本發(fā)明涉及一種廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機床、機械、冶金、機車汽車、航空等行業(yè)的帶有模擬輸出的電感式接近傳感器。主要用于位移測量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等）測量的電感式接近傳感器。特別是用于模擬電感輸出技術(shù)的電感式接近傳感器。

背景技術(shù)：

電感傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換為線圈的自感或互感的變化來測量的裝置，是將被測量轉(zhuǎn)換為線圈的自感或互感的變化來測量的裝置。電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測速等。電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等）的測量。電感傳感器測量線路主要采用交流電橋。交流電橋的固定橋臂可以是電阻、變壓器的次級繞組或緊耦合的電感。該線路在精密測量中存在如下一些缺點：線性工作范圍窄；無輸入時就存在起始電流，因此不能實現(xiàn)零輸入時零輸出的要求，且激磁電流產(chǎn)生的磁場使銜鐵產(chǎn)生附加位移將引起測量誤差。帶有模擬輸出的電感式接近傳感器是一種測量式控制位置偏差的電子信號發(fā)生器，它利用位移傳感器對所接近物體具有的敏感特性，識別物體接近并輸出開關(guān)信號，因此，通常又把接近傳感器稱為接近開關(guān)，其用途非常廣泛。例如：可測量彎曲和偏移；可測量振蕩的振幅高度；可控制尺寸的穩(wěn)定性；可控制定位；可控制對中心率或偏心率。由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。接近傳感器是飛機起落架系統(tǒng)和艙門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，隨著飛機性能要求不斷提高，對接近傳感器在安全性、可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)境適應(yīng)性等方面提出了更嚴格的要求。.目前飛機使用的接近傳感器是由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。電感式接近傳感器是一種非接觸測量的位置傳感器，具有工作可靠、性能穩(wěn)定、重復(fù)定位精度高、無機械磨損、使用壽命長、無火花、無噪音、抗干擾能力強、環(huán)境適應(yīng)性強等突出優(yōu)點。其主要功能是完成對位置量的檢測，并將其轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸出，從而實現(xiàn)對負載的控制或信號轉(zhuǎn)換與傳遞。

由于國內(nèi)軍用和民用飛機的艙門和起落架系統(tǒng)主要采用接觸式行程開關(guān),接觸式行程開關(guān)存在壽命短和可靠性差等問題。電感式接近傳感器也稱高頻接近開關(guān)，是利用電渦流效應(yīng)來控制高頻振蕩器的起振與停振兩種狀態(tài)，實現(xiàn)對位置量的檢測，并將其轉(zhuǎn)換成電開關(guān)量輸出，從而實現(xiàn)對負載的控制或信號的轉(zhuǎn)換與傳遞。感知敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一個組成部分，在檢測線圈的工作面上存在一個交變磁場。當金屬物體接近檢測線圈時，金屬物體就會產(chǎn)生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱直至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測電路轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號輸出。由于高頻振蕩線圈產(chǎn)生的交變磁場是散射的﹐當金屬對象不斷接近傳感器的前端時，會觸發(fā)傳感器狀態(tài)的變化，在傳感器的周圍出現(xiàn)金屬對象時，傳感器發(fā)出訊號,實現(xiàn)對位置量的檢測,并將其轉(zhuǎn)換成電開關(guān)量輸出,從而實現(xiàn)對負載的控制或信號的轉(zhuǎn)換與傳遞。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導磁系數(shù)都是一定的。電感式接近傳感器主要為一個繞在導磁體上的一組線圈，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，在低頻交流激勵信號源的作用下，目標靶塊離其感應(yīng)端面距離的變化將引起傳感器內(nèi)部磁場變化，進而引起傳感器的輸出表征參數(shù)－電感發(fā)生變化，電感的變化就代表了目標靶塊的接近距離。電感式接近傳感器輸出的電感值經(jīng)位置檢測與收放控制單元處理后解算出目標靶塊離其感應(yīng)端面的距離，并根據(jù)預(yù)設(shè)值判斷需要控制的遠近狀態(tài)。線圈品質(zhì)因數(shù)q是反映線圈質(zhì)量的重要參數(shù)，提高線圈的q值，是繞制線圈要注意的重點之一。目前，國內(nèi)軍用和民用飛機的艙門和起落架系統(tǒng)主要采用接觸式行程開關(guān)，接觸式行程開關(guān)存在壽命短和可靠性差等問題。電感接近式傳感器在使用中，關(guān)注的是磁通量的變化或者說是流過電感線圈的電流變化。反映在電路里實質(zhì)上就是看電壓與電流的函數(shù)值變化。電感式接近傳感器采用對鐵磁金屬靶標進行到位檢測，傳感器初始電感值是4.85mh，設(shè)置的接近門限電感值是5mh，要求接口電路輸出的是離散電平信號。離散電平輸出通常采用帶ad的單片機等處理。對位置檢測與收放控制單元的測試需要給定電感值，通常采用的方法有兩種，一種接入真實的電感式接近傳感器，另一種是接入模擬電感式接近傳感器的電感值，后一種方式也是常采用的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的多通道的電感輸入，在實現(xiàn)的電路中，完成4.8mh或5.8mh的選擇給定，但是已有技術(shù)在實際使用中，實現(xiàn)4.8mh或5.8mh的給定是將兩個基礎(chǔ)線圈4.8mh及1mh二者串聯(lián)，通過繼電器對1mh線圈進行短接獲得，該短接方式在接通及斷開時易燒蝕繼電器的觸點，同時會造成電感值變化延遲，常出現(xiàn)電路損壞及電感值切換數(shù)據(jù)延遲的故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種電路實現(xiàn)簡單，成本低，抗干擾能力強，可靠度高、壽命長，性能穩(wěn)定、能夠降低故障的電感式接近傳感器模擬電感輸出電路。

本發(fā)明通過以下措施來達到：一種電感式接近傳感器模擬電感輸出電路，包括：電感線圈l1、電感線圈l2，電感切換選通開關(guān)電路和放大輸出電路，以及接收計算機離散量信號sw_1的ttl芯片反相器d1a和驅(qū)動芯片n1a，其特征在于：電感線圈l1與電感線圈l2串聯(lián)接點電連接繼電器k1的常開觸點5，電感線圈l2的另一端通過繼電器k1的常閉觸點4和繼電器公共端觸點3；公共端觸點3電連接模擬電感電路輸出端的正端l_hi，電感線圈l1的另一端電連接模擬電感電路輸出端的負端l_lo，從而形成電感切換選通開關(guān)電路；電感切換選通開關(guān)電路對4.8mh的電感線圈l1進行選通，或?qū)Υ?lián)的4.8mh的電感線圈l1與1mh電感線圈l2進行選通，選擇輸出與傳感器之間距離成比例的4.8mh或5.8mh模擬信號的電感值，并將上述4.8mh或5.8mh電感值作為模擬電感值輸出給相應(yīng)的檢測單元。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。

電路實現(xiàn)簡單，成本低，抗干擾能力強，本發(fā)明采用電感線圈l1與電感線圈l2串聯(lián)接點電連接繼電器k1的常開觸點5，電感線圈l2的另一端通過繼電器k1的常閉觸點4和繼電器公共端觸點3電連接模擬電感電路輸出端的正端l_hi，電感線圈l1的另一端電連接模擬電感電路輸出端的負端l_lo，從而形成電感切換選通開關(guān)電路；通過選通實現(xiàn)4.8mh或5.8mh電感值的選擇輸出，重復(fù)定位精度高、電路實現(xiàn)簡單，成本低，該模擬方式不需要靶標,不受其他金屬影響，抗干擾能力強。

可靠度高、壽命長，性能穩(wěn)定，本發(fā)明采用對應(yīng)于電感式接近傳感器在遠離與接近目標靶塊的兩個狀態(tài)，計算機輸出的ttl電平的離散量信號sw_1加到ttl芯片d1（7406）的輸入端，驅(qū)動芯片n1a驅(qū)動繼電器的常開或常閉觸點的閉合，通過該電感切換選通開關(guān)電路對4.8mh的電感線圈l1進行選通或?qū)Υ?lián)的4.8mh的電感線圈l1與1mh電感線圈l2進行選通，分別取單個電感線圈l1的電感值4.8mh與電感線圈l1、l2的兩個組合電感值5.8mh，4.8mh或5.8mh電感值的選擇輸出實現(xiàn)模擬出電感值分別為小于5mh與大于5mh的兩種狀態(tài)。這種通過選通方式實現(xiàn)電感值4.8mh或5.8mh的給定方式，實現(xiàn)了模擬電感式接近傳感器的遠離與接近狀態(tài)。同時，更改繼電器原鍍金觸點為耐粘連的銀氧化錫觸點與增大線圈功率及電磁力，保證了工作的穩(wěn)定性，降低了故障，節(jié)約了維修及使用成本，提高了使用效率。繼電器k1（js-12n-k）的觸點采用耐粘連的銀氧化錫，觸點耐粘連，壽命長。繼電器增大了線圈功率及電磁力，觸點吸合及釋放更加有力及迅速，防止切換時燒蝕繼電器的觸點及電感值變化延遲。避免了現(xiàn)有技術(shù)將兩個基礎(chǔ)線圈4.8mh及1mh二者串聯(lián)，通過繼電器對1mh線圈進行短接獲得4.8mh或5.8mh的給定，會在接通及斷開時易燒蝕繼電器的觸點，同時導致電感值變化延遲的缺陷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電感式接近傳感器模擬電感輸出電路原理示意圖。

下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

具體實施方式

參閱圖1，在以下描述的實施例中，一種電感式接近傳感器模擬電感輸出電路，包括：電感線圈l1、電感線圈l2，電感切換選通開關(guān)電路和放大輸出電路。電感線圈l1與電感線圈l2串聯(lián)接點電連接繼電器k1的常開觸點5，電感線圈l2的另一端通過繼電器k1的常閉觸點4和繼電器公共端觸點3電連接模擬電感電路輸出端的正端l_hi，電感線圈l1的另一端電連接模擬電感電路輸出端的負端l_lo，從而形成電感切換選通開關(guān)電路；電感切換選通開關(guān)電路對4.8mh的電感線圈l1進行選通或?qū)Υ?lián)的4.8mh的電感線圈l1與1mh電感線圈l2進行選通，通過選通實現(xiàn)4.8mh或5.8mh電感值的選擇輸出，4.8mh或5.8mh電感值作為模擬電感值輸出給相應(yīng)的檢測單元。輸出變化的模擬信號。接收計算機離散量信號sw_1，sw_1通過ttl芯片反相器d1a的邏輯反相作用信號到達驅(qū)動芯片n1a的輸入端，該信號經(jīng)驅(qū)動芯片n1a反相及電流放大輸出，n1a輸出端電連接繼電器k1的線圈負端，繼電器k1的線圈正端接+12v電源，從而驅(qū)動繼電器k1的線圈出現(xiàn)壓降而得電工作，常開及常閉觸點進行切換。

反相器與驅(qū)動芯片n1a之間電連接有上拉電阻r1。

繼電器k1的觸點采用耐粘連的銀氧化錫觸點。

繼電器線圈電壓12v，線圈電阻620歐姆，線圈功率為220~290mw，有較強的電磁吸合及釋放力。

采用兩個電感值分別為4.8mh及1mh的基礎(chǔ)電感線圈l1、電感線圈l2串聯(lián)獲得5.8mh電感值。當電感切換選通開關(guān)電路只接入4.8mh的電感線圈l1則輸出4.8mh的電感值，當電感切換選通開關(guān)電路選通電感線圈l1、l2二者的串聯(lián)值，則輸出5.8mh的電感值。在驅(qū)動輸出電路中，反相器d1a的輸出端接通型號為mc1413p的驅(qū)動芯片n1a的輸入端。在電感切換選通開關(guān)電路中，驅(qū)動芯片n1a輸出端電連接繼電器k1的線圈負端，繼電器k1的線圈正端接+12v電源，電感線圈l1輸出的電感值為4.8mh，兩個電感線圈l1、l2串聯(lián)時輸出的電感值為5.8mh。計算機輸出的ttl電平的離散量信號sw_1加到型號為7406的ttl芯片d1a的輸入端，驅(qū)動芯片n1a驅(qū)動繼電器的常開或常閉觸點的閉合，電感切換選通開關(guān)電路對4.8mh的電感線圈l1進行選通或串聯(lián)的電感線圈l1、l2實現(xiàn)電感值4.8mh的與1mh進行選通實現(xiàn)4.8mh或5.8mh電感值的輸出。

計算機輸出的ttl電平的離散量信號sw_1，加到ttl芯片反相器d1a的輸入管腳1，d1a的輸出端與驅(qū)動芯片n1a的輸入端相連，同時通過上拉電阻r1導通到+5v電源，輸出為集電極輸出oc形式。d1a的輸出管腳2接驅(qū)動芯片n1a輸入端的輸入管腳1，n1a的輸出管腳16連接型號為js-12n-k的繼電器k1的線圈負端，繼電器k1的線圈正端接+12v電源。ttl芯片d1a及其相連的驅(qū)動芯片n1a均為反向輸出。

當電路接收到計算機輸出的ttl電平的離散量信號sw_1為“0”低電平時，繼電器k1的2腳為0伏低電平，繼電器k1的線圈出現(xiàn)壓降而得電工作，繼電器k1的管腳觸點3與觸點5接通，電感線圈輸出模擬量為4.8mh的電感值，即模擬電感電路輸出的正端l_hi與負端l_lo之間的電感值為4.8mh。

當電路接收到計算機輸出的ttl電平的離散量信號sw_1為“1”高電平時，繼電器k1的2腳為12伏高電平，繼電器k1的線圈無壓降不工作，繼電器k1的管腳3與管腳4觸點接通，電感線圈輸出電感線圈l1與電感線圈l2串聯(lián)值，模擬量為5.8mh的電感值，即模擬電感電路輸出的正端l_hi與負端l_lo之間的電感值為5.8mh。

離散量信號sw_1通過ttl芯片反相器d1a及n1a驅(qū)動器的放大輸出，進而通過對繼電器k1的驅(qū)動實現(xiàn)輸出4.8mh或5.8mh的電感值的選通輸出。