Signalgeber mittlerer Füllhöhe (kapazitives Relais). Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Indikatoren, Detektoren, Metalldetektoren

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Der Medienstanddetektor (im Folgenden MLS genannt) dient dazu, die Anwesenheit bestimmter Objekte (Schüttgutmedien, Objekte) in unmittelbarer Nähe seines Sensors (empfindliches Element) zu signalisieren. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um ein kapazitives Relais, ein Indikator für Änderungen der Kapazität eines kapazitiven Sensors. Der SUS unterscheidet sich von ähnlichen Resonanzgeräten durch das Fehlen von Induktoren und die einfache Einrichtung. Dieses Schaltungsdesign reagiert auf Änderungen der Sensorkapazität um nur 0,5 pF (!). Dadurch können Sie auf die Annäherung der Handfläche einer Person in einem Abstand von 5–8 cm an die Sensorfläche reagieren.

Das Blockdiagramm des Steuersystems ist in Abbildung 1 dargestellt und besteht aus: einem Sensor – 1, einem Taktgenerator – 2, einem Referenzgenerator – 3 und einem Messsignal – 4, einem Vergleichsgerät – 5, einem Anpassungsgerät – 6, ein Aktor – 7 Geräte und ein Netzteil – 8.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Betrachten wir den Betrieb der Schaltung gemäß den Diagrammen in Abbildung 2:

Fig. 2

Der Taktgenerator erzeugt Synchronisationsimpulse (1), die die Referenz- (3) und Mess- (5) wartenden Multivibratoren ansteuern. Die Dauer des Referenzimpulses wird durch Schaltelemente (3) bestimmt (manuell änderbar). Die Dauer des Messimpulses (5) hängt von der Größe der Sensorkapazität ab.

Im Ausgangszustand, wenn der Sensor nicht durch Fremdkörper beeinflusst wird, ist seine Kapazität gering und die Dauer (t2) des Referenzimpulses ist länger als die Dauer des Messimpulses (t3) (t2 > t3, Diagramm 4, 5 ). Wenn sich das gesteuerte Objekt dem Sensor nähert, erhöht sich seine elektrische Kapazität, die Dauer des Messimpulses (t4) nimmt zu und wird zu einem bestimmten Zeitpunkt länger als der Referenzimpuls (t2) (t2).

Wenn sich das gesteuerte Objekt vom Sensor entfernt, nimmt seine elektrische Kapazität ab und die Dauer des Messimpulses nimmt ab (t5). Wenn sie kleiner als t2 wird, kehrt der Stromkreis in seinen ursprünglichen Zustand zurück und die Spannung wird von der Last entfernt (Punkt „B“ von Diagramm 6).

Schauen wir uns das schematische Diagramm des SUS-Signalgeräts in Abbildung 3 an:

Reis. 3 (zum Vergrößern anklicken)

Der Taktgenerator ist aus DD1-Logikelementen aufgebaut. Der Referenzsignalgenerator besteht aus 2 Elementen DD2, Transistor VT1 und Steuerkette C3, R2, R4. Seine Parameter werden durch den Widerstand R4 reguliert.

Der Messsignalgenerator besteht aus den verbleibenden 2 Elementen DD2, dem Transistor VT2 und der Steuerkette C0, C2, R3. Die Ausgänge beider Generatoren werden den Eingängen „D“ und „C“ des Triggers DD3 zugeführt. Ist die Impulsdauer des Messkanals (5) größer als die Impulsdauer des Referenzkanals (3), wird „1“ (6) in den Trigger geschrieben. Die Signalpegelanpassung erfolgt im Anpassungsgerät 6 (Abb. 1), das aus den Elementen VT3, VT4, R13, R14, R16-R18 (Abb. 3) zusammengesetzt ist. Die Relaisstufe des Aktuators 7 ist auf VT5 montiert. Die Relaiskontakte K1 schalten den Strom zur Last. Der obere Teil des Diagramms zeigt eine Version des Lastschalters mit sieben Speichern. Beide Schemata weisen keine Besonderheiten auf.

Der Aufbau des SUS und des Sensors ist in Bild 4 dargestellt.

Fig. 4

Das tragende Element ist ein Metallgehäuse, in das eine Scheibe aus Folienplatine mit einer Dicke von 1,5 mm und einem Durchmesser von 160 mm eingelegt ist. Das Sensordesign ist mit Farbe schabloniert. Die ungeschützten Bereiche werden geätzt und an die resultierenden Zonen (Platten des Sensorkondensators) werden Drähte zur Verbindung mit dem Stromkreis angelötet.

Das Einrichten des Alarms besteht aus der Überprüfung der Versorgungsspannung der Mikroschaltungen und der Überwachung der Einhaltung der Signale an den Kontrollpunkten gemäß den Abbildungen 2 und 3. Im Ausgangszustand des Sensors muss die Impulsdauer an Pin 3 der DD3-Mikroschaltung betragen kürzer als die Impulsdauer an Pin 5 desselben MS. Dies wird durch Einstellen des Abstimmwiderstands R4 erreicht. Wenn sich die Hand dem Sensor nähert, sollte Ausgang 1 des DD3-Chips vom Zustand „0“ in den Zustand „1“ wechseln. Die Empfindlichkeit wird durch eine leichte Änderung der Position des Widerstands R4 verdeutlicht. Der Aufbau der restlichen Schaltung ist, wenn die Teile in gutem Zustand sind, nicht erforderlich.

Strukturell besteht das Signalgerät aus zwei Blöcken (hervorgehoben in Abbildung 3). Der linke Teil (gemäß Abbildung) wird in unmittelbarer Nähe des Sensors in einem Gehäuse montiert. Die rechte Seite ist ein separater Block. Die Verbindung zwischen den Blöcken ist dreiadrig und hat eine unbegrenzte Länge (innerhalb angemessener Grenzen).

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Autor: Kalmykov B.M.; Veröffentlichung: cxem.net

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