我們知道接近開關又稱無觸點行程開關,它能在一定的距離內檢測有無物體靠近,并做出動作,它有很多種,比如電感式(渦流式)、光電式、電容式、霍爾式、微波式、超聲波式等,今天給大家詳細講解一種電感式接近開關原理,通過對它的研究,我們掌握振蕩電路、整流電路、放大電路等方面的知識。
電感式接近開關原理分析——其實很簡單
在講解該電路之前,大家應該明白幾個概念:振蕩電路、渦流、整流、三極管倒相、三極管開關等。
振蕩電路就是將直流電變成交流電的電路,由放大、反饋、選頻電路組成;
渦流是一種感應電流,它是在金屬內部在外部變化的磁場中產生的,有其有利的方面,也有不利的方面;
整流濾波就是將交流電變成直流電的過程,有半波整流、全波整流、橋式整流,濾波是將波動較大的直流電變成較為恒定的電流;
三極管倒相:共發射極接法中,輸入與輸出相位相反,也就是輸入低電位輸出高電位,反之亦然;
三極管開關:工作中飽和、截止區的三極管相當于一個開關,導通時相當于短路,截止時相當于斷路。
好了溫故而知新,不亦說乎?接著研究我們的電路,請看下面的電路圖
該電路由振蕩電路、整流電路、放大及執行電路、反饋電路組成。電路圖如下
振蕩電路:由三極管VT1,電阻R1、R2、R3,電容C1、C2、C3,變壓器T共同組成了變壓器反饋式振蕩電路。R1、R2、R3組成了分壓式電流負反饋偏置電路,C1、C2為交流旁路電容,L1、C3為LC選頻電路,L2為反饋線圈。VT1為高頻三極管,電路屬于共發調集振蕩電路,產生振動頻率為20kHz的高頻電流。
整流電路:由變壓器T次級線圈L3、整流二極管D1、濾波電容C4、分流電阻R5組成,該電路屬于典型的半波整流電路,產生一個直流高電平(1v),推動下一級工作。電阻R5的功能有兩個:若輸出電壓過大,超過VT2的發射結允許電壓時,起分流作用,第二,當動作停止時,釋放C4的電荷為下一個動作做準備。二極管為肖特基二極管。
放大及執行電路:由三極管VT2、VT3,偏置電阻R6、R7、R8、R9以及繼電器等組成,D2為續流二極管用于保護三極管VT3,K為繼電器可以控制其它電路。輸出端1、2可以接繼電器,也可以接其它計數電路或執行電路。當整流電路A輸出高電平信號+后,三極管VT2飽和導通,集電極B電位降低-,VT3基極C電位降低-,截止,輸出D高電位+,電路斷路。三極管VT2、VT3為低頻管9013;
反饋電路:由R4組成,目的是加快VT1的起振或停振,當VT2輸出低電位時,反饋至VT1的發射極,使其發射結電壓升高,形成正反饋,當VT2輸出高電位時,反饋至VT1發射極高電位,降低發射結電壓,加快停振。
工作過程:正常情況下,振蕩電路起振,輸出穩定的高頻電壓,通過變壓器T的次級L3輸出,經過整流、濾波后在A點輸出直流高電平,三極管VT2因此飽和導通,集電極B電位降低,三極管VT3基極C電位降低,輸出電位為2端為高電位12v,繼電器不動作。當有金屬物體接近變壓器時,在其感應磁場的作用下,產生渦流,導致反饋線圈L2反饋電壓降低,振蕩電路停振,整流電路無輸出,三極管VT2截止,輸出高電位,VT3飽和導通,輸出端2輸出低電位0,繼電器K動作。
電路除過三極管、二極管有特殊要求外,電阻、電容均為普通元件。
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