Бесконтактный торцовой переключатель

8,ЕКЛЮользороеавле еско обежно за в геый ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) 20-й Государственный подшиковый завод(57) Изобретение может быть исвано в машиностроении, станкоснии для электрических цепей упния и сигнализации в качестветактного переключателяЦель иретения состоит в повышении нати и точности работы устройствсчет создания релейного режиманераторном каскаде. Бесконтакт торцовый переключатель содержит магнитную систему в открытой чашке ферритового сердечника 1, в которой размещены контурная обмотка 2 и обмотка3 обратной связи, генератор 6, датчик13 тока, усилитель 18 ощности, стабилизирующую ячейку на стабилитроне12 и резисторе 19. Общий вывод обмоток 2 и 3 через резистор 5 подключенк эмиттеру транзистора генератора 6.Резистор 15 положительной обратнойсвязи включен между эмиттером транзистора генератора 6 и коллекторомтранзистора датчика 13 тока. Диод 8и транзистор генератора 6 выполненына транзисторной сборке, состоящей издвух идентичных, изготовленных на одном. кристалле транзисторов,что повьгшает температурную стабильность устройства. 1 ил,Изобретение относится к устройствам для контроля малых перемещений и может быть использовано преимущественно в машиностроении, станкостроении для электрических цепей управления и сигнализации в качестве бесконтактного переключателя.Целью изобретения является повышение надежности и точности работы переключателя.На чертеже представлена электрическая схема бесконтактного торцового переключателя.Бесконтактный торцовый переключатель имеет полый цилиндрический корпус, в котором на плате с двухсторонним печатным монтажем размещены элементы переключателя (не показаны),Магнитная система переключателя 20 выполнена в открытой чашке ферритового сердечника 1, в которой размещенысоединенные последовательно контурная обмотка 2 и обмотка 3 обратнойсвязи, Открытая чашка ферритовогосердечника 1 помещена в отдельныйметаллическкий экран 4, который соединен с отрицательной шиной питания,Общий вывод обмоток 2 и 3 подключенчерез резистор 5 к эмиттеру транэис 25 30 тора генератора 6. Резистор 5 обраэует цепь обратной отрицательной связи по постоянному току. Вторые выводы обмоток 2 и 3 подключены к конденсатору 7. Вывод обмотки 2 через диод8, зашунтированный конденсатором 9,подключен к базе транзистора генератора 6. Использование идентичных переходов база - эмиттер транзисторагенератора 6 и диода 8, выполненных 40на транзисторной сборке 10, состоящих из двух изготовленных на одномкристалле транзисторов, обеспечиваеттемпературную стабильность работыбесконтакного торцового переключа 4теля,Начальное смещение напряжения набазу транзистора генератора 6 подается через резистор 1, соединенный скатодом стабилитрона 12, анод которого подключен к отрицательной шинепитанияВывод обмотки 3 подключен к базетранзистора датчика 13 тока и черезрезистор 14 к отрицательной шине питания.Коллектор транзистора датчика 13тока через резистор 15 соединен сэмиттером транзистора генератора 6,коллектор которого соединен с катодомстабилитрона 12. Коллектор транзистора датчика 13 тока через нагрузочный резистор 6 соединен с катодомстабилитрона 12.Между базой транзистора датчика13 тока и катодом стабилитрона 12включен конденсатор 7. Эмиттер транзистора датчика 13 тока соединен сотрицательной шиной питания. Порогсрабатывания бесконтактного торцовогопереключателя определяется резистором 14К коллектору транзистора датчика 13 тока подключена также базатранзистора усилителя 18, эмиттер которого подсоединен к отрицательнойшине питания, а коллектор транзистора усилителя 18 представляет собойоткрытый коллекторный выход. Междукатодом стабилитрона 12 и положительной шиной питания включен балластный резистор 19,Бесконтактный торцовый переключатель работает следующим образом.При подсоединении переключателя кисточнику питания и отсутствии в рабочей зоне управляющего элемента, вкачестве которого используется контролируемый объект или металлическая пластинка, генератор 6 начинаетвырабатывать синусоидальные колебания с высокой частотой.В режиме автоколебаний по цепи,состоящей из открытого транзисторагенератора 6, резистора 5, обмотки 3,резистора 14, протекает ток, постоянная составляющая высокочастотных колебаний которого создает на резисторе 14 падение напряжения, превышающее пороговое значение открытия транзистора датчика 13 тока, а переменная составляющая блокируется конденсатором 17. При этом транзистор датчика 13 тока открыт, а транзисторусилителя 18 закрыт,Шунтирование диода 8 конденсатором 9 исключает влияние изменений собственной емкости диода 8 на возникновение генерации, что способствует повышению стабильности точностных параметров устройства, Выполнение диода 8 и транзистора генератора 6 на транзисторной сборке 10, состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном кристалле транзисторов, повышает температурную стабильность работы генератора 6 и надежность рабо 1372405ты бесконтактного торцового переключателя в целом.При введении управляющего элемента из любого металла с малым удельным сопротивлением в зону электромагнитного поля, имеющегося на торце открытой чашки ферритового сердечника 1, добротность контура, образованного обмотками 2 и 3 и конденсаторам 7, уменьшается за счет поглощения энергии высокочастотного поля. Вследствие этого изменяется угол отсечки генератора 6 и потребляемый генератором 6 ток . При определенном расстоянии управляющего элемента от торца открытой чашки ферритового сердечникатранзистор датчика 13 тока начинает закрываться, а изменение напряжения на коллектор транзистора датчика 13 тока через вновь введенный резистор 15 смещает рабочую точку транзистора генератора 6 в зону крутизны. Генерация срывается, но режим транзистора генератора 6 выбирается так, что транзистор генератора 6 остается в активной зоне.Транзистор датчика 13 тока при этом закрывается, а транзистор усилителя 18 открывается и включает необходимую нагрузку, подключенную к открытому коллекторному выходу усилителя 18. Это положение управляющего элемента соответствует точке срабатывания бесконтактного торцового переключателя.При возврате управляющего элемента от точки срабатывания на определенное расстояние вследствие уменьшения вносимого затухания происходит возрастание амплитуды генерируемых колебаний и при достижении на резисторе 14 напряжения, равного пороговому, происходит открытие транзистора датчика 13 тока и закрытие транзистора усилителя 18, бесконтактный торцовый переключатель переключается в исходное состояние.Введение в схему бесконтактного торцового переключателя резистора 15 положительной обратной связи, включенного между эмиттером генератора 6 и коллектором транзистора датчика 13 тока, создает релейную характеристику переключателя.Наличие металлического экрана 4 открытой чашки ферритового сердечника 1 экранирует действие ферромагнитных масс, а соединение этого эк 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рана 4 с отрицательной шиной питания уменьшает влияние наводок на контур из обмоток 2 и 3 и конденсатора 7 че - реэ емкостную связь (особенно, если корпус переключателя выполнен из не- металлического материала).Использование бесконтактного торцового переключателя позволяет повысить точность и надежность срабатывания переключателя в рабочей зоне, а также повышает стабильность работы переключателя при температурных колебаниях.Формула изобретенияБесконтактный торцовый переключатель, содержащий транзисторный генератор электрических колебаний с колебательным контуром, индуктивность которого размещена в открытой чашке ферритового сердечника, стабилизатор напряжения, пороговый элемент, выполненный на транзисторе, делитель мощности, диод, два конденсатора, пять резисторов, причем один иэ выходов стабилизатора напряжения соединен с коллектором транзистора генератора непосредственно, через первый резистор - с его базой и одной иэ обкладок первого конденсатора, через второй резистор - с конденсатором транзистора порогового элемента и через второй конденсатор - с базой укаэанного 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 напряжения через четвертый резистор подключен к одному выводу колебательного контура, коллектор транзистора порогового элемента подключен к входу усилителя мощности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, пятый резистор включен между коллектором транзистора и эмиттером транзистора генератора, диод включен параллельно первому конденсатору, транзистор генератора и указанный диод включены на транзисторной сборке, состоящей из двух идентичных, изготовленных на одном кристалле транзисторов, причем в качестве диода использован переход эмиттер - базы транзистора.