DE10318350C5 - Inductive proximity switch - Google Patents

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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils

Abstract

Induktiver Näherungsschalter, mit einer Sendespule (S), und einer in deren magnetischem Wechselfeld (H) derart angeordneten Empfangsspule (E), dass der vom magnetischen Wechselfeld (H) in der Empfangsspule eingeprägte magnetische Fluß (Φ) in der Schalt- oder Ruhestellung des Näherungsschalters Null oder nahe Null ist, wobei die Spulen (S‚ E) benachbart versetzt zueinander angeordnet sind, dass die aus der Spulenfläche (16) der Sendespule (S) austretenden Feldlinien (H), die die Spulenfläche (17) der Empfangsspule (E) in einer Richtung durchdringen, die Spulenfläche (17) der Empfangsspule (E) auch in Gegenrichtung durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspule (E) eine ringförmige Spulenfläche in Form einer zu einem offenen Ring gebogenen Schmalfläche aufweist und die die Sendespule (S) eine kreisförmige Spulenfläche (16) aufweist, deren Peripherie von der Empfangsspule (E) ringsum überlappt wird.Inductive proximity switch, with a transmitting coil (S), and in the magnetic alternating field (H) arranged in such a receiving coil (E) that of the alternating magnetic field (H) impressed in the receiving coil magnetic flux (Φ) in the switching or rest position of the Proximity switch is zero or near zero, wherein the coils (S, E) are arranged offset from each other adjacent to the exiting the coil surface (16) of the transmitting coil (S) field lines (H), the coil surface (17) of the receiving coil (E ) penetrate in one direction, the coil surface (17) of the receiving coil (E) also penetrate in the opposite direction, characterized in that the receiving coil (E) has an annular coil surface in the form of a bent to an open ring narrow surface and the transmitting coil (S) a circular coil surface (16) whose periphery is overlapped by the receiving coil (E) all around.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter gemäß Gattungsbebegriff des Anspruches 1.The The invention relates to an inductive proximity switch according to the generic term of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Ein Näherungsschalter wird von der DE 40 31 252 beschrieben. Dort wird die Sendespule von einer Oszillatorspule ausgebildet. Die Empfangsspule besteht aus zwei Teilspulen, die koaxial zur Oszillatorspule hinter- bzw. vor derselben angeordnet sind. In dem die beiden Teilspulen der Empfangsspule mit gegensinnigen Wicklungssinn geschaltet sind, addieren sich die beiden magnetischen Spannungen, die von der Sendespule in den beiden Teilspulen induziert werden, zu Null. Dies hat die Folge, dass an den Klemmen der Empfangsspule eine Spannung Null oder nahe Null anliegt. Diese, in der DE 40 31 252 beschriebene Anordnung ist außerordentlich kritisch betreffend mechanische Deformationen, die beim Gebrauch oder bei einer Erwärmung des Näherungsschalters auftreten können. Dies hat Fehlschaltungen zur Folge und insbesondere eine Änderung des Schaltabstandes.A proximity switch is used by the DE 40 31 252 described. There, the transmitting coil is formed by an oscillator coil. The receiver coil consists of two partial coils, which are arranged coaxially to the oscillator coil behind or in front of the same. In that the two partial coils of the receiving coil are connected in the opposite direction winding sense, the two magnetic voltages, which are induced by the transmitting coil in the two coil sections, add up to zero. This has the consequence that at the terminals of the receiving coil, a voltage zero or near zero. This, in the DE 40 31 252 described arrangement is extremely critical to mechanical deformations that may occur during use or when heating the proximity switch. This results in faulty circuits and in particular a change in the switching distance.

Weiter ist es bei Minensuchgeräten oder Metalldetektoren, die nach dem Transmitter-Receiver-Verfahren arbeiten, bekannt, die Sendespule von der Empfängerspule magnetisch zu entkoppeln. Als Entkopplung ist dort bekannt, die beiden Spulen senkrecht aufeinander anzuordnen, so dass möglichst wenig der von der Sendespule erzeugten Feldlinien durch die Spulenfläche der Empfängerspule gehen. Bei den TR-Detektoren wurde auch vorgeschlagen, die Sendespule und die Empfängerspule in einer Ebene anzuordnen und die Spulen so zu plazieren, dass die gegenseitige Beeinflussung möglichst gering ist. Als Sendespule werden dort unter anderem ”Open Center Coils” verwendet, die in der Mitte eine mehrere Zentimeter große Öffnung haben. Ihre Durchmesser liegen etwa zwischen 20 und 25 cm. Für Tiefenortungszwecke liegen die Durchmesser sogar bei noch höheren Werten.Further it is with mine detectors or metal detectors following the transmitter-receiver method known to magnetically decouple the transmitter coil from the receiver coil. As decoupling is known there, the two coils perpendicular to each other to arrange, so that as possible little of the field lines generated by the transmitting coil through the coil surface of the Receiver coil go. In the TR detectors has also been proposed, the transmitting coil and the receiver coil to arrange in a plane and to place the coils so that the mutual influence as low as possible is. As a transmitting coil there are used among other things "Open Center Coils", in the middle have a several centimeters large opening. Their diameters are between about 20 and 25 cm. For depth locating purposes the diameters are even higher Values.

Anders als bei Metallsuchgeräten oder Minensuchgeräten ist es bei induktiven Näherungsschaltern von entscheidender Bedeutung, dass der Schaltabstand unkritisch gegenüber äußeren Beeinflussungen ist. Der Schaltabstand muss auch bei verschiedenen Betriebstemperaturen des Näherungsschalters konstant bleiben. Auch besitzen Näherungschalter erheblich geringere Spulendurchmesser, als Minensuchgeräte. Die Spulendurchmesser dürfen dort in der Regel nicht mehr als 5 cm betragen. Oftmals sind sie noch kleiner.Different as with metal detectors or mine detectors it is with inductive proximity switches crucial that the switching distance is not critical against external influences is. The switching distance must also be at different operating temperatures of the proximity switch stay constant. Also proximity switches have considerably lower Coil diameter, as mine detectors. The bobbin diameter may there usually not more than 5 cm. Often they are still smaller.

Die DE 198 50 749 C1 offenbart einen Sensor, der bei Annäherung von Metallen anspricht. Dieser soll ein axial ausgerichtetes Spulensystem besitzen. Die Spule sind dort auf Leiterplatten angeordnet.The DE 198 50 749 C1 discloses a sensor that responds when metals approach. This should have an axially oriented coil system. The coil are arranged there on circuit boards.

Die JP 06045904 bzw. die EP 0 276 113 befassen sich mit gattungsgemäßen kontaktlosen Schaltern, bei denen sich die Sendespule und die Empfangsspule bereichsweise derart überlappen, dass die aus der Spulenfläche der Sendespule austretenden Feldlinien die Spulenfläche der Empfangsspule in beiden Richtungen durchdringen. Indem die Feldlinien die Spulenfläche der Empfangsspule nicht nur in der einen, sondern auch in der Gegenrichtung durchdringen, hat dies zur Folge, dass der magnetische Fluss in der Empfangsspule insgesamt Null oder nahe Null. Das in der Sendespule erzeugte magnetische Wechselfeld induziert in einer Schaltfahne aus einem Metall elektrische Wirbelströme. Das von der Sendespule ausgesandte magnetische Feld induziert aber sowohl bei fehlendem Auslöser als auch beim Schaltfeld befindlichen Auslöser so gut wie keine Spannung in der Empfangsspule. Dies bedeutet, dass die Empfangsspule nur das magnetische Wechselfeld empfängt, welches von den im Auslöser induzierten Wirbelströmen erzeugt wird. Dadurch ist die Empfangsspule sehr empfindlich. Lediglich aus der Pegeländerung der in der Empfangsspule induzierten Spannung kann das Schaltsignal erzeugt werden.The JP 06045904 or the EP 0 276 113 deal with generic contactless switches in which the transmitting coil and the receiving coil overlap in some areas such that the emerging from the coil surface of the transmitting coil field lines penetrate the coil surface of the receiving coil in both directions. As a result of the field lines penetrating the coil surface of the receiving coil not only in one direction but also in the opposite direction, the result is that the magnetic flux in the receiving coil as a whole is zero or almost zero. The magnetic alternating field generated in the transmitting coil induces electrical eddy currents in a switching lug made of a metal. However, the magnetic field emitted by the transmitting coil induces virtually no voltage in the receiving coil, both in the absence of a trigger and in the switching field trigger. This means that the receiving coil receives only the alternating magnetic field, which is generated by the induced eddy currents in the trigger. As a result, the receiving coil is very sensitive. Only from the level change of the voltage induced in the receiver coil, the switching signal can be generated.

Aufgabenstellungtask

Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Näherungsschalter die Empfindlichkeit zu erhöhen.outgoing of the last-mentioned prior art is the invention the object of the sensitivity in a generic proximity switch to increase.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Die Unteransprüche geben eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung an.Is solved the task by the specified in claim 1 invention. The subclaims give an advantageous embodiment of the invention.

Die beiden Spulen sind jetzt kaum axial entfernt voneinander. Auf eine Mehrteiligkeit der Spule kann verzichtet werden. Der Schaltabstand ist nicht mehr kritisch gegenüber mechanischen Deformationen oder Temperaturänderungen. Bevorzugt befinden sich die beiden Spulen auf einer gemeinsamen Leiterplatte.The Both coils are now hardly axially apart from each other. On a Multi-part coil can be dispensed with. The switching distance is no longer critical mechanical deformations or temperature changes. Preferably located the two coils on a common circuit board.

Die eine Spule kann auf der Vorderseite und die andere Spule auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnet sein. Da derartige Leiterplatten eine außerordentlich geringe Temperaturausdehnung besitzen, ist die gewünschte Temperaturstabilität gewährleistet. Der Schaltabstand ist darüber hinaus auch unkritisch gegenüber Deformationen, da sich eine Verbiegung der Leiterplatte auf beide Spulen in glei chem Maße auswirkt. Dies ist insbesondere deshalb gegeben, weil eine Spule ringförmig von der anderen Spule überlappt wird.The One coil may be on the front and the other on the coil back be arranged the circuit board. Since such printed circuit boards a extraordinarily have low temperature expansion, the desired temperature stability is guaranteed. The switching distance is above also uncritical Deformations, as there is a bending of the circuit board on both Coils in the same chemical dimensions effect. This is especially because a coil annular overlapped by the other coil becomes.

Es ist dabei von Vorteil, wenn insbesondere die Sendespule eine spiralförmige Wicklung aufweist. Diese Wicklung erstreckt sich dann z. B. nahezu über die gesamte Spulenfläche. Die Spulenfläche der Empfängerspule kann sich bei dieser Lösung über die gesamte Peripherie der Sendespule erstrecken. Es handelt sich dabei um eine zu einem offenen Ring gebogene Schmalfläche handeln. Die Wicklungen dieser Spule können sich auch in gewisser Weise über die Spulenfläche verteilen. Beide Spulen sind Flachspulen, deren Wicklungen von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte ausgebildet sind. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wechselspannung eines die Sendespule betreibenden Oszillators mit dem insbesondere verstärkten Empfangssignal der Empfängerspule gemischt wird. Dies hat zur Folge, dass das von der Empfängerspule empfangene Signal nicht nur gleichgerichtet wird. Es werden auch Wechselfeld-Störfelder ausgefiltert. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal des Mischers mit einem Tiefpassfilter geglättet und anschließend verstärkt wird. Das dadurch erzeugte Gleichspannungssignal wird von einer Auswerteschaltung in bekannter Weise ausgewertet. Sind die beiden Spulen derart aufeinander abgestimmt und örtlich justiert, dass im Normalfall ein geringer magnetischer Fluss in der Empfangsspule eine Wechselspannung induziert, so kann die Auswerteschaltung auf einen Nulldurchgang des Pegels reagieren. In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Wechselspannung, die in der Empfangsspule induziert wird von einem Verstärker verstärkt wird. Dieses Verstärkerausgangssignal wird auf den Schwingkreis, von dem die Sendespule ein Teil ist, geschaltet. Diese Rückkopplung bewirkt, dass die Schwingung des Oszillator von der Lage des Auslösers abhängt. Es sind grundsätzlich zwei Betriebsarten möglich. In einer ersten Betriebsart schwingt der Oszillator bei nicht angenähertem Auslöser zufolge eines geringen in der Empfangsspule induzierten Wechselfeldes. Durch Annähern des Auslösers wird bei Erreichen des Schaltabstandes dieses Feld derart gestört bzw. verringert, dass die Schwingung des Oszillators bei Erreichen des Schaltabstandes aufhört. In einer zweiten Betriebsart setzt die Schwingung erst bei Erreichen des Schaltabstandes ein.It is advantageous if in particular the transmitting coil is a spiral winding having. This winding then extends z. B. almost over the entire coil surface. The coil surface of the receiver coil can in this solution on the extend the entire periphery of the transmitting coil. These are to act around a curved to an open ring narrow surface. The windings this coil can also in a certain way over the coil surface to distribute. Both coils are flat coils, whose windings of conductor tracks are formed on a printed circuit board. A further education of Invention provides that the AC voltage of the transmitting coil operating oscillator with the particular amplified received signal the receiver coil is mixed. As a result, that of the receiver coil received signal is not just rectified. It will too Alternating field interference filtered out. Furthermore, it can be provided that the output signal the mixer is smoothed with a low-pass filter and then amplified. The DC signal generated thereby is from an evaluation circuit evaluated in a known manner. Are the two coils on each other so coordinated and local adjusted that normally a low magnetic flux in the receiving coil induces an alternating voltage, so the evaluation circuit respond to a zero crossing of the level. In another variant is provided that the AC voltage in the receiving coil is induced by an amplifier reinforced becomes. This amplifier output signal is switched to the resonant circuit of which the transmitting coil is a part. This feedback causes the oscillation of the oscillator depends on the position of the trigger. It are basically two operating modes possible. In a first mode, the oscillator oscillates when the trigger is not approximated low induced in the receiving coil alternating field. By approaching the shutter Upon reaching the switching distance of this field is disturbed or reduces the oscillation of the oscillator when reaching the Sensing distance stops. In a second mode, the oscillation sets only when it reaches of the switching distance.

Ausführungsbeispielembodiment

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

1 das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Näherungsschalters anhand der beiden Spulen und eines von der Sendespule erzeugten magnetischen Feldes, 1 the basic principle of the proximity switch according to the invention on the basis of the two coils and a magnetic field generated by the transmitting coil,

2 eine Darstellung gemäß 1 in der Spulenebene, 2 a representation according to 1 in the coil level,

3 eine erfindungsgemäße Spulenanordnung in der Draufsicht, 3 a coil arrangement according to the invention in plan view,

4 ein Schnitt gemäß der Linie IV-IV in der 3, 4 a section along the line IV-IV in the 3 .

5 ein Schaltungsbeispiel, 5 a circuit example,

6 ein zweites Schaltungsbeispiel, 6 a second circuit example,

7 ein drittes Schaltungsbeispiel, 7 a third circuit example,

8 eine andere, nicht erfindungsgemäße Spulenanordnung, 8th another coil arrangement not according to the invention,

9 eine weitere alternative Spulenanordnung, 9 another alternative coil arrangement,

10 eine Spulenanordnung gemäß Stand der Technik und 10 a coil assembly according to the prior art and

11 eine Spulenanordnung nicht erfindungsgemäß mit einer Abgleichschaltung. 11 a coil arrangement not according to the invention with a balancing circuit.

Die 1 und 2 zeigen die Wirkungsweise einer Anordnung einer Empfangsspule E und einer Sendespule S gemäß Stand der Technik. Die Sendespule S ist eine Flachspule mit einer Spulenfläche 16. Auch die Empfangsspule E ist eine Flachspule mit einer Spulenfläche 17. Bei der Darstellung in den 1 und 2 sind die Wicklungen 15, 14 der beiden Spulen E, S auf den Spulenumfang konzentriert. Von der mit einem Wechselstrom von mehreren Megahertz betriebenen Sendespule S wird ein magnetisches Wechselfeld H erzeugt. In diesem magnetischen Wechselfeld H liegt die Spulenfläche 17 der Empfangsspule. Die Spulen E und S liegen sehr dicht beieinander. Sie sind nur einige Millimeter voneinander entfernt. Ihr Spulendurchmesser ist wesentlich größer als ihr Abstand. Der Abstand der beiden Spulen beträgt vorzugsweise 1 mm oder weniger als 1 mm. Die Spulenfläche 17 der Empfangsspule E ist so gegenüber dem magnetischen Wechselfeld H angeordnet, dass die Feldlinien, die aus der Spulenfläche 16 entstammen und durch die Spulenfläche 17 der Empfangsspule hindurchgehen, durch die Spulenfläche 17 der Empfangsspule auch wieder zurücktreten. Dies hat zur Folge, dass der in der Empfangsspule erzeugte magnetische Fluss, also das Flächenintegral über das magnetische Wechselfeld H dort gleich Null oder nahe Null ist. Dies hat den Erfolg, dass die in der Empfangsspule induzierte Spannung gleich Null oder sehr gering ist, wenn ansonsten keine weiteren Wechselfelder vorhanden sind.The 1 and 2 show the operation of an arrangement of a receiving coil E and a transmitting coil S according to the prior art. The transmitting coil S is a flat coil with a coil surface 16 , The receiving coil E is a flat coil with a coil surface 17 , When presented in the 1 and 2 are the windings 15 . 14 the two coils E, S concentrated on the coil circumference. Of the operated with an alternating current of several megahertz transmitting coil S, a magnetic alternating field H is generated. In this magnetic alternating field H is the coil surface 17 the receiver coil. The coils E and S are very close together. They are only a few millimeters apart. Their coil diameter is much larger than their distance. The distance between the two coils is preferably 1 mm or less than 1 mm. The coil surface 17 the receiving coil E is arranged opposite to the alternating magnetic field H that the field lines from the coil surface 16 come from and through the coil surface 17 pass through the receiving coil, through the coil surface 17 the receiver coil also withdraw again. This has the consequence that the magnetic flux generated in the receiving coil, so the area integral on the magnetic alternating field H there is equal to zero or near zero. This has the result that the voltage induced in the receiver coil is equal to zero or very low, if otherwise no further alternating fields are present.

Bei dem in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel Erfindung befinden sich die Wicklungen der beiden Spulen S und E jeweils auf den voneinander wegweisenden Seiten einer Leiterplatte. Eine der beiden Spulen kann auch in einer Mittelebene einer mehrschichtigen Leiterplatte angeordnet sein. Dort hat die Wicklung 15 der Sendespule einen spiralförmigen Verlauf. Die Spirale 15 erstreckt sich über die gesamte kreisscheibenförmige Spulenfläche 16. Die Empfängerspule besitzt auch eine spiralförmig verlaufende Wicklung 14. Auch diese Wicklung wird von einer Leiterbahn 13 ausgebildet.In the in the 3 and 4 illustrated embodiment, the windings of the two coils S and E are each on the sides facing away from each other of a circuit board. One of the two coils can also be in one with be arranged teleplane of a multilayer printed circuit board. There has the winding 15 the transmitting coil a spiral shape. The spiral 15 extends over the entire circular disc-shaped coil surface 16 , The receiver coil also has a spiral winding 14 , This winding is also from a conductor track 13 educated.

Bei der Empfangsspule konzentrieren sich die Wicklungen 13, 14 auf den Umfangsbereich der Spulenfläche 17. Die Kontur der Spulenfläche 17 der Empfangsspule E entspricht dort einem Ring, der eine Öffnung besitzt. Die Spulenfläche 17 der Empfangsspule erstreckt sich somit nur über die Peripherie der Sendespule S. Das Zentrum der Sendespule S wird nicht von der Empfangsspule E überlappt.At the receiving coil, the windings are concentrated 13 . 14 on the peripheral area of the coil surface 17 , The contour of the coil surface 17 the receiving coil E corresponds there to a ring having an opening. The coil surface 17 The receiving coil thus extends only over the periphery of the transmitting coil S. The center of the transmitting coil S is not overlapped by the receiving coil E.

Bei der in 5 dargestellten Schaltung bezeichnet die Bezugsziffer 3 einen Oszillator, der die Sendespule mit einer hochfrequenten Wechselspannung versorgt. Diese Sendespule S kann aber auch Teil eines Oszillators 3 sein. Mit Bezugsziffer 4 ist dort ein Anzeiger bezeichnet, der die Wechselspannung, die in der Empfangsspule E induziert ist, anzeigt. Der Anzeiger ist vorzugsweise ein Digitalanzeiger, der lediglich das Erreichen des Auslösers des Schaltabstandes anzeigt.At the in 5 shown circuit designates the reference numeral 3 an oscillator that supplies the transmitter coil with a high-frequency AC voltage. But this transmission coil S can also be part of an oscillator 3 be. With reference number 4 there is an indicator indicates that indicates the AC voltage that is induced in the receiving coil E indicates. The indicator is preferably a digital indicator which merely indicates the reaching of the trigger of the switching distance.

Bei dem in der 6 dargestellten Schaltungsbeispiel wird die Sendespule S von einem Oszillator 3 mit einer Wechselspannung versorgt. Das Wechselspannungssignal des Oszillators 3 wird auch in einem Mischer 5 eingekoppelt. In den Mischer wird ebenfalls das von einem Verstärker 4 erzeugte Empfangssignal der Empfangsspule E eingekoppelt. Der Mischer liefert ein selektiv gleich gerichtetes Eingangsignal des Verstärkers 4. Es werden nur solche Signale gleichgerichtet und über den Mischer übertragen, die frequenzgleich zum Oszillatorsignal liegen. Diese wechselnde Gleichspannung wird über einen Tiefpaßfilter geglättet. Das geglättete Signal wird über einen Verstärker verstärkt und in bekannter Weise in einer Auswerteschaltung 9 ausgewertet. Die Auswerteschaltung 9 kann einen Schwellwertschalter aufweisen. Es ist aber auch vorgeshen, dass ein Nulldurchgang zur Erzeugung eines Schaltsignales führt.In the in the 6 shown circuit example, the transmitting coil S by an oscillator 3 supplied with an AC voltage. The AC signal of the oscillator 3 will also be in a mixer 5 coupled. In the mixer is also that of an amplifier 4 generated received signal of the receiving coil E coupled. The mixer provides a selectively rectified input signal to the amplifier 4 , Only those signals are rectified and transmitted via the mixer, which are at the same frequency as the oscillator signal. This alternating DC voltage is smoothed by a low-pass filter. The smoothed signal is amplified by an amplifier and in a known manner in an evaluation circuit 9 evaluated. The evaluation circuit 9 may have a threshold switch. However, it is also provided that a zero crossing leads to the generation of a switching signal.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Oszillator 3, dessen Spule die Sendespule S ist, von einem Verstärker 5 betrieben, dessen Eingangssignal das Ausgangssignal der Empfangsspule E ist. Diese Schaltung kann so betrieben werden, dass bei nicht angenähertem Auslöser in der Empfangsspule eine geringe Wechselspannung induziert wird. Über den Verstärker 5 wird aufgrund dieser Wechselspannung 5 der Oszillator 3 betrieben. Ein durch die Annäherung eines Auslösers erzeugtes Gegenfeld führt zum Zusammenbruch des in der Empfangsspule induzierten Wechselspannungssignals. Dies hat zur Folge, dass der Oszillator 3 im Schaltzustand nicht schwingt. Diese Schaltung kann aber auch genau anders herum betrieben werden. Sie schwingt dann erst bei angenähertem Auslöser.At the in 7 illustrated embodiment is an oscillator 3 , whose coil is the transmitting coil S, from an amplifier 5 operated, the input signal is the output signal of the receiving coil E. This circuit can be operated in such a way that a low alternating voltage is induced in the receiver coil when the trigger is not approximated. About the amplifier 5 is due to this AC voltage 5 the oscillator 3 operated. A generated by the approach of a trigger counter field leads to the collapse of the induced in the receiving coil AC signal. As a result, the oscillator 3 does not oscillate in the switching state. But this circuit can also be operated exactly the other way round. It then vibrates only when the trigger is approximated.

Die in 9 dargestellte Spulenanordnung entspricht im Wesentlichen der in 3 und 4 dargestellten Spulenanordnung, anders als dort besitzt die Empfangsspule E aber einen Peripherieabschnitt, der die Spulenfläche der Sendespule nicht überlappt. Die in der Zeichnung schräg zur Radialrichtung verlaufende Striche, die mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnet sind symbolisieren einzelnen Leiterbahnen zum Abschirmen. Diese Leiterbahnabschnitte sind mit ihrem radial einwärtsgerichteten Ende einer nicht dargestellten Extra-Leiterbahn verbunden, die auf Masse liegt.In the 9 shown coil assembly substantially corresponds to in 3 and 4 However, unlike there, the receiving coil E has a peripheral portion that does not overlap the coil surface of the transmitting coil. The obliquely extending in the drawing to the radial lines, the reference numeral 18 are marked symbolize individual tracks for shielding. These conductor track sections are connected to their radially inwardly directed end of an extra track, not shown, which is grounded.

Bei dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Empfangssignal der Empfängerspule E über einen Spannungsteiler, z. B. Potentiometer 10 abgegriffen. Das abgegriffenen Signal wird einem Verstärker zugeleitet, der die Sendespule S bestromt. Hier überlappen sich die Spulenflächen der Sendespule S und der Empfangsspule E. Der Spannungsteiler ermöglicht den Abgleich der Kopplung zwischen Sende- und Empfangsspule. Die Kopplung der Spulen wird so eingestellt, dass das System gerade schwingt. Bei Annäherung mit einem von einem Blech ausgebildeten Auslöser wird das Sendefeld geschwächt. Die Schwingung reißt ab. Auch hier ist eine umgekehrte Funktion möglich. Der Oszillator schwingt bei Annähern des Auslösers an.At the in 11 illustrated embodiment, the received signal of the receiver coil E via a voltage divider, for. B. potentiometer 10 tapped. The tapped signal is fed to an amplifier, which energizes the transmitting coil S. Here overlap the coil surfaces of the transmitting coil S and the receiving coil E. The voltage divider allows the adjustment of the coupling between the transmitting and receiving coil. The coupling of the coils is set so that the system is vibrating straight. When approaching with a trained by a sheet trigger the transmission field is weakened. The vibration breaks off. Again, a reverse function is possible. The oscillator vibrates when the shutter is approached.

Claims (6)

Induktiver Näherungsschalter, mit einer Sendespule (S), und einer in deren magnetischem Wechselfeld (H) derart angeordneten Empfangsspule (E), dass der vom magnetischen Wechselfeld (H) in der Empfangsspule eingeprägte magnetische Fluß (Φ) in der Schalt- oder Ruhestellung des Näherungsschalters Null oder nahe Null ist, wobei die Spulen (S‚ E) benachbart versetzt zueinander angeordnet sind, dass die aus der Spulenfläche (16) der Sendespule (S) austretenden Feldlinien (H), die die Spulenfläche (17) der Empfangsspule (E) in einer Richtung durchdringen, die Spulenfläche (17) der Empfangsspule (E) auch in Gegenrichtung durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspule (E) eine ringförmige Spulenfläche in Form einer zu einem offenen Ring gebogenen Schmalfläche aufweist und die die Sendespule (S) eine kreisförmige Spulenfläche (16) aufweist, deren Peripherie von der Empfangsspule (E) ringsum überlappt wird.Inductive proximity switch, with a transmitting coil (S), and in the magnetic alternating field (H) arranged in such a receiving coil (E) that of the alternating magnetic field (H) impressed in the receiving coil magnetic flux (Φ) in the switching or rest position of the Proximity switch is zero or near zero, wherein the coils (S, E) are arranged offset from one another adjacent to each other, that from the coil surface ( 16 ) of the transmitting coil (S) exiting field lines (H), the coil surface ( 17 ) of the receiving coil (E) penetrate in one direction, the coil surface ( 17 ) of the receiving coil (E) also penetrate in the opposite direction, characterized in that the receiving coil (E) has an annular coil surface in the form of a curved to an open ring narrow surface and the transmitting coil (S) has a circular coil surface ( 16 ), the periphery of which is overlapped by the receiving coil (E) all around. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spule (S, E) von einer spiralförmigen Leiterbahn (12) einer Leiterplatte gebildet ist.Inductive proximity switch according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that at least one coil (S, E) of a spiral-shaped conductor track ( 12 ) formed a printed circuit board is. Induktiver Näherungsschalter nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung eines die Sendespule (S) betreibenden Oszillators (3) mit dem insbesondere verstärkten Empfangssignal der Empfangsspule (E) gemischt (5) wird.Inductive proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the alternating voltage of an oscillator (S) operating the oscillator ( 3 ) mixed with the particular amplified received signal of the receiving coil (E) ( 5 ) becomes. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Mischers (5) mit einem Tiefpassfilter (7) geglättet und verstärkt wird.Inductive proximity switch according to claim 3, characterized in that the output signal of the mixer ( 5 ) with a low-pass filter ( 7 ) is smoothed out and amplified. Induktiver Näherungsschalter nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem von einem Verstärker (8) verstärkten Empfangssignal der Empfangsspule (E) ein Oszillator (3) der Sendespule (S) betrieben wird.Inductive proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that that of an amplifier ( 8th ) amplified received signal of the receiving coil (E) an oscillator ( 3 ) of the transmitting coil (S) is operated. Induktiver Näherungsschalter nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Klemmen der Empfangsspule (E) ein Signal über einen Spannungsteiler (10) abgegriffen wird, welches verstärkt in die Sendespule (S) eingespeist wird.Inductive proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that at the terminals of the receiving coil (E) a signal via a voltage divider ( 10 ) is tapped, which is increasingly fed into the transmitting coil (S).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088752A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch, particularly all-metal inductive proximity switch for reacting to approach of electrically conductive object, has inductor formed as low temperature penetrating ceramic body with conductor path as shielding layer

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7463020B2 (en) 2005-02-08 2008-12-09 Pepperl & Fuchs Gmbh Inductive proximity switch based on a transformer coupling factor principle
DE102006053023B4 (en) 2006-02-10 2018-10-04 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch
DE202006003600U1 (en) * 2006-02-22 2007-08-09 Pepperl + Fuchs Gmbh Inductive proximity switch
DE102006053222B4 (en) * 2006-11-11 2009-01-29 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch with supplementary coil attached to a screen
DE102007001821B4 (en) * 2007-01-12 2012-03-01 Wenglor sensoric elektronische Geräte GmbH Inductive proximity switch
US8203335B2 (en) * 2008-03-28 2012-06-19 Infineon Technologies Austria Ag System and method for an inductive proximity switch on a common substrate
DE102009021804A1 (en) 2009-05-18 2010-11-25 Gerd Reime Metal detector has at least one transmission coil and at least one reception coil working in a pulse induction mode
WO2010133501A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Sick Ag A sensor for detecting metal objects
DE102010016333B4 (en) 2010-04-06 2018-02-08 Turck Holding Gmbh Knee lever tensioning device with an angle detection device by a resonant circuit
WO2012104086A2 (en) 2011-02-02 2012-08-09 Gerd Reime Metal detector for locating metal objects
DE102012001202A1 (en) 2011-08-10 2013-02-14 Gerd Reime Sensor for locating metallic objects and associated coil
EP2631674A1 (en) 2012-02-23 2013-08-28 ELMOS Semiconductor AG Method and sensor system for measuring the properties of a transfer segment of a measuring system between transmitter and recipient
DE102012008699B4 (en) 2012-04-28 2014-04-03 Wolfgang Kühnel Method for increasing the measuring range of a device for non-contact measurement of a distance
DE102012019329A1 (en) 2012-10-02 2014-04-03 Gerd Reime Method and sensor unit for locating and / or detecting metallic or metal-containing objects and materials
EP3594724B1 (en) 2012-11-09 2021-07-21 Elmos Semiconductor SE Coil for an inductive sensor and circuit for controlling the same
GB2508923A (en) 2012-12-17 2014-06-18 Bombardier Transp Gmbh Inductive power transfer system having inductive sensing array
DE202014105253U1 (en) 2014-05-15 2014-11-19 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
DE102014209243B4 (en) 2014-05-15 2017-06-29 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
DE102014209339B4 (en) 2014-05-16 2018-05-30 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch
WO2017015730A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Detech Ltd Search coil for metal detector
DE102015218340B4 (en) 2015-09-24 2018-06-21 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch with a pre-damping element
DE102019210301A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Sensor arrangement for detecting a deflection of a wire electrode
EP4083663A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-02 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Sensor arrangement for detecting a distance of an object from a reference plane
DE102022112541A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-23 Turck Holding Gmbh Proximity switch and method for detecting a trigger

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB574955A (en) * 1942-12-31 1946-01-28 Hazeltine Corp Unitary balanced-inductor system
US4255711A (en) * 1979-05-15 1981-03-10 Compass Electronics Corporation Coil arrangement for search head of a metal detector
US4345208A (en) * 1980-05-05 1982-08-17 Wilson Paul S Anti-falsing and zero nulling search head for a metal detector
JPS59190179A (en) * 1983-04-13 1984-10-27 株式会社日立製作所 Method of installing man conveyor
EP0130940A1 (en) * 1983-07-05 1985-01-09 C.A. Weidmüller GmbH & Co. Inductive sensor device and measuring device for using the same
EP0276113A2 (en) * 1987-01-21 1988-07-27 Christopher James Harley Code device recognition system and access control system using such recognition system
DE3912840A1 (en) * 1989-04-19 1990-10-25 Foerster Inst Dr Friedrich SEARCH COIL ARRANGEMENT FOR AN INDUCTIVE SEARCH DEVICE
DE4031252C1 (en) * 1990-10-04 1991-10-31 Werner Turck Gmbh & Co Kg, 5884 Halver, De Inductive proximity switch - detects coil induced voltage difference which is fed to input of oscillator amplifier
JPH0645904A (en) * 1992-07-23 1994-02-18 Omron Corp Contactless switch
DE4339419A1 (en) * 1993-11-18 1995-05-24 Vallon Gmbh Devices and methods for the detection of metal objects
DE4442994A1 (en) * 1994-12-02 1996-06-05 Philips Patentverwaltung Planar inductance
EP0805339A1 (en) * 1996-04-29 1997-11-05 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique S.A. - Recherche et Développement Varying magnetic field position and movement detector
DE19850749C1 (en) * 1998-11-04 2000-03-30 Eckart Hiss Inductive proximity sensor for detecting metal objects; has signal from detector coil and generator coil input to mixer
DE10012830A1 (en) * 2000-03-16 2001-09-20 Turck Werner Kg Electronic proximity switch e.g. capacitive proximity switch for shaft encoder, includes mixer which evaluates interference caused by proximity of trigger after signal to be evaluated is admitted to oscillator frequency
US6404192B1 (en) * 1999-05-12 2002-06-11 Asulab S.A. Integrated planar fluxgate sensor
US6545464B1 (en) * 1998-07-29 2003-04-08 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59190719A (en) * 1983-04-13 1984-10-29 Omron Tateisi Electronics Co Proximity switch

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB574955A (en) * 1942-12-31 1946-01-28 Hazeltine Corp Unitary balanced-inductor system
US4255711A (en) * 1979-05-15 1981-03-10 Compass Electronics Corporation Coil arrangement for search head of a metal detector
US4345208A (en) * 1980-05-05 1982-08-17 Wilson Paul S Anti-falsing and zero nulling search head for a metal detector
JPS59190179A (en) * 1983-04-13 1984-10-27 株式会社日立製作所 Method of installing man conveyor
EP0130940A1 (en) * 1983-07-05 1985-01-09 C.A. Weidmüller GmbH & Co. Inductive sensor device and measuring device for using the same
EP0130940B2 (en) * 1983-07-05 1993-12-01 C.A. Weidmüller GmbH & Co. Inductive sensor device and measuring device for using the same
EP0276113A2 (en) * 1987-01-21 1988-07-27 Christopher James Harley Code device recognition system and access control system using such recognition system
DE3912840A1 (en) * 1989-04-19 1990-10-25 Foerster Inst Dr Friedrich SEARCH COIL ARRANGEMENT FOR AN INDUCTIVE SEARCH DEVICE
DE4031252C1 (en) * 1990-10-04 1991-10-31 Werner Turck Gmbh & Co Kg, 5884 Halver, De Inductive proximity switch - detects coil induced voltage difference which is fed to input of oscillator amplifier
JPH0645904A (en) * 1992-07-23 1994-02-18 Omron Corp Contactless switch
DE4339419A1 (en) * 1993-11-18 1995-05-24 Vallon Gmbh Devices and methods for the detection of metal objects
DE4339419C2 (en) * 1993-11-18 1997-09-18 Vallon Gmbh Devices and methods for the detection of metal objects
DE4442994A1 (en) * 1994-12-02 1996-06-05 Philips Patentverwaltung Planar inductance
EP0805339A1 (en) * 1996-04-29 1997-11-05 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique S.A. - Recherche et Développement Varying magnetic field position and movement detector
US6043644A (en) * 1996-04-29 2000-03-28 Cesm Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa - Recherche Et Developpement Device for detecting position and movement by using magnetic field variation
EP0805339B1 (en) * 1996-04-29 2002-11-20 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique S.A. - Recherche et Développement Varying magnetic field position and movement detector
DE69717188T2 (en) * 1996-04-29 2003-10-09 Suisse Electronique Microtech Motion and position detector working with magnetic field changes
US6545464B1 (en) * 1998-07-29 2003-04-08 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Inductive proximity switch
DE19850749C1 (en) * 1998-11-04 2000-03-30 Eckart Hiss Inductive proximity sensor for detecting metal objects; has signal from detector coil and generator coil input to mixer
US6404192B1 (en) * 1999-05-12 2002-06-11 Asulab S.A. Integrated planar fluxgate sensor
DE10012830A1 (en) * 2000-03-16 2001-09-20 Turck Werner Kg Electronic proximity switch e.g. capacitive proximity switch for shaft encoder, includes mixer which evaluates interference caused by proximity of trigger after signal to be evaluated is admitted to oscillator frequency

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Brockhaus Technik von A-Z. Augsburg: Weltbild 2001, S. 93 *
DOBRINSKI, Paul, KRAKAU, Gunter, VOGEL, Anselm: Physik für Ingenieure. Stuttgart: B.G. Teubner, 7. Aufl., 1988, S. 295 *
JP 06045904 A mit PAJ *
JP 59190719 A mit PAJ *
JP 6-45904 A mit PAJ JP 59-190719 A mit PAJ Nührmann, D.: Das große Werkbuch der Elektronik. Poing: Franzis', 6. Aufl., 1994, S. 958-960 JUNGE, H.-D. (Hrsg.): Brockhaus abc Elektronik. Leipzig: Brockhaus, 1978, S. 97-98, 299-300, 428-430, 454-455 LENK, Richard (Hrsg.): Physik Band 1, Leipzig: Brockhaus 1998, S. 151 Brockhaus Technik von A-Z. Augsburg: Weltbild 2001, S. 93 DOBRINSKI, Paul, KRAKAU, Gunter, VOGEL, Anselm: Physik für Ingenieure. Stuttgart: B.G. Teubner, 7. Aufl., 1988, S. 295
JUNGE, H.-D. (Hrsg.): Brockhaus abc Elektronik. Leipzig: Brockhaus, 1978, S. 97-98, 299-300, 428-430, 454-455 *
LENK, Richard (Hrsg.): Physik Band 1, Leipzig: Brockhaus 1998, S. 151 *
Nührmann, D.: Das große Werkbuch der Elektronik. Poing: Franzis', 6. Aufl., 1994, S. 958-960 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088752A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Ifm Electronic Gmbh Inductive proximity switch, particularly all-metal inductive proximity switch for reacting to approach of electrically conductive object, has inductor formed as low temperature penetrating ceramic body with conductor path as shielding layer

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Publication number Publication date
DE10318350B3 (en) 2004-12-09
DE10362165A1 (en) 2006-12-28

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