RU215338U1 - Индуктивный датчик положения - Google Patents
Индуктивный датчик положения Download PDFInfo
- Publication number
- RU215338U1 RU215338U1 RU2022123290U RU2022123290U RU215338U1 RU 215338 U1 RU215338 U1 RU 215338U1 RU 2022123290 U RU2022123290 U RU 2022123290U RU 2022123290 U RU2022123290 U RU 2022123290U RU 215338 U1 RU215338 U1 RU 215338U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- calculator
- input
- adc
- computer
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 claims description 6
- 108060000159 adc Proteins 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 101700058860 adc3 Proteins 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля положения металлических устройств, изделий или исполнительных органов технологического оборудования без механического контакта с ними. Задача - расширение эксплуатационных возможностей датчика. Заявляемый индуктивный датчик положения содержит чувствительный элемент (сенсор) 1, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника, включенной в колебательный контур генератора 2 переменного напряжения, который подключен через первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 к первому входу вычислителя 4, в качестве которого может использоваться микроконтроллер. Ко второму входу вычислителя 4 подключен датчик 5 температуры, который через второй АЦП 6 подключен ко второму входу вычислителя 4, третий вход которого подключен к датчику 7 уровня напряжения питания. Выход вычислителя 4 подключен ко входу выходного устройства 8, которое содержит датчик 9 тока, подключенный через пороговый элемент 10 к четвертому входу вычислителя 4, а датчик 7 уровня напряжения питания подключен к источнику 11 питания. К пятому входу вычислителя 4 (микроконтроллера) подключен посредством двусторонней цифровой связи преобразователь 12 сигналов, служащий также для возможного подключения его через цифровые интерфейсы к внешнему вычислителю-компьютеру 13. Это подключение дает возможность настраивать такие параметры датчика, как расстояние срабатывания, гистерезис и др. Для подключения датчика 1 к вычислителю 4 и внешнему вычислителю-компьютеру 13 могут использоваться такие интерфейсы, как RS-485, IO-Link, CAN, HART, RS-232, USB, AS-Interface, Profibus, Profinet, K-Line и др. (на чертеже не показаны). Введение в датчик преобразователя сигналов, связанного двусторонней цифровой связью с вычислителем в датчике и обеспечивающего через цифровые интерфейсы возможность подключения его к внешнему вычислителю-компьютеру, дает возможность настраивать все параметры датчика и хранить их не в датчике, а в памяти внешнего вычислителя-компьютера, что позволяет оперативно загружать необходимые параметры в датчик при его замене или изменении условий использования датчика и требований к его работе. 1 ил.
Description
Заявляемая полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля положения металлических устройств, изделий или исполнительных органов технологического оборудования без механического контакта с ними.
Известен индуктивный датчик положения, представленный в патенте РФ №195552, G01B 7/00.
Известный индуктивный датчик положения содержит чувствительный элемент, из катушки индуктивности и сердечника, связанный с генератором, управляемым напряжением, поступающим с цифроаналогового преобразователя (ЦАП), который задает напряжение, зависящее от кода, поступающего на него от микроконтроллера, при этом микроконтроллер, с помощью имеющегося в нем вычислителя, вычисляет код по сигналу от датчика температуры согласно внесенной в его запоминающее устройство таблице или формуле. Микроконтроллер также принимает цифровой сигнал от аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и выдает рассчитанный сигнал на выходное устройство.
Недостатками данного индуктивного датчика положения являются отсутствие реализации защиты выходного устройства от перегрузки и короткого замыкания, а также отсутствие учета влияния напряжения питания на расстояние срабатывания.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является индуктивный датчик положения, представленный в одноименном п. №201488 по кл. G01B 7/00з. 06.07.2020 г., оп. 17.12.2020 г. и выбранный в качестве прототипа. Известный датчик характеризуется следующей формулой. 1. Индуктивный датчик положения, содержащий чувствительный элемент в виде сердечника и катушки индуктивности, связанной с генератором переменного напряжения, который подключен через первый АЦП к первому входу вычислителя, ко второму входу которого подключен датчик температуры, а выход вычислителя подключен к выходному устройству, отличающийся тем, что содержит датчик уровня напряжения питания, связанный с источником питания, второй АЦП, пороговый элемент и датчик тока выходного устройства, выход которого подключен через пороговый элемент к четвертому входу вычислителя, к третьему входу которого подключен датчик уровня напряжения питания, при этом вход второго АЦП подключен к выходу датчика температуры, а выход второго АЦП подключен ко второму входу вычислителя.
2. Индуктивный датчик положения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вычислителя используют микроконтроллер.
3. Индуктивный датчик положения по п. 2, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью размещения в нем встроенного датчика температуры, первого и второго АЦП, порогового элемента и датчика уровня напряжения питания.
4. Индуктивный датчик положения по п. 1, отличающийся тем, что катушка индуктивности размещена в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника, включенного в колебательный контур генератора переменного напряжения.
Недостатком известного датчика является то, что, хотя он и имеет большую дальность действия, однако его эксплуатационные возможности ограничены. Это обусловлено следующими причинами. К нему нельзя подключаться с помощью цифровых интерфейсов, чтобы настраивать параметры датчика и затем хранить их не в датчике, а в компьютере.
Задачей является расширение эксплуатационных возможностей датчика. Поставленная задача решается тем, что в индуктивном датчике положения, содержащем чувствительный элемент в виде сердечника и катушки индуктивности, размещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника, включенного в колебательный контур генератора переменного напряжения, подключенного через первый АЦП к первому входу вычислителя, ко второму входу которого подключен датчик температуры, а выход вычислителя подключен к выходному устройству, датчик уровня напряжения питания, связанный с источником питания, второй АЦП, пороговый элемент и датчик тока выходного устройства, выход которого подключен через пороговый элемент к четвертому входу вычислителя, к третьему входу которого подключен датчик уровня напряжения питания, при этом вход второго АЦП подключен к выходу датчика температуры, а выход второго АЦП подключен ко второму входу вычислителя, в качестве которого используется микроконтроллер, выполненный с возможностью размещения в нем встроенного датчика температуры, первого и второго АЦП, порогового элемента и датчика уровня напряжения питания, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, к пятому входу вычислителя подключен с возможностью двусторонней цифровой связи преобразователь сигналов, использующий для подключения к вычислителю датчика цифровые коммуникационные интерфейсы и имеющий возможность такой же связи с внешним вычислителем-компьютером.
Введение в датчик преобразователя сигналов, связанного двусторонней цифровой связью с вычислителем в датчике и обеспечивающего через цифровые интерфейсы возможность подключения его к внешнему вычислителю-компьютеру, дает возможность настраивать все параметры датчика и хранить их не в датчике, а в памяти внешнего вычислителя-компьютера, что позволяет оперативно загружать необходимые параметры в датчик при его замене или изменении условий использования датчика и требований к его работе.
Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения возможности настраивать все параметры датчика, хранить их в памяти внешнего вычислителя-компьютера и оперативно загружать при необходимости в датчик.
Заявляемый датчик обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как дополнительное подключение к одному из входов вычислителя посредством двусторонней цифровой связи преобразователя сигналов, использующегося также для возможного подключения датчика к внешнему вычислителю-компьютеру с помощью цифровых интерфейсов, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый датчик может использоваться в измерительной технике для бесконтактного контроля положения металлических устройств или изделий и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлена функциональная схема датчика.
Заявляемый индуктивный датчик положения содержит чувствительный элемент (сенсор) 1, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника, включенной в колебательный контур генератора 2 переменного напряжения, который подключен через первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 к первому входу вычислителя 4, в качестве которого может использоваться микроконтроллер. Ко второму входу вычислителя 4 подключен датчик 5 температуры, который через второй АЦП 6 подключен ко второму входу вычислителя 4, третий вход которого подключен к датчику 7 уровня напряжения питания. Выход вычислителя 4 подключен ко входу выходного устройства 8, которое содержит датчик 9 тока, подключенный через пороговый элемент 10 к четвертому входу вычислителя 4, а датчик 7 уровня напряжения питания подключен к источнику 11 питания. К пятому входу вычислителя 4 (микроконтроллера) подключен посредством двусторонней цифровой связи преобразователь 12 сигналов, служащий также для возможного подключения его через цифровые интерфейсы к внешнему вычислителю-компьютеру 13. Это подключение дает возможность настраивать такие параметры датчика как расстояние срабатывания, гистерезис и др. Для подключения датчика 1 к вычислителю 4 и внешнему вычислителю-компьютеру 13 могут использоваться такие интерфейсы как RS-485, IO-Link, CAN, HART, RS-232, USB, AS-Interface, Profibus, Profinet, K-Line и др. (на чертеже не показаны).
Индуктивный датчик положения работает следующим образом.
При подаче напряжения питания на индуктивный датчик на входы вычислителя 4 подаются сигналы с датчика 9 тока, датчика 5 температуры, генератора 2, и датчика 7 уровня напряжения питания. В первый момент вычислитель 4 анализирует сигнал с датчика 9 тока выходного устройства 8, прошедший через пороговый элемент 10. Если ток превышает заданный уровень, то срабатывает пороговый элемент 10 и вычислитель 4 отключает выходное устройство 8, предохраняя его тем самым от выхода из строя. Если ток через выходное устройство 8 не превышает заданный уровень, то индуктивный датчик положения переходит в рабочее состояние и вычислитель 4 воспринимает сигналы от генератора 2 через первый АЦП 3, от датчика 5 температуры через второй АЦП 6, от датчика 7 уровня напряжения питания, сравнивает их с данными таблиц или формул, находящихся в памяти вычислителя 4, и, исходя из результата данного сравнения, вырабатывает сигнал на изменение состояния выходного устройства 8. Двусторонняя цифровая связь вычислителя 4 с преобразователем 12 дает возможность подключать цифровые интерфейсы для настройки всех параметров датчика 1 посредством их записи или считывания с помощью цифровых интерфейсов и хранить эти параметры не в датчике, а в памяти внешнего вычислителя-компьютера 13. При замене датчика 1 или изменении условий его использования и требований к его работе это позволяет оперативно загружать необходимые параметры в датчик.
В исходном состоянии при отсутствии металла в чувствительной зоне индуктивного датчика положения генератор 2 потребляет определенный ток, соответствующий данному состоянию. При появлении, в чувствительной зоне индуктивного датчика положения объекта воздействия из любого металла изменяются свойства чувствительного элемента 1, от чего меняется сигнал с генератора 2. Это изменение через первый АЦП 3 в виде цифрового сигнала поступает на первый вход вычислителя 4, на второй вход которого подается сигнал с датчика 5 температуры через второй АЦП 6. На третий вход вычислителя 4 подается сигнал напряжения питания от датчика 7 уровня напряжения питания. В вычислителе 4 цифровые данные с данных трех входов сравниваются с табличными данными соответствия данных сигналов, находящихся в памяти вычислителя 4, и по результату данного сравнения вычислителем 4 вырабатывается управляющий сигнал на изменение состояния выходного устройства 8. В случае появления сигнала о превышении заданного уровня тока с порогового устройства 10 или при изменении условий работы датчика 1 вычислитель 4, связанный двусторонней цифровой связью с преобразователем 12, выключает выходное устройство 8, предохраняя индуктивный датчик положения от выхода из строя.
Таким образом, в сравнении с прототипом в заявляемом индуктивном датчике положения, благодаря использованию дополнительно подключенного к вычислителю 4 преобразователя 12 посредством его двусторонней цифровой связи как с вычислителем 4, так и с возможностью соединения его с внешним вычислителем-компьютером 13, использующего для подключения датчика к последнему цифровые коммуникационные интерфейсы, дает возможность настраивать такие параметры датчика как расстояние срабатывания, гистерезис, а также посредством их записи или считывания с помощью цифровых интерфейсов хранить эти параметры не в датчике, а в памяти внешнего вычислителя-компьютера 13, что позволяет при замене датчика 1 или изменении условий его использования и требований к его работе оперативно загружать необходимые параметры в датчик, расширяя тем самым его эксплуатационные возможности.
Claims (1)
- Индуктивный датчик положения, содержащий чувствительный элемент в виде сердечника и катушки индуктивности, размещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника, включенного в колебательный контур генератора переменного напряжения, подключенного через первый АЦП к первому входу вычислителя, ко второму входу которого подключен датчик температуры, а выход вычислителя подключен к выходному устройству, датчик уровня напряжения питания, связанный с источником питания, второй АЦП, пороговый элемент и датчик тока выходного устройства, выход которого подключен через пороговый элемент к четвертому входу вычислителя, к третьему входу которого подключен датчик уровня напряжения питания, при этом вход второго АЦП подключен к выходу датчика температуры, а выход второго АЦП подключен ко второму входу вычислителя, в качестве которого используется микроконтроллер, выполненный с возможностью размещения в нем встроенного датчика температуры, первого и второго АЦП, порогового элемента и датчика уровня напряжения питания, отличающийся тем, что к пятому входу вычислителя подключен с возможностью двусторонней цифровой связи с ним преобразователь сигналов, использующий для возможного подключения датчика к внешнему вычислителю-компьютеру цифровые коммуникационные интерфейсы.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU215338U1 true RU215338U1 (ru) | 2022-12-08 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5804963A (en) * | 1996-01-24 | 1998-09-08 | Meyer; Hans Ulrich | Inductive displacement sensor with a cursor and a movable coupling scale |
RU40648U1 (ru) * | 2004-05-19 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество "Новосибирское опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения" | Датчик положения индукционный |
RU2454625C1 (ru) * | 2011-02-11 | 2012-06-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Индукционный датчик положения |
WO2012097416A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Minelab Electronics Pty Limited | Incorporation and use of a position sensor in a metal detector |
RU201488U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2020-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма «Мега-К» | Индуктивный датчик положения |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5804963A (en) * | 1996-01-24 | 1998-09-08 | Meyer; Hans Ulrich | Inductive displacement sensor with a cursor and a movable coupling scale |
RU40648U1 (ru) * | 2004-05-19 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество "Новосибирское опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения" | Датчик положения индукционный |
WO2012097416A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Minelab Electronics Pty Limited | Incorporation and use of a position sensor in a metal detector |
RU2454625C1 (ru) * | 2011-02-11 | 2012-06-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Индукционный датчик положения |
RU201488U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2020-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма «Мега-К» | Индуктивный датчик положения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2753592B2 (ja) | 2線式計器 | |
JP5255698B2 (ja) | 電圧降下が可変のフィールド機器用無線アダプタ | |
US7880661B2 (en) | Analog-digital converter and on-die thermal sensor including the same | |
RU215338U1 (ru) | Индуктивный датчик положения | |
US9086707B2 (en) | System and method for modulating a duty cycle of a switching mode power supply | |
JP6785705B2 (ja) | 過電流保護回路及びボルテージレギュレータ | |
KR20160103980A (ko) | 집적된 디지털 온도 필터를 구비한 디지털 온도 센서 | |
US6437607B1 (en) | Non linear circuit for open load control in low-side driver type circuits | |
RU201488U1 (ru) | Индуктивный датчик положения | |
JP6320210B2 (ja) | 電源装置 | |
JPH04186705A (ja) | ソレノイドの作動チエツク方法 | |
CN109643953B (zh) | 用于电压转换器的数字辅助控制环 | |
US20230324871A1 (en) | Intrinsically safe automation field device | |
US20160172994A1 (en) | Multifunctional signal isolation converter | |
JPH09238063A (ja) | 検出スイッチ | |
RU1154U1 (ru) | Устройство для регулирования температуры | |
KR101544401B1 (ko) | 유무선 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서의 캘리브레이션 제어 방법 | |
KR100283658B1 (ko) | 온도검출 보상회로 및 보상방법 | |
RU2284561C1 (ru) | Адаптивный релейный регулятор | |
Hegarty | Low-IQ synchronous buck converter enables intelligent field-sensor applications | |
KR20020003515A (ko) | 온도 측정 분해능이 가변되는 plc 장치 | |
SU641223A1 (ru) | Программный регул тор температуры перегретого пара судового котла с принудительной циркул цией | |
JP2009033306A (ja) | 近接センサの動作距離調整方法および該近接センサ | |
CN117638796A (zh) | 晶体管开关保护设备与使用其的电路设备 | |
Yu et al. | Design of temperature acquisition circuit in electrical measurement |