Бесконтактный трансформаторный переключатель

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

О П И С А Н И Е () в4зв27

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено15.06.73 (21) 1931113/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 08.04.77

P1) М. Кл.

G 01 D 5/22

Н 01 Н 47/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

621.318.5 (088. 8) Д. В, Солодов, В. А. Кошкин, В. А. Шишенков, Л. Г. Мепькумов и В. М. Эйгенброт (72) Авторы изобретения

Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышпенн (71) Заявитель

ПТБ

rJ

° ° .) 1 (. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПЕРЕК,ЛЮЧАТЕЛ

Изобретение относится к бесконтатным датчикам положения механизмов и их узлов, обпадаюших ферромагнитными свойствами, применяемыми в схемах автоматизации различных технологических процессов. 5

Известны бесконтактные датчики, реагируюшие на изменение создаваемого ими электромагнитного поля от появпяения в их рабочей зоне механизмов, обпадаюших ферромагнитнь ми свойствами. Они как пра- lO випо, содержат многостержневые магнитопроводы, с обмотками возбуждения, запитываемыми от источника переменного тока, и вторичные последовательно-встречно вкпюченные сигнальные обмотки(1,2,3,4,5). 15

Однако все эти датчики имеют низкую чув— ствитепьность и малые значения величины контролируемого зазора.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является перекпючатепь, 20 содержаший многостержневой магнитопровод, две поспедоватепьно-встречно включенные сигнальные обмотки (6).

Этот переключатель также имеет низкую вствитепьность из-за необходимости напи- 25 чия значитепьнь.х контролируемых зазоров, что обусловлено тем, что в подъемно- и поточно-транспортных системах исключено жесткое взаимное расположение перекпючатепя и контролируемого объекта.

Белью изобретения является повышение чувствительности бесконтактного перекпкчатепя.

Дпя этого предпоженный переключатель снабжен дополнительным диодом и усилительным элементом, например транзистором р-п-р типа, коллектор которого через диод включенный в прямом направлении, связан с обшей точкой соединения рабочей и компеноируюшей секций, база через резистор подкпючена к началу первой сигнальной обмотки, а эмиттер соединен с началом второй сигнальной обмотки и концом компенсируюшей секции.

На чертеже показана схема бесконтактного трансформаторного переключателя.

Переключатель содержит многостержневой магнитопровод с рабочей 1 и компенсирук шей 2 ветвями. На рабочей ветви 1 магнитопровода расположена рабочая секция 3 пер843827 вичной обмотки и одна вторичная сигнальная обмотка 4, На компенсирующей ветви 2 мат;нитопровода расположена компенсирующая секция 5 первичной обмотки и вторичная сигнапьная обмотка 6. Секция 3 и 5 первичной обмотки соединены последовательно согласно, а сигнальные обмотки 4 и 6 соединены поспедовательно-встречно. Секция 5 цервич» ной обмотки соединена с эмиттером и колпек тором транзистора 7 через диод 8. Сигнапь- 10 ные обмотки 4 и 6 через резистор 9 соединены со входом транзистора 7.

При подаче напряжения питания переменного тока на первичную обмотку и при отсутствии ферромагнитных масс в контролируемом 5 зазоре рабочей ветви 1 на выходе встречно включенных сигнапьных обмоток, а следовательно на входе транзистора 7 сигнал отсутствует и коллектор-эмиттерный переход транзистора 7 закрыт.

При появлении в зоне рабочей ветви 1 маг. нитопровода контролируемого механизма, обладающего ферромагнитными свойствами, магнитная проводимость ветви 1 возрастает и одновременно увепичивается индуктивное сопротивление секции 3 первичной обмотки.

Возрастает коэффициент взаимной связи между секцией 3 и обмоткой 4. Вследствие этого наведенная э.д.с. в обмотке 4 будет больше, чем в обмотке 6 и на входе транзистора 7 появляется сигнал, который в проводящий для коллекто эмиттерного перехода транзистора 7 полупериод питаюшего напряжения открывает его.

При протекании в секции 3 и 5 первичной обмотки переменного тока в секциях 3 и 5, как и в обмотках 4 и 6, наводятся э.д.с. самоиндукции. Когда транзистор g открыт, его коллектор-эмиттерная цепь является замыкаюшим ключом дпя э.д.с. секции 5.

Саедоватепьно, в цепь, образованную секцией 5, диодом 8 и коллектор-эмиттерным переходом транзистора 7, начнет протекать индукционный ток. А поскольку он протекает

45 топько в праводяший дпя транзистора 7 полупериод, в секции 5 протекает выпрямленный

ТоК. Одновременно намагничивание ферромаг нитных материалов постоянным и переменным магнитными полями приводит,к появлению в этом материале высокочастотных составпяюших индукции переменного поля, которая наводит в обмотках э.д.с. соответствующей высокой частоты. Амплитуда этих составляющих, вследствие трансформаторной связи между обмотками, одна из которых включена в коплекторную цепь, а другая в базовую усилительного элемента, лавинообразно возрастает.

Выходное напряжение описываемого трансформаторного переключателя возрастает пропорционально повышению частоты и позволяет повысить быстродействие, чувствительность и точность в работе бесконтактных трансформаторных перекпючатепей.

Формула изобретения

Бесконтактный трансформаторный перекпк чатель, содержащий многостержневой магнитопровод с двумя последовательно-встречно включенными сигнальными обмотками и запитанными от сети переменного тока последовательно-согласно включенными рабочей и компенсирующей секциями первичной обмотки,отличаюшийся тем,что,с целью повышения чувствительности, он дополнительно снабжен диодом и усипитепьным элементом, например транзистором р-и-ртипа, коллектор которого через диод, вкпк ченный в прямом направлении, связан с обшей точкой соединения рабочей и компенсирующей секций, база через резистор подключена к начапу первой сигнальной обмотки, а эмиттер соединен с началом второй сигнальной обмотки и концом компенсирующей секции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 139353, М. Кл.

Н О 1 Н3 6/00, 1 96 5.

2. Авт. св, № 219134, М. Кл. В 66

В 3/02, 1967.

3, Авт. св. ¹ 288598, М. Кл. 601 2

5/20, 1969.

4. Авт. св. No 378719, М. Кл. 01 Э

5/22, 1 97 О.

5. Ивенский Ю И. Бесконтактные путевые переключатели в промышленной автом тике", "Энергия, М, 1971.

6. Авт. св. СССР № 397753, М. Кп. Я01 3 5/22, 1970 (прототип).

543827

Составитель В. Егоркин

РедактоР E. Кравцова Техред М. Ликович Корректор В. Куприянов

Заказ 1029/60 Тираж 904 Подписнее

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4