我们知道接近开关又称无触点行程开关,它能在一定的距离内检测有无物体靠近,并做出动作,它有很多种,比如电感式(涡流式)、光电式、电容式、霍尔式、微波式、超声波式等,今天给大家详细讲解一种电感式接近开关原理,通过对它的研究,我们掌握振荡电路、整流电路、放大电路等方面的知识。
电感式接近开关原理分析——其实很简单
在讲解该电路之前,大家应该明白几个概念:振荡电路、涡流、整流、三极管倒相、三极管开关等。
振荡电路就是将直流电变成交流电的电路,由放大、反馈、选頻电路组成;
涡流是一种感应电流,它是在金属内部在外部变化的磁场中产生的,有其有利的方面,也有不利的方面;
整流滤波就是将交流电变成直流电的过程,有半波整流、全波整流、桥式整流,滤波是将波动较大的直流电变成较为恒定的电流;
三极管倒相:共发射极接法中,输入与输出相位相反,也就是输入低电位输出高电位,反之亦然;
三极管开关:工作中饱和、截止区的三极管相当于一个开关,导通时相当于短路,截止时相当于断路。
好了温故而知新,不亦说乎?接着研究我们的电路,请看下面的电路图
该电路由振荡电路、整流电路、放大及执行电路、反馈电路组成。电路图如下
振荡电路:由三极管VT1,电阻R1、R2、R3,电容C1、C2、C3,变压器T共同组成了变压器反馈式振荡电路。R1、R2、R3组成了分压式电流负反馈偏置电路,C1、C2为交流旁路电容,L1、C3为LC选频电路,L2为反馈线圈。VT1为高频三极管,电路属于共发调集振荡电路,产生振动频率为20kHz的高频电流。
整流电路:由变压器T次级线圈L3、整流二极管D1、滤波电容C4、分流电阻R5组成,该电路属于典型的半波整流电路,产生一个直流高电平(1v),推动下一级工作。电阻R5的功能有两个:若输出电压过大,超过VT2的发射结允许电压时,起分流作用,第二,当动作停止时,释放C4的电荷为下一个动作做准备。二极管为肖特基二极管。
放大及执行电路:由三极管VT2、VT3,偏置电阻R6、R7、R8、R9以及继电器等组成,D2为续流二极管用于保护三极管VT3,K为继电器可以控制其它电路。输出端1、2可以接继电器,也可以接其它计数电路或执行电路。当整流电路A输出高电平信号+后,三极管VT2饱和导通,集电极B电位降低-,VT3基极C电位降低-,截止,输出D高电位+,电路断路。三极管VT2、VT3为低频管9013;
反馈电路:由R4组成,目的是加快VT1的起振或停振,当VT2输出低电位时,反馈至VT1的发射极,使其发射结电压升高,形成正反馈,当VT2输出高电位时,反馈至VT1发射极高电位,降低发射结电压,加快停振。
工作过程:正常情况下,振荡电路起振,输出稳定的高频电压,通过变压器T的次级L3输出,经过整流、滤波后在A点输出直流高电平,三极管VT2因此饱和导通,集电极B电位降低,三极管VT3基极C电位降低,输出电位为2端为高电位12v,继电器不动作。当有金属物体接近变压器时,在其感应磁场的作用下,产生涡流,导致反馈线圈L2反馈电压降低,振荡电路停振,整流电路无输出,三极管VT2截止,输出高电位,VT3饱和导通,输出端2输出低电位0,继电器K动作。
电路除过三极管、二极管有特殊要求外,电阻、电容均为普通元件。
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