一种高速响应远距离模拟量输出传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速响应远距离模拟量输出传感器，其包括内设感应电极和屏蔽层的探头本体，所述传感器还包括依次连接的高频LC振荡电路、F/V转换电路、信号处理放大电路以及模拟信号输出电路。所述模拟信号输出电路由第三比较器、第四比较器、电容C3、电容C4、电阻R9、R10、R11、R12组成。本实用新型接近传感器与普通接近传感器相比，在成本和外形尺寸相当情况下，本实用新型接近传感器的响应时间可以达到0.5毫秒，检测距离3?4倍于普通传感器的检测距离，从而可以实现远距离检测；而且，本实用新型采用模拟信号输出数据，十分适用于对于机械结构对安装尺寸有严格要求、检测距离又较大的场合，并且适用于需要模拟量信号传送数据的场合。
【专利说明】
一种高速响应远距离模拟量输出传感器
技术领域
:
[0001]本实用新型属于传感器技术领域，特指一种高速响应远距离模拟量输出传感器。 【背景技术】:
[0002]在传感器领域，不论是过去还是现在，都存在一个普遍的矛盾:即传感器的外形尺寸大小和其检测的距离长短的矛盾，具体为:要使检测距离长，就必须选择大功率的部件， 也就导致外形尺寸加大，这样导致的后果之一就材料增加，成本难以降低，其二就会给安装带来不便，特别是在安装空间有限的情况下就显得非常麻烦，严重时甚至安装不了，而且， 现有的接近传感器难以实现高速响应，响应速度相对迟缓。
[0003]另一方面，某些领域如:张力控制系统、纠偏系统、测距等需要采用模拟信号传送数据，仅有数字式传感器无法满足需要。【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的即在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种高速响应远距离模拟量输出传感器，其可在不改变传感器尺寸的前提下，大幅缩短响应时间，成倍提高传感器的检测距离，并且适用于需要模拟量信号传输数据的场合。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:一种高速响应远距离模拟量输出传感器，其包括内设感应电极和屏蔽层的探头本体，该传感器还包括依次连接的高频LC振荡电路、F/V转换电路、信号处理放大电路以及模拟信号输出电路，其中:
[0006]所述的高频LC振荡电路由第一比较器、电容C1、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6组成，其中，第一比较器的正输入端连接电阻Rl、R2，负输入端连接电阻R4和电容C1，电容C1 一端接地；电阻R5的一端连接电阻R4和电容C1的公共端，另一端接电源；电阻R6的一端连接电阻R4 和电容C1的公共端，另一端接地;电阻R3的一端连接第一比较器的负输入端，另一端连接第一比较器的输出端。
[0007]所述的高频LC振荡电路的第一比较器的输出端通过一电阻R7连接F/V转换电路， 所述F/V转换电路是由第二比较器、电容C2、可调电阻R8组成;其中，第二比较器的正输入端连接电阻R7;电容C2的一端也与第二比较器的正输入端连接，另一端接地;第二比较器的负输入端连接所述可调电阻R8。
[0008]所述F/V转换电路的第二比较器的输出端连接信号处理放大电路，所述信号处理放大电路由三极管Q和二极管D组成，其中，三极管Q的集电极与所述第二比较器的输出端连接，三极管Q的基极也连接第二比较器;二极管D的两端分别连接三极管Q的发射极和集电极，三极管Q的发射极和集电极还分别与模拟信号输出电路连接。
[0009]所述模拟信号输出电路由第三比较器、第四比较器、电容C3、电容C4、电阻R9、 R1、R11、R12组成，其中，第三比较器的正输入端与三极管Q的集电极连接，负输入端与三极管Q的发射极连接;第三比较器的输出端通过电阻R9与第四比较器的正输入端连接，电容C3 的一端与第三比较器连接，另一端接地;第四比较器的负输入端与电阻R10连接后与电容C3的接地端共同接地;第四比较器的输出端分别连接模拟信号输出端口、电阻R11、电阻R12， 电阻Rl 1的另一端连接电源，电阻R12的另一端连接LED指示灯D3后接地；电容C4的一端与第四比较器连接，另一端与指示灯D3接地端共同接地。[〇〇1〇]通过上述技术方案，本实用新型接近传感器与普通接近传感器相比，在成本和外形尺寸相当情况下，本实用新型接近传感器的响应时间可以达到0.5毫秒，检测距离3-4倍于普通传感器的检测距离，从而可以实现远距离检测；而且，本实用新型采用模拟信号输出数据，因此，本实用新型传感器十分适用于对于机械结构对安装尺寸有严格要求、检测距离又较大的场合，并且适用于需要模拟量信号传送数据的场合。【附图说明】:
[0011]图1是本实用新型传感器的结构框图；
[0012]图2是本实用新型传感器的电路图；
[0013]图3是本实用新型传感器的测距效果图。【具体实施方式】:
[0014]下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。
[0015]如图1?图3所示，本实用新型所述的一种高速响应远距离模拟量输出传感器，其包括内设感应电极11和屏蔽层12的探头本体1，所述传感器还包括依次连接的高频LC振荡电路2(其作为交变磁场产生源)、F/V转换电路3(其作为信号触发器)、信号处理放大电路4 (其作为信号处理放大器)以及模拟信号输出电路5(其作为数字信号转换模拟信号的D/A转换处理器，并输出模拟信号)。
[0016] 具体而言，所述的高频LC振荡电路2由第一比较器21、电容C1、电阻Rl、R2、R3、R4、 R5、R6组成，其中，第一比较器的正输入端连接电阻Rl、R2，负输入端连接电阻R4和电容C1， 电容C1 一端接地；电阻R5的一端连接电阻R4和电容C1的公共端，另一端接电源；电阻R6的一端连接电阻R4和电容C1的公共端，另一端接地;电阻R3的一端连接第一比较器的负输入端， 另一端连接第一比较器的输出端。[0〇17]所述的高频LC振荡电路2的第一比较器21的输出端通过一电阻R7连接F/V转换电路3,所述F/V转换电路是由第二比较器31、电容C2、可调电阻R8组成;其中，第二比较器31的正输入端连接电阻R7,即通过电阻R7连接所述高频LC振荡电路中第一比较器的输出端；电容C2的一端也与第二比较器31的正输入端连接，另一端接地;第二比较器31的负输入端连接所述可调电阻R8。
[0018]所述F/V转换电路3的第二比较器31的输出端连接信号处理放大电路4,所述信号处理放大电路4由三极管Q和二极管D组成，其中，三极管Q为NPN型三极管，三极管Q的集电极与所述第二比较器31的输出端连接，三极管Q的基极也连接第二比较器31;二极管D的两端分别连接三极管Q的发射极和集电极，三极管Q的发射极和集电极还分别与模拟信号输出电路5连接。
[0019]所述模拟信号输出电路5由第三比较器51、第四比较器52、电容C3、电容C4、电阻尺9、1?10、1?11、1?12组成，通过在模拟信号输出电路中设置两个比较器，从而加快0/^转换处理速度，缩短响应时间，达到高速响应。其中，第三比较器51的正输入端与三极管Q的集电极连接，负输入端与三极管Q的发射极连接;第三比较器51的输出端通过电阻R9与第四比较器52 的正输入端连接，电容C3的一端与第三比较器51连接，另一端接地;第四比较器52的负输入端与电阻R10连接后与电容C3的接地端共同接地;第四比较器52的输出端分别连接模拟信号输出端口、电阻R11、电阻R12，电阻Rl 1的另一端连接电源，电阻R12的另一端连接LED指示灯D3后接地；电容C4的一端与第四比较器连接52,另一端与指示灯D3接地端共同接地。通过模拟量信号输出，解决了客户张力控制等应用的实际需求。这样，在不增加或稍微增加点成本的基础上，解决了上述描述的问题，满足了应用的实际需求。
[0020]本实用新型接近传感器与普通接近传感器相比，在成本和外形尺寸相当情况下， 本实用新型接近传感器的响应时间可以达到0.5毫秒，检测距离3-4倍于普通传感器的检测距离，从而可以实现远距离检测;而且，本实用新型采用模拟信号输出数据，因此，本实用新型传感器十分适用于对于机械结构对安装尺寸有严格要求、检测距离又较大的场合，并且适用于需要模拟量信号传送数据的场合。
【主权项】
1.一种高速响应远距离模拟量输出传感器，其包括内设感应电极和屏蔽层的探头本 体，该传感器还包括依次连接的高频LC振荡电路、F/V转换电路、信号处理放大电路以及模 拟信号输出电路，其特征在于:所述的高频LC振荡电路由第一比较器、电容C1、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6组成，其中，第 一比较器的正输入端连接电阻R1、R2，负输入端连接电阻R4和电容C1，电容C1 一端接地；电 阻R5的一端连接电阻R4和电容C1的公共端，另一端接电源；电阻R6的一端连接电阻R4和电 容C1的公共端，另一端接地;电阻R3的一端连接第一比较器的负输入端，另一端连接第一比 较器的输出端；所述的高频LC振荡电路的第一比较器的输出端通过一电阻R7连接F/V转换电路，所述 F/V转换电路是由第二比较器、电容C2、可调电阻R8组成;其中，第二比较器的正输入端连接 电阻R7;电容C2的一端也与第二比较器的正输入端连接，另一端接地;第二比较器的负输入 端连接所述可调电阻R8;所述F/V转换电路的第二比较器的输出端连接信号处理放大电路，所述信号处理放大 电路由三极管Q和二极管D组成，其中，三极管Q的集电极与所述第二比较器的输出端连接， 三极管Q的基极也连接第二比较器;二极管D的两端分别连接三极管Q的发射极和集电极，三 极管Q的发射极和集电极还分别与模拟信号输出电路连接；所述模拟信号输出电路由第三比较器、第四比较器、电容C3、电容C4、电阻R9、R10、R11、 R12组成，其中，第三比较器的正输入端与三极管Q的集电极连接，负输入端与三极管Q的发 射极连接;第三比较器的输出端通过电阻R9与第四比较器的正输入端连接，电容C3的一端 与第三比较器连接，另一端接地;第四比较器的负输入端与电阻R10连接后与电容C3的接地 端共同接地;第四比较器的输出端分别连接模拟信号输出端口、电阻R11、电阻R12,电阻R11 的另一端连接电源，电阻R12的另一端连接LED指示灯D3后接地；电容C4的一端与第四比较 器连接，另一端与指示灯D3接地端共同接地。
【文档编号】G01D5/12GK205593541SQ201620106151
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】谭海程
【申请人】东莞市中昊自动化科技有限公司