Контрольные вопросы

1. Объясните принцип работы индуктивного датчика приближения.

2. Какие основные параметры индуктивных датчиков приближения?

3. Как определяется зона чувствительности датчика приближения?

4. Дайте определения понятия «датчик» и приведите их классификацию?

5. Нарисуйте принципиальную схему LC-генератора и поясните его работу.

6. Чем отличаются генераторные и резонансные индуктивные датчики приближения?

7. Приведите примеры использования индуктивных датчиков приближения в системах охраны судна.

Лабораторная работа № 2 исследование емкостного датчика приближения, Используемого в системах охраны судна

Цель работы: ознакомиться с основными параметрами, принципом работы и применением емкостного датчика.

[1, с.15-20,24-27].

Лабораторные схемы

Емкостной датчик приближения содержит чувствительный элемент в виде “развернутого” конденсатора (см. рис.2.3 а). Данный конденсатор является частотозадающим элементом релаксационного генератора на основе узкополосного операционного усилителя. Частота колебаний такого генератора обратно пропорциональна емкости конденсатора (чувствительного элемента датчика), а их амплитуда неизменна. В действительности, с уменьшением емкости и ростом частоты наступает момент, когда из-за свойственной реальному операционному усилителю инерционности условия самовозбуждения генератора перестают выполняться и колебания срываются.

П риближение постороннего объекта вызывает удлинение электрического поля перед поверхностями электродов конденсатора. Благодаря этому повышается емкость конденсатора и запускается автогенератор. В дальнейшем высокочастотные колебания детектируются, что вызывает срабатывание триггера и изменение состояния выхода выключателя.

Основным элементом емкостного датчика приближения является релаксационный генератор на основе узкополосного операционного усилителя (рис.2.1). Такой генератор построен на основе ОУ, входящего в состав ИМС типа 155ДА1. Так как микросхема питается от одного источника, с помощью резистивного делителя R1R3 на неинвертирующий вход ОУ подано смещение, равное половине напряжения питания. Частотозадающая цепь образована резистором R5 и емкостью чувствительного элемента С_Х. Резистор R2 служит для защиты входа ОУ от помех и наводок, способных вывести ОУ из строя. Глубина обратной положительной связи образована резистором R4. Цепь R6С1 служит для коррекции собственной полосы пропускания ОУ и обеспечивает надежный запуск генератора при внесении в электрическое поле конденсатора С_Х постороннего предмета. Возникшие колебания детектируются пиковым детектором, на выход которого подключен светодиод HL1. В отсутствие объекта в чувствительной зоне генератор не работает, светодиод HL1 не светится, при внесении в чувствительную зону металлического или диэлектрического предмета светодиод HL1 светится.

Частота колебаний генератора определяется элементами С_Х, R5, R4 и при указанных на схеме номиналах составляет около 100 кГц. При приближении к чувствительному элементу металлической пластины, частота колебаний будет больше, чем в случае диэлектрической пластины, поскольку в первом случае чувствительный элемент образуется двумя последовательно соединенными конденсаторами (рис.2.4 а).