RU2322758C1 - Inductive sensor of approach - Google Patents

Inductive sensor of approach Download PDF

Info

Publication number
RU2322758C1
RU2322758C1 RU2006130220/09A RU2006130220A RU2322758C1 RU 2322758 C1 RU2322758 C1 RU 2322758C1 RU 2006130220/09 A RU2006130220/09 A RU 2006130220/09A RU 2006130220 A RU2006130220 A RU 2006130220A RU 2322758 C1 RU2322758 C1 RU 2322758C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
cores
shaped
inductor
elements
Prior art date
Application number
RU2006130220/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Милюшин (RU)
Николай Николаевич Милюшин
Original Assignee
Алёшин Дмитрий Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алёшин Дмитрий Алексеевич filed Critical Алёшин Дмитрий Алексеевич
Priority to RU2006130220/09A priority Critical patent/RU2322758C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2322758C1 publication Critical patent/RU2322758C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

FIELD: impulse engineering, in particular, devices for detecting approach of metallic controlling element, possible use for building machines with digital program control and automatic technological lines.
SUBSTANCE: in accordance to the invention, the core of inductance coil of LC-generator is formed by a set of U-shaped ferrite elements. Cross-sections of elements face one side and envelop the winding of inductance coil. Kernels may have varying length. Forming of various configurations of sensitive zone of sensor is ensured when typical ferrite elements are used.
EFFECT: simplification of design, reduced costs and increased distance of actuation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области импульсной технике, в частности к устройствам бесконтактного определения положения металлических элементов управления, и может найти применение при проектировании и реализации устройств управления станками с ЧПУ, автоматическими линиями.The invention relates to the field of pulse technology, in particular to devices for non-contact determination of the position of metal controls, and can find application in the design and implementation of control devices for CNC machines, automatic lines.

Известно устройство [1], представляющее собой индуктивный датчик, срабатывающий при приближении к его активной зоне токопроводящего предмета, например металлической пластинки. Известное устройство [1] состоит из металлического корпуса, в одном торце которого размещен чувствительный элемент - катушка индуктивности, которая имеет одну или несколько обмоток, размещенных в чашеобразном ферритовом сердечнике, открытая сторона которого является чувствительной поверхностью устройства. Внутри корпуса размещена электронная схема, содержащая компоненты LC-генератора синусоидального напряжения, амплитудный детектор, пороговое устройство, например триггер Шмидта, выходной транзисторный ключ. Второй торец корпуса известного устройства [1] используется для крепления либо разъема, либо кабеля для соединения устройства с источником питания и потребителем полезного сигнала. В данном устройстве используемый ферритовый сердечник выполнен в виде чаши с внутренним керном, при этом высота внутреннего керна практически равна высоте боковой стенки. Зона чувствительности известного устройства [1] близка к области пространства, ограниченной конусоподобной фигурой, основание которой определяется створом чашеобразного ферритового сердечника, а высота - как геометрическими размерами сердечника, так и параметрами электронной схемы. Недостатком устройства [1] является небольшое относительное расстояние срабатывания, определяемое примерно в 30...35% от размера диаметра корпуса. Это в основном обусловлено формой поля чувствительного элемента.A device [1] is known, which is an inductive sensor that is triggered when approaching its active zone of a conductive object, such as a metal plate. The known device [1] consists of a metal case, in one end of which there is a sensing element - an inductor, which has one or more windings located in a cup-shaped ferrite core, the open side of which is the sensitive surface of the device. Inside the housing there is an electronic circuit containing components of an LC-generator of a sinusoidal voltage, an amplitude detector, a threshold device, for example, a Schmidt trigger, an output transistor switch. The second end of the housing of the known device [1] is used to attach either a connector or a cable for connecting the device to a power source and a consumer of a useful signal. In this device, the ferrite core used is made in the form of a bowl with an inner core, while the height of the inner core is almost equal to the height of the side wall. The sensitivity zone of the known device [1] is close to the region of space limited by a cone-shaped figure, the base of which is determined by the target of a cup-shaped ferrite core, and the height is determined by both the geometric dimensions of the core and the parameters of the electronic circuit. The disadvantage of the device [1] is the small relative operating distance, determined at about 30 ... 35% of the diameter of the housing. This is mainly due to the shape of the field of the sensing element.

Известно устройство [2], ферритовый сердечник которого имеет также вид чашки, но с существенно меньшей высотой боковой стенки по сравнению с центральным керном. Такая форма сердечника приводит к изменению формы поля чувствительного элемента за счет увеличения его протяженности над районом боковой стенки сердечника, а также приводит к уплощению передней зоны чувствительности, что в итоге при той же чувствительности электронной схемы приводит к увеличению расстояния срабатывания устройства. Данное устройство [2] является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству.A device [2] is known, the ferrite core of which also has the form of a cup, but with a significantly lower side wall height in comparison with the central core. This shape of the core leads to a change in the shape of the field of the sensitive element due to an increase in its length over the region of the side wall of the core, and also leads to a flattening of the front sensitivity zone, which ultimately leads to an increase in the response distance of the device with the same sensitivity of the electronic circuit. This device [2] is the closest in technical essence to the proposed device.

Известные устройства [1] и [2] хорошо реализуемы при небольших расстояниях срабатывания, определяемых значениями максимум в десятки миллиметров, однако при необходимости получить датчик с расстоянием срабатывания в сотни миллиметров известные технические решения не могут быть использованы. Существенно увеличивается сложность изготовления ферритового сердечника известной геометрии требуемых габаритов, а также резко возрастает его цена, особенно при небольшой производственной программе выпуска подобных устройств.Known devices [1] and [2] are well-implemented at short response distances determined by values of a maximum of tens of millimeters, however, if necessary, to obtain a sensor with a response distance of hundreds of millimeters, well-known technical solutions cannot be used. The complexity of manufacturing a ferrite core of known geometry of the required dimensions significantly increases, and its price increases sharply, especially with a small production program for the production of such devices.

Обеспечить возможность изготовления индуктивных датчиков приближения на большие расстояния срабатывания, упрощение конструкции таких датчиков и снижения их себестоимости позволяет предлагаемое устройство благодаря тому, что ферритовый сердечник выполнен в виде отдельных П-образных элементов, створы которых направлены в одну сторону и охватывают обмотку катушки индуктивности, при этом длина кернов створа может быть разной.To provide the possibility of manufacturing inductive proximity sensors over long operating distances, simplifying the design of such sensors and reducing their cost allows the proposed device due to the fact that the ferrite core is made in the form of separate U-shaped elements, the cores of which are directed in one direction and cover the winding of the inductor, when this length of core cores may be different.

Предлагаемое устройство изображено на фиг.1 и фиг.2, при этом показаны только области чувствительных элементов. Устройство содержит (см. фиг.1) каркас 1 катушки индуктивности, П-образные ферритовые сердечники 2, обмотку 3 катушки индуктивности. Каркас может быть выполнен из диэлектрического материала, например из пластмассы, текстолита и т.п., известными методами из известных материалов. П-образные сердечники 2 размещаются в каркасе, например, посредством системы пазовых элементов (литьем при изготовлении каркаса с закладными элементами и т.п.) таким образом, что створом направлены в одну сторону и охватывают обмотку 3 катушки индуктивности, образуя активную поверхность датчика приближения. Обмотка 3 катушки индуктивности входит в колебательный контур LC-генератора устройства. Порядок размещения П-образных сердечников 2 может быть как регулярным, так и не регулярным, что позволяет формировать желаемую форму чувствительного пространства датчика приближения. Форма каркаса 1 может быть такой, что перемычки П-образных сердечников 2 будут находиться как бы в одной плоской поверхности (см. фиг.1), или такой, что они будут находиться как бы в одной конической поверхности (см. фиг.2). Такие варианты расположения П-образных сердечников 2 позволяют при неизменных их геометрических размерах формировать (в некоторых пределах) желаемую форму чувствительного пространства датчика приближения. Кроме того, при использовании П-образных сердечников 2 с неравными по длине кернами створа диапазон возможных вариаций увеличивается. Обмотка 3 катушки индуктивности и ее ферритовый сердечник в виде набора П-образных сердечников 2 образуют чувствительный элемент устройства.The proposed device is shown in figure 1 and figure 2, while only areas of sensitive elements are shown. The device comprises (see Fig. 1) a frame 1 of an inductor, U-shaped ferrite cores 2, a winding 3 of an inductor. The frame may be made of a dielectric material, for example, plastic, textolite, etc., by known methods from known materials. U-shaped cores 2 are placed in the frame, for example, by means of a system of groove elements (cast during the manufacture of the frame with embedded elements, etc.) in such a way that the barrel is directed in one direction and cover the winding 3 of the inductor, forming the active surface of the proximity sensor . The winding 3 of the inductor is included in the oscillatory circuit of the LC generator of the device. The placement order of the U-shaped cores 2 can be either regular or non-regular, which allows you to form the desired shape of the sensitive space of the proximity sensor. The shape of the frame 1 may be such that the jumpers of the U-shaped cores 2 will be located as if in one flat surface (see figure 1), or such that they will be located as if in one conical surface (see figure 2) . Such options for the location of the U-shaped cores 2 allow, with their geometrical dimensions unchanged, to form (within certain limits) the desired shape of the sensitive space of the proximity sensor. In addition, when using U-shaped cores 2 with uneven core cores of the alignment, the range of possible variations increases. The winding 3 of the inductor and its ferrite core in the form of a set of U-shaped cores 2 form a sensitive element of the device.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. При подаче напряжения питания на электронную схему (условно не показано) в LC-генераторе возникает электромагнитный колебательный процесс, в результате чего со стороны активной поверхности, т.е. со стороны створа П-образных сердечников 2, образуется электромагнитное поле, конфигурация которого определяется в основном геометрией расположения П-образных сердечников и их конфигурацией. В исходном состоянии при отсутствии в чувствительной зоне устройства металла выходной транзистор закрыт. При внесении в электромагнитное поле чувствительного элемента металла происходят изменения параметров электромагнитных колебаний LC-генератора, которые (изменения) детектируются и поступают на пороговое устройство. Пороговое устройство срабатывает при заданном изменении параметров колебаний LC-генератора, что приводит, в свою очередь, к открыванию выходного транзисторного ключа. Удаление металла из чувствительной зоны устройства приводит электронную схему в исходное состояние.The proposed device operates as follows. When a supply voltage is applied to an electronic circuit (not shown conditionally) in an LC generator, an electromagnetic oscillation process occurs, as a result of which from the side of the active surface, i.e. from the alignment of the U-shaped cores 2, an electromagnetic field is formed, the configuration of which is mainly determined by the geometry of the location of the U-shaped cores and their configuration. In the initial state, in the absence of a metal in the sensitive area of the device, the output transistor is closed. When a metal sensitive element is introduced into the electromagnetic field, changes in the parameters of the electromagnetic oscillations of the LC generator occur, which (changes) are detected and fed to the threshold device. The threshold device is triggered by a given change in the oscillation parameters of the LC generator, which, in turn, leads to the opening of the output transistor switch. Removing metal from the sensitive area of the device brings the electronic circuit to its original state.

Предлагаемая реализация ферритового сердечника катушки индуктивности устройства в виде набора П-образных сердечников существенно расширяет возможности удовлетворения различных технических требований к индуктивным датчикам приближения в части конфигурации чувствительного пространства при использовании практически одних и тех же компонентов, формирующих сердечник катушки индуктивности. Получение кернов разной длины одного П-образного сердечника может быть обеспечено применением известных методов механической обработки ферритовых материалов. Данная конструкция устройства позволяет создавать датчики приближения с уникальными свойствами на основе типовых, освоенных промышленностью ферритовых элементов.The proposed implementation of the ferrite core of the inductor of the device in the form of a set of U-shaped cores significantly expands the ability to meet various technical requirements for inductive proximity sensors regarding the configuration of the sensitive space when using almost the same components forming the core of the inductor. Obtaining cores of different lengths of one U-shaped core can be achieved by using known methods of machining ferrite materials. This device design allows you to create proximity sensors with unique properties based on typical ferrite elements mastered by the industry.

Источники информацииInformation sources

1. Интернет-документ www/balluff.ru.1. Internet document www / balluff.ru.

2. Каталог фирмы TURCK - TURCK Sensors Catalog, 1994 г., стр.В5.2. TURCK catalog - TURCK Sensors Catalog, 1994, p. B5.

Claims (2)

1. Индуктивный датчик приближения, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде катушки индуктивности с ферритовым сердечником и электронную схему, отличающийся тем, что ферритовый сердечник выполнен в виде отдельных П-образных элементов, створы которых направлены в одну сторону и охватывают обмотку катушки индуктивности.1. An inductive proximity sensor, comprising a housing, a sensing element in the form of an inductor with a ferrite core and an electronic circuit, characterized in that the ferrite core is made in the form of separate U-shaped elements, the cores of which are directed in one direction and cover the winding of the inductor. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина кернов створа П-образного сердечника может быть разной.2. The device according to claim 1, characterized in that the length of the cores of the alignment of the U-shaped core can be different.
RU2006130220/09A 2006-08-22 2006-08-22 Inductive sensor of approach RU2322758C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006130220/09A RU2322758C1 (en) 2006-08-22 2006-08-22 Inductive sensor of approach

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006130220/09A RU2322758C1 (en) 2006-08-22 2006-08-22 Inductive sensor of approach

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2322758C1 true RU2322758C1 (en) 2008-04-20

Family

ID=39454136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006130220/09A RU2322758C1 (en) 2006-08-22 2006-08-22 Inductive sensor of approach

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2322758C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813218C1 (en) * 2023-10-09 2024-02-08 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Inductive proximity sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813218C1 (en) * 2023-10-09 2024-02-08 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Inductive proximity sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9194721B2 (en) Device and method for the inductive detection of a position
EP1264404B1 (en) Inductive proximity sensor for detecting ferromagnetic, non-permeable or magnet targets
US4618823A (en) Inductive proximity switch having an oscillator magnetic core and a permanent magnet forming a saturation-sensitive magnetization area
US6777930B2 (en) Sequentially non-destructive thickness measurement
JP2005287020A (en) Induction proximity sensor
EP0751403A1 (en) Combined sensor
EP1742362B1 (en) Inductive presence, proximity or position sensor
DE59001330D1 (en) ELECTROMAGNET WITH A SUBMERSIBLE.
RU2322758C1 (en) Inductive sensor of approach
CN106453960B (en) Method and system for accelerating response speed of proximity sensor of mobile terminal
US7898244B2 (en) Electromagnetic sensor systems
EP1751781B1 (en) Magnetic switch arrangement
EP2186197A1 (en) Inductive switch for adjustment and switching for applications in special environments
CN201181935Y (en) Inductance type proximity switch
CN106796108B (en) Distance measuring device, in particular for metallic and dielectric target objects
RU2343540C1 (en) Item position sensor
WO2020073170A1 (en) Key device and operation panel
WO2004016051A3 (en) Apparatus for eliminating static electrical charges from a web of dielectric sheet material
Tsung et al. Measurement of static performance of inductive proximity switch for a mobile robot
KR100580148B1 (en) A coin hopper
CN204206146U (en) A kind of wireless proximity switch
KR102564924B1 (en) Super slim type proximity sensor detecting ferrous metal or nonferrous metal combined electrostatic capacity type and inductor type
RU2384815C1 (en) Product identification device
KR102088460B1 (en) Dual type proximity sensor
JP2011119114A (en) Proximity sensor oscillated in high frequency

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080823