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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива У Земли есть еще один спутник 21.06.2016 Мы привыкли считать Луну единственным естественным спутником Земли, однако гравитационное поле нашей планеты способно на некоторое время захватывать пролетающие мимо астероиды, делая их временными спутниками. Астероид 2016 HO3 впервые был замечен 27-го апреля 2016 года телескопом наблюдения за астероидами Pan-STARRS 1 (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System - система телескопов панорамного обзора и быстрого реагирования), расположенного на вулкане Халикала (остров Мауи, Гавайи). Эта система позволяет обнаруживать 99 % пересекающих земную орбиту астероидов, размером более 300 м. Проведя анализ орбиты найденного астероида, астрономы Лаборатории реактивного движения в Пасадене (штат Калифорния, США) обнаружили, что одновременно с движением вокруг Солнца он также обращается вокруг Земли. Астероид находится достаточно далеко, чтобы считаться истинным спутником нашей планеты, поэтому его назвали квази-спутником. Более 10 лет назад астрономы некоторое время наблюдали астероид 2003 YN107 с аналогичным рисунком орбиты, но с тех пор он уже покинул околоземную область пространства. Новый астероид пойман в ловушку гораздо надежнее. Расчеты показывают, что 2016 HO3 будет стабильным квази-спутником Земли в течение почти столетия, а компаньоном Земли будет оставаться на протяжении еще многих веков. В своем годовом движении совместно с Землей вокруг Солнца, астероид 2016 HO3 примерно половину времени находится ближе к Солнцу, чем Земля, и проходит впереди нашей планеты, и примерно половину времени дальше и позади. Его орбита немного наклонена к плоскости орбиты Земли, поэтому он один раз в год всплывает над ней, а затем ныряет под нее. Эти "лягушачьи" прыжки будут длиться в течение сотен лет. Орбита астероида вокруг Земли осуществляет также медленный поворот сзади-вперед с периодом в несколько десятилетий. Ее петли дрейфуют чуть впереди или сзади, не удаляясь на большое расстояние, но и не приближаясь достаточно близко. Максимальное удаление примерно в 100 раз больше расстояния от Земли до Луны (порядка 40 млн. км). В своей ближайшей к Земле точке орбиты астероид находится на расстоянии примерно в 38 раз дальше Луны (около 15 млн. км). По образному выражению одного из исследователей этот маленький астероид словно танцует с Землей. Размер найденного астероида пока твердо не установлен, но он, по всей видимости, больше, чем 40 метров и меньше, чем 100 метров.

Другие интересные новости:

▪ Infineon начал производство NAND-памяти емкостью 512 Мбит

▪ Экологические лекарства из отходов бумажной промышленности

▪ Механизм компенсации органов чувств

▪ Разработан метод спонтанного обучения мемристорных нейросетей

▪ Тексты песен становятся проще

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструмент электрика. Подборка статей

▪ статья Смотреть как баран на новые ворота. Крылатое выражение

▪ статья Когда были открыты драгоценные камни? Подробный ответ

▪ статья Опунция. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Пеленгатор с рамочной антенной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема управления двигателем инкубатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026