CN102937722B - 金属接近传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器，提供一种可随时调整检测距离、检测距离大、造价成本低、使用效果好得的金属接近传感器，由电源、整流稳压电路、电感式三点振荡器和开关放大输出电路连接组成，所述电感式三点振荡器由三极管Q1、振荡变压器T1、电阻R2、R3、电容C1、C2和可调电位器R9组成，三极管Q1的基极接电阻R2一端和电容C1一端，电阻R2另一端连接三极管Q1集电极，电容C1另一端接电容C2一端和振荡变压器T1次级一端，电容C2另一端接地线，振荡变压器T1次级另一端连接振荡变压器T1初级一端和可调电位器R9一端，振荡变压器T1初级另一端接地线，可调电位器R9另一端连接电阻R3一端，电阻R3另一端连接三极管Q1发射极。
Description
技术领域
本发明涉及传感器，尤其涉及一种金属接近传感器。
背景技术
接近传感器是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。在传感器中也能以非接触方式检测到物体的接近和附近检测对象有无的产品总称为“接近开关”，由感应型、静电容量型、超声波型、光电型、磁力型等构成。其中感应型接近传感器的检测原理是：通过外部磁场影响，检测在导体表面产生的涡电流引起的磁性损耗。在检测线圈内使其产生交流磁场，并检测体的金属体产生的涡电流引起的阻抗变化进行检测的方式。参考图1，现有的金属接近传感器由高频振荡器1’和电子开关电路2’两部分组成，其中振荡变压器T作为检测探头对金属物体进行检测。在金属物体未靠近检测探头时，高频振荡器1’振荡工作，其输出的振荡信号经倍压整流电路倍压整流后，产生一直流电压使V2饱和导通，V3和VLC截止，电子开关电路2’处于关闭状态；当有金属物体靠近检测探头时，将产生涡流损耗，使高频振荡器1’停振，V2因基极的直流电压消失而截止，V3导通，VLC内部的发光二极管点亮，当光敏晶体管导通，电子开关电路2’处于接通状态。但是此种金属接近开关制作好后存在无法调整检测距离和检测距离近的弊端，即无法调整高频振荡器内振荡变压器的储能，从而无法改变振荡变压器内的剩能是否能维持振荡，使得金属接近传感器的检测距离不可调整。且其用于工程控制方面的接近开关时，所有机台的检测控制距离并不是完全一样，而现有的金属接近传感器成品检测距离是不可改变的，因而使得其作为用于工程控制方面的接近开关时，往往需特意定制，造成造价成本过高、使用效果差等缺陷。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种可随时调整检测距离、检测距离大、造价成本低、使用效果好得的金属接近传感器。
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：金属接近传感器，由电源、整流稳压电路、电感式三点振荡器和开关放大输出电路连接组成，所述电源经整流稳压电路为电感式三点振荡器和开关放大输出电路供电，所述电感式三点振荡器由三极管Q1、振荡变压器T1、电阻R2、R3、电容C1、C2和可调电位器R9组成，三极管Q1的基极接电阻R2一端和电容C1一端，电阻R2另一端连接三极管Q1集电极，电容C1另一端接电容C2一端和振荡变压器T1次级一端，电容C2另一端接地线，振荡变压器T1次级另一端连接振荡变压器T1初级一端和可调电位器R9一端，振荡变压器T1初级另一端接地线，可调电位器R9另一端连接电阻R3一端，电阻R3另一端连接三极管Q1发射极，所述电感式三点振荡器的三极管Q1发射极经耦合电容C3连接开关放大输出电路，所述电感式三点振荡器的三极管Q1集电极与整流稳压电路的直流电压输出端相连接。
进一步的，所述整流稳压电路由电阻R1、电容C5和二极管D2、D3组成，所述电阻R1一端连接电源，电阻R1另一端接电容C5一端、二极管D2负极、电感式三点振荡器的三极管Q1集电极及开关放大输出电路的直流电压输入端，电容C5另一端接地线，二极管D2正极接二极管D3正极和地线，二极管D3负极接地线。
进一步的，所述开关放大输出电路由三极管Q2、Q3、大功率输出管Q4、电阻R4、R5、R6、R7、R8、电容C4、C6、发光二极管D1和二极管D4组成，三极管Q2基极接耦合电容C3一端和电阻R4一端，电阻R4另一端接三极管Q2发射极和地线，三极管Q2集电极接三极管Q3基极、电阻R5一端和电容C4一端，电阻R5另一端接电容C4另一端和电阻R6一端，电阻R6另一端接三极管Q3集电极和整流稳压电路的直流电压输出端，三极管Q3发射极接发光二极管D1正极，发光二极管D1负极接电阻R8一端、电容C6一端及大功率输出管Q4基极，电阻R8另一端和电容C6另一端均接地线，大功率输出管Q4发射极接地线，大功率输出管Q4集电极接二极管D4正极和电阻R7一端，电阻R7另一端和二极管D4负极均与电源相连接。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过在电感式三点振荡器的振荡变压器初级前加设一可调电位器，而在对可调电位器的阻值进行调整时会直接对电感式三点振荡器的振荡变压器初级的电流进行调整，从而使得振荡变压器的储能受到调整，当有铁磁物质靠近振荡变压器磁芯的时候，就可通过调整可调电位器阻值决定是否让振荡变压器中的剩能足以维持震荡，从而控制铁磁物质和振荡变压器以理想距离实现信号输出，使得本发明具有随时调整检测距离、检测距离大、造价成本低、使用效果好等优点，为行业产品带来了一次革命性升级。
附图说明
图1是传统金属接近传感器的电路原理图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图2，优选的本发明的金属接近传感器，金属接近传感器，由24V电源、整流稳压电路1、电感式三点振荡器2和开关放大输出电路3连接组成，所述24V电源经整流稳压电路1整流稳压滤波后为电感式三点振荡器2和开关放大输出电路3供电，所述整流稳压电路由电阻R1、电容C5和二极管D2、D3组成，所述电感式三点振荡器2由三极管Q1、振荡变压器T1、电阻R2、R3、电容C1、C2和可调电位器R9组成，所述开关放大输出电路由三极管Q2、Q3、大功率输出管Q4、电阻R4、R5、R6、R7、R8、电容C4、C6、发光二极管D1和二极管D4组成，三极管Q1的基极接电阻R2一端和电容C1一端，电阻R2另一端连接三极管Q1集电极，电容C1另一端接电容C2一端和振荡变压器T1次级一端，电容C2另一端接地线，振荡变压器T1次级另一端连接振荡变压器T1初级一端和可调电位器R9一端，振荡变压器T1初级另一端接地线，可调电位器R9另一端连接电阻R3一端，电阻R3另一端连接三极管Q1发射极，所述电感式三点振荡器的三极管Q1发射极经耦合电容C3连接三极管Q2基极，所述电阻R1一端连接电源，电阻R1另一端接电容C5一端、二极管D2负极、电感式三点振荡器的三极管Q1集电极及开关放大输出电路的电阻R6一端，电容C5另一端接地线，二极管D2正极接二极管D3正极和地线，二极管D3负极接地线，三极管Q2基极接耦合电容C3一端和电阻R4一端，电阻R4另一端接三极管Q2发射极和地线，三极管Q2集电极接三极管Q3基极、电阻R5一端和电容C4一端，电阻R5另一端接电容C4另一端和电阻R6一端，电阻R6另一端接三极管Q3集电极和整流稳压电路的电阻R1一端，三极管Q3发射极接发光二极管D1正极，发光二极管D1负极接电阻R8一端、电容C6一端及大功率输出管Q4基极，电阻R8另一端和电容C6另一端均接地线，大功率输出管Q4发射极接地线，大功率输出管Q4集电极接二极管D4正极和电阻R7一端，电阻R7另一端和二极管D4负极均与24V电源相连接。
本发明工作原理：正常情况下，启动电流经R2－Q1BE－R9－T1初级，正反馈电压信号马上由T1次级与C2组成的选频电路后由C1耦合至Q1B极使Q1CE电流迅速增大，导致反馈信号更加增强直至Q1饱和后截止，完成一个震荡过程，待C1、C2放电结束后开始第二个震荡过程，如此循环不息，而C3将震荡信号耦合至Q2的B极电位，导致Q3截止，此时Q4亦截止，此时整个金属接近传感器处于闭合无信号输出状态；当有铁磁感应物质接近T1磁芯的前端时，由于涡流效应，破坏了T1的正反馈条件，Q1不能正常震荡，后级没得到震荡信号，所有状态取反，Q3导通，Q4亦导通，发光二极管D1指示亮灯，此时整个金属接近传感器处于导通有信号输出状态；当需要调整铁磁感应物质的检测距离时，只需通过对可调电位器R9的阻值进行调整，可调电位器R9的阻值进行调整时会直接对电感式三点振荡器的振荡变压器初级的电流进行调整，从而使得振荡变压器T1的储能受到调整，当有铁磁物质靠近振荡变压器T1磁芯的时候，就可通过调整可调电位器R9阻值决定是否让振荡变压器T1中的剩能足以维持震荡，从而控制铁磁物质和振荡变压器T1以理想距离实现信号输出。
本发明通过在电感式三点振荡器的振荡变压器初级前加设一可调电位器，而在对可调电位器的阻值进行调整时会直接对电感式三点振荡器的振荡变压器初级的电流进行调整，从而使得振荡变压器的储能受到调整，当有铁磁物质靠近振荡变压器磁芯的时候，就可通过调整可调电位器阻值决定是否让振荡变压器中的剩能足以维持震荡，从而控制铁磁物质和振荡变压器以理想距离实现信号输出，使得本发明具有随时调整检测距离、检测距离大、造价成本低、使用效果好等优点，为行业产品带来了一次革命性升级。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.金属接近传感器，由电源、整流稳压电路（1）、电感式三点振荡器（2）和开关放大输出电路（3）连接组成，所述电源经整流稳压电路为电感式三点振荡器（2）和开关放大输出电路（3）供电，其特征在于：所述电感式三点振荡器(2)由三极管Q1、振荡变压器T1、电阻R2、R3、电容C1、C2和可调电位器R9组成，三极管Q1的基极接电阻R2一端和电容C1一端，电阻R2另一端连接三极管Q1集电极，电容C1另一端接电容C2一端和振荡变压器T1次级一端，电容C2另一端接地线，振荡变压器T1次级另一端连接振荡变压器T1初级一端和可调电位器R9一端，振荡变压器T1初级另一端接地线，可调电位器R9另一端连接电阻R3一端，电阻R3另一端连接三极管Q1发射极，所述电感式三点振荡器（2）的三极管Q1发射极经耦合电容C3连接开关放大输出电路（3），所述电感式三点振荡器（2）的三极管Q1集电极与整流稳压电路（1）的直流电压输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的金属接近传感器，其特征在于：所述整流稳压电路（1）由电阻R1、电容C5和二极管D2、D3组成，所述电阻R1一端连接电源，电阻R1另一端接电容C5一端、二极管D2负极、电感式三点振荡器(2)的三极管Q1集电极及开关放大输出电路（3）的直流电压输入端，电容C5另一端接地线，二极管D2正极接二极管D3正极和地线，二极管D3负极接地线。
3.根据权利要求1所述的金属接近传感器，其特征在于：所述开关放大输出电路（3）由三极管Q2、Q3、大功率输出管Q4、电阻R4、R5、R6、R7、R8、电容C4、C6、发光二极管D1和二极管D4组成，三极管Q2基极接耦合电容C3一端和电阻R4一端，电阻R4另一端接三极管Q2发射极和地线，三极管Q2集电极接三极管Q3基极、电阻R5一端和电容C4一端，电阻R5另一端接电容C4另一端和电阻R6一端，电阻R6另一端接三极管Q3集电极和整流稳压电路（1）的直流电压输出端，三极管Q3发射极接发光二极管D1正极，发光二极管D1负极接电阻R8一端、电容C6一端及大功率输出管Q4基极，电阻R8另一端和电容C6另一端均接地线，大功率输出管Q4发射极接地线，大功率输出管Q4集电极接二极管D4正极和电阻R7一端，电阻R7另一端和二极管D4负极均与电源相连接。
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