《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電容式接近控制電路設(shè)計(jì)
摘要: 電容式接近控制器通常由一個(gè)射頻振蕩電路和一個(gè)探測(cè)板組成。
Abstract:
Key words :
  電容式接近控制器通常由一個(gè)射頻振蕩電路和一個(gè)探測(cè)板組成。圖2是用分立元件制作的電容傳感式控制器電原理圖。

  在圖2中,三極管VT1與周圍元件構(gòu)成一個(gè)射頻振蕩電路;金屬感應(yīng)電極片連在VT1的集電極作為探測(cè)器。在沒(méi)有其他導(dǎo)體接近感應(yīng)電極片時(shí),VT1組成的振蕩電路正常振蕩,此時(shí)VT1發(fā)射極輸出的射頻電壓信號(hào)經(jīng)VD1、VD2檢波后成為直流控制信號(hào),該信號(hào)使開(kāi)關(guān)管VT2導(dǎo)通,繼電器得電吸合,接通被控電路的電源:當(dāng)有導(dǎo)體接近感應(yīng)電極片時(shí),由于任何靠近感應(yīng)電極片的導(dǎo)體都會(huì)感應(yīng)出電極片和“地”之間的電容,而電容的增加就會(huì)降低振蕩器的正反饋量直至振蕩器停止振蕩,如果振蕩器停振,射頻檢波電路就不再輸出直流控制信號(hào),此時(shí)開(kāi)關(guān)管VT2就會(huì)截止,使繼電器失電斷開(kāi),而且繼電器斷開(kāi)后需要再松開(kāi)開(kāi)關(guān)S再閉合后,電路才能進(jìn)人下一次振蕩狀態(tài),否則繼電器就一直斷開(kāi)。

  C0是靈敏度調(diào)節(jié)電容,調(diào)節(jié)它的大小可以調(diào)整振蕩器起振、停振的臨界值,從而來(lái)調(diào)節(jié)控制器所控制物體的遠(yuǎn)近、大小等項(xiàng)目。在圖2中,電感L1可以使用電感量為1mH-6mH的任何色碼電感,如果電感量大于4mH,就需要適當(dāng)?shù)卦龃驝0的值,以使電路能順利起振,其他元件參數(shù)如圖2所示。

  圖3是由集成電路制作的電容感應(yīng)式控制電路。

  圖3電路中主要由一個(gè)四—2輸入“與非”門集成電路CD4093(內(nèi)部電路見(jiàn)圖4)組成。R1、C1及CD4093的一個(gè)與非門(①、②、③腳,IC1)構(gòu)成400Hz方波振蕩器,振蕩器輸出的方波分成兩路:一路直接送入一個(gè)與非門電路(④、⑤、⑥腳,IC2);另一路經(jīng)電容C2送入一個(gè)與非門(⑧、⑨、⑩腳,IC3)的一個(gè)輸人端。由于IC2接成非門的形式,所以它的輸入、輸出端電位相差180°,IC2輸出的信號(hào)經(jīng)C3、C4耦合至IC3的另一個(gè)輸入端。

  由于IC3兩個(gè)輸入端的電平相同。相位相反,因此只要IC1正常振蕩,IC3的兩個(gè)輸入端至少有一個(gè)為低電平,故IC3輸出端為穩(wěn)定的高電平,由于C6的作用,VT1截止。但是如取消IC3任何一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)或使該信號(hào)幅度降到低于門電路的輸入閾值電平時(shí),IC3就會(huì)輸出方波信號(hào)

  當(dāng)有導(dǎo)體接近感應(yīng)電極片時(shí),就會(huì)使由C2耦合到IC3輸入端⑨腳的部分信號(hào)被分流到地,若被分流后的信號(hào)幅度低于與非門輸人端的閾值電平,IC3就會(huì)輸出方波信號(hào),該信號(hào)經(jīng)VD1、VD2整流后就會(huì)使開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通,接通繼電器的電源使之吸合。

  電容C4是靈敏度調(diào)節(jié)電容,若需要該電路以最大靈敏度工作時(shí),可以先調(diào)節(jié)C4使繼電器剛好吸合,再調(diào)節(jié)C4使繼電器剛好斷開(kāi),然后用高頻蠟或絕緣漆把C4封牢即可。

  圖3電路所用元件都是普通元件,由于 CD4093為CMOS集成電路,很容易被電烙鐵所帶的靜電擊穿,所以在制作時(shí),最好先焊一個(gè)集成電路插座,待電路經(jīng)檢查無(wú)誤后再把CD4093插人插座。感應(yīng)電極片可以用金屬易拉罐剪制。



 

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