CN201146489Y - 智慧型电容式接近开关 - Google Patents

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CN201146489Y CNU2007201310392U CN200720131039U CN201146489Y CN 201146489 Y CN201146489 Y CN 201146489Y CN U2007201310392 U CNU2007201310392 U CN U2007201310392U CN 200720131039 U CN200720131039 U CN 200720131039U CN 201146489 Y CN201146489 Y CN 201146489Y
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陈柏志
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Abstract

一种智慧型电容式接近开关，包括外壳和电路部分，电路部分装在外壳内。电路部分包括RC振荡电路、F/V变换器、差分放大电路、A/D转换器、MCU、开关量输出电路。RC振荡电路输出的信号经F/V变换器变换后送入差分放大器，放大的信号经A/D转换器转换后送入MCU；开关量输出电路连接MCU的输出端。MCU还连接存储器。MCU的开关控制端还连接LC振荡开关。可以通过一金属物体靠近和远离该振荡开关的感应区域来调节本装置的感应距离和设置其工作状态。LC振荡开关的振荡频率范围是300kHz～2MHz.。本装置可以对多种介电常数的被检测物进行检测并可以设定工作状态，感应精度高，调节灵活、方便。

Description

智慧型电容式接近开关
技术领域
本实用新型属于一种接近开关，具体为一种智慧型电容式接近开关。
背景技术
电容式接近开关的感应电容串接在RC振荡回路内，电源接通时，RC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电极靠近时，电容器的电容值增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到检测有无物体存在的目的。但一般电容式接近开关都是通过调节滑动变阻器来改变其感应距离的，由于滑动变阻器的精度问题，这在一定程度上增加了调节的难度并且降低了其感应的精度。一般的电容式接近开关也不支持远程调节。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：现有电容式接近开关的开关点不易调节，并且其调节的精度不高，并且不支持远程调节。具体技术方案是：
一种智慧型电容式接近开关，包括外壳和电路部分，电路部分装在外壳内。电路部分包括RC振荡电路、F/V变换器、差分放大电路、A/D转换器、MCU、开关量输出电路。RC振荡电路输出的信号经F/V变换器变换后送入差分放大器，放大的信号经A/D转换器转换后送入MCU；开关量输出电路连接MCU的输出端。MCU还连接存储器。MCU的开关控制端还连接LC振荡开关。可以通过一金属物体靠近和远离该振荡开关的感应区域来调节本装置的感应距离和设置其工作状态。所述LC振荡开关的振荡频率范围是300kHz～2MHz.。RC振荡电路的频率范围是1～3MHz.
所述A/D转换器不小于10位，使其转换精度可以达到mV级。
所述MCU的输出端还连接LED，用于显示其工作状态和开关信号的输出。MCU的开关控制端还可以连接一根可与电源地线接触的编程线。用户可以通过一跟编程线(WH)与电源地线接触的时间长短来实现对该传感器的远程调节与控制。该编程线的功能和LC振荡开关的作用是相同的。
外壳可以是圆柱型，在外壳上与感应电容对应处设有屏蔽罐。外壳也可以是扁平型。
与现有技术相比，本装置通过使用LC振荡开关可以对多种介电常数的被检测物进行检测，并可以设定本装置的工作状态。本装置还采用高精度A/D转换，很大程度上提高了感应精度。在一些环境复杂的作业场所，远程调节与控制功能使该电容式接近开关的调节更加灵活、方便。
附图说明
图1是本实用新型的原理图。
图2是本实用新型的圆柱形外观图
图3是本实用新型的扁平型外观图
LED1，线缆接头2，LC振荡开关位置3，外壳4，塑料前盖5。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
智慧型电容式接近开关，包括外壳和电路部分，电路部分装在外壳内。电路部分包括RC振荡电路、F/V变换器、差分放大电路、A/D转换器、MCU、开关量输出电路。RC振荡电路输出的信号经F/V变换器变换后送入差分放大器，放大的信号经A/D转换器转换后送入MCU；开关量输出电路连接MCU的输出端。MCU还连接存储器。MCU的开关控制端还连接LC振荡开关。可以通过一金属物体靠近和远离该振荡开关的感应区域来调节本装置的感应距离和设置其工作状态。所述LC振荡开关的振荡频率范围是300kHz～2MHz.。所述RC振荡电路的频率范围是1～3MHz.
所述MCU的输出端还连接三只LED1，用于显示其工作状态和开关信号的输出。MCU的开关控制端还连接一根可与电源地线接触的编程线。用户可以通过一跟编程线(WH)与电源地线接触的时间长短来实现对该传感器的远程调节与控制。该编程线的功能和LC振荡开关的作用是相同的。外壳4可以是圆柱型或扁平型，方便不不同场合的使用。在圆柱型外壳上与感应电容对应处设有屏蔽罐，防止非检测物的干扰，检测物体时，可将小至0.02pF电容变化精确地转换成可用的开关信号。
参考图
Figure Y20072013103900051
线缆接头2中设有4根接线端子，其中编程线(WH)1根，电源线2根，开关量输出线1根。图2中，屏蔽罐设在塑料前盖5内。
本实施例中，采用了MS P430系列的16位高速、低功耗的单片机。该单片机有10位的A/D转换器和FLASH存储器。F/V变换器采用LM331。差分放大器可选种类较多，在此不作过多限定。单片机中还装有控制软件，由于该软件不在本实用新型保护范围，在此不说明。
本实用新型的测量头是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向测量头时，物体和测量头构成的电容的介电常数发生变化，引起物体和测量头构成的电容的容值发生变化，近而使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。被检测物体的距离或大小变化会改变电容值，引起RC振荡电路振荡，振荡信号输入集成电路芯片进行F/V变换后再对其差分放大，然后将该信号送入单片机的A/D转换口把它转化成数字信号以便于单片机将其与设定的值做比较。通过比较后，。单片机根据比较的结果输出预定的状态经由LED灯显示出来。
根据平板电容器的公式：
C＝εA/d＝ε0εrA/d
(其中，ε0＝8.854*1010，εr＝相对介电常数，A＝极板面积，d＝极板间距)电容值通过距离、面积或相对介电常数的变化而变化。如果电容极板的面积发生变化，通过差分电容的测量方法，就可以辨别不同的物体或不同的形状；如果极板间距发生变化，通过该方法可以测量距离。电容式接近开关就是这样来检测距离的。
在检测较低介电常数ε的物体时，可以调节隐形电感调节开关来增加感应灵敏度，一般调节电感调节开关使电容式接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。

Claims (9)

1、一种智慧型电容式接近开关，包括外壳和电路部分，电路部分装在外壳内；电路部分包括RC振荡电路、F/V变换器、差分放大电路、A/D转换器、MCU、开关量输出电路；RC振荡电路输出的信号经F/V变换器后送入差分放大器，放大的信号经A/D转换器转换后送入MCU；开关量输出电路连接MCU的输出端；MCU还连接存储器，其特征是MCU的开关控制端还连接LC振荡开关。
2、根据权利要求1所述的智慧型电容式接近开关，其特征是MCU的开关控制端还连接一根可与电源地线接触的编程线。
3、根据权利要求1或2所述的智慧型电容式接近开关，其特征是LC振荡开关的振荡频率范围是300kHz～2MHz.。
4、根据权利要求3所述的智慧型电容式接近开关，其特征是RC振荡电路的频率范围是1～3MHz。
5、根据权利要求4所述的智慧型电容式接近开关，其特征是A/D转换器不小于10位。
6、根据权利要求5所述的智慧型电容式接近开关，其特征是MCU的输出端还连接LED。
7、根据权利要求6所述的智慧型电容式接近开关，其特征是外壳是圆柱型。
8、根据权利要求7所述的智慧型电容式接近开关，其特征是外壳上与感应电容对应处设有屏蔽罐。
9、根据权利要求6所述的智慧型电容式接近开关，其特征是外壳是扁平型。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101608928B (zh) * 2009-07-14 2012-07-04 重庆理工大学 一种基于广义电容器进行待测物理量检测的方法及检测系统
CN102820875A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 福特全球技术公司 具有灵敏度控制的接近开关及其方法
CN102957410A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 苏州三星电子有限公司 隐藏式感应键
WO2015143707A1 (zh) * 2014-03-28 2015-10-01 肖锴 接近式感应开关
CN105700432A (zh) * 2016-01-26 2016-06-22 普源利特（天津）科技有限公司 感应距离智选型接近开关
CN111181541A (zh) * 2020-01-09 2020-05-19 上海木西电子科技有限公司 一种小型电容式接近开关
CN113137980A (zh) * 2021-04-02 2021-07-20 屈新苗 一种可变窄带差分电容传感电路、传感方法及其应用

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101608928B (zh) * 2009-07-14 2012-07-04 重庆理工大学 一种基于广义电容器进行待测物理量检测的方法及检测系统
CN102820875A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 福特全球技术公司 具有灵敏度控制的接近开关及其方法
CN102957410A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 苏州三星电子有限公司 隐藏式感应键
WO2015143707A1 (zh) * 2014-03-28 2015-10-01 肖锴 接近式感应开关
CN105700432A (zh) * 2016-01-26 2016-06-22 普源利特（天津）科技有限公司 感应距离智选型接近开关
CN105700432B (zh) * 2016-01-26 2018-05-01 普瑞德捷诚（天津）科技有限公司 感应距离智选型接近开关
CN111181541A (zh) * 2020-01-09 2020-05-19 上海木西电子科技有限公司 一种小型电容式接近开关
CN113137980A (zh) * 2021-04-02 2021-07-20 屈新苗 一种可变窄带差分电容传感电路、传感方法及其应用

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