Резистивные датчики. 
Средства автоматизации и управления

Электроконтактные датчики

Электроконтактные датчики строятся на основе электроконтактных преобразователей, которые преобразуют механическое перемещение в замкнутое или разомкнутое состояние контактов, управляющих электрической цепью.

Схема одноконтактного резистивного преобразователя представлена на рис. 2.1. При изменении размера изделия 1 шток 3 переместится в направляющих 2 и укрепленный на нем контакт 4 войдет в соприкосновение с контактом 5, замкнув электрическую цепь.

Существует большое количество конструкций электроконтактных преобразователей различного назначения. Так, достаточно широкое применение нашел так называемый двухконтактный преобразователь, схема которого аналогична уже рассмотренной.

В двухконтактном преобразователе шток с измерительным наконечником (обычно твердосплавным) прижимается создающей измерительное усилие пружиной к контролируемой поверхности измеряемой детали (в приборах окончательного контроля). Если осуществляется активный контроль в процессе обработки, то шток преобразователя может прижиматься к промежуточной детали (измерительному штоку). Перемещающийся шток преобразователя обычно кинематически связан с.

Рис. 2.1. Схема одноконтактного преобразователя перемещений поворачивающейся деталью — коромыслом, на концах которого устанавливаются два контакта, предназначенные для замыкания и размыкания соответствующих электрических цепей. Положение этих контактов может регулироваться при настройке преобразователя (обычно с помощью резьбовых настроечных головок).

Разновидностью двухконтактного преобразователя является преобразователь, конструктивно выполненный так, что перемещение измерительного штока кинематически связано с круговым шкальным индикатором часового типа. При использовании такого преобразователя оператор получает возможность контролировать нужный размер, следя за положением стрелки индикатора.

Принцип действия этих преобразователей одинаковый. В начале обработки детали, когда ее размер наибольший, измерительный шток контрольного устройства находится в крайнем (верхнем) положении. Первая пара из заранее настроенных контактов замкнута. По мере уменьшения контролируемого размера обрабатываемой детали измерительный шток преобразователя перемещается и коромысло начинает поворачиваться. Первая пара контактов размыкается, вследствие чего формируется и подается команда на изменение режима работы, например на переход от черновой к чистовой обработке. При дальнейшем снятии припуска (уже при чистовой обработке) измерительный шток продолжает перемещаться, а коромысло поворачиваться, пока вторая пара заранее настроенных контактов не замкнется. Это значит, что заданный размер достигнут, и обработка останавливается. ₍

Для контроля и многодиапазонной сортировки деталей на размерные группы необходимо использовать многоконтактные преобразователи. Принципиальная схема такого преобразователя представлена на рис. 2.2. Соответствующими цифрами здесь обозначены те же элементы схемы, что и на рис. 2.1, с той лишь разницей, что вместо одной пары контактов 5 устанавливается группа из нескольких контактов, закрепленных на плоских пружинах. По мере перемещения измерительного штока 3 последовательно замыкается несколько пар контактов в контактной группе 5, чем обеспечивается подача различных сигналов по мере достижения деталью / различных размеров.

При проектировании контактных датчиков проблема заключается в уменьшении тока, протекающего через контакты, и в уменьшении величины перемещения измерительного штока, приводящего к срабатыванию контактов.

Эти проблемы решаются в так называемых электронных контактных реле. Принципиальная схема электронного контактного реле приведена на рис. 2.3.

На этой схеме: 1 и 2—активные сопротивления, образующие входной делитель напряжения; 3 — обмотка электромагнитного контактного реле; 4 — транзистор; б, э и к — его база, эмиттер и коллектор соответственно. К эмиттеру транзистора 4 через.

Рис. 2.3. Схема электронного контактного реле.

Рис. 2.2. Схема многоконтактного преобразователя перемещений.

обмотку электромагнитного контактного реле 3 подключено постоянное напряжение +?_к, а к его коллектору подключено постоянное напряжение -Е_к. При отсутствии или малом значении напряжения U_n на базе транзистора 4 ток базы определяется напряжением смещения, создаваемым входным делителем из сопротивлений / и 2. Коллекторный ток транзистора 4 в Р раз больше, чем ток его базы ((3 — коэффициент усиления транзистора 4), но при этом не превышает тока срабатывания реле 3. При небольшом изменении входного напряжения ?/_нх ток базы увеличится, а ток коллектора увеличится еще значительней, и реле 3 сработает.

Рис. 2.4. Принципиальная схема фотореле.

Изменять напряжение на базе транзистора и тем самым включать и выключать электромагнитное реле можно не только подачей напряжения на базу транзистора, но и изменением соотношения величин сопротивлений во входном делителе. Если сопротивление 2 в рассмотренной схеме заменить фоторезистором, то получится фотореле. Его схема приведена на рис. 2.4. При подаче света на фоторезистор 2 реле 3 срабатывает.