Датчик приближения с пространственнымгистерезисом

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ.. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 190979 (21) 2823996/18-21 (51М

3 с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 17/56 //

Н 03 В 5/12

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230681. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 230681 (53) УДК 621. 398. 694 4 (088 8) В.А.Артеменко, Е.В. Артеменко, Е.Г.Белый-Ткач и В.И.Кропотов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ С ПРОСТРАНСТВЕННЬМ

ГИСТЕРЕЗИСОМ

Изобретение относится к автома тике, промышленной электронике и может найти применение в приборах бесконтактного управления перемещающимися механизмами.

Известен датчик приближения с пространственным гистерезисом, содержащий LC-генератор, диодный детекор, усилитель низкой частоты, пороговый элемент и исполнительное реле (1).

Основными. недостатками такого датчика являются низкая помехоустойчивость и возможность появления эффекта "дребезга" контактов, что снижа- 15 ет надежность его работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик местоположения с регулируемым гистерезисом. Конструктивно дат- 20 чик состоит иэ LC-генератора, выполненного с регулируемым выходным на-. пряжением, детектора, собранного на диоде, двухкаскадного транзисторного усилителя низкой частоты и цепи нелинейной обратной связи, собранной на диоде, для регулирования величины гистерезиса (2).

Основным недостатком датчика является возможность появления эффек-, 30 та "дребезга" выходного сигнала изза пологих фронтов петли гистерезиса, что приводит к снижению надежности работы датчика в условиях вибраций с амплитудой, соизмеримой с величиной гистереэиса.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике приближения с пространственным гистерезисом, содержащем С-генератор электромагнитных колебаний, выполненный по схеме индуктивной трехточки, детектор и усилитель, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости, детектор выполнен из транзисторе, база которого подключена к отводу катушки индуктивности контура

LC-генератора, а коллектор — к базе первого транзистора усилителя, при этом эмиттеры транзистора детектора и первого транзистора усилителя подключены к общей точке, которая через резистор соединена с шиной источника питания датчика.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Датчик приближения с пространственным гистерезисом содержит генерае41118 тор электромагнитных колебаний с само-. возбуждением, собранный на транзисторе 1, включенном по схеме с общим эмиттером, резисторах 2 — 5 конденсаторе 6, катушке обратной связи 7, конденсаторе 8, катушке 9 индуктивности с отводом 9-1 и конденсаторе 10, детектор на транзисторе 11 и резисторе 12, усилитель на транзисторе 13, резисторах 14 и 15 и транзисторе 16, образующем выход по схеме с открытым коллектором, и резистор 17, образующий с цепями генератора, детектора и первого каскада усиления схему образования пространственного гистерезиса.

Катушка 9 индуктивности представляет собой излучающую головку датчика. Эле-1э ментом настройки схемы датчика является резистор 2, с помощью которого коэффициент усиления схемы генератора отрегулирован так, что суммарные потери в схеме и корпусе датчика при 20 отсутствии вблизи головки другой токопроводящей массы полностью скомпенсированы генерируемой мощностью генератора. Другим элементом настройки является резистор 17, от величины сопро- 2 тивления которого зависит величина пространственного гистерезиса датчика (под пространственным гистерезисом здесь понимается расстояние между точкой срабатывания при приближении и точкой возврата в исходное состояние схемы датчика при удалении токопроводящего предмета), Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, когда токопроводящий предмет находится на расстоянии

4 d + g, где d — - расстояние срабатывания;

9 — величина гистерезиса, генератор; возбужден, ток в его контуре имеет максимальное значение, при этом в пространстве, прилегающем к головке датчика возбуждено электромагнитное поле. Транзистор 11, своим .входом присоединенный к части витков катушки 9 индуктивности>открыт, а напряжение на его коллекторе, выпрямленное и усредненное на емкостях переходов транзисторов 11 и 13, недостаточно для открытия транзистора 13. Цепь транзистора 13, резисторов 14 и 15 обесточена, транзистор 16 закрыт. При приближении предмета к головке датчика взаимодей- 55 ствие головки с ним посредством поля возрастает. Напряжение на койтуре убывает, транзистор 11 призакрывается и приоткрывает Транзистор 13.

Вследствие возрастания тока коллекто- 0 ра транзистора 13, падение напряжения на резисторе 17 возрастает, что приводит к некоторому снижению напряжения в цепи эмиттеров транзисторов

11 и 13, при этом мощность излучения уменьшается, что приводит к еще большему закрытию транзистора 11 и открытию транзистора 13.

При выходе предмета в точку с расстоянием от излучающей головки возникает лавинный процесс, приводящий к полному закрыванию транзистора

11 и открыванию транзисторов 13 и 16, в результате чего на выходе устройства устанавливается состояние логического нуля. При обратном движении предмета в точку 8 = --Д +9 состояние на выходе схемы усилителя сохраняется до тех пор, пока потери, вносимые в контур генератора, не достигнут некоторого критического уровня, при котором лавинный процесс развивается в обратном направлении.

Таким образом, введение в цепь питания генератора и транзисторов

11 и 13, резистора 17, выполняющего роль положительной обратной связи в процессе переключения схемы, в сочетании с двухкратным использованием нелинейностей характеристик транзисторов 11 и 13 позволяет увеличить скорость переключения устройства и точность определения места положения предмета, а также уменьшить вероятность возникновения на выходе дребезга.

Формула изобретения

Датчик приближения с пространственным гистереэисом, содержащий LCгенератор электромагнитных колебаний, выполненный по схеме индуктивной трехточки, детектор и усилитель,. выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, детектор выполнен на транзисторе, база которого подключена к отводу катушки индуктивности контура С-генератора, а коллектор. — к базе первого транзистора усилителя, при этом эмиттеры транзистора детектора и первого транзистора усилителя подключены к общей шине, которая через резистор соединена с шиной источника питания датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции 9 2129692, кл. Н 03 К 17/ОО, 1972.

2. Патент США 9 3872398, кл. 331-65, 1975.,84 1118

Составитель A. Бомко

Техред M.Êîøòóðà

Корректор Н. Бабинец:

Редактор С. Родикова

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

Заказ 4868/83 Тираж 98 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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