, 1985, с.4.

Проспект фирмы Balluff (ФРГ): Katalog nummer.321D-BRD, Bulluff-8б, Beruhrunaslos, schalhen 5.5. (54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в средствах очувствления промьппленных роботов по расстоянию, а также для точного контроля положения обрабатываемых деталей или узлов механизмов как в нормальных, так и в экстремальных условиях . эксплуатации. С целью повьппения инфор-„ мативности за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации в датчик положения, содержащий последовательно включенные генератор 1, индуктивный датчик 2, демо; дулятор 3, триггер 4 и выходной усилитель 5, введены индуктивный датчик 6, резисторы 7 — 9, конденсаторы

10 — 12, ключи 13, 14 и шины 15, 16 управления. Поочередно подключая RCцепи к индуктивному датчику 6, можно . ф производить диагностику датчика положения при любом положении контролируемой детали относительно индуктивного датчика 2. 3 ил, 3

1525767

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в средствах очувствления промышленных роботов по расстоянию, а также для точного контроля положения обрабатываемых деталей или узлов механизмов как в нормальных, так и в экстремальных условиях эксплуатации.

Цель изобретения — повышение инфор-10 мативности датчика за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации.

На фиг.1 приведена блок-схема датчика положения; на фиг.2 — схема рас; 15 положения дополнительного индуктивного датчика относительно основного; на фиг.3 — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) датчика.

Устройство содержит последователь- 20 но включенные генератор 1, индуктивный датчик 2, демодулятор 3, триггер 4, выходной усилитель 5, дополнительный индуктивный датчик 6, резисторы 7 — 9, конденсаторы 10 - 12, ключи 13, 14, 25 шины 15, 16 управления, Резистор

7, конденсатор 10, резистор 8, конденсатор 11 и электронный ключ

13, а также резистор 9, конденсатор

12 и электронный ключ 14 образуют три последовательно соединенные цепи, каждая из которых подключена параллельно датчику 6, а управляющие входы ключей 13, 14 являются входами 15, l6 датчика положения. Датчик 6 индук- 35 тивно связан с датчиком 2 и расположен осесимметрично с.ним. !

Датчик положения работает следующим образом.

Запитываемый генератором 1 первый 40 датчик 2 создает электромагнитное поле, которое при появлении в его зоне электропроводящей контролируемой детали наводит в последней вихревые токи, которые, в свою очередь, внося активное R „ и реактивное Х щ сопротивления в датчик 2, меняют высокочастотное напряжение генератора 1, которое детектируется демодулятором

3, подается на триггер 4, порог сра-,0 батывания которого выбирается равным напряжению, соответствующему определенному расстоянию срабатывания Ь (фиг.2). Напряжение с триггера 4 подается на выходной усилитель 5, который

55 обеспечивает необходимое напряжение и мощность для дальнейшего исполцзо-. вания в соответствующих исполнительных устройствах. Контурная катушка датчика 6, располагаемая осесимметрично с контурной катушкой датчика 2 (фиг.

2), индуктивно связанная с ней и нагруженная на сопротивление Е1„ вносит в катушку датчика 2 комплексное сопротивление Z н, описываемое выражением (уи)

z и ° вн „, + щя+ где 4)несущая частота генерат ора

1; вз аимоиндуктивность, определяемая геометрией контурных катушек датчиков 2, 6 и расстоянием между ними; активное сопротивление контурной катушки датчика 6; индуктивность контурной катушки датчика 6; комплексное сопротивление нагрузки, равное

Я.

rr (2) =R+q Х, z„ где R — активное эквивалентное сопротивление нагрузки;

Х вЂ” реактивное эквивалентное сопротивление нагрузки.

Подставив значение Z„из (2) в (1) и выделив активную R „и реактивную Х 1, составляющие, получим:

+ Ц. (r + ) + (gL + X) (3) QLz+ Х

Хьи = (R) (LE + X) (4) Из анализа выражений (3) и (4) следует, что соответствующим выбором электрических и геометрических параметров контурных катушек датчиков 2, 6, а также величин эквивалентных активного и реактивного сопротивлений нагрузки можно обеспечить вносимые датчиком 6 s датчик 2.сопротивления, эквивалентные вносимым сопротивлениям электропроводящей поверхностью.

Значения сопротивления первого резистора 7 и емкости конденсатора

10 обеспечивают-вносимое сопротивление в контурную катушку датчика 2, равное вносимому сопротивлению контролируемой детали при ее максимально возможном приближении к торцу детали (фиг.2, поз.III). При этом емкостное сопро15257

1 тивление — — больше индуктивного (dL

ЯС, 2 т.е. рабочая точка А (фиг.3) находится на правом склоне АЧХ контура, состоящего из элементов Ь, R и С1. Электронный ключ 13, управляемый напряжением Uqnpi подаваемым с внешнего устройства, подключает цепь R, С параллельно контурной катушке датчика 6. 10

Значения R < и С выбраны таким образом, что влияние катушки датчика 6 на катушку датчика 2 увеличивается (фиг.3, рабочая точка Б). При подключении Rq и С g к контурной катушке дат-15 чика 6 (при соответствующем выборе номиналов R > и С ) влияние второй катушки датчика 6 на катушку датчика 2 уменьшается (фиг.3> рабочая точка

В). 20

Таким образом, если контролируемая деталь находится вне зоны чувствительности датчика или на расстоянии, большем h, p, при подключении R< и С, обеспечивающих вносимое сопротивление, равное или большее вносимого сопротивления контролируемой детали на расстоянии срабатывания, происходит срабатывание датчика. Диагностика работоспособности датчика при нахождении 30 контролируемой детали на расстоянии от датчика, меньшем Ь, осуществляется подключением цепочки Rq, С с помощью электронного ключа 1ч. При этом номинальные значения Ry и Сз выбираются так, чтобы обеспечить величину вносимого- сопротивления равным или большим разности вносимых сопротивлений при двух разных положениях

67

6 контролируемой детали — при максимально приближенной к датчику 2 и на расстоянии срабатывания. Это дает возможность, поочередно подключая цепи R, С и R» С к датчику 6, производить диагностику датчика при любом положении контролируемой детали относительно датчика 2.

Формула изобретения

Датчик положения, содержащий по следовательно включенные индуктивный датчик, генератор, демодулятор и триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации, в него введены дополнительный индуктивный датчик, выполненный с возможностью установки в поле взаимодействия с индуктивным датчиком, первый, второй и третий резисторы, первые выводы которых подключены к первым выводам соответственно перво го, второго и третьего конденсаторов, первый и второй .ключи, сигнальные входы которых подключены к вторым выводам соответственно второго и третьего конденсаторов, первая и вторая шины управления, подключенные к управ.— ляющим входам соответственно первого и второго ключа, первый вывод допол нительного индуктивного датчика под-. ключен к вторым выводам резисторов и его второй вывод подключен к второму выводу первого конденсатора и выходам ключей.

1525767

Составитель В.Подолян

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Редактор М.Циткина

Заказ 7233/48 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101