Контрольные вопросы
Объясните принцип работы индуктивного датчика приближения.
Какие основные параметры индуктивных датчиков приближения?
Как определяется зона чувствительности датчика приближения?
Дайте определения понятия «датчик» и приведите их классификацию?
Нарисуйте принципиальную схему LC-генератора и поясните его работу.
Чем отличаются генераторные и резонансные индуктивные датчики приближения?
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 СХ. 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 СХ 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 СХ, 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).