一種金屬感應電子開關的製作方法
2023-09-16 06:11:35
專利名稱:一種金屬感應電子開關的製作方法
本實用新型涉及一種電子開關，特別是用於電控系統的金屬感應電子開關。
目前，在我國引進設備電控系統中使用的一種由西德「ifmelectronic gerate gmbth＋cokg」所生產的電子接近開關其性能穩定，但感應距離不能調整，而且過載能力差，當輸出端短路時，開關極易損壞；由江蘇洞頭縣海光機械廠生產的「電子接近開關」其感應距離不可調，而且由於是負極性輸出，不便直接帶普通的電子電路或門電路負載。其產品說明著重指出DK(即電子開關)不允許在超過規定的負載下工作，那怕是瞬間的短路，也是不允許的。
本實用新型的目的是，擴大電子接近開關的應用範圍，提高使用壽命，提供一種可以直接帶多種負載(特別是普通電子電路和門電路負載)並且有過載和短路保護的金屬感應電子開關。
本實用新型的技術解決方案是，由感應面〔1〕、磁心電感〔2〕、控制電路〔3〕、外殼〔4〕、顯示發光管〔5〕、電位器〔6〕、引線〔7〕組成金屬感應電子開關，其特徵在於控制電路〔3〕有兩個控制信號輸出端，01，02，01與02互為反相，當其中一端為高電平時，輸出拉電流。有過載和短路保護裝置。電位器〔6〕保證感應距離可以調節。
本實用新型的優點在於，性能穩定可靠，能與多種負載配接，如能直接帶電阻性負載，電感性負載和電子電路、邏輯門電路以及計算機的接口電路等，其使用壽命長，特別是在過載或者短路情況出現時不易損壞，這種優點使其能滿足各種電控制系統需要。
圖1、本實用新型的結構示意圖圖2、本實用新型的控制電路方框圖圖3、本實用新型的控制電路原理圖結合附圖，描述本實用新型的實施例圖1、由感應面〔1〕、磁芯電感〔2〕、控制電路〔3〕、外殼〔4〕、顯示發光管〔5〕、電位器〔6〕和導線〔7〕組成的金屬感應電子開關，其外形為圓柱形或長方體，也可以根據安裝要求製成其它形狀。導線〔7〕為四芯電纜，分別為，電源正負極引線和兩條信號控制0102輸出引線。電位器〔6〕，顯示發光管〔5〕裝在外殼〔4〕上。磁芯電感〔2〕和控制電路〔3〕裝在外殼〔4〕內，並用高分子絕緣材料填充，以保證開關本體能防水、防油、防酸、防鹼、防震、抗壓。
圖2、控制電路〔3〕由電容三點式振蕩器、振幅調節、檢波放大、整形放大、電子開關、輸出電流檢測，單穩態觸發器等組成。振蕩頻率為50KHZ～300KHZ，振蕩幅度為3～5V(P－P值)。輸出電流檢測和單穩態觸發器構成控制電路〔3〕的過載或短路保護電路。當有金屬物體接近感應面時(接近距離為2～7cm)磁芯電感的電感量被削弱，電容三點式振蕩器的振蕩幅度減弱或停振。金屬物離開後，振蕩器恢復振蕩。振蕩信號經過檢波放大，變為直流控制電平，再經過整形放大，推動電子開關輸出控制信號01。01經倒相電子開關輸出另一路控制信號02。
圖3、T1、R1、R2、R3、C1、C2、C3、L構成電容三點式振蕩器，調整R3的阻值，可改變振蕩強弱。也就可以控制金屬物對振蕩器的影響的靈敏度。要獲得最佳靈敏度，R3的阻值應選擇在0～2KΩ之間(R3即電位器〔6〕)。
T2、R5、R6、C4、C5等構成振蕩信號的檢波和放大電路。將振蕩信號變成開關電路所需要的直流控制信號。R14、R15、R16、R17、T5、T6構成施密特整形放大電路，控制信號經整形放大，通過D9(即顯示發光管〔5〕)推動電子開關T7輸出。這一路控制信號01為常「0」開關信號。同時控制信號經過R19送至由R21、R22、R23、R24、T8、T9、T10組成的倒相電子開關。這一路控制信號02為常「1」開關控制信號。D4、D5為感性負載時的續流二極體。
R18、R25為電子開關輸出電流檢測電阻，當輸出電流超過設定值時，R18或R25上的壓降上升。經C9和R13使T11飽和導通，T3飽和導通，C8向T3迅速放電，T4飽和導通。T4集電極的信號經D2、D3分別使T5、T8飽和導通，T6、T4分別截止，T7、T11也截止。輸出電流為零，從而保護了電子開關。R18、R25上的壓降隨T7、T10的截止也降為零。這時T11截止，T3截止，T4由電源經e－b結，R10、C7向C8緩慢充電而維持導通狀態。因而T7、T10的截止狀態並不能馬上解除，隨著C8兩端電壓的增高，T4逐漸退出飽和，進入放大狀態，當T4集電極電位不足以維持T5，T8飽和導通時，過載和短路保護便解除封鎖。若此時過負載或短路狀態已消除，開關電路便可恢復正常工作狀態。若此時，過負載或短路狀態尚未消除，則電路將不斷地從復以上過程，直至故障消除為止。C6、C7、C9為加速電容。D1、D2、D3為隔離二極體。
保護電路瞬時動作時間為20μs，恢復延時為2～4秒，其「「佔空比」約為10－5，從而有效地保證了開關管不會因負載短路而損壞。改變R18、R25的阻值，可以選擇開關輸出電流的值。R18、R25一般在10Ω～0.2Ω之間選擇，其功率可以按下式選取。
WR＞ 0.49/(R(Ω)) (W)。
為了獲得正極性的輸出信號(即當輸出為高電平時，開關可送出拉電流信號)。開關管T7、T10選用PNP型中功率管或大功率管，為減小推動功率，最好選用PNP型達林頓管。開關的電源電壓為直流70V～12V。
本實用新型若去掉T8、T9、T10等元件可成為三線開關。
本實用新型的外形可以是圖〔1〕所示的圓柱體，也可以根據實際需要，做成其它多種形狀。
權利要求
1.一種金屬感應電子開關，有感應面[1]、磁芯電感[2]、控制電路[3]、外殼[4]、引線[7]，其特徵在於，外殼[4]上有可以調節感應距離的電位器[6]，有顯示發光管[5]、控制電路[3]由電容三點式振蕩器、振幅調節、檢波放大、整形放大、電子開關、輸出電流檢測、單穩觸發器組成，其振蕩頻率50KHz～300KHz，振蕩幅度3～5V(P-P值)，其系用PNP型三極體(或PNP型達林頓管)作為開關管，有過載和負載短路保護裝置，有輸出電流檢測電阻，有兩個控制信號輸出端01，02，01和02互為反相，輸出信號為高電平時，輸出拉電流。
2.根據權利要求
1所述的金屬感應電子開關，其特徵在於電位器〔6〕的阻值宜在0～2KΩ之間。
3.根據權利要求
1所述的金屬感應電子開關，其特徵在於，PNP型三極體(或PNP型達林頓管)系中功率或大功率管。
4.根據權利要求
1所述的金屬感應電子開關，其特徵在於，輸出電電流檢測電阻接在輸出開關管的發射極，其阻值在0.2～10(Ω)之間。
專利摘要
本實用新型涉及一種電子開關，特別是用於電控系統的金屬感應電子開關。它由感應面[1]、磁芯電感[2]、控制電路[3]、外殼[4]、電位器[6]、顯示發光管[5]等組成。用PNP型三極體(或PNP型達林頓管)作為開關管，有兩個控制信號輸出端，兩輸出信號始終是互為反相的，當輸出為高電平時，輸出拉電流。有過載和短路保護裝置，適用於各種控制系統的需要。
文檔編號H03K17/60GK87201926SQ87201926
公開日1988年3月23日 申請日期1987年2月11日
發明者潘臘生, 蔡立雄 申請人:中國人民解放軍海軍工程學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan