一种金属感应电子开关的制作方法

专利名称:一种金属感应电子开关的制作方法
本实用新型涉及一种电子开关，特别是用于电控系统的金属感应电子开关。
目前，在我国引进设备电控系统中使用的一种由西德“ifmelectronicgerategmbth＋cokg”所生产的电子接近开关其性能稳定，但感应距离不能调整，而且过载能力差，当输出端短路时，开关极易损坏；由江苏洞头县海光机械厂生产的“电子接近开关”其感应距离不可调，而且由于是负极性输出，不便直接带普通的电子电路或门电路负载。其产品说明着重指出DK(即电子开关)不允许在超过规定的负载下工作，那怕是瞬间的短路，也是不允许的。
本实用新型的目的是，扩大电子接近开关的应用范围，提高使用寿命，提供一种可以直接带多种负载(特别是普通电子电路和门电路负载)并且有过载和短路保护的金属感应电子开关。
本实用新型的技术解决方案是，由感应面〔1〕、磁心电感〔2〕、控制电路〔3〕、外壳〔4〕、显示发光管〔5〕、电位器〔6〕、引线〔7〕组成金属感应电子开关，其特征在于控制电路〔3〕有两个控制信号输出端，01，02，01与02互为反相，当其中一端为高电平时，输出拉电流。有过载和短路保护装置。电位器〔6〕保证感应距离可以调节。
本实用新型的优点在于，性能稳定可靠，能与多种负载配接，如能直接带电阻性负载，电感性负载和电子电路、逻辑门电路以及计算机的接口电路等，其使用寿命长，特别是在过载或者短路情况出现时不易损坏，这种优点使其能满足各种电控制系统需要。
图1、本实用新型的结构示意图图2、本实用新型的控制电路方框图图3、本实用新型的控制电路原理图结合附图，描述本实用新型的实施例图1、由感应面〔1〕、磁芯电感〔2〕、控制电路〔3〕、外壳〔4〕、显示发光管〔5〕、电位器〔6〕和导线〔7〕组成的金属感应电子开关，其外形为圆柱形或长方体，也可以根据安装要求制成其它形状。导线〔7〕为四芯电缆，分别为，电源正负极引线和两条信号控制0102输出引线。电位器〔6〕，显示发光管〔5〕装在外壳〔4〕上。磁芯电感〔2〕和控制电路〔3〕装在外壳〔4〕内，并用高分子绝缘材料填充，以保证开关本体能防水、防油、防酸、防碱、防震、抗压。
图2、控制电路〔3〕由电容三点式振荡器、振幅调节、检波放大、整形放大、电子开关、输出电流检测，单稳态触发器等组成。振荡频率为50KHZ～300KHZ，振荡幅度为3～5V(P－P值)。输出电流检测和单稳态触发器构成控制电路〔3〕的过载或短路保护电路。当有金属物体接近感应面时(接近距离为2～7cm)磁芯电感的电感量被削弱，电容三点式振荡器的振荡幅度减弱或停振。金属物离开后，振荡器恢复振荡。振荡信号经过检波放大，变为直流控制电平，再经过整形放大，推动电子开关输出控制信号01。01经倒相电子开关输出另一路控制信号02。
图3、T1、R1、R2、R3、C1、C2、C3、L构成电容三点式振荡器，调整R3的阻值，可改变振荡强弱。也就可以控制金属物对振荡器的影响的灵敏度。要获得最佳灵敏度，R3的阻值应选择在0～2KΩ之间(R3即电位器〔6〕)。
T2、R5、R6、C4、C5等构成振荡信号的检波和放大电路。将振荡信号变成开关电路所需要的直流控制信号。R14、R15、R16、R17、T5、T6构成施密特整形放大电路，控制信号经整形放大，通过D9(即显示发光管〔5〕)推动电子开关T7输出。这一路控制信号01为常“0”开关信号。同时控制信号经过R19送至由R21、R22、R23、R24、T8、T9、T10组成的倒相电子开关。这一路控制信号02为常“1”开关控制信号。D4、D5为感性负载时的续流二极管。
R18、R25为电子开关输出电流检测电阻，当输出电流超过设定值时，R18或R25上的压降上升。经C9和R13使T11饱和导通，T3饱和导通，C8向T3迅速放电，T4饱和导通。T4集电极的信号经D2、D3分别使T5、T8饱和导通，T6、T4分别截止，T7、T11也截止。输出电流为零，从而保护了电子开关。R18、R25上的压降随T7、T10的截止也降为零。这时T11截止，T3截止，T4由电源经e－b结，R10、C7向C8缓慢充电而维持导通状态。因而T7、T10的截止状态并不能马上解除，随着C8两端电压的增高，T4逐渐退出饱和，进入放大状态，当T4集电极电位不足以维持T5，T8饱和导通时，过载和短路保护便解除封锁。若此时过负载或短路状态已消除，开关电路便可恢复正常工作状态。若此时，过负载或短路状态尚未消除，则电路将不断地从复以上过程，直至故障消除为止。C6、C7、C9为加速电容。D1、D2、D3为隔离二极管。
保护电路瞬时动作时间为20μs，恢复延时为2～4秒，其““占空比”约为10－5，从而有效地保证了开关管不会因负载短路而损坏。改变R18、R25的阻值，可以选择开关输出电流的值。R18、R25一般在10Ω～0.2Ω之间选择，其功率可以按下式选取。
WR＞ 0.49/(R(Ω)) (W)。
为了获得正极性的输出信号(即当输出为高电平时，开关可送出拉电流信号)。开关管T7、T10选用PNP型中功率管或大功率管，为减小推动功率，最好选用PNP型达林顿管。开关的电源电压为直流70V～12V。
本实用新型若去掉T8、T9、T10等元件可成为三线开关。
本实用新型的外形可以是图〔1〕所示的圆柱体，也可以根据实际需要，做成其它多种形状。
权利要求
1.一种金属感应电子开关，有感应面[1]、磁芯电感[2]、控制电路[3]、外壳[4]、引线[7]，其特征在于，外壳[4]上有可以调节感应距离的电位器[6]，有显示发光管[5]、控制电路[3]由电容三点式振荡器、振幅调节、检波放大、整形放大、电子开关、输出电流检测、单稳触发器组成，其振荡频率50KHz～300KHz，振荡幅度3～5V(P-P值)，其系用PNP型三极管(或PNP型达林顿管)作为开关管，有过载和负载短路保护装置，有输出电流检测电阻，有两个控制信号输出端01，02，01和02互为反相，输出信号为高电平时，输出拉电流。
2.根据权利要求
1所述的金属感应电子开关，其特征在于电位器〔6〕的阻值宜在0～2KΩ之间。
3.根据权利要求
1所述的金属感应电子开关，其特征在于，PNP型三极管(或PNP型达林顿管)系中功率或大功率管。
4.根据权利要求
1所述的金属感应电子开关，其特征在于，输出电电流检测电阻接在输出开关管的发射极，其阻值在0.2～10(Ω)之间。
专利摘要
本实用新型涉及一种电子开关，特别是用于电控系统的金属感应电子开关。它由感应面[1]、磁芯电感[2]、控制电路[3]、外壳[4]、电位器[6]、显示发光管[5]等组成。用PNP型三极管(或PNP型达林顿管)作为开关管，有两个控制信号输出端，两输出信号始终是互为反相的，当输出为高电平时，输出拉电流。有过载和短路保护装置，适用于各种控制系统的需要。
文档编号H03K17/60GK87201926SQ87201926
公开日1988年3月23日 申请日期1987年2月11日
发明者潘腊生, 蔡立雄 申请人:中国人民解放军海军工程学院