Сигналізатор рівня середовищ (далі СУС) призначений для сигналізації наявності певних об'єктів (сипучих середовищ, предметів) в безпосередній близькості від його датчика (чутливого елемента). По суті, це ємнісне реле, сигналізатор зміни ємності ємнісного датчика. Від подібних пристроїв резонансного типу, СУС відрізняється відсутністю котушок індуктивності і простотою установки. Таке схемне рішення забезпечує реакцію на зміну ємності датчика всього на 0,5 пФ (!). Це дозволяє реагувати на наближення долоні людини на відстані 5-8 см до поверхні датчика.
Блок-схема СУС показана на малюнку 1, і складається з датчика - 1, тактового генератора - 2, генераторів опорного -3 і вимірювального -4 сигналів, що порівнює пристрою - 5, узгоджувального - виконавчого 6 - 7 пристроїв і блоку живлення - 8.
Рис. 1
Розглянемо роботу схеми за діаграм на малюнку 2:
Рис. 2
Тактовий генератор виробляє імпульси синхронізації (1), за яким запускаються опорний (3) і вимірювальний (5) чекають мультивібратори. Тривалість опорного імпульсу визначають елементи схеми (3), (можуть змінюватися вручну). Тривалість вимірювального імпульсу (5) залежить від величини ємності датчика.
У вихідному стані, коли на датчик не впливають сторонні предмети, його ємність мала і тривалість (t2) опорного імпульсу, більше тривалості вимірювального (t3) імпульсу (t2> t3, діаграма 4, 5). При наближенні контрольованого об'єкта до датчика його електрична ємність збільшується, тривалість вимірювального імпульсу (t4) зростає і в певний момент стає більше опорного (t2) (t2<t4, діаграма 5). Порівнюючий пристрій фіксує зміну знака нерівності і за сигналом синхронізації запам'ятовує це стан (точка "А" діаграми 5 і 6). Залежно від цього, згода і виконавчого пристрою, що підключає навантаження до мережі 220 вольт.
При віддаленні контрольованого об'єкта до датчика його електрична ємність зменшується і тривалість вимірювального імпульсу зменшується (t5) і коли вона стане менше t2 , схема повернеться в початковий стан і з навантаження напруга буде знята (точка "Б" діаграма 6).
Розглянемо принципову схему сигналізатора СУС на малюнку 3:
Рис. 3 (натисніть для збільшення)
Тактовий генератор зібраний на логічних елементах DD1. Генератор опорного сигналу, виконаний на 2-х елементах DD2, транзисторі VТ1 і времязадающей ланцюжку C3, R2, R4. Його параметри регулюються резистором R4.
Генератор вимірювального сигналу, виконаний на останніх 2-х елементах DD2, транзисторі VТ2 і времязадающей ланцюжку C0,С2, R3. Виходи обох генераторів подані на входи "D" і "З" тригера DD3. При тривалості імпульсу вимірювального каналу (5) більше тривалості імпульсу опорного каналу (3), тригер, записується "1" (6). Узгодження за рівнем сигналу здійснюється в узгоджувальний пристрій 6 (рис. 1), зібраний на елементах:VТ3, VТ4, R13, R14, R16-R18 (рис. 3). Релейний каскад виконавчого пристрою 7 зібраний на VT5. Контакти реле К1 коммутіруют харчування на навантаження. У верхній частині схеми показано семисторный варіант комутатора навантаження. Обидві схеми не мають особливостей.
Конструкція СУС і датчика показана на малюнку 4.
Рис. 4
Несучим елементом є металевий корпус з розміщеним у ньому диском з фольгованого текстоліту товщиною 1,5 мм і діаметром 160мм. Малюнок датчика нанесений фарбою за трафаретом. Не захищені ділянки витравлені, отриманим зонам (обкладкам конденсатора датчика) підпаяні дроти для підключення в схему.
Налаштування сигналізатора полягає у перевірці напруги живлення мікросхем та контролі відповідності сигналів в контрольних точках у відповідності з малюнками 2 і 3. При вихідному стані датчика тривалість імпульсу на виводі 3 мікросхеми DD3, повинна бути менше тривалості імпульсу виведення 5 тієї ж МС. Досягається це регулюванням підлаштування резистора R4. При наближенні руки до датчика на виході 1 мікросхеми DD3 повинен бути перехід із стану "0" в стан "1". Чутливість уточнюється незначною зміною положення резистора R4. Налаштування іншої частини схеми, при справних деталях, не потрібно.
Конструктивно сигналізатор зібраний з двох блоків (виділено на малюнку 3). Ліва (за схемою) частина зібрана в безпосередній близькості від датчика, в одному корпусі. Права частина - окремим блоком. З'єднання між блоками 3-х дротове, не обмеженої довжини (в розумних межах).
На питання, хто цікавиться відповім по bkalmykov[собака]esv.ryazan.ru
Автор: Калмиков Б. М.; Публікація: www.cxem.net