ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ

Датчик положения
Изобретение относится к устройствам автоматики и электроники Н03. Может быть использовано в качестве датчика положения, оптического датчика и устройства управления потребителем переменного тока.
Известно устройство [1], содержащее герконовый датчик, последовательно с ним включенные резисторы R1 и R2, тиристор и диодный мост, резистор R3 служит для закрытия тиристора. Фиг.1. Недостатком данного устройства является наличие порога срабатывания тиристора, причем время срабатывания зависит от величины резисторов, включенных последовательно с герконом. Поэтому через геркон протекает ток, разрушающий его контакты. Если, с помощью резистора, ограничить ток геркона, то увеличивается время срабатывания тиристора T1 - Фиг.2. Это приводит к искажению тока нагрузки. Если в качестве нагрузки используется магнитный пускатель, то возникает его дребезг. Кроме того возникают высокочастотные помехи в цепи, в момент открывания тиристора. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому будет [2]. Содержащий симистор, ограничивающий резистор R1, включенный последовательно с герконом и запирающий резистор R2.Фиг.3. Большинство производителей выпускают симисторы со встроенным R2. Данная схема обладает теми же недостатками, что и предыдущая, хотя и проще в исполнении. Недостатком данного устройства является большой ток через контакты герконового датчика, невозможность использовать другие типы датчиков c меньшим током, искажение формы тока.
Цель изобретения - снижение тока через контакты геркона, снижение искажений тока нагрузки, возможность использовать вместо геркона другие элементы коммутации. Поставленная цель достигается тем, что вместо симистора устанавливается полевой или IGBT транзистор, включенный в диагональ диодного выпрямительного моста. Транзистор управляется устройством открывания, включенным между стоком и затвором и устройством коммутации, включенным между затвором и истоком.
Фиг.4. Выпрямительный мост выполнен на диодах D1, D2, D3, D4. Устройство открывания выполнено на резисторе R, в качестве устройства коммутации выбран геркон. Полевой транзистор обладает высоким входным сопротивлением, поэтому значение R может быть довольно большим. Ток через контакты геркона будет равен напряжению сток-исток, деленным на R. Теми же свойствами обладает и IGBT транзистор, который может быть представлен как полевой транзистор, к выходу которого подключен биполярный. Датчик положения удобен для замены контактных датчиков. В этом случае он включается дополнительно с нагрузкой. Если контакты геркона не замкнуты, то потенциал на затворе транзистора будет повторять потенциал стока и транзистор будет открыт. Ток будет протекать через диодный мост, открытый транзистор и нагрузку, нагрузка включена. Благодаря диодному мосту ток через транзистор будет течь все время в одном направлении. Когда контакты геркона замкнуты, потенциал на затворе равен потенциалу стока и транзистор закрыт, ток через нагрузку не протекает.
На фиг. 5 представлена схема, где в качестве устройства коммутации выбран фототранзистор. Диоды подключенные к затвору транзистора играют роль защиты. Когда фототранзистор неосвещен, его сопротивление значительно превышает R, и транзистор открыт. Нагрузка включена. Сопротивление освещенного транзистора значительно ниже R, потенциал затвора близок к потенциалу истока, транзистор закрыт, нагрузка отключена. Так же в качестве устройства коммутации может быть использован оптрон или реле. В этом случае датчик положения работает как датчик входного сигнала управления. Может управлять нагрузкой переменного или постоянного тока.
Литература
1. H01 36/00 Германия авторское свидетельство 2819818 от 7.6.79.
2. Журнал «Радио» №2 за 2002 г., «Радио» начинающим. Статья Автомат включения освещения в прихожей.