CN111600587A - 一种电感接近开关用传感器*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电感接近开关用传感器***，包括控制模块，用于产生至少一个检测信号及至少一个全波信号；检测线圈模块，用于产生至少一个振荡信号及至少一个整形检波信号。通过多链路产生检测信号计全波信号以及振荡信号和整形检波信号，不仅采用相邻检测线圈输出值差分的方式，消除了普通电感式接近开关传感器在被检测物体厚度、材料等物理特性发生变化，或传感器与被检测物距离突变而导致的位置测量误差，而且通过控制模块判断感应信号值是否超过原先设定的阈值，来决定继续传送至少一个全波信号或停止传送全波信号，能有效提高使用的安全性，结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、适用范围广、测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及接近开关技术领域，具体来说，涉及一种电感接近开关用传感器***。
背景技术
接近开关在工业自动化设备中主要起检测到位和有无作用，由于其采用非接触式检测，重复精度高，响应快等优点，得到了广泛应用。
电感式接近开关传感器包含了一个LC振荡，LC振荡产生AC交流电磁场，在遇到金属(如铁，不锈钢等)，会在金属表面会产生电涡流，电涡流会产生能量损耗导致LC振荡幅度减小甚至停振。后级电路会对振幅进行检测，当幅值减小到一个预设值此时传感器就判断有目标进入设定距离范围内，输出有效信号给执行机构。
LC振荡幅值受LC的Q值影响，所谓Q值是评断振荡电路单位周期存储能量的能力。如果Q值高，振荡的幅值就更大，反之就小。Q值与很多因素有关，如电感的直流电阻，感值，频率，磁芯，电容的介质，温度等等。当温度变化，振荡电路Q值也会变化，当温度变低，Q值变高，反之亦然。基于电感接近开关的原理，其检测距离必然受温度的影响很大，故需要进行温度补偿。
目前的传感器基本采用NTC电阻进行温度补偿，其调试困难，基本上是靠经验和尝试的方法去做试验得到NTC阻值和B值，而且很难做到一致性好。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种电感接近开关用传感器***，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种电感接近开关用传感器***，包括控制模块，用于产生至少一个检测信号及至少一个全波信号；
检测线圈模块，用于产生至少一个振荡信号及至少一个整形检波信号；
信号处理模块，用于接收至少一个检测信号、至少一个全波信号、至少一个振荡信号和至少一个整形检波信号；
其中，所述控制模块与所述检测线圈模块相连接，所述信号处理模块包括开关量输出电路，且至少一个检测信号的持续时间小于至少一个全波信号的持续时间。
进一步的，所述检测线圈模块包括沿传感器运动方向依次排列的两个以上尺寸、材料、匝数完全相同的检测线圈。
进一步的，所述检测线圈的宽度大于或等于被检测物最大宽度的二分之一。
进一步的，所述检测线圈模块由与检测线圈一一对应的同步解调检测电路组成。
进一步的，所述检测线圈模块还连接有激励电路。
进一步的，所述信号处理模块还包括温度单元、存储单元和模式单元。
进一步的，所述振荡信号和所述整形检波信号分别通过转换电路和放大电路与所述信号处理模块相连接。
本发明的有益效果：
本发明通过多链路产生检测信号计全波信号以及振荡信号和整形检波信号，不仅采用相邻检测线圈输出值差分的方式，消除了普通电感式接近开关传感器在被检测物体厚度、材料等物理特性发生变化，或传感器与被检测物距离突变而导致的位置测量误差，而且通过控制模块判断感应信号值是否超过原先设定的阈值，来决定继续传送至少一个全波信号或停止传送全波信号，能有效提高使用的安全性，结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、适用范围广、测量精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种电感接近开关用传感器***的原理框图。
图中：
1、控制模块；2、检测线圈模块；3、信号处理模块；4、开关量输出电路；5、激励电路；6、温度单元；7、存储单元；8、模式单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种电感接近开关用传感器***。
如图1所示，根据本发明实施例的电感接近开关用传感器***，包括：
控制模块1，用于产生至少一个检测信号及至少一个全波信号；
检测线圈模块2，用于产生至少一个振荡信号及至少一个整形检波信号；
信号处理模块3，用于接收至少一个检测信号、至少一个全波信号、至少一个振荡信号和至少一个整形检波信号；
其中，所述控制模块1与所述检测线圈模块2相连接，所述信号处理模块3包括开关量输出电路4，且至少一个检测信号的持续时间小于至少一个全波信号的持续时间。
借助于上述技术方案，通过多链路产生检测信号计全波信号以及振荡信号和整形检波信号，不仅采用相邻检测线圈输出值差分的方式，消除了普通电感式接近开关传感器在被检测物体厚度、材料等物理特性发生变化，或传感器与被检测物距离突变而导致的位置测量误差，而且通过控制模块判断感应信号值是否超过原先设定的阈值，来决定继续传送至少一个全波信号或停止传送全波信号，能有效提高使用的安全性，结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、适用范围广、测量精度高。
另外，所述信号处理模块对相邻检测线圈的信号进行差分比较，当差值为零或小于预设的一个接近于零的阈值时，输出固定脉宽的高电平信号，表示此刻这组线圈的中心线与被检测物中心线重合，所述激励电路单元为相邻的检测线圈通以不同频率的激励信号。
另外，信号处理模块3采集温度单元，通过查表法找到存储单元内所对应的温度区的振荡电路电压值(比较阈值)，然后与实际测得的振荡输出电压值进行比较，即可判定目标物与电感式接近开关距离是否在设定距离范围内，如果是，电感式接近开关则输出有效信号给执行机构。
另外，在实际应用中，通过被检测物的磁导率和电导率、激励信号的频率、检测线圈的形状与尺寸以及检测线圈模块2与被检测物距离、相对位置，这些都会对输出信号幅值产生影响。当只改变上述其中之一的条件，而固定其他条件时，输出信号的幅值就成为所变化的条件的单值函数。因此，当其他条件不变，只改变检测线圈模块2与被检测物间的相对位置时，就可以通过检测线圈模块2输出信号幅值的变化，判断出检测线圈模块2与被检测物相对水平位置的变化。
另外，通过多链路产生检测信号计全波信号以及振荡信号和整形检波信号以直流全波波形完整的输入电力控制的磁盘***里，来达到磁力的产生与消除的目的。如利用正相直流全波波形来产生磁盘***中的磁力，而用负相直流全波波形来消除磁力。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过多链路产生检测信号计全波信号以及振荡信号和整形检波信号，不仅采用相邻检测线圈输出值差分的方式，消除了普通电感式接近开关传感器在被检测物体厚度、材料等物理特性发生变化，或传感器与被检测物距离突变而导致的位置测量误差，而且通过控制模块判断感应信号值是否超过原先设定的阈值，来决定继续传送至少一个全波信号或停止传送全波信号，能有效提高使用的安全性，结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、适用范围广、测量精度高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电感接近开关用传感器***，其特征在于，包括：
控制模块(1)，用于产生至少一个检测信号及至少一个全波信号；
检测线圈模块(2)，用于产生至少一个振荡信号及至少一个整形检波信号；
信号处理模块(3)，用于接收至少一个检测信号、至少一个全波信号、至少一个振荡信号和至少一个整形检波信号；
其中，所述控制模块(1)与所述检测线圈模块(2)相连接，所述信号处理模块(3)包括开关量输出电路(4)，且至少一个检测信号的持续时间小于至少一个全波信号的持续时间。
2.根据权利要求1所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述检测线圈模块(2)包括沿传感器运动方向依次排列的两个以上尺寸、材料、匝数完全相同的检测线圈。
3.根据权利要求2所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述检测线圈(2)的宽度大于或等于被检测物最大宽度的二分之一。
4.根据权利要求2所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述检测线圈模块(2)由与检测线圈一一对应的同步解调检测电路组成。
5.根据权利要求1所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述检测线圈模块(2)还连接有激励电路(5)。
6.根据权利要求5所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述信号处理模块(3)还包括温度单元(6)、存储单元(7)和模式单元(8)。
7.根据权利要求1所述的电感接近开关用传感器***，其特征在于，所述振荡信号和所述整形检波信号分别通过转换电路和放大电路与所述信号处理模块相连接。
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