一种检测距离学习型电感式传感器的制作方法

[0001]
本发明涉及传感器技术领域，具体是一种检测距离学习型电感式传感器。


背景技术：

[0002]
电感式传感器，属于一种开关量输出的位置传感器。它由lc高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生交变电磁场的振荡感辨头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于电感式传感器，使电感式传感器振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体靠近，进而控制开关的通或断。它能在一定的距离(几毫米至几十毫米)内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出“动作”信号。它广泛的应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业，在自动化控制系统中可做为行程限位、生产线的产品计数等应用。电感式传感器与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆性能较好、输出信号负载能力强、安全可靠的特点。
[0003]
目前在电感式传感器行业，传感器型号种类繁多。按检测距离分有不同的检测距离；按输出方式分有npn型或pnp型；按动作形态分有常开或常闭输出。由此导致传感器种类多，生产切换成本高，用户选型困难等问题。
[0004]
传统电感式传感器其检测距离为一个固定值。产品在生产过程中调试、测试、灌胶都会对产品的检测距离造成较大的误差，有的误差过大达不到合格标准的还会造成产品报废。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种检测距离学习型电感式传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007]
一种检测距离学习型电感式传感器，包括塑胶前塞、电感线圈、磁芯、pcb固定片、主电路pcb板、铜壳体、轻触按键pcb板、轻触按键、轻触按键硅胶帽、铜尾塞、四针母插头，所述主电路pcb板安装在铜壳体内部，铜壳体的一端设有pcb固定片，pcb固定片的另一侧设有磁芯，磁芯上设有电感线圈，铜壳体的一端设有塑胶前塞，铜壳体的另一端设有铜尾塞，铜尾塞另一端连接四针母插头，铜壳体上还设有轻触按键，轻触按键的下方设有轻触按键pcb板，轻触按键的上方设有轻触按键硅胶帽。
[0008]
作为本发明的进一步技术方案：所述主电路pcb板包括mcu微处理器、5v稳压电路、 8v稳压电路、lc振荡电路、积分电路、电压跟随器、温度补偿电路、输出控制电路、pnp 输出短路/过载保护电路和npn输出短路/过载保护电路,lc振荡电路分别连接8v稳压电路和积分电路，8v稳压电路还分别连接5v稳压电路、pnp输出短路/过载保护电路和输出控制电路，5v稳压电路还连接电压跟随器和mcu微处理器，mcu微处理器还分别连接输出控制电路和温度补偿电路，输出控制电路还分别连接pnp输出短路/过载保护电路和npn 输出短路/过载
保护电路，积分电路还连接电压跟随器。
[0009]
作为本发明的进一步技术方案：所述pnp输出短路/过载保护电路包括第二十二电阻 r26,第四pnp三极管t5、第二十三电阻r31,第八npn三极管t8,其中，所述第二十二电阻r26输入端与第四pnp三极管t5的基极电连接并连接到输出控制电路的pnp输出端，所述第二十二电阻r26输出端与第四pnp三极管t5的发射极与vcc电源电连接并连接到电源输入端a，所述第四pnp三极管t5的集电极电连接至所述第二十三电阻r31的输入端，所述第二十三电阻r31的输出端电连接至所述第八npn三极管t8的基极，所述第八npn 三极管t8的集电极电连接至mcu微处理器的第3脚，所述第八npn三极管t8的发射极接地。
[0010]
作为本发明的进一步技术方案：所述npn输出短路/过载保护电路包括第二十四电阻 r37和第九npn三极管t12，其中，所述第二十四电阻r37的输入端与第九npn三极管t12 的基极电连接至输出控制电路的npn输出端,所述第九npn三极管t12的发射极电连接并连接到mcu微处理器的第3脚，所述第九npn三极管t12的发射极接地并连接到电源输入端c。
[0011]
作为本发明的进一步技术方案：所述5v稳压电路包括开关二极管d5、稳压二极管 d6、第二十五电阻r28、第七电容c10、第十npn三极管t6、第二十六电阻r33、可控精密稳压源t10、第二十七电阻r34、第二十八电阻r36和第八电容c9,其中,所述开关二极管d5的输入端与电源输入端a电连接，所述开关二极管d5的输出端、稳压二极管d6输入端和第二十五电阻r28的输入端相连并连接到+8v稳压电路，所述稳压二极管d6输出端接地，所述第二十五电阻r28的输出端、第二十六电阻r33的输入端与第七电容c10输入端电连接并连接到第十npn三极管t6的集电极，所述第七电容c10输出端接地，所述可控精密稳压源t10的参考极与第二十七电阻r34输入端电连接并连接到第二十八电阻r36 的输入端，所述第二十七电阻r34输出端与第十npn三极管t6的发射极电连接并连接到第八电容c9的输入端，所述第二十八电阻r36的输出端与第八电容c9的输出端接地。
[0012]
作为本发明的进一步技术方案：所述8v稳压电路包括第二十九电阻r29、第九电容c8、 78l08三端稳压芯片ic4和第十电容c7，其中，所述第二十九电阻r29的输入端与电源vdd 电连接，所述第二十九电阻r29输出端电连接到第九电容c8输入端并连接到78l08三端稳压芯片ic4的输入端，所述第九电容c8输出端与所述78l08三端稳压芯片ic4的接地端接地，所述78l08三端稳压芯片ic4的输出端电连接到第十电容的输入端并连接到+8v 电源输出，所述第十电容c7的输出端接地。
[0013]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明只需要一款电感式传感器，就可通过按键学习功能实现不同的检测距离调整，npn与pnp的输出方式切换，常开与常闭的动作形态切换。这样在我们生产以及用户选型时就可大大减少传感器的种类，减少生产成本和用户备货种类。同时由于做成成品后其检测距离还可通过按键学习功能调整，所以从根本上解决了传感器由于检测距离误差导致产品不合格的问题。
附图说明
[0014]
图1是检测距离学习型电感式传感器结构示意图。
[0015]
图2是传感器电路框图。
[0016]
图3是传感器电路图。
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图中：塑胶前塞1、电感线圈2、磁芯3、pcb固定片4、主电路pcb板5、铜壳体6、轻触按
键pcb板7、轻触按键8、轻触按键硅胶帽9、铜尾塞10、四针母插头11。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
实施例1：请参阅图1-3，一种检测距离学习型电感式传感器，包括塑胶前塞1、电感线圈2、磁芯3、pcb固定片4、主电路pcb板5、铜壳体6、轻触按键pcb板7、轻触按键 8、轻触按键硅胶帽9、铜尾塞10、四针母插头11，所述主电路pcb板5安装在铜壳体6 内部，铜壳体6的一端设有pcb固定片4，pcb固定片4的另一侧设有磁芯3，磁芯3上设有电感线圈2，铜壳体6的一端设有塑胶前塞1，铜壳体6的另一端设有铜尾塞10，铜尾塞10另一端连接四针母插头11，铜壳体6上还设有轻触按键8，轻触按键8的下方设有轻触按键pcb板7，轻触按键8的上方设有轻触按键硅胶帽9。
[0020]
如图2所示，主电路pcb板5包括mcu微处理器、5v稳压电路、8v稳压电路、lc振荡电路、积分电路、电压跟随器、温度补偿电路、输出控制电路、pnp输出短路/过载保护电路和npn输出短路/过载保护电路,lc振荡电路分别连接8v稳压电路和积分电路，8v稳压电路还分别连接5v稳压电路、pnp输出短路/过载保护电路和输出控制电路，5v稳压电路还连接电压跟随器和mcu微处理器，mcu微处理器还分别连接输出控制电路和温度补偿电路，输出控制电路还分别连接pnp输出短路/过载保护电路和npn输出短路/过载保护电路，积分电路还连接电压跟随器。5v电源稳压电路提供的5v电源为mcu微处理器与电压跟随器提供稳定的电压，8v电源稳压电路提供的8v电源通过lc振荡电路中的第一电压提供电路和第二电压提供电路为lc振荡提供稳定电压，且通过反馈第四npn三极管t2b和第五npn三极管t2a给振荡电路提供反馈信号，从而保证lc振荡更加稳定；lc振荡电路将振荡信号发送给积分电路，由积分电路对振荡电路产生的连续的正弦波进行积分处理，进而输出到电压跟随器电路比较器的同向端，电压跟随器电路比较器ic2的输出端信号接入到mcu微处理器的ad信号采样端，与mcu微处理器的内部阈值设定值进行比较，从而控制输出相应的电流导通电路使输出端线路实现导通得到相应的电流值，由外接的plc控制得到相应的距离值。在本申请实施例中，通过短路、过载保护电路对各个器件进行短路或过载保护，通过稳压电路进一步保证输出电流的稳定性和lc振荡的稳定性，从而提高接近开关检测的准确性。另外，在本申请实施例中，可以通过温度补偿电路对接近开关进行温度软件补偿，也可以通过第八热敏电阻r23对接近开关进行温度硬件补偿，从而提高该接近开关的温度性能，使其能够在高温和低温环境下正常使用，且保证接近开关检测的准确性。
[0021]
实施例2：在实施例1的基础上：如图3所示，pnp输出短路/过载保护电路包括第二十二电阻r26,第四pnp三极管t5、第二十三电阻r31,第八npn三极管t8,其中，所述第二十二电阻r26输入端与第四pnp三极管t5的基极电连接并连接到输出控制电路的pnp 输出端，所述第二十二电阻r26输出端与第四pnp三极管t5的发射极与vcc电源电连接并连接到电源输入端a，所述第四pnp三极管t5的集电极电连接至所述第二十三电阻r31 的输入端，所述第二十三电阻r31的输出端电连接至所述第八npn三极管t8的基极，所述第八npn三极管t8的
集电极电连接至mcu微处理器的第3脚，所述第八npn三极管t8 的发射极接地。
[0022]
如图3中左下部所示区域，npn输出短路/过载保护电路包括第二十四电阻r37和第九 npn三极管t12，其中，所述第二十四电阻r37的输入端与第九npn三极管t12的基极电连接至输出控制电路的npn输出端,所述第九npn三极管t12的发射极电连接并连接到 mcu微处理器的第3脚，所述第九npn三极管t12的发射极接地并连接到电源输入端c。
[0023]
如图3中右中部所示区域，5v稳压电路包括开关二极管d5、稳压二极管d6、第二十五电阻r28、第七电容c10、第十npn三极管t6、第二十六电阻r33、可控精密稳压源 t10、第二十七电阻r34、第二十八电阻r36和第八电容c9,其中,所述开关二极管d5的输入端与电源输入端a电连接，所述开关二极管d5的输出端、稳压二极管d6输入端和第二十五电阻r28的输入端相连并连接到+8v稳压电路，所述稳压二极管d6输出端接地，所述第二十五电阻r28的输出端、第二十六电阻r33的输入端与第七电容c10输入端电连接并连接到第十npn三极管t6的集电极，所述第七电容c10输出端接地，所述可控精密稳压源t10的参考极与第二十七电阻r34输入端电连接并连接到第二十八电阻r36的输入端，所述第二十七电阻r34输出端与第十npn三极管t6的发射极电连接并连接到第八电容c9 的输入端，所述第二十八电阻r36的输出端与第八电容c9的输出端接地。
[0024]
如图3中右下部所示区域，8v稳压电路包括第二十九电阻r29、第九电容c8、78l08 三端稳压芯片ic4和第十电容c7，其中，所述第二十九电阻r29的输入端与电源vdd电连接，所述第二十九电阻r29输出端电连接到第九电容c8输入端并连接到78l08三端稳压芯片ic4的输入端，所述第九电容c8输出端与所述78l08三端稳压芯片ic4的接地端接地，所述78l08三端稳压芯片ic4的输出端电连接到第十电容的输入端并连接到+8v电源输出，所述第十电容c7的输出端接地。
[0025]
如图3中部所示区域，积分电路包括第三电容c6、第九电阻r13和第十电阻r24，所述第九电阻r13的输出端分别连接相互并联的第三电容c6和第十电阻r24的输入端，其中，所述第三电容c6和第十电阻r24的输出端接地，所述第三电容c6和第十电阻r24的输入端电连接至所述电压跟随器电路。
[0026]
如图3中部所示区域，电压跟随器电路由运放ic2组成，所述积分电路第三电容c6 和第十电阻r24输入端电连接电压跟随器电路运放ic2的同向输入端，运放ic2的输出端连接至mcu微处理器的第15脚。且运放ic2的第5脚与+8v电源电连接，运放ic2的第2 脚接地。
[0027]
如图3中右上部所示区域，mcu微处理器电路包括微处理器ic1、第十一电阻r8、第五电容c3、第四电容c1、第五电容c3、第六电容c4、第十二电阻r7、第十三电阻r6、第十四电阻r5、第十五电阻r4和烧写接口p1,其中，所述mcu微处理器的第1脚与第十一电阻r8和第五电容c3的输入端电连接，且第十一电阻r8的输出端与+5v电源电连接，第五电容c3的输出端接地，所述mcu微处理器的第3脚电连接至所述pnp输出短路过载保护电路和npn输出短路过载保护电路，所述mcu微处理器的第4脚和第10脚接地，所述mcu微处理器的第5脚电连接至第四电容c1输入端，所述第四电容c1输出端接地，所述mcu微处理器的第5脚、第6脚和第9脚与+5v电源电连接，所述mcu微处理器的第15 脚电连接至所述电压跟随器电路，所述mcu微处理器的第16脚电连接至所述温度补偿电路，所述mcu微处理器的第17脚电连接至轻触按键s1的输入端，所述轻触按键s1的输出端接地，所述mcu微处理器的第21脚电连接至第十二电阻r7的输入端，所述第十二电阻r7的输出端与指示灯d4的阴极电连接，所述指示灯d4的
阳极与+5v电源电连接，所述 mcu微处理器的第22脚电连接至第十三电阻r6的输入端，所述第十三电阻r6的输出端与指示灯d3的阴极电连接，所述指示灯d3的阳极与+5v电源电连接，所述mcu微处理器的第23脚电连接至第十四电阻r5的输入端，所述第十二电阻r5的输出端与指示灯d2的阴极电连接，所述指示灯d2的阳极与+5v电源电连接，所述mcu微处理器的第24脚电连接至第十五电阻r4的输入端，所述第十三电阻r4的输出端与指示灯d1的阴极电连接，所述指示灯d1的阳极与+5v电源电连接，所述mcu微处理器的第2脚、第8脚、第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚、第18脚、第19脚、第20脚、第25脚、第27 脚、第28脚、第29脚和第32脚空置。所述mcu微处理器的烧写接口p1的第1脚电连接至微处理器的第1脚，所述mcu微处理器的烧写接口p1的第2脚电连接至微处理器的第 26脚，所述mcu微处理器的烧写接口p1的第3脚与+5v电源电连接，所述mcu微处理器的烧写接口p1的第4脚接地。
[0028]
如图3中最右边所示区域，温度补偿电路包括第十六电阻r9与第十七热敏电阻r10，其中，所述第十六电阻r9与第十七热敏电阻r10的输入端电连接至所述微处理器的第16 脚，所述第十六电阻r9的输出端与+5v电源电连接，第十七热敏电阻r10的输出端接地。
[0029]
如图3中左下部所示区域，输出控制电路包括第十八电阻r32、第十九电阻r30、第二十电阻r27、第二十一电阻r35、第六npn三极管t9、第七npn三极管t11和第三pnp 三极管t7，其中，所述第十八电阻r32的输入端电连接至mcu微处理器的第31脚，所述第十八电阻r32的输出端电连接至所述第六npn三极管t9的基极，所述第六npn三极管 t9的发射极接地，所述第六npn三极管t9的集电极电连接至所述第十九电阻r30的输入端，第十九电阻r30的输出端电连接至第二十电阻r27的输入端和第三npn三极管t7的基极，所述第二十电阻r27的输出端和第三npn三极管t7的发射极电连接至pnp输出短路过载保护电路，所述第二十一电阻r35的输入端电连接至mcu微处理器的第30脚，所述第二十一电阻r35的输出端电连接至所述第七npn三极管t11的基极，所述第七npn三极管t11的发射极电连接至npn输出短路过载保护电路，所述第三npn三极管t7集电极与第七npn三极管集电极电连接至信号输出端b。
[0030]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0031]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。