Датчик положения

)4 Н О 1 Н 36/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8. 8ер Л.А.ючатели,с4 о(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникебыть использовано в средствахствления промьппленных роботов стоянию, а также для точного контроляположения обрабатываемых деталейили узлов механизмов как в нормальных, так и в экстремальных условиях .эксплуатации. С целью повьппения инфор- мативности за счет диагностированияего работоспособности в процессе эксплуатации в датчик положения, содержащий последовательно включенные генератор 1, индуктивный датчик 2, демо; дулятор 3, триггер 4 и выходной усилитель 5, введены индуктивный датчик 6, резисторы 7 - 9, конденсаторы10 - 12, ключи 13, 14 и шины 15, 16 управления, Поочередно подключая КС- цепи к индуктивному датчику 6, можно .производить диагностику датчика положения при любом положении контролируемой детали относительно индуктивного датчика 2. 3 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в средствах очувствленияпромышленных роботов по расстоянию, атакже для точного контроля положенияобрабатываемых деталей или узлов механизмов как в нормальных, так и вэкстремальных условиях эксплуатации.Цель изобретения - повышение инфор мативности датчика за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации.На фиг.1 приведена блок-схема датчика положения; на фиг.2 - схема рас; 15положения дополнительного индуктивногодатчика относительно основного; нафиг.3 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) датчика.Устройство содержит последовательно включенные генератор 1, индуктивныйдатчик 2, демодулятор 3, триггер 4,выходной усилитель 5, дополнительныйиндуктивный датчик 6, резисторы 7 - 9,конденсаторы 10 - 12, ключи 13, 14, 25шины 15, 16 управления, Резистор7, конденсатор 10, резистор 8,конденсатор 11 и электронный ключ13, а также резистор 9, конденсатор12 и электронный ключ 14 образуюттри последовательно соединенные цепи,каждая из которых подключена параллельно датчику б, а управляющие входыключей 13, 14 являются входами 15,16 датчика положения, Датчик 6 индуктивно связан с датчиком 2 и расположен осесимметрично с,ним.Датчик положения работает следующимобразом.Запитываемый генератором 1 первый 40датчик 2 создает электромагнитноеполе, которое при появлении в егозоне электропроводящей контролируемойдетали наводит в последней вихревыетоки, которые, в свою очередь, вносяактивное Ки реактивное Х и сопротивления в датчик 2, меняют высокочастотное напряжение генератора 1,которое детектируется демодулятором3, подается на триггер 4, порог срабатывания которого выбирается равнымнапряжению, соответствующему определенному расстоянию срабатывания Ь(фиг.2). Напряжение с триггера 4 подается на выходной усилитель 5, который55обеспечивает необходимое напряжениеи мощность для дальнейшего исполцзо-.вания в соответствующих исполнительныхустройствах, Контурная катушка дат чика 6, располагаемая осесимметричнос контурной катушкой датчика 2 (фиг,2), индуктивно связанная с ней инагруженная на сопротивление 21вносит в катушку датчика 2 комплексное сопротивление Е н, описываемоевыражением+г + 2 где Янесущая частота генератора1;вз аимоиндуктивность, определяемая геометрией контурныхкатушек датчиков 2, 6 и расстоянием между ними;активное сопротивление контурной катушки датчика 6;индуктивность контурной катушки датчика 6;комплексное сопротивлениенагрузки, равное(2) где К - активное эквивалентное сопротивление нагрузки; Х - реактивное эквивалентное сопротивление нагрузки.Подставив значение Еиз (2) в (1) и выделив активную Ки реактивную Х составляющие, получим: ха. + К д (г + К)г + (ЯЬ + Х)г(3) ЯЬг+ ХХвц = (г + К)г + ( Ь + Х)г М 1)3,(4) Из анализа выражений (3) и (4) следует, что соответствующим выбором электрических и геометрических параметров контурных катушек датчиков 2, 6, а также величин эквивалентных активного и реактивного сопротивлений нагрузки можно обеспечить вносимые датчиком 6 в датчик 2.сопротивления, эквивалентные вносимым сопротивлениям электропроводящей поверхностью.Значения сопротивления первого резистора 7 и емкости конденсатора 10 обеспечивают вносимое сопротивление в контурную катушку датчика 2, равное вносимому сопротивлению контролируемой детали при ее максимально возможном приближении к торцу детали (фиг.2, поз.111). При этом емкостное сопро15257 1тивление -- больше индуктивного Я 1.д Э т,е. рабочая точка А (фиг.З) находится на правом склоне АЧХ контура, состоящего из элементов Ь , К и С 1. Электронный ключ 13, управляемый напряжением Уо ф подаваемым с внешнего устройства, подключает цепь К , С параллельно контурной катушке датчика 6. 10 Значения Ки С выбраны таким образом, что влияние катушки датчика 6 на катушку датчика 2 увеличивается (фиг.З, рабочая точка Б). При подключении К и С к контурной катушке датчика б (при соответствующем выборе номиналов Ки С) влияние второй катушки датчика 6 на катушку датчика 2 уменьшается (фиг.З, рабочая точка В). 20Таким образом, если контролируемая деталь находится вне зоны чувствительности датчика или на расстоянии, большем Ь, при подключении К и С, обеспечивающих вносимое сопротивление, равное или большее вносимого сопротивления контролируемой детали на расстоянии срабатывания, происходит срабатывание датчика. Диагностика работоспособности датчика при нахождении 30 контролируемой детали на расстоянии от датчика, меньшем Ь, осуществляется подключением цепочки К, С с помощью электронного ключа 1 ч. При этом номинальные значения К и Сз выбираются так, чтобы обеспечить величину вносимого сопротивления равным или большим разности вносимых сопротивлений при двух разных положениях 676контролируемой детали - при максимально приближенной к датчикУ 2 и на расстоянии срабатывания. Это дает возможность, поочередно подключая цепи К, С и К , Сз к датчику б, производить диагностику датчика при любом положении контролируемой детали относительно датчика 2. Формула изобретения Датчик положения, содержащий последовательно включенные индуктивный датчик, генератор, демодулятор и триггер, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности за счет диагностирования его работоспособности в процессе эксплуатации, в него введены дополнительный индуктивный датчик, выполненный с возможностью установки в поле взаимодействия с индуктивным датчиком, первый, второй и третий резисторы, первые выводы которых подключены к первым выводам соответственно перво го, второго и третьего конденсаторов, первый и второй ключи, сигнальные входы которых подключены к вторым выводам соответственно второго и третьего конденсаторов, первая и вторая шины управления, подключенные к управляющим входам соответственно первого и второго ключа, первый вывод допол- нительного индуктивного датчика под-. ключен к вторым выводам резисторов и его второй вывод подключен к второму выводу первого конденсатора и выходам ключей.1525767 Составитель В,ПодолянТехред Л.Сердюкова Корректор М.Пож едактор М.Циткина аказ 7233/ аж 696 исн Госуда гарина, 101 бинат Патент", г, Ужгород ательский Производстве твенн1130 р М комитета по изоб Москва, Ж, Ра тениям иская наб. крытиям при ГКНТд. ч/5