全文摘要
本实用新型公开了一种无接触式高速响应电子开关，包括开关本体和LVDT信号调理器，开关本体具有开关定子和开关动子，开关定子的内部设有初级线圈和两个次级线圈，开关动子活动安装在开关定子的管道内并能够穿过初级线圈和两个次级线圈，LVDT信号调理器的激励信号输出端与LVDT信号调理器的通道B以及初级线圈电连接，LVDT信号调理器的通道A与次级线圈电连接，LVDT信号调理器的电压输出端能够输出一个与开关动子的位置成正比的直流电压信号，以获取开关状态。本实用新型采用非接触式设计，彻底解决了传统开关的触点被磨损氧化问题，提高了使用寿命，并且电子开关只要一产生开关动作即可判别动作方向与动作位移量，反应速度快。
主设计要求
1.一种无接触式高速响应电子开关，其特征在于：包括开关本体和LVDT信号调理器，所述开关本体具有开关定子和由导磁材料制成的开关动子，所述开关定子的内部设有初级线圈和两个次级线圈，所述初级线圈位于两个次级线圈之间，所述开关动子活动安装在开关定子的管道内并能够穿过初级线圈和两个次级线圈，所述LVDT信号调理器的激励信号输出端与LVDT信号调理器的同步解调通道B以及初级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的同步解调通道A与两个串联后的次级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的电压输出端能够输出一个与开关动子的位置成正比的直流电压信号，以获取开关状态。
设计方案
1.一种无接触式高速响应电子开关，其特征在于：包括开关本体和LVDT信号调理器，所述开关本体具有开关定子和由导磁材料制成的开关动子，所述开关定子的内部设有初级线圈和两个次级线圈，所述初级线圈位于两个次级线圈之间，所述开关动子活动安装在开关定子的管道内并能够穿过初级线圈和两个次级线圈，所述LVDT信号调理器的激励信号输出端与LVDT信号调理器的同步解调通道B以及初级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的同步解调通道A与两个串联后的次级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的电压输出端能够输出一个与开关动子的位置成正比的直流电压信号，以获取开关状态。
2.根据权利要求1所述的一种无接触式高速响应电子开关，其特征在于：所述LVDT信号调理器含有参考电压源、正弦波振荡器、第一功率放大器、A\/B除法器、低通滤波器和第二功率放大器，所述参考电压源、正弦波振荡器和第一功率放大器依次连接，所述第一功率放大器的输出端为LVDT信号调理器的激励信号输出端，所述A\/B除法器、低通滤波器和第二功率放大器依次连接，所述A\/B除法器的输入端分别连接LVDT信号调理器的同步解调通道A和同步解调通道B，所述第二功率放大器的输出端为LVDT信号调理器的电压输出端。
3.根据权利要求1或2所述的一种无接触式高速响应电子开关，其特征在于：所述LVDT信号调理器的电压输出端连接有运算放大器。
4.根据权利要求1所述的一种无接触式高速响应电子开关，其特征在于：所述开关动子设置为磁芯。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及开关技术领域，更具体地说，是涉及一种无接触式高速响应电子开关。
背景技术
传统的开关一般是接触式的，当两组触点接触到时，线路回路被导通，但是这种传统的接触式开关实现导通与关断回路时触点动作需要一定时间，导通时间长，反应灵敏度不够，开关触点容易被氧化，触点在2万次左右接触磨损后会被氧化导致失去性能作用，寿命次数有限，正由于这些缺陷导致在接触式开关在高速高精度应用环境中的可靠性变差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种无接触式高速响应电子开关。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种无接触式高速响应电子开关，包括开关本体和LVDT信号调理器，所述开关本体具有开关定子和由导磁材料制成的开关动子，所述开关定子的内部设有初级线圈和两个次级线圈，所述初级线圈位于两个次级线圈之间，所述开关动子活动安装在开关定子的管道内并能够穿过初级线圈和两个次级线圈，所述LVDT信号调理器的激励信号输出端与LVDT信号调理器的同步解调通道B以及初级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的同步解调通道A与两个串联后的次级线圈电连接，所述LVDT信号调理器的电压输出端能够输出一个与开关动子的位置成正比的直流电压信号，以获取开关状态。
作为优选的实施方式，所述LVDT信号调理器含有参考电压源、正弦波振荡器、第一功率放大器、A\/B除法器、低通滤波器和第二功率放大器，所述参考电压源、正弦波振荡器和第一功率放大器依次连接，所述第一功率放大器的输出端为LVDT信号调理器的激励信号输出端，所述A\/B除法器、低通滤波器和第二功率放大器依次连接，所述A\/B除法器的输入端分别连接LVDT信号调理器的同步解调通道A和同步解调通道B，所述第二功率放大器的输出端为LVDT信号调理器的电压输出端。
作为优选的实施方式，所述LVDT信号调理器的电压输出端还可以连接有运算放大器。
作为优选的实施方式，所述开关动子设置为磁芯。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用非接触式设计，彻底解决了传统开关的触点被磨损氧化问题，大大提高了使用寿命，并且电子开关只要一产生开关动作即可判别动作方向与动作位移量，反应速度快，响应能力可达到μs级别。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的第一种无接触式高速响应电子开关的电路原理图；
图2是本实用新型实施例提供的第二种无接触式高速响应电子开关的电路原理图；
图3是本实用新型实施例提供的开关本体的剖面图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种无接触式高速响应电子开关，包括开关本体1和LVDT信号调理器2，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。
如图3所示，开关本体1包括开关定子11和开关动子12，其中，开关动子12可以由磁芯等导磁材料制成，开关定子11的内部设有初级线圈13、次级线圈14和次级线圈15，初级线圈13为原边，初级线圈13位于次级线圈14与次级线圈15之间，次级线圈14和次级线圈15相连接组合形成次边，开关动子12可移动地安装在开关定子11的管道内，并能够穿过初级线圈13、次级线圈14和次级线圈15。
由于线圈磁场的作用，开关动子12能够在开关定子11内实现非接触的无摩擦式运动，在高速自动化设备中可长期稳定运行。并且当开关动子12在运动时，根据开关动子12在磁场中的位置不同，次级线圈组产生的电压大小会发生变化。
LVDT信号调理器是一种完整的无需调节线性可变差分变压器信号调理器，开关本体1与LVDT信号调理器2组成的调理电路可精确测量线性位移，将线性位移或位置从机械参考点(或零点)转换为包含相位(方向)和幅度(距离)信息的比例信号。
在本实施例中，该LVDT信号调理器2可以采用型号为AD698的LVDT信号调理器，如图1所示，该LVDT信号调理器2含有参考电压源21、正弦波振荡器22、第一功率放大器23、A\/B除法器24、低通滤波器25和第二功率放大器26，参考电压源21、正弦波振荡器22和第一功率放大器23依次连接，第一功率放大器23的输出端为LVDT信号调理器的激励信号输出端，A\/B除法器24、低通滤波器25和第二功率放大器26依次连接，A\/B除法器24的输入端分别连接LVDT信号调理器的同步解调通道A和同步解调通道B，第二功率放大器26的输出端为LVDT信号调理器2的电压输出端，LVDT信号调理器2的激励信号输出端与LVDT信号调理器2的同步解调通道B以及初级线圈11电连接，LVDT信号调理器2的同步解调通道A与串联后的次级线圈12、13电连接，LVDT信号调理器2的电压输出端能够输出一个与开关动子12的位置成正比的直流电压信号。若将直流电压信号接入到控制系统，控制系统则能够获取开关状态。
工作时，LVDT信号调理器2会产生一个低失真正弦波信号(即激励信号)作为基准信号输入到同步解调通道B(Vb)，同时驱动初级线圈13(即初级线圈13由参考正弦波信号源激励)，而次级线圈14和次级线圈15会因初级线圈13的触发产生一个感应电压(Va)，并将该感应电压输入到同步解调通道A，后续，LVDT信号调理器2能够将Va和Vb信号进行比较调制处理后进行输出(Vout)，其传递函数为：Vout＝a*(Va\/Vb)，式中，a为传递系数。当开关动子12的位置不同，感应电压Va的电压大小就会不一样，从而可以准确的推算出开关动子的实际位置，起到开关特效。同时，通过测量输出电压的相位就可以判断开关动子12移动的方向。
较佳的，在另一实施例中，如图2所示，LVDT信号调理器2的电压输出端还可以连接有运算放大器3，运算放大器3可以将直流电压信号进行放大处理。
在此需要说明的是，在其他实施例中，该LVDT信号调理器2也可以采用型号为AD598的LVDT信号调理器或其他型号的调理器，非本实施例为限。
综上所述，本实用新型采用非接触式设计，彻底解决了传统开关的触点被磨损氧化问题，大大提高了使用寿命，并且电子开关只要一产生开关动作即可判别动作方向与动作位移量，反应速度快，提高了高速运行设备效率，可更大地扩展应用范围，可应用于系统中的位置反馈、设备中的自动测量等。
本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920078995.1
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209250607U
授权时间:20190813
主分类号:H03K 17/97
专利分类号:H03K17/97
范畴分类:38C;
申请人:东莞普莱信智能技术有限公司
第一申请人:东莞普莱信智能技术有限公司
申请人地址:523000 广东省东莞市东坑镇角社新村路13号3楼
发明人:孟晋辉;黎齐
第一发明人:孟晋辉
当前权利人:东莞普莱信智能技术有限公司
代理人:钟建星
代理机构:44228
代理机构编号:广州市南锋专利事务所有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：lvdt论文;