SU1372405A1 - Бесконтактный торцовой переключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в машиностроении, станкостроении дл  электрических цепей управлени  и сигнализации в качестве бесконтактного переключател . Цель изобретени  состоит в повьппении надежности и точности работы устройства за счет создани  релейного режима в генераторном каскаде. Бесконтактный торцовый переключатель содержит магнитную систему в открытой чашке фер- ритового сердечника 1, в которой размещены контурна  обмотка 2 и обмотка 3 обратной св зи, генератор 6, датчик 13 тока, усилитель 18 ющности, стабилизирующую  чейку на стабилитроне 12 и резисторе 19. Общий вывод обмоток 2 и 3 через резистор 5 подключен к эмиттеру транзистора генератора 6. Резистор 15 положительной обратной св зи включен между эмиттером транзистора генератора 6 и коллектором транзистора датчика 13 тока. Диод 8 и транзистор генератора 6 выполнены на транзисторной сборке, состо щей из двух идентичных, изготовленных на одном , кристалле транзисторов, что повышает температурную стабильность устройства . 1 ил. о $ СО

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  контрол  малых перемещений и может быть использовано преимущественно в машиностроении, станкостроении дл  электрических цепей управлени  и сигнализации в качестве бесконтактного переключател .

Целью изобретени   вл етс  повьппе ние надежности и точности работы пе- реключател .

На чертеже представлена электричека  схема бесконтактного торцового переключател .

Бесконтактный торцовый переключа- тель имеет полый цилиндрический корпус , в котором на плате с двухсторонним печатным монтажем размещены элементы переключател  (не показаны).

Магнитна  система переключател  выполнена в открытой чашке ферритово го сердечника 1, в которой размещены соединенные последовательно контурна  обмотка 2 и обмотка 3 обратной св зи. Открыта  чащка ферритового сердечника 1 помещена в отдельный металлическкий экран А, который соединен с отрицательной шиной питани . Общий вьтод обмоток 2 и 3 подключен через резистор 5 к эмиттеру транзис- тора генератора 6. Резистор 5 образует цепь обратной отрицательной св зи по посто нному току. Вторые выводы обмоток 2 и 3 подключены к конденсатору 7. Вьшод обмотки 2 через диод 8, зашунтированный конденсатором 9, подключен к базе транзистора генератора 6. Использование идентичных переходов база - эмиттер транзистора генератора 6 и диода 8, выполненных на транзисторной сборке 10, состо щих из двух изготовленных на одном кристалле транзисторов, обеспечивает температурную стабильность работы бесконтак1ного торцового пе1)еключа- тел .

Начальное смещение напр жени  на базу транзистора генератора 6 подаетс  через резистор I1, соединенный с катодом стабилитрона 12, анод кото- рого подключен к отрицательной шине питани .

Вывод обмотки 3 подключен к базе транзистора датчика 13 тока и через резистор 14 к отрицательной шине пи- тани .

Коллектор транзистора датчика 13 тока через резистор 15 соединен с эмиттером транзистора генератора 6,

коллектор которого соединен с катодом стабилитрона 12. Коллектор транзистора датчика 13 тока через нагрузочный резистор 16 соединен с катодом стабилитрона 12.

Между базой транзистора датчика 13 тока и катодом стабилитрона 12 включен конденсатор 17. Эмиттер транзистора датчика 13 тока соединен с отрицательной шиной питани . Порог срабатьгаани  бесконтактного торцового переключател  определ етс  резистором 14. К коллектору транзистора датчика 13 тока подключена также база транзистора усилител  18, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине питани , а коллектор транзистора усилител  18 представл ет собой открытый коллекторный выход. Между катодом стабилитрона I2 и положительной шиной питани  включен балластный резистор 19.

Бесконтактный торцовый переключатель работает следующим образом.

При подсоединении переключател  к источнику питани  и отсутствии в рабочей зоне управл ющего элемента, в качестве которого используетс  контролируемый объект или металлическа  пластинка, генератор 6 начинает вырабатывать синусоидальные колебани  с высокой частотой.

В режиме автоколебаний по цепи, состо щей из открытого транзистора генератора 6, резистора 5, обмотки 3 резистора 14, протекает ток, посто нна  составл юща  высокочастотных колебаний которого создает на резисторе 14 падение напр жени , превьш1аю- щее пороговое значение открыти  транзистора датчика 13 тока, а переменна  составл юща  блокируетс  конденсатором 17. При этом транзистор датчика 13 тока открыт, а транзистор усилител  18 закрыт.

Шунтирование диода 8 конденсатором 9 исключает вли ние изменений собственной емкости диода 8 на возникновение генерации, что способствует . повышению стабильности точностных параметров устройства. Вьшолнение диода 8 и транзистора генератора 6 на транзисторной сборке 10, состо щей из двух идентичных, изготовленньп на одном кристалле транзисторов, по- вьшает температурную стабильность работы генератора 6 и надежность рабо-

ты бесконтактного торцового переключател  в целом.

При введении управл ющего элемента из любого металла с малым удельным сопротивлением в зону электромагнитного пол , имеющегос  на торце открытой чашки ферритового сердечника 1, добротность контура, образованного обмотками 2 и 3 и конденсаторам 7, уменьшаетс  за счет поглощени  энергии высокочастотного пол .Вследствие этого измен етс  угол отсечки генератора 6 и потребл емый генератором 6 ток. При определенном рассто нии управл ющего элемента от торца открытой чашки ферритового сердечника 1 транзистор датчика 13 тока начинает закрыватьс , а изменение напр жени  на коллектор транзистора датчика 13 тока через вновь введенньш резистор 15 смещает рабочую точку транзистора генератора 6 в зону крутизны . Генераци  срьшаетс , но режим транзистора генератора 6 выбираетс  так, что транзистор генератора 6 остаетс  в активной зоне.

Транзистор датчика 13 тока при этом закрываетс , а транзистор усилител  18 открьшаетс  и включает необходимую нагрузку, подключенную к открытому коллекторному выходу усилител  18. Это положение управл ющег элемента соответствует точке срабатывани  бесконтактного торцового переключател .

При возврате управл ющего элемента от точки срабатьшани  на определенное рассто ние вследствие умень- щени  вносимого затухани  происходит возрастание амплитуды генерируемых колебаний и при достижении на резисторе 14 напр жени , равного пороговому , происходит открытие транзистора датчика I3 тока и закрытие транзистора усилител  18, бесконтактный торцовый переключатель переключаетс  в исходное состо ние.

Введение в схему бесконтактного торцового переключател  резистора 15 положительной обратной св зи, включенного между эмиттером генератора 6 и коллектором транзистора датчика 13 тока, создает релейную характеристику переключател .

Наличие металлического экрана 4 открытой чашки ферритового сердечника 1 экранирует действие ферромаг- нитнЕ 1х масс, а соединение этого эк

0

5

0

5

0

5

0

5

рана 4 с отрицательной шиной питани  уменьшает вли ние наводок на контур из обмоток 2 и 3 и конденсатора 7 через емкостную св зь (особенно, если корпус переключател  выполнен из неметаллического материала).

Claims (1)

1. Использование бесконтактного торцового переключател  позвол ет повысить точность и надежность срабатьгоа- ни  переключател  в рабочей зоне, а также повьшает стабильность работы переключател  при температурных колебани х . Формула изобретени 

   Бесконтактный торцовый переключатель , содержащий транзисторный генератор электрических колебаний с колебательным контуром, индуктивность которого размещена в открытой чашке ферритового сердечника, стабилизатор напр жени , пороговый элемент, выполненный на транзисторе, делитель мощности, диод, два конденсатора, п ть резисторов, причем один из выходов стабилизатора напр жени  соединен с коллектором транзистора генератора непосредственно, через первый резистор - с его базой и одной из обкладок первого конденсатора, через второй резистор - с конденсатором транзистора порогового элемента и через второй конденсатор - с базой указанного транзистора и одним из выходов колебательного контура, другой вывод которого соединен с другой обкладкой первого конденсатора, средний выход индуктивности колебательного контура через третий резистор подключен к эмиттеру транзистора генератора , другой вывод стабилизатора напр жени  через четвертый резистор подключен к одному выводу колебательного контура, коллектор транзистора порогового элемента подключен к входу усилител  мощности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и точности работы устройства, п тый резистор включен между коллектором транзистора и эмиттером транзистора генератора, диод включен параллельно первому конденсатору , транзистор генератора и указанный диод включены на транзисторной сборке, состо щей из двух идентичных, изготовленных на одном кристалле транзисторов, причем в качестве диода использован переход эмиттер - базы транзистора.