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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива О планетах звезды раскажет ее фотосфера 05.03.2012 Международная группа ученых пришла к заключению, что изучение состава фотосферы звезды позволяет узнать, как формировались ее планеты, и какие на них сложились условия окружающей среды. Новое исследование имеет важное значение для моделирования формирования планет, а также для определения состава их атмосфер и климатических условий. Теоретические исследования показывают, что C/O (углерод/кислород) и Mg/Si (магний/кремний) являются наиболее важными соотношениями химических элементов в определении минералогии планет земной группы. Соотношение C/O контролирует распределение кремния среди карбидов и оксидов, а Mg/Si дает информацию о силикатах. В 2010 году ученые провели моделирование формирования планет, в котором в качестве входного параметра был взят химический состав протопланетного облака. Было установлено, что планеты земной группы могут иметь очень разный химический состав и сильно отличаться от Земли. Затем ученые провели первое подробное исследование содержания C, O, Mg и Si у 61 звезд с обнаруженными планетами и у 270 звезд, где планеты не были обнаружены (использовались данные HARPS GTO). В результате выяснилось, что соотношения элементов отличаются от соотношений, которые мы наблюдаем на Солнце. Таким образом существует большое разнообразие планетных систем, которые сильно отличаются от нашей Солнечной системы. Многие звезды имеют соотношение Mg/Si менее 1, поэтому их планеты в избытке имеют кремний, формирующий соединения вроде MgSiO3 (кремнекислый магний). Это может иметь важные последствия для планетарных процессов, таких как тектоника плит, состав атмосферы и вулканизм, т.е. в конечном итоге влиять и на возможность зарождения жизни. Таким образом, во Вселенной могут существовать миллиарды планет земного типа, но подавляющее большинство из них могут иметь совершенно различные внутренние и атмосферные особенности, которые мы на Земле с трудом можем даже представить. В качестве примера исследователи приводят планетную систему 55Cnc, где можно с высокой долей вероятности прогнозировать снижение количества алюминия и кальция по мере удаления планет от центральной звезды. С другой стороны, внутренние планеты земной группы (в пределах 0,5 а.е. от звезды) содержат значительное количество тугоплавких элементов, таких как алюминий и кальций (около 47% планетарной массы).

Другие интересные новости:

▪ Перемещение объектов звуком

▪ Человека вычислят по радиоволнам

▪ Недорогой способ очистки воздуха от углекислого газа

▪ Продажи телевизора Apple могут начаться в конце 2012 года

▪ Клетка на игле

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Кубок Микки Мауса. Крылатое выражение

▪ статья Где можно купить детские презервативы? Подробный ответ

▪ статья Гевея. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Подключение УЗО в системах заземления TN-C и TN-S. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чашка чая. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026