CS238733B1

CS238733B1 - Indukční snímač se štěrbinou

Info

Publication number: CS238733B1
Application number: CS249584A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hlavonek
Original assignee: Jaroslav Hlavonek
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1985-12-16

Abstract

Zapojeni se týká indukčního snímače se štěrbinou. Podstatou vynálezu je, že je tvořen resonančním obvodem, svým prvním výstupem spojeným se vstupem tvarovaciho obvodu, svým druhým výstupem spojeným s prvním vstupem zesilovače a svým vstupem spojeným s výstupem zesilovače, jehož druhý vstup je spojen s výstupem tvarovaciho obvodu, přičemž resonanční obvod je magneticky spojen přes vzduchovou mezeru se snímacím prvkem, jehož výstup je spojen se vstupem spínače a přičemž snímací prvek je tvořen jedním prvkem ze skupiny, tvořené cívkou, sériovým resonančním obvodem a paralelním resonančním obvodem. Zapojení je s výhodou možno použít jako snímač polohy, koncový snímač stroje a podobně.

Description

(54) Indukční snímač se štěrbinou

Obr.1

Vynález se týká indukčního snímače se štěrbinou.

V současné době známé indukční snímače se štěrbinou jsou konstruovány jako oscilátory se dvěma cívkami, mezi nimiž se pohybuje clona, která změnou své polohy mění vazbu oscilátoru. Tím dochází ke změně pracovního režimu oscilátoru, která má za následek změny napětí a proudu oscilátoru. Tyto změny napětí nebo proudu se vyhodnooují a na základě tohoto vyhodnocení se zjiátuje poloha clony ve štěrbině.

Nevýhody indukčního snímače, konstruovaného podle dosavadního stavu techniky spočívají zejména v tom, že oscilátor induktivního snímače pracuje s nestabilní vazbou a nestabilním pracovním bodem a proto mé na jeho činnost vliv řada vnějších a vnitřních podmínek, jako jsou okolní teplota, kolísání napájecího napětí, tolerance parametrů použitých součástek a podobně. Také dosažitelná změna výstupního napětí nebo proudu je značně omezená. Jinou nevýhodou je velký vnitřní odpor induktivního snímače a tím i jeho malá zatížitelnost,

Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje indukční snímač se štěrbinou podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořen resonančním obvodem, svým prvním výstupem spojeným se vstupem tvarovacího obvodu, svým druhým výstupem spojeným s prvním vstupem zesilovače a svým vstupem spojeným s výstupem zesilovače, jehož druhý vstup je spojen s výstupem tvarovacího obvodu, přičemž resonanční obvod je magneticky spojen přes vzduchovou mezeru se snímacím prvkem, jehož výstup je spojen se vstupem spínače a přičemž snímací prvek je tvořen jedním prvkem ze skupiny, tvořené cívkou, sériovým resonančním obvodem a paralelním resonančním obvodem. Podstatou vynálezu rovněž je, že tvarovaci obvod je tvořen omezovačem napětí, svým výstupem spojeným se vstupem usměrňovače. Podstatou vynálezu je i to, že resonanční obvod je tvořen první cívkou a prvním kondenzátorem, zesilovač je tvořen tranzistorem a druhou cívkou, snímací prvek je tvořen třetí cívkou, omezovač napětí je tvořen první diodou, druhou diodou, Zenerovou diodou a druhým kondenzétorem a usměrňovač,»je tvořen třetí diodsu, čtvrtou diodou, třetím kondenzétorem a odporem, přičemž třetí cívka je svými výstupy připojena ke vstupům spínače, první vývod prvního kondenzátoru je spojen s prvním vývodem první cívky, s prvním vývodem odporu, s prvním vývodem třetího kondenzátoru, s katodou čtvrté diody a s emitorem tranzistoru, druhý vývod kondenzátoru je spojen β druhým vývodem první civlcy, s anodou první diody, s katodou druhé diody a s kolektorem tranzistoru, jehož báze je přes druhou cívku spojena s druhým vývodem odporu, s druhým vývodem třetího kondenzátoru a s anodou třetí diody, jejíž katoda je spojena s anodou čtvrté diody a přes druhý kondenzátor s anodou druhé diody a s anodou Zenerovy diody, jejíž katoda je spojena s katodou první diody. Konečně podstata vynálezu je i to, že zesilovač je tvořen tranzistorem a druhou cívkou, resonanční obvod je tvořen první cívkou a prvním kondenzétorem, tvarovací obvod je tvořen odporem, čtvrtou cívkou, pátou diodou a třetím kondensátorem a snímací prvek je tvořen třetí cívkou, přičemž třetí cívka je svými výstupy připojena ke vstupům spínače, první vývod prvního kondenzátoru je spojen s prvním vývodem první cívky, s prvním vývodem odporu, s prvním vývodem třetího kondenzátoru, s katodou páté diody a s emitorem tranzistoru, druhý vývod prvního kondenzátoru je spojen s druhým vývodem první cívky a s kolektorem tranzistoru, jehož báze je přes druhou cívku spojena s druhým vývodem odporu, s druhým vývodem třetího kondenzátoru a s prvním vývodem čtvrté cívky, jejíž druhý vývod je spojen s anodou páté diody.

Výhody indukčního spínače se štěrbinou podle vynálezu spočívají zejména v podstatně zvýšené spolehlivosti, odolnosti vůči vlivům kolísání teploty okolí, napájecího napětí i proti vlivu rozptylu parametrů použitých součástek. Jinou výhodou je možnost dosažení podstatně větších změn výstupního napětí a proudu při malém vnitřním odporu snímače, což sebou nese i jeho zvýšenou zatížitelnost.

Vynález hude dále blíže popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno blokové schéma příkladného provedení indukčního snímače se štěrbinou podle vynálezu, na na obr. 2 je znázorněno schéma zapojení prvního příkladného porovedení indukčního snímače se štěrbinou podle vynálezu a na obr. 3 je znázorněno schéma zapojení druhého příkladného provedení indukčního snímače ae štěrbinou podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněno blokové schéma příkladného provedení indukčního snímače se Štěrbinou podle vynálezu. Indukční snímač je tvořen zesilovačem £, resonančním obvodem 3, tvarovacím obvodem 3, snímacím prvkem £ a spínačem £, přičemž tvarovací obvod 3 je tvořen omezovačem £ napětí, svým výstupem spojeným s usměrňovačem £, kde vstup tvarovacího obvodu 3 tvoří současně vstup omezovače 6 napětí a výstup tvarovacího obvodu 3 tvoří současně výstup usměrňovače £. Přitom je resonanční obvod 3 spojen svým prvním výstupem se vstupem tvarovacího obvodu J, svým druhým výstupem s prvním vstupem zesilovače £ a svým vstupem s výstupem zesilovače £, který je svým druhým vstupem spojen s výstupem tvarovacího obvodu 3* Resonanční obvod 3 přep vzduchovou mezeru magneticky spojen se snímacím prvkem £, který může být tvořen bu3 cívkou nebo sériovým resonančním obvodem nebo paralelním resonančním obvodem a který je svým výstupem spojen se vstupem spínače £.

Na obr. 2 je znázorněno schéma zapojení prvního příkladného provedení indukčního snímače se Štěrbinou. Zesilovač £ je tvořen tranzistorem 8 a druhou cívkou £, resonanční obvod 3 je tvořen první cívkou 10 a prvním kondenzátorem ££, snímací prvek £ je tvořen třetí cívkou £3, omezovač £ napětí je tvořen první diodou £3, druhou diodou ££, Zenerovou diodou 15 a druhým kondenzátorem 16 a usměrňovač £ je tvořen třetí diodou ££, čtvrtou diodou Ifi, třetím kondenzátorem 19 a odporem 20. Třetí cívka 12 je svými výstupy připojena ke vstupům spínače £. První vývod prvního kondenzátoru .1.1 je spojen s prvním vývodem první cívky 10. prvním vývodem odporu 20, prvním vývodem třetího kondenzátoru ££, s katodou čtvrté diody 18 a s emitorem tranzistoru £. Druhý vývod prvního kondenzátoru 11 je spojen s druhým vývodem první cívky 10. s anodou první diody £3, s katodou druhé diody ££ a s kolektorem tranzistoru 8, jehož báze je přes druhou cívku £ spojena s druhým vývodem odporu 20. s druhým vývodem třetího kondenzátoru ££ a s anodou třetí diody ££. Katoda třetí diody 17 je spojena s anodou čtvrté diody ££ a přes druhý kondenzátor 16 s anodou druhé diody ££ a s anodou Zenerovy diody 15. jejíž katoda je spojena s katodou první diody £3·

Na obr. 3 je znázorněno schéma zapojení druhého příkladného provedení indukčního snímače se štěrbinou. Zesilovač £ je tvořen tranzistorem £ a druhou cívkou £, resonanční obvod 3 3^e tvořen první cívkou 10 a prvním kondenzátorem ££, tvarovací obvod 3 de tvořen odporem 20. čtvrtou cívkou 3L> pátou diodou 22 a třetím kondenzátorem 12 a snímací prvek £ je tvořen třetí cívkou 12. Třetí cívka 12 je svými výstupy připojena ke vstupům spínače

První vývod prvního kondenzátoru 11 je spojen s prvním vývodem první cívky ££, s prvním vývodem odporu 2£, s prvním vývodem třetího kondenzátoru 19. s katodou páté- diody 32 a s emitorem tranzistoru £. Druhý vývod prvního kondenzátoru 11 je spojen s druhým vývodem první cívky ££ a s kolektorem tranzistoru £, jehož báze je přes druhou cívku £ spojena s druhým vývodem odporu 20. s druhým vývodem třetího kondenzátoru 19 a s prvním vývodem čtvrté cívky 31» jejíž druhý vývod je spojen s anodou páté diody 22.

V činnosti vzniká působením zpětné vazby z rezonančního obvodu 3 na zesilovač £ na rezonančním obvodu 3 střídavé napětí. Velikost amplitudy tohoto napětí se vyhodnocuje omezovačem £ napětí, film větěí je amplituda napětí na rezonančním obvodu 3> tím více rostou výstupní impulsy omezovače £ napětí. Výstupní impulsy omezovače £ napětí se usměrňují usměrňovačem £, jehož výstupní napětí ovládá zesílení zesilovače £. V prvém a druhém příkladném provedení induktivního snímače se štěrbinou, kde základem zesilovače £ je tranzistor £, ovládá se jeho zesílení proudem kolektoru. Touto vazbou se amplituda napětí na rezonančním obvodu 3 udržuje na požadované úrovni. Rezonanční obvod 3 Má vazbu M na snímací prvek £, tvořený třetí cívkou £3, jejíž výstup je připojen na vstup spínače £. Velikost vazby M je určena polohou clony mezi rezonančním obvodem 3 a snímacím prvkem £. Vazbou M je určeno napětí, naindukované na třetí cívce £3, a toto napětí se pak dále vyhodnocuje spínačem £. V případě druhého příkladného provedení indukčního snímače provádí omezení a usměrnění napětí jediný obvod, a to tvarovací obvod 3«

Vynález je s výhodou možno použit věude tam, kde je nutno zajisit funkci při velkém rozsahu provozních teplot a napětí, při malá spotřebě a velké přesnosti snímače. Zejména je induktivní snímač se štěrbinou podle vynálezu vftodný jako snímač polohy, koncový spínač stroje a podobně.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Indukční snímač se Štěrbinou, vyznačující se tím, že je tvořen resonančním obvodem (2), svým prvním výstupem spojeným se vstupem tvarovacího obvodu (3), svým druhým výstupem spojeným se vstupem zesilovače (1) a svým vstupem spojeným s výstupem zesilovače (1), jehož druhý vstup je spojen s výstupem tvarovacího obvodu (3), přičemž resonanční obvod (2) je magneticky spojen přes vzduchovou mezeru se snímacím prvkem (4), jehož výstup je spojen se vstupem spínače (5) a přičemž snímací prvek (4) je tvořen jedním prvkem ze skupiny, tvořené cívkou, sériovým resonančním obvodem a paralelním resonančním obvodem.

2. Indukční snímač se štěrbinou podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tvarovací obvod (3) je tvořen omezovačem (6) napětí, svým výstupem spojeným se vstupem usměrňovače (7).

3. Indukční 3nlmač se štěrbinou podle bodu 2, vyznačující se tím, že resonanční obvod (2) je tvořen první cívkou (10) a prvním kondenzétorem (11), zesilovač (1) je tvořen tranzistorem (8) a druhou cívkou (9), snímací prvek (4) je tvořen třetí cívkou (12), omezovač (6) napětí je tvořen první diodou (13), druhou diodou (14), Zenerovou diodou (15) a druhým kondenzátorem (16) a usměrňovač (7) je tvořen třetí diodou (17), čtvrtou diodou (18), třetím kondensátorem (19) a odporem (20), přičemž třetí cívka (12) je svými výstupy připojena ke vstupům spínače (5), první vývod prvního kondenzátoru (11) je spojen s prvním vývodem první cívky (10), s prvním vývodem odporu (20), s prvním vývodem třetího kondenzátoru (19), s katodou čtvrté diody (18) a a emitorem tranzistoru (8), druhý vývod prvního kondenzátoru (11) je spojen s druhým vývodem první cívky (10), s anodou první diody (13), s katodou druhá diody (Id) a s kolektorem tranzistoru (8), jehož báze je přes druhou cívku (9) spojena s druhým vývodem odporu (20), s druhým vývodem třetího kondenzátoru (19) a s anodou třetí diody (17), jejíž katoda je spojena s anodou čtvrté diody (18) a přes druhý kondenzátor (16) s anodou druhé diody (14) a s anodou Zenerovy diody (15), jejíž katoda je spojena s ka todou první diody (13).

4. Indukční snímač se štěrbinou podle bodu 1, vyznačující se tím, že zesilovač (1), je tvořen tranzistorem (8) a druhou cívkou (9) resonanční obvod (2) je tvořen první cívkou (10) a prvním kondenzátorem (11), tvarovací obvod (3) je tvořen odporem (20), čtvrtou cívkou (21), pátou diodou (22) a třetím kondenzátorem (19) a snímací prvek (4) je tvořen třetí cívkou (12), přičemž třetí cívka (12) je svými výstupy připojena ke vstupům spínače (5), první vývod prvního kondenzátoru (11) je spojen s prvním vývodem první cívky (10), s prvním vývodem odporu (20), s prvním vývodem třetího kondenzátoru (19), s katodou pátá diody (22) a s emitorem tranzistoru (8), druhý vývod prvního kondenzátoru (11) je spojen s druhým vývodem první cívky (10) a s kolektorem tranzistoru (8), jehož báze je přes druhou cívku (9) spojena s druhým vývodem odporu (20), s druhým vývodem třetího kondenzátoru (19) a s prvním vývodem čtvrté cívky (21), jejíž druhý vývod je spojen e anodou páté diody (22).