Датчик расстояния

(9 В 23 К 9 10 ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 2(54) ДАТЧИК РАС (57) Изобретение ции технологичес датчикам расстоя верхности издел полнен в виде ге под полюсами ма емого на инструм обмотку перемаг ты включены в из едовательгоя- " Фцг/%596391, кл. В 23 К 9/10, 1976Авторское свидетельство СВ 1499824, кл, В 23 К 9/10, 198 СТОЯНИЯОосс к автоматизаких процессов, а именно к ния от инструмента до поия. Датчик расстояния выркона 2, расположенно гнитопровода 3, закрепл енте. Геркон 2 помещен в ничива:ия 4, а его контакмерительную схему. 2 ил.5 10 15 Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к датчикам расстояния от инструмента до поверхности обрабатываемого иэделия, и может найти применение, например, при управлении положением инструмента в процессе резки или сварки ферромагнитного металла.Цель изобретения - упрощение датчика,Датчик расстояния представлен на фиг.1; принцип его работы пояснлют диаграммы на фиг, 2.Датчик расстояния (фиг. 1) содержит размещенный над поверхностью изделия 1 чувствительный элемент - геркон 2, контактная группа которого расположена под полюсами магнитопровода 3 с обмоткой перемагничивания 4, Эта обмотка подключена параллельно шинам питания. Входные шины питания подсоединены к одной диагонали выпрямительного диодного моста 5, к другой диагонали которого и общей нулевой шине (обозначенной на фиг. 1 "земляной") подключены первый 6 и второй 7 конденсаторы. Потенциальные обкладки конденсаторов б и 7 связаны с третьим конденсатором 8 через один резистор 9 и другой резистор 11, а через резистор 10 с одной иэ выходных шин. Другая гыходнал шина явллетсл нулевой и соединена с землей, Причем потенциальнал обкладка конденсатора 7 соедиеа с такой же обкладкой конденсатора 8 через переменный резистор 9 и контакты геркона 2,Датчик расстояния работает следующим образом.Чуствителыуо часть датчика, содержащуо гсркон 2 с магнитопроводом 3 и обмоткой переагичвал 4, размещают над пооероостьо наделил, Величина этого напрлженнл источника питания подбираетсл еобходимой и достатачой длл срабатыоаннл (замы каннл - размыкания) контактной группы еркоа 2, На геркон влияет магнитное поле фсрромагнитого изделия, харлктеризуелое остаточной намагни снностью или предаритсльо пролагичеое, и рэсстолние между изделием и геркоом В результате одновременного оздествил указаных полей в контактной Гутпс сфорируетсл результирующая маг итодвнжущал сила (МДС), отвечаощал зэ моменты за л.каил и размыканил контактов аркоа 2, езавсимо от имеющейся в данный момент направленности поля издел 1, Г 1 ср;однеское замыкание-размыкание контактов геркона 2 (фиг 2) приводит к пеГезаряду емкости (ксдесатора) 8; по 20 25 30 35 40 45 50 55 стоянная заряда зависит от выбора элементов 8 и 9: а разряда - 8 и 11. При этом величина резистора 10 выбирается значи 4тельно большей величины резисторов 9 и 11, чтобы исключить влияние входного сопротивления последующего преобразователя, который может быть подключен к выходным шинам.При установке в исходное состояние измерительной схемы переменным резистором 9 на выходных шинах устанавливают нулевой сигнал.В процессе работы при изменении исходного положения, например, уменьшении расстояния между изделием 1 и герконом 2 (фиг. 1), имеет место следующее,Уменьшение зазора приводит к возрастанию величины В, превышающей индукцию срабатывания Вср, контактов геркона 2, появится МДС и контакты окажутся замкнутыми до тех пор, пока суммарное значение Вх -В не станет ниже величины Вотп., прихкотором контакты разомкнутся. Аналогичный процесс будет и при другом направлении В (фиг, 2,6). Различные значения Вх будут влиять на моменты размыкания контактов, что приведет к изменениям длительности, например разомкнутого состояния геркона 2 и, следовательно. к перезаряду емкости 8 через соответствующие резисторы 9 и 10,Поэтому в случае уменьшения зазора, согласно фиг. 2 а, на выходных шинах появится сигнал, используемый далее как команда перемещение вверх" (полярность выходного сигнала может быть выбрана различным подключением к питающей постоянным током диагонали диодного моста 5).Увеличение зазора приведет к соответствующему снижению величины Вх, сумме В 8 и, следовательно, к увеличению времени разомкнутого состояния геркона 2, Величина и направление напряжения перезарлда на конденсаторе 8 изменится на противоположное, соответствующее сигналу "перемещение вниз",Соответствующее значение индукции В:р большинства промышленных герконов оказыоаетсл вполне достаточным и для обнаруженил остаточного поля большинства сталей и сплавов на ферромагнитной основе для зазоров 1-3 мм даже без предварительного подмагничивания, В ряде случаев можно контролировать и ферромагнитные изделил, предварительно уложенные на основу из магнитного материала, при этом зазор может превышать указанные значения. Долговечность датчика расстояния при раЬ,те на частоте 50 Гц и непрерывном использовании в течение двух смен1825686 ИГ.2 определяется предельной величиной 108-9числа замыканий контактов геркона, что составляет не одну сотню часов, Простота идешевизна элементов схемы позволяет иоправдывает экономически замену геркона 5или всего датчика.Точностные характеристики датчика посравнению с прототипом не ухудшаются,поскольку последний работает в режимекомпаратора переменного и постоянного 10магнитного полей, а стабильность величиныВср у современных образцов высока,Датчик расстояния обладает высокойчувствительностью. обусловленной выбОром питающих его постоянных напряжений, 15ограничиваемых только величиной пробивного напряжения контактной группы, чтопозволяет отказаться от дополнительныхусилительных устройств и подключать датчик сразу к входу электропривода, управляемого аналоговыми сигналами, напримертиристор ному, Я Формула изобретения Датчик расстояния, содержащий чувствительный элемент и измерительную схему, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения датчика, чувствительный элемент выполнен в виде геркона и установленного над его поверхностью магнитопровода с обмоткой перемагничивания, а измерительная схема содержит диодный мост, три резистора, три конденсатора и источник переменного напряжения, причем обмотка перемагничивания и одна диагональ диодного моста подключены к источнику переменного напряжения, вторая диагональ соответственно через первый и второй переменные резисторы подключена к первому и второму выводам геркона, а через первый и второй конденсаторы - к общей шине, первый вывод геркона подключен также через третий конденсатор к другой обкладке второго конденсатора, а через третий резистор к выходной шине.