[其他]变磁阻固体无触点非接触开关

说明书

本实用新型涉及到一种新式无触点非接触式的开关量输出传感器。适用于各种自动控制电路。

现有的位置发讯开关中分有触点和无触点两大类型。有触点式的如行程开关、微动开关、磁幅干簧开关等均由弹性元件加触点组成，其复现性受弹性元件老化或磁体衰老的影响使用寿命短可靠性差。在振动场合下触点抖动现象尤为突出，而且工作频率低无法在高速高频度启动的场合下使用，现行的无触点开关中应用较普遍的是霍尔开关和光电开关，霍尔开关虽然有较高的位置精度，但结构中有机械活动部件，而且启动须接触开关的活动部件，因而有振动无法正常应用，光电开关虽然实现了无触点启动，且有较高的位置精度和工作频率，但在振动、粉尘、油污环境下不能保证正常工作，安装调试较复杂，成本也较高。

随着计算机在生产上应用的推广，高度自动化的生产对开关量输出的传感器要求越来越高，用量越来越大，为适应生产现场中各种位置量采样的需要，一种防粉尘、耐油污、抗震动、工作频率高且能直接对计算机输入的固体全封闭式无触点非接触开关越来越急需，这正是本实用新型的发明目的。

本发明目的是通过以下构思来实现的，电原理见图1。开关的基本部件包括一个漏磁通变压器（A）和一个完成振荡、整形、倒相输出功能的TTL集成块（B），该变压器的原边线圈和TTL集成块的振荡输出端相连形成一个谐振回路，谐振可通过调整原边线圈匝数或电容（C）实现。接通电源后由于谐振，在变压器的付边线圈上会产生一个稳定的高幅值交流输出，输出讯号经整形后加载到倒相器上，控制输出一个标准的TTL高电平①和一个标准的TTL低电平②。变压器可采用高导磁材料制成非闭合磁回路。如本实用新型采用MX2000中间开了一个3－5mm的缺口。在缺口处形成一个漏磁区，当用来触发开关的导磁体或金属物从任一方位接近缺口时会引起漏磁区磁力线的收缩从而改变原边线圈的电感量形成谐振电路失调，付边输出电压陡然下降使TTL电路电平降致关门电压于是输出端1、2的高低电平跳转实现了开关量输出的目的。

做为自动控制中的位置采样开关，其性能参数有复现性，不灵敏区宽度，电平跳转曲线陡度，以上的技术指标均通过对原付边线圈的匝数比及谐振电容C的数值选择来加以实现，本实用新型的参考数值如下：

原边线圈：110－160匝

付边线圈：30－60匝

电容C：1000－4700PF

适当选择以上数值可保证实现以下技术指标：

不灵敏动作区：＜0.1mm

滞环：＜0.5mm

复现性：＜0.1mm

开关的全部元件固定在一个塑料骨架上后用环氧树脂整体封装在一个代缺口的耐油塑料壳内仅留有两个电源线和两个输出端（如图2示）。使用时可采用穿过缺口或侧面接近方式来实现开关转换。适当设计穿过缺口的触发金属片形状和截面可将触发区限制在一个狭窄的空间区域，实现往复位置的精确测量是优于各类开关的又一显著特点，将耐油塑料壳的厚度选择在9－12mm之间可实现单面。双面的接近触发效果。在高速度工件计数时可直接将本开关水平置在工件通道上，其启动频率大于1000HZ，使用寿命大于10⁵小时。由于本开关完全固化密封无机械活动部件因而可以适用于粉尘。油污，震动的各种恶劣环境，以及煤矿。面粉厂等防爆特殊要求，本开关在较强的静电场和磁场中仍能保持正常工作。此外本发明体积小安装方便成本低廉制作工艺简单，因而有较大的实用价值。