Сигнализатор уровня сред (емкостное реле). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, детекторы, металлоискатели

 Комментарии к статье

Сигнализатор уровня сред (далее СУС) предназначен для сигнализации наличия определенных объектов (сыпучих сред, предметов) в непосредственной близости от его датчика (чувствительного элемента). По сути, это емкостное реле, сигнализатор изменения емкости емкостного датчика. От подобных устройств резонансного типа, СУС отличается отсутствием катушек индуктивности и простотой настройки. Такое схемное решение обеспечивает реакцию на изменение емкости датчика всего на 0,5 пФ (!). Это позволяет реагировать на приближение ладони человека на расстояние 5-8 см до поверхности датчика.

Блок-схема СУС показана на рисунке 1, и состоит из: датчика - 1, тактового генератора - 2, генераторов опорного - 3 и измерительного - 4 сигналов, сравнивающего устройства - 5, согласующего - 6 исполнительного - 7 устройств и блока питания - 8.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Рассмотрим работу схемы по диаграммам на рисунке 2:

Рис. 2

Тактовый генератор вырабатывает импульсы синхронизации (1), по которым запускаются опорный (3) и измерительный (5) ждущие мультивибраторы. Длительность опорного импульса определяют элементы схемы (3), (могут меняться вручную). Длительность измерительного импульса (5) зависит от величины емкости датчика.

В исходном состоянии, когда на датчик не воздействуют посторонние предметы, его емкость мала и длительность (t2) опорного импульса, больше длительности измерительного (t3) импульса (t2> t3, диаграмма 4, 5). При приближении контролируемого объекта к датчику его электрическая емкость увеличивается, длительность измерительного импульса (t4) возрастает и в определенный момент становится больше опорного (t2) (t2<t4, диаграмма 5). Сравнивающее устройство фиксирует смену знака неравенства и по сигналу синхронизации запоминает это состояние (точка "А" диаграммы 5 и 6). В зависимости от этого, согласующее и исполнительное устройства, подключает нагрузку к сети 220 вольт.

При отдалении контролируемого объекта к датчику его электрическая емкость уменьшается и длительность измерительного импульса уменьшается (t5) и когда она станет меньше t2, схема вернется в исходное состояние и с нагрузки напряжение будет снято (точка "Б" диаграммы 6).

Рассмотрим принципиальную схему сигнализатора СУС на рисунке 3:

Рис. 3 (нажмите для увеличения)

Тактовый генератор собран на логических элементах DD1. Генератор опорного сигнала выполнен на 2-х элементах DD2, транзисторе VТ1 и времязадающей цепочке C3, R2, R4. Его параметры регулируются резистором R4.

Генератор измерительного сигнала выполнен на оставшихся 2-х элементах DD2, транзисторе VТ2 и времязадающей цепочке C0,С2, R3. Выходы обоих генераторов поданы на входы "D" и "С" триггера DD3. При длительности импульса измерительного канала (5) больше длительности импульса опорного канала (3), в триггер, записывается "1" (6). Согласование по уровню сигнала осуществляется в согласующем устройстве 6 (рис. 1), собранное на элементах:VТ3, VТ4, R13, R14, R16-R18 (рис. 3). Релейный каскад исполнительного устройства 7 собран на VT5. Контакты реле К1 коммутируют питание на нагрузку. В верхней части схемы показан семисторный вариант коммутатора нагрузки. Обе схемы не имеют особенностей.

Конструкция СУС и датчика показана на рисунке 4.

Рис. 4

Несущим элементом является металлический корпус с размещенным в нем диском из фольгированного текстолита толщиной 1,5мм и диаметром 160мм. Рисунок датчика нанесен краской по трафарету. Не защищенные участки вытравлены, к получившимся зонам (обкладкам конденсатора датчика) подпаяны провода для подключения в схему.

Настройка сигнализатора состоит в проверке напряжения питания микросхем и контроле соответствия сигналов в контрольных точках в соответствии с рисунками 2 и 3. При исходном состоянии датчика длительность импульса на выводе 3 микросхемы DD3, должна быть меньше длительности импульса выводе 5 той же МС. Достигается это регулировкой подстроечного резистора R4. При приближении руки к датчику на выходе 1 микросхемы DD3 должен быть переход с состояния "0" в состояние "1". Чувствительность уточняется незначительным изменением положения резистора R4. Настройка остальной части схемы, при исправных деталях, не требуется.

Конструктивно сигнализатор собран из двух блоков (выделено на рисунке 3). Левая (по схеме) часть собрана в непосредственной близости от датчика, в одном корпусе. Правая часть - отдельным блоком. Соединение между блоками 3-х проводное, не ограниченной длины (в разумных пределах).

На вопросы интересующихся отвечу по bkalmykov[собака]esv.ryazan.ru

Автор: Калмыков Б.М.; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, детекторы, металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Робот с двойной локомоцией 24.11.2025 Робототехника давно вышла за рамки привычных моделей, предлагая новые конструкции. Они уже не пытаются копировать поведение живых организмов, а создают собственные, ранее не существовавшие формы движения. Одной из самых ярких разработок такого типа стал робот TARS3D, открывающий новое направление в исследовании мобильных машин. Эта система демонстрирует, как сочетание инженерной изобретательности и методов глубокого подкрепляющего обучения позволяет перейти к принципиально иной логике передвижения. В основе проекта лежит идея о том, что многие среды, созданные человеком, гораздо эффективнее преодолевать неморфными конструкциями, то есть формами, которые не имеют биологических аналогов. Адитья Срипада и Абишек Варриер подчеркивают, что традиционная биомиметика ограничивает потенциал робототехнической локомоции. Использование методов deep reinforcement learning позволило исследовательской группе не только воспроизвести известные типы движений, но и сформировать новые паттерны, которые ранее не встречались в роботах. TARS3D представляет собой прямоугольный корпус с четырьмя телескопическими сопротивлениями, расположенными в Х-образной конфигурации. Такая геометрия обеспечивает плавный переход между двумя независимыми режимами - шаганием и катением. Каждый из выдвижных элементов управляется автономно, что позволяет роботу функционировать как своеобразное восьмиспицевое колесо без ободов. Конструкция дает возможность распределять нагрузку максимально эффективно и сохранять устойчивость даже при сложных маневрах. Срипада отмечает, что чрезвычайно простая форма устройства обманчива: за внешней минималистичностью скрывается гибкая система, способная работать в режимах, ранее считавшихся несовместимыми. Исследователь подчеркивает, что стремился понять, может ли малосложный робот одинаково успешно катиться и шагать, и результаты испытаний TARS3D подтверждают, что подобный подход не только возможен, но и перспективен. Практический потенциал платформы охватывает несколько областей. В логистике TARS3D может быстро перемещаться по узким коридорам и преодолевать препятствия в виде кабельных лотков, решеток или даже лестниц. В ветеринарных клиниках и приютах он способен вести малозаметный мониторинг животных благодаря тихому движению. В космической сфере компактность и универсальность дают ему возможность катиться по рельсовым конструкциям, а затем фиксироваться для проведения инспекций, что делает его удобным инструментом для внешних и внутренних обследований модулей. Особенно важным достижением проекта его создатели считают не только технологическую новизну, но и перезагрузку самого взгляда на робототехнику. По словам Срипады, TARS3D позволяет вернуть то удивление, которое рождается, когда инженерное решение неожиданно начинает работать именно так, как было задумано. Он говорит, что это ощущение похоже на открытие маленькой новой истины о движении, настойчивости и самом процессе поиска.

Другие интересные новости:

▪ Европа нагревается быстрее других континентов

▪ Переводчик детского плача

▪ Экзитоны могут увеличить энергоэффективность электронов

▪ Трехатомный ультрахолодный газ

▪ Новые приборы Microchip для интеллектуальных датчиков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Умри, Денис, лучше не напишешь. Крылатое выражение

▪ статья Когда впервые стали делать надгробия? Подробный ответ

▪ статья Лососевый узел. Советы туристу

▪ статья Логические элементы изнутри. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кабардинские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025