Бесконтактный датчик положения

Бесконтактный датчик положения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е щ911131

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советск ик

Сецналистнческнк

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 21,12.79 (21) 2896080/18-28 с присоединением заявки И

1 01 В .7/00

Н 01 Н 36/00

//Н 03 В g/06

1Ьвударств81кы11 квинтет

СССР ае аиам нзобретевкй к етсрытв1 (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень М 9 (53) УДК 531 ° 717 (088.8) Дата опубликования описания 07.03.82

Д.M. Иаш, С.С. Цедровицкий, Х.К. Оэнго, И,Ф. Круузиаук, И.Я. Гаммерман, А.Ф. Засухин, 3.К1.,Алое, A.Б. Сееблум, Я.А. Пярл и M.П. Росманн 1 "

22 А*"" строительного и дорожного машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля. положения перемещающихся объектов в любой области техники.

Известен датчик положения,содержащий автогенератор с чувствитель" ным элементом в колебательном контуре (1).

Наиболее близким по технической сущности к. изобретению является 6есконтактный датчик положения, содержащий последовательно соединенные автогенератор с чувствительным элементом в колебательном контуре,выпрямитель и пороговый элемент (2).

Данные датчики имеют недостаточное быстродействие, поскольку. чтобы увеличить расстояние, на котором возможен контроль датчиков перемещающе" гося металлического объекта (увеличить чувствительность датчика) при определенных геометрических размерах и добротности колебательного контура, 2 необходимо уменьшать коэФФициент передачи звена положительной обратной связи автогенератора с тем, чтобы его условия самовозбуждения оказались более близкими к срыву

5 колебаний, а уменьшение этого коэфФициента приводит к тому, что время нарастания амплитуды колебаний после их срыва металлическим объек10 ,том и последующего его удаления значительно увеличивается, что соответственно уменьшает быстродействие датчика.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Укаэанная цель достигается тем, что датчик снабжен последовательно соединенными делителем напряжения и вторым пороговым элементом, вход делителя напряжения соединен с выходом выпрямителя, а выход второго порогового элемента соединен с управляющим входом автогенератора.

3 91113

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма изменений выходного напряжения автогенератора °

Бесконтактный датчик положения 3 содержит последовательно соединенные автогенератор l, выпрямитель 2 и пороговый элемент 3. Автогенератор

l образован усилителем 4 и колебательным контуром 5, включенным последовательно с блоком 6 регулирования коэффициента передачи в цепь положительной обратной связи автогенератора 1. Вход делителя 7 напряжения соединен с выходом выпрями- 1S теля 2, выход - со входом второго порогового элемента 8, выход которого соединен с управляющим входом автогенератора 1.

Кривые 9 и 10 (фиг.2) соответ- 2о ствуют напряжению на выходе выпрямителя при различной величине положительной обратной связи автогенератора без коррекции с помощью порогового элемента 8. Кривая 11 - напряжение и на выходе выпрямителя при незначительной величине положительной обратной связи с коррекцией с помощью

noporosoro элемента 8, прямая 12 уровень срабатывания порогового эле- щ мента 8.

Работа датчика заключается в следующем.

Входным сигналом является электромагнитное поле около индуктивности колебательного контура 5. Величина и характер этого электромагнитного поля зависят от того, на каком расстоянии от вышеуказанной индуктивности находится металлический объект, 4у пространственное положение которого контролируется бесконтактным датчиком положения.

Металлический объект влияет на

45 величину индуктивности колебательного контура 5, уменьшая ее по мере приближения металлического объекта.

При приближении металлического объекта к колебательному контуру 5 за счет уменьшения добротности послед " него (уменьшения индуктивности и увеличения вносимых потерь) ухудшаются условия самовозбуждения автогенератора 1, и амплитуда его колебаний начинает уменьшаться. Уменьшается при, И этом напряжение на выходе выпрямителя 2 до уровня, меньшего порога срабатывания первого порогового элемента 3, и сигнал на его выходе при этом равен нулю. Выход первого порогового элемента 3 является выходом датчика.

В исходном состоянии блоком 6 устанавливается величина обратной связи автогенератора для обеспечения заданного расстояния, на котором срабатывает датчик, причем при .сильной обратной связи автогенератора нарастание амплитуды напряжения автогенератора 1 происходит по кривой

9, а при слабой обратной связи - по кривой 10 (фиг.2).

Если по условиям контроля положения металлического объекта послед- ний в момент срабатывания датчика перестает перемещаться в сторону, соответствующую уменьшению амплитуды автогенератора 1, то при выходе металлического объекта из области взаимодействия его с колебательным контуром амплитуда автогенератора, который остается возбужденным, нарастает быстро, обеспечивая высокое быстродействие датчика.

Если же после срабатывания первого порогового элемента 3 металлический объект перемещается так, что амплитуда колебаний напряжения автогенератора 1 продолжает уменьшаться (вплоть до исчезновения колебаний, например, когда датчик положения работает в качестве путевого выключателя), то при, уровне напряжения на выпрямителе 2 ниже порога срабатывания второго порогового элемента 8, последний изменяет свое состояние и воздействует на автогенератор 1, облегчая возбуждение последнего при удалении металлического объекта от колебательного контура 5, что соответствует кривой 11 (фиг.2).

Делитель 7 напряжения при этом служит для обеспечения срабатывания пороговых элементов 3 и 8 при различных уровнях выходного напряжения автогенератора 1 с тем, чтобы изменение условия самовозбуждения автогенератора при включении второго порогового элемента 8 не вызывало в момент переключения датчика автоколеба-. ний системы: автогенератор 1 - первый пороговый элемент 3.

Кроме того, та . как включение и отключение усилителя 4 происходит при напряжении автогенератора 1 более низком, чем напряжение переклю911131 чения nepaoro порогового элемента

3, то введенная дополнительная цепь способствует повышению быстродействия датчика, не изменяя его метрологических характеристик, т.е. точности положения контролируемого объекта в моменты включения и отключения датчика.

Результаты, испытаний экспери- !о ментальных образцов показывают,что применение в бесконтактных датчиках положения автогенератора по предлагаемой функциональной схеме позволяет повысить быстродействие датчиков )s (частоту срабатывания) в 20-30 раз при увеличении расстояния между датчиком и контролируемым объектом в

2,раза что в значительной мере расширит их возможности при контроле llo-

Формула изобретения

Бесконтактный датчик положенйя, содержащий последовательно .соединенные автогенератор с чувствительным элементом в колебательном контуре, выпрямитель и пороговый элемент. о т л и ч а.ю щ,и и с я тем что, с целью повышения быстродействия он снабжен последовательно соединенными делителем напряжения и вторым пороговым элементом, вход делителя напряжения соединен с выходом выпря" мителя, а выход второго порогового элемента соединен с управляющим входом автогенератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 154801, кл. H 01 H 36/00, 1961.

2. Вестник машиностроения. 1972, Р 5 с 28-30 (прототип) ВНИИПИ Заказ 10Я/21

Тираж 614 Подписное

Филиал ППП "Патент"," г.Ужгород, ул.Проектная,4