RU2813218C1 - Датчик приближения индуктивный - Google Patents
Датчик приближения индуктивный Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813218C1 RU2813218C1 RU2023125905A RU2023125905A RU2813218C1 RU 2813218 C1 RU2813218 C1 RU 2813218C1 RU 2023125905 A RU2023125905 A RU 2023125905A RU 2023125905 A RU2023125905 A RU 2023125905A RU 2813218 C1 RU2813218 C1 RU 2813218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- oscillator
- proximity sensor
- input
- comparator
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims description 14
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к электронной технике, предназначенной для обнаружения мишеней из слабомагнитных металлов, и может быть использовано в системах контроля механизации при определении начальных, промежуточных и конечных положений механизмов. Техническим результатом заявляемого изобретения является широкий диапазон рабочих напряжений и температур, возможность настройки расстояния срабатывания, защита при подключении питания обратной полярности, конфигурируемый выходной каскад с сигналами токовая петля, двоичный выход и открытый коллектор, что позволяет расширить применяемость изделия. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электронной технике, предназначенной для обнаружения мишеней из слабомагнитных металлов в системах контроля механизации при определении начальных, промежуточных и конечных положений механизмов.
Известен быстродействующий датчик приближения объекта (Патент РФ №2036434, МПК G01D 5/22), состоящий из первого и второго генератора, двух катушек индуктивности, двух конденсаторов, двух емкостных делителей, двух конденсаторов связи, четырех резисторов, двух микросхем инверторов, двух микросхем 2 И-НЕ, микросхемы D-триггера и силового транзисторного ключа. Недостатком данного изобретения является громоздкость схемы из-за наличия двух генераторов, двух катушек индуктивности и большого количества логических микросхем. Также данное изобретения имеет повышенное потребление тока из-за наличия микросхем и двух генераторов. Наличие двух колебательных контуров увеличивает технологическую сложность изготовления.
Также известен индуктивный датчик (Патент РФ №2367968, МПК G01R 29/12), состоящий из генератора периодических импульсов, первого резистора, первого диода, первого конденсатора, второго резистора, шины питания, n-p-n транзистора, третьего резистора, четвертого резистора, резонансного LC-контура, интегрирующей RC-цепи, второго конденсатора, второго диода, операционного усилителя. Недостатком данного изобретения является громоздкость из-за наличия внешнего генератора и использования микросхемы ОУ, что ведет к увеличению потребления тока. Технологическая сложность заключается в необходимости подгонки LC-контура по резонансной частоте с внешним генератором.
Известен фазогенераторный датчик контроля высокоскоростных токопроводящих объектов (Патент РФ №2745385, МПК G01D 5/22), состоящий из двух связанных между собой индуктивных генераторов. Первый индуктивный генератор выполнен на первом инверторе и логической схеме 2И-НЕ, второй индуктивный генератор выполнен на втором и третьем инверторах. Вход первого и выход второго инверторов соединены каждый через свой резистор со своим выходом и через разделительный конденсатор со своим параллельным колебательным контуром. Недостатками данного изобретения являются большие размеры из-за наличия двух генераторов и синхронизирующего генератора, технологическая сложность изготовления изделия из-за наличия двух колебательных контуров и использование логических микросхем, что ведет к увеличению токопотребления.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство бесконтактного путевого выключателя (Виленский П.И., Срибнер Л.А. «Бесконтактные путевые выключатели», 1985), состоящее из осциллятора, амплитудного детектора, аналогового компаратора и выходного транзисторного ключа. Недостатком данной схемы является работа осциллятора на полевом транзисторе, что приводит к увеличению необходимого рабочего напряжения. В схеме осциллятора отсутствуют элементы температурной компенсации, что приводит к работоспособности в узком диапазоне температур. Также пороговое устройство не предусматривает подстройку расстояния активации, а в выходном каскаде реализована схема только для формирования сигнала типа открытый коллектор.
Задачей заявляемого изобретения является реализация датчика приближения индуктивного, работающего в широком диапазоне температур при различных входных напряжениях с возможностью настройки расстояния срабатывания, с защитой при подключении питания обратной полярности, а также с конфигурируемым выходным каскадом с сигналами токовая петля, двоичный выход, открытый коллектор.
Для решения поставленной задачи в схему индуктивного путевого выключателя, содержащего осциллятор, подключенный к внешнему источнику питанию и компаратору, управляющему выходным каскадом, введены входной диод, стабилизатор напряжения, шунт, регулируемый источник опорного напряжения, подключенный к пороговому устройству, а также унифицирован выходной каскад, состоящий из первого элемента и второго элемента.
На фигуре 1 представлена структурная схема датчика приближения индуктивного, где 1 - входной диод, 2 - стабилизатор напряжения, 3 - осциллятор, 4 - чувствительный элемент, 5 - элемент термостабилизации, 6 - частотозадающий элемент, 7 - шунт, 8 - компаратор, 9 - регулируемый источник опорного напряжения, 10 - конфигурируемый выходной каскад, 11 - первый элемент, 12 - второй элемент.
Входной диод 1 подключен ко входу напряжения питания датчика приближения индуктивного, а выход входного диода 1 подключен ко входу стабилизатора напряжения 2. Выход стабилизатора напряжения 2 подключен ко входам шунта 7, компаратора 8, регулируемого источника опорного напряжения 9, конфигурируемого выходного каскада 10, состоящего из первого элемента 11 и второго элемента 12.
Шунт 7 служит для отслеживания тока потребления осциллятора 3 и подключен первым выходом к нему через вход частотозадающего элемента 6, которой задает частоту осциллятора 3. Частотозадающий элемент 6 первым выходом подключен ко входу элемента термостабилизации 5, выход которого подключен к чувствительному элементу 4. Чувствительный элемент 4 и частотозадающий элемент 6 связаны двунаправленной связью. В совокупности чувствительный элемент 4, элемент термостабилизации 5 и частотозадающий элемент 6 образуют осциллятор 3.
Изменение тока потребления осциллятора 3 создает уровень напряжения на втором выходе шунта 7, который подключен к первому входу компаратора 8. Ко второму входу компаратора 8 подключен выход регулируемого источника опорного напряжения 9. Выход компаратора 8 подключен ко входу конфигурируемого выходного каскада 10, формирующего выходной сигнал.
На фигуре 2 показано, как, изменяя конфигурации первого элемента 11 и второго элемента 12 конфигурируемого выходного каскада 10, можно получать выходные сигналы различного типа. При установке резистора первым элементом 11 и транзистора вторым элементом 12 можно формировать выходной сигнал токовая петля (фиг.2, а), который характеризуется изменением тока потребления датчика приближения индуктивного при изменении положения мишени. При установке транзистора первым элементом 11 и резистора вторым элементом 12 можно формировать выходной сигнал двоичный выход (фиг.2, б), характеризующийся состоянием напряжения питания - подтяжка к общему проводу. При установке только второго элемента 12 можно формировать выходной сигнал открытый коллектор (фиг.2, в).
Датчик приближения индуктивный работает следующий образом. Для начала работы на вход устройства подается напряжение, которое проходит через входной диод 1, предназначенный для защиты от подачи питающего напряжения обратной полярности. Затем ток попадает в стабилизатор напряжения 2, где преобразуется до уровня необходимого для обеспечения работоспособности устройства, и поступает на шунт 7, компаратор 8, регулируемый источник опорного напряжения 9 и конфигурируемый выходной каскад 10.
Ток, поступивший на шунт 7, проходит через вход частотозадающего элемента 6, а затем через элемент термостабилизации 5 и попадает в чувствительный элемент 4. Чувствительный элемент 4 является катушкой индуктивности из двух последовательных намоток на чашечном ферритовом сердечнике и реагирует на приближение мишени, изменяя глубину обратной связи в осцилляторе 3 и влияя на частотозадающий элемент 6, тем самым уменьшая ток потребления осциллятора 3. Элемент термостабилизации 5 служит для уменьшения влияния изменения температуры внешней окружающей среды на добротность чувствительного элемента 4.
Напряжение на втором выходе шунта 7 меняется из-за изменения потребления тока осциллятора 3 при приближении или удалении мишени в соответствии с графиком, представленным на фигуре 3, после чего это напряжение подается на первый вход компаратора 8.
Компаратор 8 сравнивает напряжения с шунта 7 и регулируемого источника опорного напряжения 9, который необходим для настройки расстояния срабатывания датчика приближения индуктивного в зависимости от требований к расстоянию обнаружения мишени. По достижению напряжения на втором выходе шунта 7 равному или больше полученного с выхода регулируемого источника опорного напряжения 9 компаратор 8 формирует управляющий сигнал на конфигурируемый выходной каскад 10.
Сигнал от компаратора 8 попадает на конфигурируемый выходной каскад 10 и изменяет его состояние в зависимости от конфигурации первого элемента 11 и второго элемента 12.
Таким образом, изобретение позволяет получить датчик приближения индуктивный, работающий в широком диапазоне рабочих напряжений и рабочих температур благодаря стабилизатору напряжения и элементу термостабилизации. Возможность получения выходных сигналов различного типа расширяет применяемость изделия. Осуществлена защита от подачи питающего напряжения обратной полярности с помощью входного диода и возможность настройки расстояния срабатывания за счет регулируемого источника опорного напряжения.
Список использованной литературы:
1. Патент Российской Федерации №2036434, МПК G01D 5/22, дата приоритета 10.06.1992.
2. Патент Российской Федерации №2367968, МПК G01R 29/12, дата приоритета 30.01.2008.
3. Патент Российской Федерации №2745385, МПК G01D 5/22, дата приоритета 07.08.2020.
4. «Бесконтактные путевые выключатели», Виленский П.И., Срибнер Л.А., 1985.
Claims (1)
- Датчик приближения индуктивный, содержащий осциллятор, подключенный к внешнему источнику питания и компаратору, отличающийся тем, что содержит чувствительный элемент, элемент термостабилизации и частотозадающий элемент, которые входят в состав осциллятора, входной диод, подключенный к стабилизатору напряжения, регулируемый источник опорного напряжения, шунт, конфигурируемый выходной каскад, состоящий из первого элемента и второго элемента, позволяющий формировать выходные сигналы различного типа: токовая петля, двоичный выход или открытый коллектор.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2813218C1 true RU2813218C1 (ru) | 2024-02-08 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4864156A (en) * | 1987-08-13 | 1989-09-05 | Werner Turck Gmbh & Co. Kg. | Proximity switch with noncontact effect |
RU2223567C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2004-02-10 | Предприятие ЗАО "Сенсор" | Индуктивный бесконтактный переключатель |
EP1526645A1 (de) * | 2003-10-20 | 2005-04-27 | Werner Turck GmbH & Co. KG | Induktiver Näherungsschalter mit Differenzspulenanordnung |
RU2322758C1 (ru) * | 2006-08-22 | 2008-04-20 | Алёшин Дмитрий Алексеевич | Индуктивный датчик приближения |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4864156A (en) * | 1987-08-13 | 1989-09-05 | Werner Turck Gmbh & Co. Kg. | Proximity switch with noncontact effect |
RU2223567C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2004-02-10 | Предприятие ЗАО "Сенсор" | Индуктивный бесконтактный переключатель |
EP1526645A1 (de) * | 2003-10-20 | 2005-04-27 | Werner Turck GmbH & Co. KG | Induktiver Näherungsschalter mit Differenzspulenanordnung |
RU2322758C1 (ru) * | 2006-08-22 | 2008-04-20 | Алёшин Дмитрий Алексеевич | Индуктивный датчик приближения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011028577A2 (en) | Inductive proximity sensor | |
JPH11264876A (ja) | 誘導近接検出器 | |
US5198764A (en) | Position detector apparatus and method utilizing a transient voltage waveform processor | |
RU2813218C1 (ru) | Датчик приближения индуктивный | |
RU2384816C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
JP2005233831A (ja) | 人体検知センサ | |
RU2383859C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2383861C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2384814C1 (ru) | Многофункциональное устройство идентификации изделий | |
RU2346349C1 (ru) | Селективный датчик контроля изделий | |
RU2297017C1 (ru) | Устройство для определения наличия металла | |
RU2340870C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2383860C1 (ru) | Датчик идентификации и контроля положения изделий | |
RU2359233C1 (ru) | Многофункциональный датчик контроля изделий | |
KR101088389B1 (ko) | 히스테리시스 보상 기능을 갖는 고주파 발진형 근접센서 | |
RU2357208C1 (ru) | Устройство идентификации изделий | |
RU2340866C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2344372C1 (ru) | Устройство индентификации и контроля положения изделий | |
RU2343406C9 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2349903C1 (ru) | Устройство идентификации изделий | |
RU2473045C2 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2384815C1 (ru) | Устройство идентификации изделий | |
RU2350903C1 (ru) | Устройство индентификации изделий | |
RU2384818C1 (ru) | Устройство идентификации и контроля положения изделий | |
RU2354933C1 (ru) | Устройство идентификации изделий |