SU1434237A1 - Устройство дл определени наличи металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени  технологическими процессами, Цель изобретени  - повышение чувствительности и быстродействи ,Это достигаетс  путем увеличени  рабочего зазора при неизменном режиме генерации устройства. Устройство содержит автогенератор н  транзисторе 1 с колебательным контуром, образованным индуктивным преобразователем 2 и конденсатором 3. В базовую цепь транзистора автогенератора включена обмотка 4 обратной св зи, а в его эмит- терную цепь - резистивный элемент 7. Диодный выпр митель 8, .питающий балластный резистор 9 и пороговый элемент 11, подсоединен к низковольтной обмотке обратной св зи 4. Входное сопротивление порогового элемента 11 выбираетс  по крайней мере на пор док Бьше сопротивлени  балластного резистора 9. Подключение балластного резистора 9 к низковольтной обмотке 4 обратной св зи через диодный выпр митель 8 обеспечиаает нелинейную нагрузку генератора, возрастающего с увеличением амплитуды колебаний, что совместно с применением порогового элемента 11 с высоким входным сопротивлением обеспечивает быстрое восстановление амплитуды после срыва генерации и высокую чувствительность (большой рабочий зазор) устройства. 2 ил. Порое. зл-т & оэ го 00

Description

®D

//

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени  технологическим процессами дл  определени  наличи  металла в заданной точке пространства или дл  определени  взаимного полжени  металлических: тел,

Цель изобретени  - повышение чув- ствительности и быстродействи  устройства путем увеличени  рабочего зазора при неизменном режиме генера г ции устройства.

На фиг, 1 представлена электричес ка  схема устройства; на фиг, 2 то жё , с конкретной схемой порогового ;элемента и выпр мител . : Устройство состоит из автогене- |ратора, содержащего транзистор 1, I колебательный контурj образованный I индуктивным преобразователем 2 и кон |денсатором 3, обмотку 4 обратной I св зи, включенную между базой тран- Iзистора 1 и общей точкой резисторов 5 и 6 смещени , и резистивный элемен 7, включенный в эмиттерную цепь транзистора 1J а также выпр митель 8 (диодный мост, показанный на фиг. 1, I или диод на фиг. 2), балластный ре- Iзистор 9, зашунтированный конденсато Iром 10, и пороговый элемент 11, ; Обмотка 4 обратной св зи магнито- 1 св зана с обмоткой индуктивного пре- :образовател  2, Цепочка из элементов I9-10 подключена к выводу выпр мите- ;riiR 8 параллельно с пороговым элементом 11 , Резисторы 5 и 6 подключены вторыми выводами к соответствующим шинам питани .

Пороговый элемент 11 может состо-  ть из компаратора 12 (на операционном усилителе) с источником опорного напр жени  в виде резистора 13, обтекаемого током делител  на резисторах 5 и 6, На схеме фиг, 2 пока- зано также второе звено фильтра, образованное третьим конденсатором 14 и резистором 15,

Устройство работает следующим образом ,

При подаче питающего напр жени  или,после срыва генерации, вызванного наличием металла в поле индуктивного преобразовател  2) колебательный LC-контур 2, 3 генератора ничем не нагружен, потери в нем минимальны . Контурное усиление в системе автогенератора существенно превышает единицу, последний самовозбуж0

0

5 5 - 5

0 5

0

55

даетс  и амплитуда -переменного апр - жени  на LC-контуре 2, 3 быстро (за счет избытка усилени ) нарастает. Так как диодный выпр митель 8, питающий балластный резистор 9 и пороговый элемент 11, подсоединен к базовой обмотке 4, напр жение на которой в рабочем (номинальном) режиме составл ет примерно 1-1,5 В, выпр ми- тель 8 остаетс  закрытым (пороговое напр жение кремниев ого диода равно 0,6-0,7 В) до тех пор, пока амплитуда колебаний не достигнет примерно 50% от номинального значени , Начина  с этого первого порогового значени , в LC-контуре 2, 3 генератора оказьшаетс  подключенной нагрузка , представленна  балластным резистором 9, что увеличивает относительную долю потерь при дальнейшем увеличении амштатудь генерации. Контурный коэффициент усилени  начинает уменьшатьс  и при достаточно низкоомном балластном резисторе 9 снижаетс  при некотором значении амплитуды генерации до единицы, а амплитуда стабилизируетс  на этом уровне .

Выбором соотношени  начального контурного коэффициента усилени j задаваемого вместе с соотношением витков обмоток (катушки индуктивного преобразовател  2 и обмотки 4 обратной св зи) величиной сопротивлени  ре- зистивного элемента 7 отрицательной обратной св зи в эмиттере транзистора 1 автогенератора, и значени  усилени  при подключенном балластном резисторе 9 задаетс  установивша с  амплитуда генерации, наход ща с  и пределах линейной области работы транзистора 1 автогенератора (амплитуда переменного напр жени  на коллекторе транзистора 1 должна быть меньше напр жени  коллектор - эмиттер ) , При этом выпр мленное и сглаженное конденсатором 10 напр жение на балластном резисторе 9 превышает порог срабатывани  выходного порогового элемента 11, (операционного усилител  12 с высокоомным входом). I

В этом режиме состо ние выходного

порогового.элемента 11 индицирует отсутствие металла в поле катушки индуктивного преобразовател , При приближении металла потери в LC-контуре 2, 3 генератора увеличиваютс , равновесное значение амплитуды- генерации уменьшаетс  и при снижении ее ниже порога срабатьгаани  выходного порогового, элемента 11 последний переключаетс , индицируй по вление металла.

Так как в этом устройстве.сраба- тьгоание выходного порогового элемента 11 никак не измен ет режима генерации (пороговый элемент практичес- to не потребл ет энергии по входу), то предельное значение его чувствительности определ етс  только.стабилностью автогенератора (температурной и временной).и может достигать пре- дельных дл  данного устройства значений .

Кроме того, подключение.балластного резистора 9 к маловитковой обмотке 4 обратной св зи (соотношение витков коллекторной и базовой обмоток пор дка 5) требует уменьшени  его сопротивлени  по сравуению с подключением к коллекторной цепи в (w,/ Wj)2 раз, т.е. примерно в 15-50 раз; в то врем , как шунтирующе вли ние диода 8, определ емое его обратным током, остаетс  на прежнем уровне. Следоват€шьно, дестабилизирующий эффект, вызванный неидеально- стью выпр мительного диода 8, также уменьшаетс  в () раз.

Предлагаема  структура обеспечивает получение рабочего зазора (при той же конструкции и габаритах, что н у прототипа) пор дка 10-16 мм (против 5-8 мм у прототипа) при увеличении быстродействи  в 1,5-2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  наличи  металла, содержащее автогенератор на транзисторе с индуктивным преобразователем в колебательном контуре , включенном в коллекторную цепь транзистора, обмотку обратной св зи в базовой цепи транзистора, резистив ный элемент в эмиттерной цепи транзистора ,, вьшр мигель и выходной пороговый элемент,, отличающеес , тем, что, с целью повышени  чувствительности и быстродействи , в него введены параллельно соединенные балластный резистор и сглаживающий конденсатор, подключенные к выходу выпр мител  параллельно е. пороговым элементом, вход выпр мител  подключен к выводам обмотки обратной св зи, входное сопротивление порогового элемента выбрано по крайней мере на пор док Bbmie сопротивлени  балластного резистора.

   i с

   1

   N

   Hh

   «o

   Si

   ir

   o

   чиз