直流两线式接近传感器故障检测电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种直流两线式接近传感器故障检测电路，包括：两线式接近传感器S1、开路检测电路、短路检测电路、工作电平检测电路和信号输出电路。本电路有效解决了驱动设备无法判断传感器故障，以及直流两线式接近传感器输出存在漏电流，信号残电压导致电平不稳，检测设备无法识别的问题。与现有技术相比，经过本实用新型专利技术电路处理后的传感器信号，无残电压及漏电流，兼容性更好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种直流两线式接近传感器故障检测电路，包括：两线式接近传感器S1、开路检测电路、短路检测电路、工作电平检测电路和信号输出电路。本电路有效解决了驱动设备无法判断传感器故障，以及直流两线式接近传感器输出存在漏电流，信号残电压导致电平不稳，检测设备无法识别的问题。与现有技术相比，经过本技术电路处理后的传感器信号，无残电压及漏电流，兼容性更好。【专利说明】直流两线式接近传感器故障检测电路
本技术涉及接近传感器，具体涉及的是一种直流两线式接近传感器故障检测电路。
技术介绍
接近传感器是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器。其检测的主要对象是金属物体，当被检测物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机(PLC)装置提供控制指令。其具有动作可靠、性能稳定、频率响应快、应用寿命长、抗干扰能力强等优点，被广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。 目前接近传感器按工作原理可分为电感式、电容式、霍尔式等；根据所使用的电源区别又可分为交流型和直流型；按工作分为三线式和两线式，三线式的供电和输出信号是分开的，两线式供电与信号共用。对于直流两线式接近传感器而言，其输出为开关信号，当传感器或线路发生开路、短路时，控制端无法判断是正常的信号还是传感器故障；而且由于两线式接近传感器供电与信号共用，由于传感器供电需要一定的维持电流，会产生残电压，会出现电平不稳定，部分设备(如PLC)无法识别有效电平，导致误动作的问题。
技术实现思路
为此，本技术的目的在于提供一种直流两线式接近传感器故障检测电路，以解决驱动设备无法判断传感器故障，以及直流两线式接近传感器输出存在漏电流，信号残电压导致电平不稳，检测设备无法识别的问题。 本技术的目的是通过以下技术方案实现的。 一种直流两线式接近传感器故障检测电路，包括: 两线式接近传感器S1、开路检测电路、短路检测电路、工作电平检测电路和信号输出电路，所述两线式接近传感器SI的输出端A点为信号输出及电源输入共用端，且+24V电源电流Is经过串联二极管Dl、检流电阻Rl后输出到A点； 所述开路检测电路包括有电压比较器U1A，所述电压比较器UlA的负输入端B点连接于并联的二极管Dl和R3与串联的检流电阻Rl之间；正输入端C点连接于串联的肖特基二极管D3和分压电阻R6之间；所述电压比较器UlA通过比较负输入端B点和正输入端C点的电压，在C点电压高于B点时，输出为高阻态，由电阻R7和发光二极管LEDl上拉为高电平，此时两线式接近传感器SI为正常连接；在C点电压低于B点时，输出低电平，此时两线式接近传感器SI故障信号经过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LEDl指示为故障状态； 所述短路检测电路包括有电压比较器U1B，所述电压比较器UlB的负输入端D点连接于串联的分压电阻R4、R6之间；正输入端E点通过电阻R2连接到两线式接近传感器SI的输出端A点；所述电压比较器UlB通过比较负输入端D点和正输入端E点的电压，在E点电压高于D点时，UlB输出为高阻态，由电阻R7和LEDl上拉为高电平，此时两线式接近传感器SI为正常连接；在D点电压高于E点时，UlB输出为低电平，此时两线式接近传感器SI故障信号经过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LEDl指示为故障状态； 所述工作电平检测电路包括电压比较器U1C，所述电压比较器UlC的负输入端与电压比较器UlB正输入端共用E点，其通过电阻R2连接到两线式接近传感器SI的输出端A点；正输入端F点与电阻R9及稳压二极管D2连接；所述电压比较器UlC比较负输入端与正输入端F点的电压，在正输入端F点高于负输入端时，电压比较器UlC输出高阻态，此时两线式接近传感器SI检测到被检测物体；在正输入端F点电压低于负输入端时，电压比较器UlC输出低电平，此时两线式接近传感器SI未检测到被检物体； 所述信号输出电路包括三极管Ql，当两线式接近传感器SI未检测到被检物体，工作电平检测电压比较器UlC第14脚输出低电平时，三极管Ql截止，传感器状态输出H点通过上拉电阻R8上拉为高电平；当两线式接近传感器SI检测到被检物体，工作电平检测比较器UlC输出高阻态时，电流通过电阻RlO流过三极管Ql的基极，Ql集电极与发射极导通，传感器状态输出H点输出低电平。 进一步地，当两线式接近传感器SI正常连接使用时，B点的电压等于24V减去二极管Dl的管压降0.7V，C点电压等于24V减去肖特基二极管D3的管压降0.3V，B点电压低于C点电压，此时UlA的第I脚输出为高阻态，由电阻R7和发光二极管LEDl上拉为高电平。 进一步地，当两线式接近传感器SI开路时，A点对地悬空，B点的电压由电阻R3上拉等于24V，高于C点电压24V减去肖特基二极管D3的管压降0.3V，UlA的第I脚输出低电平，通过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LEDl指示为故障状态。 进一步地，当两线式接近传感器SI正常连接使用时，E点的电压等于24V减传感器电流Is乘Rl再减二极管Dl的管压降0.7V，D点电压等于(24V-0.3V) *R4/ (R4+R6)，E点电压高于D点电压，UlB第2脚输出为高阻态，由电阻R7和LEDl上拉为高电平。 进一步地，当两线式接近传感器SI短路时，A点对地短路，E点的电压等于0V，低于D点的电压(24V-0.3V) *R4/ (R4+R6),此时UlB输出第2脚低电平，通过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LEDl指示为故障状态。 进一步地，当两线式接近传感器SI未检测到被检物体时，电压比较器UlC的负输入端电压等于24V减传感器电流Is乘Rl再减二极管Dl的管压降0.7V，U1C的正输入端F点电压等于稳压二极管D2的稳压电压，负输入端电压高于正输入端F点电压，UlC第14脚输出为低电平。 进一步地，当两线式接近传感器SI检测到被检测物体靠近传感器时，电压比较器UlC的负输入端电压等于A点传感器残电压5V,低于正输入端F点电压，UlC第14脚输出高阻态，通过RlO上拉为高电平。 进一步地，所述三极管Ql为PNP型或NPN型三极管。 进一步地，所述电压比较器U1A、U1B、U1C均为芯片LM339。 本技术通过检测两线式接近开关传感器的工作电流，判断传感器的工作状态和开短路故障，并输出相应的信号，从而有效解决了驱动设备无法判断传感器故障，以及直流两线式接近传感器输出存在漏电流，信号残电压导致电平不稳，检测设备无法识别的问题。本电路可放在传感器和控制设备(如PLC)之间，将故障输出信号输出到PLC或警报系统等设备，对传感器故障做出报警或紧急停车等动作，从而可有效避免因传感器故障导致的生产事故。与现有技术相比，经过本技术电路处理后的传感器信号，无残电压及漏电流，兼容性更好。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的电路原理框图； 图2为本技术的电路原理图。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流两线式接近传感器故障检测电路，其特征在于，包括： 两线式接近传感器S1、开路检测电路、短路检测电路、工作电平检测电路和信号输出电路，所述两线式接近传感器S1的输出端A点为信号输出及电源输入共用端，且+24V电源电流Is经过串联二极管D1、检流电阻R1后输出到A点； 所述开路检测电路包括有电压比较器U1A，所述电压比较器U1A的负输入端B点连接于并联的二极管D1和R3与串联的检流电阻R1之间；正输入端C点连接于串联的肖特基二极管D3和分压电阻R6之间；所述电压比较器U1A通过比较负输入端B点和正输入端C点的电压，在C点电压高于B点时，输出为高阻态，由电阻R7和发光二极管LED1上拉为高电平，此时两线式接近传感器S1正常连接使用；在C点电压低于B点时，输出低电平，此时两线式接近传感器S1故障信号经过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LED1指示为故障状态； 所述短路检测电路包括有电压比较器U1B，所述电压比较器U1B的负输入端D点连接于串联的分压电阻R4、R6之间；正输入端E点通过电阻R2连接到两线式接近传感器S1的输出端A点；所述电压比较器U1B通过比较负输入端D点和正输入端E点的电压，在E点电压高于D点时，U1B输出为高阻态，由电阻R7和LED1上拉为高电平，此时两线式接近传感器S1为正常连接；在D点电压高于E点时，U1B输出为低电平，此时两线式接近传感器S1故障信号经过G点输出到后级设备，并通过电阻R7驱动发光二极管LED1指示为故障状态； 所述工作电平检测电路包括电压比较器U1C，所述电压比较器U1C的负输入端与电压比较器U1B正输入端共用E点，其通过电阻R2连接到两线式接近传感器S1的输出端A点；正输入端F点与电阻R9及稳压二极管D2连接；所 述电压比较器U1C比较负输入端与正输入端F点的电压，在正输入端F点高于负输入端时，电压比较器U1C输出高阻态，此时两线式接近传感器S1检测到被检测物体；在正输入端F点电压低于负输入端时，电压比较器U1C输出低电平，此时两线式接近传感器S1未检测到被检物体； 所述信号输出电路包括三极管Q1，当两线式接近传感器S1未检测到被检物体未检测到被检物体，工作电平检测电压比较器U1C第14脚输出低电平时，三极管Q1截止，传感器状态输出H点通过上拉电阻R8上拉为高电平；当两线式接近传感器S1未检测到被检物体，工作电平检测比较器U1C输出高阻态时，电流通过电阻R10流过三极管Q1的基极，Q1集电极与发射极导通，传感器状态输出H点输出低电平。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁毛鹞，杨忠义，
申请(专利权)人：深圳市伊爱高新技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44