Бесконтактные концевые выключатели

Бесконтактные концевые выключатели

Бесконтактные концевые выключатели представлены двумя группами электронных устройств, преобразующих конечное перемещение объекта в потенциальный сигнал высокого уровня.

К первой группе относятся преобразователи, в которых в качестве чувствительного элемента используют трансформатор, имеющий три обмотки, две из которых намотаны на общем сердечнике с воздушным зазором относительно третьей обмотки. Фиксация конечного состояния объекта производится при введении в зазор между обмотками металлического экрана («флажка»), закрепленного на объекте. Эта группа представлена выключателями БК-А (рис.2.16,а), ВКБ (рис.2.16,б) и КВД (рис.2.16,в), в которых чувствительный элемент и электронный блок смонтированы в одном корпусе.

Ко второй группе принадлежат так называемые торцевые выключатели с чувствительным элементом, выполненным в виде миниатюрной катушки, удаляемой от электронного блока на расстояние до одного метра. В этих  устройствах  определение  конечного состоя ния происходит при приближении к сердечнику катушки на расстояние менее двух миллиметров стального предмета массой не менее одного грамма.

а          БК-А   б          ВКБ    в          КВД

Рис.2.16.Бесконтактные концевые выключатели

Принципиальная схема датчиков первой группы (рис.2.17) содержит генератор синусоидальных сигналов, выполненный на базе транзистора VT1, в контуре обратной связи которого установлены обмотки L1 и L2; вторичную обмотку трансформатора L3; однополупериодный выпрямитель VD1 и двухкаскадный транзисторный усилитель VT1, VT2, организованный в виде триггера Шмитта. Сопротивление нагрузки на выходе датчиков должно быть не менее 1,2 кОм.

Если металлический экран, установленный на перемещаемом объекте, не введен в прорезь преобразователя (рис.2.18,а), генератор работает в штатном режиме и на обмотке L3 индуцируется синусоидальный сигнал, который после прохождения однополупериодного выпрямителя и емкостного фильтра поступает в виде отрицательного потенциального сигнала  на базу транзистора VT2, полностью открывая его. При этом на базу транзистора VT3 подается положительный потенциальный сигнал, вызывающий полное закрытие этого транзистора. В результате уровень выходного сигнала преобразователя равен нулю.

а          б

КВД

ЭКРАН

КВД ЭКРАН

ОБЪЕКТ

ОБЪЕКТ

Рис.2.18. Взаимодействие экрана с чувствительным элементом бесконтактного концевого выключателя

При введении металлического экрана в зазор между обмотками L1 и L2 (рис.2.18, б) происходит срыв колебаний генератора, что приводит соответственно к закрытию транзистора VТ2 и открытию транзистора VТ3. На выходе преобразователя при этом устанавливается потенциальный сигнал с уровнем напряжения питания.

Принципиальная схема торцевого преобразователя (рис.2.19) выполнена аналогично схеме датчиков первой группы с некоторым изменением генератора синусоидальных сигналов, при котором связь между генератором и выпрямителем осуществлена не через трансформатор, а с помощью конденсатора С2.

При удалении стального объекта от измерительной обмотки L1 более чем на 2 мм генератор работает в штатном режиме и на выходе преобразователя присутствует сигнал нулевого уровня. При приближении объекта к  обмотке  L1  на  расстояние   срабатывания добротность контура C1 – L1 снижается, что приводит к срыву колебаний генератора.

Рис.2.19. Принципиальная электрическая схема торцевого преобразователя

В результате, по аналогии с описанием предыдущей схемы, на выходе преобразователя устанавливается сигнал с уровнем напряжения питания.