Датчик расстояния

 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к датчикам расстояния от инструмента до поверхности изделия. Датчик расстояния выполнен в виде геркона 2, расположенного под полюсами магнитопровода 3, закрепляемого на инструменте. Геркон 2 помещен в обмотку перемагничива) ия 4, а его контакты включены в измерительную схему. 2 ил. СП с N3 ел о 00 0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕ ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951215/08 (22) 27.06.91 (46) 07.07.93. Бюл. Q 25 (71) Свердловский научно-исследовательский технологический институт (72).А.А. Ахлынин (56) Авторское свидетельство СССР

hk 596391, кл. В 23 К9/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

O 1499824, кл, В 23 К 9/10, 1987.

„, Ж„„1825686 А1 (54) ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к датчикам расстояния от инструмента до поверхности изделия. Датчик расстояния выполнен в виде геркона 2, расположенного под полюсами магнитопровода 3, закрепля- " емого на инструменте. Геркон 2 помещен в обмотку перемагничива :ия 4, а его контакты включены в измерительную схему. 2 ил.

1825686

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к датчикам расстояния от инструмента до поверхности обрабатываемого иэделия, и может найти применение, например, при управлении положением инструмента в процессе резки или сварки ферромагнитного металла.

Цель изобретения — упрощение датчика.

Датчик расстояния представлен на фиг.

1; принцип его работы пояснлют диаграммы нэ фиг. 2.

Датчик расстояния (фиг. 1) содержит размещенный над поверхностью изделия 1 чувствительный элемент - геркон 2, контактная группа которого расположена под полюсами магнитопровода 3 с обмоткой перемагничивэния 4, Эта обмотка подключена параллельно шинам питания. Входные шины питания подсоединены к одной диагонали выпрямительного диодного моста 5, к другой диагонали которого и общей нулевой шине (обоэнэченной на фиг. 1 "земляной") подключены первый 6 и второй 7 конденсаторы. Потенциальные обкладки конденсаторов 6 и 7 связаны с третьим конденсатором 8 через один резистор 9 и другой резистор 11, э через резистор 10 с одной иэ выходных шин. Другая выходная шина явллетсл нулевой и соединена с землей, Причем потенциэльнэл обкладка конденсатора 7 соеди«е><э с такой >ке обкладкой конденсатора 8 через переменный резистор 9 и контакты герконэ 2.

Датчик расстояния работает следующим образом.

Чувствигелы<у<о часть дэтчикэ, содержащу<о герко>< 2 с мэгнитопроводом 3 и обмоткой пере><эг«<1ч<1вэ«»<л 4, размещают нэд поверхностью наделил. Величина этого напряжения источ><икэ питания подбираетсл 1<еобход>1»<ой< и достэта <><011 длл срэбэтывэ><ил (зэ<-1>,«<л — рэзмыKания) контакт«ой группы эктеризуе>лое остаточной нэмэгничснностыо или предварительно прол<эг><иче>«<ое, 11 рэсстолние межд; изделием и гер»о«ол<. В результэте одновременного воздействия указа«ных полей « контактной

>руппс сфор>1ируетсл результирующая мэг< итодвпжущэл си1э (МДС), отвечэ<ощэл зэ моменты за л<.<кэ><ил <1 рэзмыканил контакT0D <арко«э 2, независимо от имеющейся в данный момент направленности поля изде«<,«< 1. Пер><ад>1«еское замыкание-рэзмыкан<<е контактов герко><э 2 (фиг. 2) приводит к пе<>езэряду е»<кости (ко«де><сэтора) 8; по20

55 стоянная заряда зависит от выбора элементов 8 и 9: а разряда — 8 и 11. При этом величина резистора 10 выбирается значи4 тельно большей величины резисторов 9 и

11, чтобы исключить влияние входного сопротивления последующего преобразователя, который может быть подключен к выходным шинам.

При установке в исходное состояние измерительной схемы переменным резистором 9 на выходных шинах устанавливают нулевой сигнал.

В процессе работы при изменении исходного положения, например, уменьшении расстояния между изделием 1 и герконом 2 (фиг. 1), имеет место следующее.

Уменьшение зазора приводит к возрастанию величины В», превышающей индукцию срабатывания В<р. контактов геркона 2, появится МДС и контакты окажутся замкнутыми до тех пор, пока суммарное значение

В, -В не станет ниже величины B<>r«., при

» котором контакты разомкнутся. Аналогичный процесс будет и при другом направлении В,, (фиг, 2,б). Различные значения В» будут влиять на моменты размыкания контактов, что приведет к изменениям длительности, например разомкнутого состояния геркона 2 и, следовательно. к перезаряду емкости 8 через соответствующие резисторы 9 и 10.Поэтому в случае уменьшения зазора, согласно фиг. 2а, на выходных шинах появится сигнал, используемый далее как команда перемещение вверх" (полярность выходного сигнала может быть выбрана различным подключением к питающей постоянным током диагонали диодного моста 5).

Увеличение зазора приведет к соответствующему снижению величины В», сумме

Вх-<-В и, следовательно, к увеличению времени разомкнутого состояния геркона 2, Величина и направление напряжения перезарлда на конденсаторе 8 изменится на противополо>кное, соответствующее сигналу "перемещение вниз".

Соответствующее значение индукции

В,.р большинствэ промышленных герконов окэзыоэетсл вполне достаточным и для обнаруженил остаточного поля большинства сталей и сплавов на ферромагнитной основе для зазоров 1-3 мм даже без предварительного подмагничивания, В ряде случаев можно контролировать и ферромагнитные изделил, предварительно уложенные на основу из магнитного материала, при этом зазор может превышать указанные значения.

Долговечность датчика расстояния при раЬ,<те на частоте 50 Гц и непрерывном использовании в течение двух смен

1825686

ФИГ.2. определяется предельной величиной 10

8-9 числа замыканий контактов геркона, что составляет не одну сотню часов, Простота и дешевизна элементов схемы позволяет и оправдывает экономически замену геркона 5 или всего датчика.

Точностные характеристики датчика по сравнению с прототипом не ухудшаются, rlocItoëüêó последний работает в режиме компаратора переменного и постоянного 10 магнитного нолей, а стабильность величины

Вср у современных образцов высока, Датчик расстояния обладает высокой чувствительностью. обусловленной выМром питающих его постоянных напряжений, 15 ограничиваемых только величиной пробивного напряжения контактной группы, что позволяет отказаться от дополнительных усилительных устройств и подключать датчик сразу к входу электропривода, управля- 20 емого аналоговыми сигналами, например тиристор ному, Я

Формула изобретения

Датчик расстояния, содержащий чувствительный элемент и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью упрощения датчика, чувствительный элемент выполнен в виде геркона и установленного над его поверхностью магнитопровода с обмоткой перемагничивания, а измерительная схема содержит диодный мост, три резистора, три конденсатора и источник переменного напряжения, причем обмотка перемагничивания и одна диагональ диодного моста подключены к источнику переменного напряжения, вторая диагональ соответственно через первый и второй переменные резисторы подключена к первому и второму выводам геркона, а через первый и второй конденсаторы — к общей шине, первый вывод геркона подключен также через третий конденсатор к другой обкладке второго конденсатора, а через третий резистор к выходной шине.