DE3527619C1

DE3527619C1 - Self-testing proximity switch

Info

Publication number: DE3527619C1
Application number: DE19853527619
Authority: DE
Inventors: Heinz 7302 Ostfildern Kammerer; Hans Werner 7410 Reutlingen Plank
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1986-08-28

Abstract

The invention relates to a self-testing proximity switch with a test circuit generating test pulses. According to the invention, the comparator of the proximity switch is constructed as a comparator with threshold switching, and the switching thresholds of the comparator can be switched with the aid of test pulses in such a manner that short-time changes of the output signal of the proximity switch are generated, the occurrence of which indicates that all circuits of the proximity switch operate correctly.

Description

Diese Aufgabe wird bei einem selbstprüfenden Näherungsschalter der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Komparator als Komparator mit Schwellwertumschaltung ausgebildet ist, dessen Bezugsspannung während eines Prüfimpulses bei einem hohen Pegel des Ausgangssignals um einen vorgegebenen Betrag auf eine obere Sicherheitsschwelle erhöhbar und bei einem niedrigen Pegel seines Ausgangssignals um einen vorgegebenen Betrag auf eine untere Sicherheitsschwelle absenkbar ist, wobei die Sicherheitsschwellen derart ausgewählt sind, daß die obere Sicherheitsschwelle oberhalb des zulässigen Maximalwerts der gleichgerichteten Oszillatorspannung und die untere Sicherheitsschwelle unterhalb des zulässigen Minimalwerts der gleichgerichteten Oszilatorspannung liegt. With a self-checking proximity switch, this task is performed by the initially specified type solved according to the invention in that the comparator is designed as a comparator with threshold switching, its reference voltage during a test pulse at one high level of the output signal can be increased by a predetermined amount to an upper safety threshold and at a low level of its output signal by a predetermined amount to a lower safety threshold can be lowered, the safety thresholds such are selected that the upper safety threshold is above the permissible maximum value the rectified oscillator voltage and the lower safety threshold below the permissible minimum value of the rectified oscillator voltage.

Es ist ein besonderer Vorteil des Näherungsschalters gemäß der Erfindung, daß die Umschaltung der Schaltschwelle des Komparators bei Aufbau desselben aus elektronischen Bauelementen, insbesondere in Form eines IC-Schaltkreises, wesentlich schneller erfolgen kann als die Änderung der Schwingungsamplitude eines Oszillators, so daß sie mit sehr kurzen Prüfimpulsen des Taktgebers gearbeitet werden kann. Beispielsweise läßt sich bei dem Komparator eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters ohne weiteres eine Ansprechzeit von etwa 20 ,us erreichen, während der Einschwingvorgang bei den üblicherweise in Näherungsschaltern eingesetzten Oszillatoren einige ms dauert und damit um rund einer Zehnerpotenz länger ist. It is a particular advantage of the proximity switch according to the invention, that the switching of the switching threshold of the comparator when it is set up electronic components, especially in the form of an IC circuit, essential can take place faster than the change in the oscillation amplitude of an oscillator, so that it can be used with very short test pulses from the clock. For example can easily be done with the comparator of a proximity switch according to the invention achieve a response time of about 20.us during the settling process in the The oscillators usually used in proximity switches lasts a few ms and so that is around a power of ten longer.

Da die Dauer der Pegeländerung am Ausgang des Komparators der Dauer der einzelnen Prüfimpulse entspricht, treten bei dem erfindungsgemäßen Näherungsschalter an dessen Ausgang, das heißt am Ausgang des Komparators, aufgrund der Prüfimpulse nur sehr kurze Pegeläpderungen auf, durch die auch relativ schnelle elektromechanische Schalter, wie zum Beispiel Reedkontakte, nicht mehr betätigt werden. Außerdem lassen sich die kurzen impulsförmigen Pegeländerungen leicht mit Hilfe eines einfachen Filters unterdrücken, welches zwischen den Komparator und die vom Näherungsschalter anzusteuernden Schalteinrichtungen oder gegebenenfalls zwischen einen Ausgangsverstärker des Näherungsschalters und die anzusteuernden Schalteinrichtungen gelegt wird. Since the duration of the level change at the output of the comparator of the duration corresponds to the individual test pulses occur in the proximity switch according to the invention at its output, that is to say at the output of the comparator, due to the test pulses only very short level changes due to the relatively fast electromechanical Switches such as reed contacts are no longer operated. Besides, let The short pulse-shaped level changes can be easily realized with the help of a simple Suppress the filter between the comparator and the proximity switch switching devices to be controlled or, if necessary, between an output amplifier of the proximity switch and the switching devices to be controlled.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Näherungsschalters gemäß der Erfindung ist in an sich bekannter Weise ein Komparator in Form einer eine Einschaltschwelle und eine um die Hysterese niedriger liegende Ausschaltschwelle aufweisende Triggerstufe vorgesehen. In a preferred embodiment of a proximity switch according to According to the invention, in a manner known per se, a comparator in the form of a switch-on threshold and a trigger stage that is lower by the hysteresis intended.

Ein derartiger Näherungsschalter ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerstufe als Triggerstufe mit umschaltbaren Schaltschwellen ausgebildet ist, deren Schaltschwellen in Abhängigkeit von einem Prüfimpuls und ihrem eigenen Ausgangssignal zu Beginn jedes Prüfimpulses derart umschaltbar sind, daß bei hohem Pegel des Ausgangssignals die Ausschaltschwelle um einen vorgegebenen Betrag auf eine über der Einschaltschwelle liegende obere Sicherheitsschwelle anhebbar ist und daß bei niedrigem Pegel ihres Ausgangssignals die Einschaltschwelle um einen vorgegebenen Betrag auf eine unter der Ausschaltschwelle liegende untere Sicherheitsschwelle absenkbar ist.Such a proximity switch is characterized according to the invention, that the trigger stage is designed as a trigger stage with switchable switching thresholds whose switching thresholds depend on a test pulse and your own Output signal at the beginning of each test pulse can be switched so that at high The level of the output signal increases the switch-off threshold by a specified amount an upper safety threshold above the switch-on threshold can be raised and that when their output signal is low, the switch-on threshold by one specified amount to a lower safety threshold below the switch-off threshold is lowerable.

Der besondere Vorteil eines Näherungsschalters mit einer eine Hysterese aufweisenden Triggerstufe besteht darin, daß auch bei der Verwendung von analog arbeitenden Oszillatoren, die im Gegensatz zu den sogenannten Abreißoszillatoren ein kontinuierlich veränderliches Ausgangssignal liefern, stets eine definierte Verknüpfung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Triggerstufe erhalten wird und keine unerwünschten Mehrfach-Umschaltungen der Triggerstufe eintreten. The particular advantage of a proximity switch with a hysteresis having trigger stage is that even when using analog working oscillators, in contrast to the so-called tear-away oscillators deliver a continuously variable output signal, always a defined one Link between the input signal and the output signal of the trigger stage is obtained and no undesired multiple switchings of the trigger stage occur.

Praktisch erfolgt die Realisierung eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters vorzugsweise so, daß der Komparator eine Komparatoreinheit, insbesondere einen Operationsverstärker, eine Bezugsspannungsquelle und eine Logikschaltung umfaßt, wobei die Logikschaltung zwei Eingänge für die Zuführung der Prüfimpulse bzw. der Ausgangsspannung der Komparatoreinheit (des Operationsverstärkers) aufweist und wobei der Ausgang der Logikschaltung mit einer Bezugsspannungsquelle verbunden ist, die ihrerseits als steuerbare Bezugsspannungsquelle ausgebildet ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Komparatoreinheit bzw. der Operationsverstärker mit einer äußeren Beschaltung zur Erzeugung einer Hysterese versehen ist. In practice, a proximity switch according to the invention is implemented preferably so that the comparator is a comparator unit, in particular an operational amplifier, comprises a reference voltage source and a logic circuit, the logic circuit two inputs for supplying the test pulses or the output voltage of the comparator unit (of the operational amplifier) and wherein the output of the logic circuit with a reference voltage source is connected, which in turn acts as a controllable reference voltage source is trained. It has proven to be advantageous if the comparator unit or the operational amplifier with an external circuit to generate a Hysteresis is provided.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Näherungsschalters gemäß der Erfindung; Fig. 2, 2 a und 2 b schaubildliche Darstellungen zur Erläuterung des zeitlichen Signalverlaufs am Ausgang des Oszillators, am Ausgang der Prüfimpulsquelle bzw. am Ausgang des Näherungsschalters bzw. des Komparators; Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des Komparators 14 aus Fig. 1, und Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Komparators 14. Further details and advantages of the invention are provided below explained in more detail with reference to drawings. 1 shows a block diagram a preferred embodiment of a proximity switch according to the invention; Fig. 2, 2 a and 2 b diagrammatic representations to explain the temporal Signal curve at the output of the oscillator, at the output of the test pulse source or at the output of the proximity switch or the comparator; Fig. 3 is a detailed one Representation of the comparator 14 from FIG. 1, and FIG. 4 a detailed circuit diagram a preferred embodiment of the comparator 14.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Näherungsschalter, welcher aus folgenden Schaltkreisen aufgebaut ist: einem Oszillator 10, einem Demodulator 12, einem Komparator 14, einem Taktgeber 16 und einer Prüfschaltung 18. Der Ausgang des Oszillators 10 ist mit dem Eingang des Demodulators 12 verbunden, dessen Ausgang in einem ersten Eingang 1 des Komparators 14 verbunden ist, dessen Ausgang A den Ausgang des Näherungsschalters darstellt. Der Taktgeber 16, der die Prüfimpulsquelle bildet, ist an einen zweiten Eingang E2 des Komparators 14 angeschlossen, während der Ausgang A des Komparators 14 mit einem dritten Eingang E3 derselben sowie mit dem Eingang der Prüfschaltung 18 verbunden ist, die an ihrem Ausgang P ein Prüfsignal erzeugt. In detail, Fig. 1 shows a proximity switch, which from the following Circuits is built up: an oscillator 10, a demodulator 12, a comparator 14, a clock 16 and a test circuit 18. The output of the oscillator 10 is connected to the input of the demodulator 12, the output of which in a first Input 1 of the comparator 14 is connected, the output A of which is the output of the proximity switch represents. The clock generator 16, which forms the test pulse source, is connected to a second Input E2 of the comparator 14 connected, while the output A of the comparator 14 with a third input E3 of the same and with the input of the test circuit 18 is connected, which generates a test signal at its output P.

Bei dem betrachteten Näherungsschalter soll der Oszillator 10 als analog arbeitender Oszillator ausgebildet sein, dessen Schwingungsamplitude in Abhängigkeit von der Bedämpfung stetig veränderbar ist, wobei die Bedämpfung durch einen Schaltnocken bzw. ganz allgemein durch ein Metallteil M hervorgerufen wird, dessen Abstand a vom Oszillator 10 variabel ist. In the considered proximity switch, the oscillator 10 is intended as be designed analog working oscillator, its oscillation amplitude as a function of the damping is continuously variable, the damping by a switching cam or is caused in general by a metal part M, the distance a from the oscillator 10 is variable.

Der mit dem Ausgang des Oszillators 10 verbundene Demodulator 12 ist ein Gleichrichter, welcher an seinem Ausgang eine Gleichspannung liefert, deren Höhe der Schwingungsamplitude des Oszillators entspricht. Die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung, das heißt das Ausgangssignal des Demodulators 12, ist in Fig. 2 als dick ausgezogene Kurve UD in einem Spannungs(U)/Zeit(t)-Diagramm dargestellt. The demodulator 12 connected to the output of the oscillator 10 is a rectifier, which supplies a DC voltage at its output, whose Corresponds to the level of the oscillation amplitude of the oscillator. The rectified oscillator output voltage, that is, the output signal of the demodulator 12 is shown in FIG. 2 as thick lines Curve UD shown in a voltage (U) / time (t) diagram.

Bei dem Näherungsschalter gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Komparator 14 als Komparator mit Schwellwertschaltung ausgebildet, und zwar speziell als eine Triggerstufe mit Hysterese und umschaltbaren Schaltschwellen. In the proximity switch according to the exemplary embodiment, the comparator is 14 designed as a comparator with threshold value circuit, specifically as a Trigger level with hysteresis and switchable switching thresholds.

Wie Fig. 2 zeigt, liegen die obere Schaltschwelle S0 (Einschaltschwelle) und die untere Schaltschwelle Su (Ausschaltschwelle) der Triggerstufe normalerweise, d. h. zwischen den von der Prüfimpulsquelle bzw. dem Taktgeber 16 erzeugten Prüf- bzw. Ausgangsimpulsen 1, die in Fig. 2 a dargestellt sind, relativ dicht beieinander; die Triggerstufe hat also eine relativ geringe Schalthysterese, die beispielsweise einer Gleichspannungsdifferrenz von etwa 0,2 V entspricht. In der Darstellung gemäß Fig. 2 liegt die demodulierte Ausgangsspannung des Oszillators 10 in einem ersten Zeitintervall fl über der oberen Schaltschwelle SO so daß die Triggerstufe 14, wie dies aus Fig. 2 b deutlich wird, zunächst eine höhere positive Ausgangsspannung liefert, welche nachstehend als Pegel L bezeichnet wird. Wenn nun die Triggerstufe 14 an ihrem zweiten Eingang E2 ein Taktimpuls l des Taktgebers 16 zugeführt wird, dann führt dies während eines Zeitintervalls T2 in Verbindung mit dem zunächst über den Ausgang der Triggerstufe 14 an deren dritten Eingang E3 anliegenden Signalpegel L zu einer solchen Anhebung der unteren Schaltschwelle Su derTriggerstufe 14, daß das demodulierte Ausgangssignal des Oszillators - Kurve UD -nunmehr unter der erhöhten unteren Schaltschwelle S'u liegt, so daß das Ausgangssignal der Triggerstufe 14 für die Dauer des Impulses I auf einen niedrigen Wert, den Pegel 0, abfällt. Anschließend springt das Ausgangssignal der Triggerstufe 14 wieder auf den Pegel L, bis die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung UD unter die untere Schaltschwelle Su absinkt und einen niedrigeren Wert annimmt, was bedeutet, daß das Metallteil M den Schaltabstand des Näherungsschalters unterschritten hat. Das Ausgangssignal der Triggerstufe 14 bleibt nunmehr während eines Zeitintervalls T3 auf dem niedrigen Pegel 0, bis ihre obere Schaltschwelle durch den nächsten Taktgeberimpuls I in Verbindung mit dem Pegel O an seinem Eingang E3 auf den niedrigeren Wert S', abgesenkt wird. Damit liegt die Gleichspannung UD für die Dauer des Zeitintervalls T4 über der abgesenkten oberen Schaltschwelle S',, so daß am Ausgang der Triggerstufe 14 für die Dauer des Zeitintervalls T4 der Pegel L erscheint.As Fig. 2 shows, the upper switching threshold S0 (switch-on threshold) and the lower switching threshold Su (switch-off threshold) of the trigger level normally, d. H. between the test pulse generated by the test pulse source or the clock generator 16 or output pulses 1, which are shown in Fig. 2a, relatively close together; the trigger stage has a relatively low switching hysteresis, for example corresponds to a DC voltage difference of about 0.2 V. In the representation according to Fig. 2 shows the demodulated output voltage of the oscillator 10 in a first Time interval fl above the upper switching threshold SO so that the trigger stage 14, such as this off Fig. 2b becomes clear, initially a higher positive output voltage supplies, which is hereinafter referred to as level L. If now the trigger level 14 a clock pulse l of the clock generator 16 is fed to its second input E2, then this carries out during a time interval T2 in connection with the first over the output of the trigger stage 14 at its third input E3 applied signal level L to such an increase in the lower switching threshold Su derTriggerstufe 14 that the demodulated output signal of the oscillator - curve UD - now below the increased lower switching threshold S'u, so that the output signal of the trigger stage 14 for the duration of the pulse I drops to a low value, the level 0. Afterward the output signal of the trigger stage 14 jumps back to the level L until the rectified Oscillator output voltage UD drops below the lower switching threshold Su and one assumes a lower value, which means that the metal part M exceeds the switching distance of the Has fallen below the proximity switch. The output signal of the trigger stage 14 remains now during a time interval T3 at the low level 0 until its upper level Switching threshold by the next clock pulse I in connection with the level O at its input E3 is lowered to the lower value S '. So lies the DC voltage UD for the duration of the time interval T4 above the lowered upper one Switching threshold S ',, so that at the output of the trigger stage 14 for the duration of the time interval T4 the level L appears.

Wie aus Fig. 2 b deutlich wird, hat jeder Impuls I des Taktgebers eine kurzfristige Pegeländerung am Ausgang der Triggerstufe 14 zur Folge, solange die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung 10 zwischen den Schaltschwellen S'" und SO liegt. Die Prüfschaltung 18, welche auf die periodischen Pegeländerungen am Ausgang der Triggerstufe anspricht, erzeugt also während der betreffenden Zeit ein Prüfsignal, welches einen einwandfreien Zustand des Näherungsschalters mit all seinen Einzelschaltungen 10 bis 18 signalisiert. Wenn nun aber aufgrund einer Störung das Ausgangssignal Uß des Demodulators 12 die erhöhte untere Schaltschwelle S'u überschreitet - Zeitintervall T5 -oder die abgesenkte obere Schaltschwelle S'O unterschreitet - Zeitintervall T6 - dann läßt sich der Signalpegel am Ausgang der Triggerstufe 14 durch die Taktgeberimpulse I nicht mehr beeinflussen, so daß am Ausgang der Triggerstufe 14 kontinuierlich der Signalpegel L bzw. der Signalpegel 0 erscheint, was zur Folge hat, daß die Prüfschaltung 18 nunmehr ein Ausgangssignal liefert, welches eine Störung des Näherungsschalters signalisiert. As is clear from Fig. 2b, each pulse has I of the clock a brief level change at the output of the trigger stage 14 result, as long as the rectified oscillator output voltage 10 between the switching thresholds S '"and SO lies. The test circuit 18, which is based on the periodic level changes responds at the output of the trigger stage, i.e. generated during the relevant time a test signal that confirms that the proximity switch is in perfect working order with all its individual circuits 10 to 18 signaled. But if it was due to a malfunction the output signal Uß of the demodulator 12, the increased lower switching threshold S'u exceeds - time interval T5 - or falls below the lowered upper switching threshold S'O - Time interval T6 - then the signal level at the output of the trigger stage 14 by the clock pulse I no longer influence, so that at the output of the trigger stage 14 the signal level L or the signal level 0 appears continuously, resulting in has that the test circuit 18 now supplies an output signal which indicates a fault signaled by the proximity switch.

Der Komparator 14 mit Schwellwertumschaltung ist in Fig. 3 detaillierter dargestellt. Man erkennt, daß der Komparator 14 eine Komparatoreinheit 14', eine Bezugsspannungsquelle 20 und eine Logikschaltung 22 umfaßt, wobei die Logikschaltung an einem ersten Eingang E2 mit den Prüfimpulsen I beaufschlagt wird und an einem zweiten Eingang E3 mit dem Ausgangssignal des Komparators 14 bzw., genauer gesagt, mit dem Ausgangssignal der Komparatoreinheit 14', die beispielsweise durch einen Operationsverstärker gebildet sein kann. Der Ausgang der Logikschaltung 22 ist mit der Bezugsspannungsquelle 20 verbunden, die als steuerbare Bezugsspannungsquelle ausgebildet ist, deren Bezugsspannung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Logikschaltung 22 beispielsweise auf die drei Werte 2,5 V sowie 1,5 V und 3,5 V geschaltet werden kann, wobei die Spannung von 2,5 V der normalen Schaltschwelle entspricht, während die Spannungen von 1,5 V bzw. 3,5 V der oberen und unteren Sicherheitsschwelle entsprechen. The comparator 14 with threshold value switching is shown in more detail in FIG. 3 shown. It can be seen that the comparator 14 is a comparator unit 14 ', a Reference voltage source 20 and a logic circuit 22, wherein the logic circuit at a first input E2 with the test pulses I is applied and at one second input E3 with the output signal of the comparator 14 or, more precisely, with the output signal of the comparator unit 14 ', for example by a Operational amplifier can be formed. The output of the logic circuit 22 is with connected to the reference voltage source 20, which acts as a controllable reference voltage source is formed, the reference voltage depending on the output signal of the Logic circuit 22 to the three values 2.5 V as well as 1.5 V and 3.5 V, for example can be switched, the voltage of 2.5 V being the normal switching threshold corresponds, while the voltages of 1.5 V and 3.5 V of the upper and lower safety threshold correspond.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt ein detailliertes Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Komparators 14 mit umschaltbaren Schaltschwellen einschließlich des Taktgebers 16. 4 of the drawings shows a detailed circuit diagram of a preferred one Embodiment of a comparator 14 with switchable switching thresholds including of the clock 16.

Im einzelnen ist das Kernstück der Schaltung gemäß Fig. 4 eine Komparatoreinheit 14' mit einem Eingang, an dem die gleichgerichtete Ausgangsspannung U»des Demodulators 12 anliegt und mit einem Ausgang A, der den Ausgang eines Näherungsschalters bildet. Zur Erzielung einer Hysterese der Komparatoreinheit 14' ist diese extern mit zwei Widerständen R1 und R2 heschaltet, wobei der Widerstand R1in Serie in der Eingangsleitung zum nichtinvertierenden Eingang (+) der Komparatoreinheit 14' liegt, während der Widerstand R2 als Rückkopplungswiderstand zwischen dem AusgangA und dem nicht-invertierenden Eingang der Komparatoreinheit 14' liegt. Dabei liegt in Serie zu dem Widerstand R2 eine Speicherschaltung 24, auf deren Funktion weiter unten noch näher eingegangen werden soll. In detail, the core of the circuit according to FIG. 4 is a comparator unit 14 'with an input at which the rectified output voltage U »of the demodulator 12 and with an output A, which forms the output of a proximity switch. To achieve a hysteresis of the comparator unit 14 ', this is external with two Resistors R1 and R2 switched, with resistor R1 in series on the input line to the non-inverting input (+) of the comparator unit 14 ', while the Resistor R2 as a feedback resistor between output A and the non-inverting one Input of the comparator unit 14 'is located. It is in series with the resistance R2 is a memory circuit 24, the function of which will be discussed in greater detail below shall be.

Die Schaltung gemäß Fig. 4 umfaßt zwei Anschlußleitungen 26, 28, wobei die Leitung 26 mit einer positiven Speisespannung + V verbunden ist, während die Leitung 28 auf Bezugspotential liegt - 0 V. Wie aus dem Schaltbild ohne weiteres ersichtlich, liegt die Speisespannung von + V an den Spannungsversorgungsanschlüssen der Komparatoreinheit 14', der Speicherschaltung 24 und der verschiedenen Gatter, wobei die Speisespannungsanschlüsse im Interesse der Übersichtlichkeit des Schaltbildes nur für eines der Gatter (Gatter 34) eingezeichnet sind. The circuit according to FIG. 4 comprises two connecting lines 26, 28, wherein the line 26 is connected to a positive supply voltage + V, while line 28 is at reference potential - 0 V. As can be seen from the circuit diagram, without further ado As can be seen, the supply voltage of + V is applied to the power supply connections the comparator unit 14 ', the memory circuit 24 and the various gates, the supply voltage connections in the interest of clarity of the circuit diagram are shown for only one of the gates (gate 34).

Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 ist der Taktgeber 16 aus einem NAND-Gatter 30, zwei Widerständen R7 und RS, einer Diode D1 und einem Kondensator C1aufgebaut. Der Taktgenerator 16 arbeitet in üblicher Weise und soll daher hier nicht näher erläutert werden, zumal auch andere Taktgeneratoren Verwendung finden können. In the circuit according to FIG. 4, the clock generator 16 consists of a NAND gate 30, two resistors R7 and RS, a diode D1 and a capacitor C1. The clock generator 16 works in the usual way and is therefore not discussed in any more detail here are explained, especially since other clock generators can also be used.

Die Logikschaltung 22 umfaßt drei NAND-Gitter 32,34, 36 und drei Dioden D2, D3 und - D4, die in der in der Zeichnung dargestellten Weise miteinander und mit den übrigen Teilen der Schaltung verbunden ,ind. The logic circuit 22 includes three NAND grids 32, 34, 36 and three Diodes D2, D3 and - D4 connected to each other in the manner shown in the drawing and connected to the remaining parts of the circuit, ind.

Die umschaltbare Bezugsspannungsquelle 20 umfaßt vier Widerstände R3, R4, R5 und R6, von denen die Widerstände R3 und R4 zwischen den Leitungen 26, 28 einen Spannungsteiler bilden, dessen Abgriff mit dem invertierenden Eingang (-) der Komparatoreinheit 14' verbunden ist. Die Widerstände R5 und R6 sind beide jeweils an den Abgriff des Spannungsteilers R3, R4 angeschlossen, während ihr anderer Anschluß jeweils mit einem der zwei Ausgänge der Logikschaltung 22 verbunden ist. Die am nicht-invertierenden Eingang (-) der Komparatoreinheit 14' anliegende Spannung kann folglich in Abhängigkeit von den Signalpegeln an den Ausgängen der Logikschaltung 22 variiert werden. The switchable reference voltage source 20 comprises four resistors R3, R4, R5 and R6, of which the resistors R3 and R4 between lines 26, 28 form a voltage divider whose tap is connected to the inverting input (-) the comparator unit 14 'is connected. Resistors R5 and R6 are both each connected to the tap of the voltage divider R3, R4, while your other connection is each connected to one of the two outputs of the logic circuit 22. The on non-inverting input (-) of the comparator unit 14 'applied voltage consequently depending on the signal levels at the outputs of the logic circuit 22 can be varied.

Die oben bereits erwähnte Speicherschaltung 24, eine sogenannte Latch-Schaltung, sorgt dafür, daß sich das Ausgangssignal der Komparatoreinheit 14' für die Dauer eines Ausgangsimpulses des Taktgebers 16 nicht ändern kann. The memory circuit 24 already mentioned above, a so-called latch circuit, ensures that the output signal of the comparator unit 14 'for the duration an output pulse of the clock 16 can not change.

Die Speicherschaltung 24 könnte somit grundsätzlich durch eine Verzögerungsschaltung ersetzt werden. Die Speicherschaltung 24 ist vorzugsweise eine integrierte Schaltung des Typs 74 LS 373 der Firma Motorola. Die Komparatoreinheit 14' besteht vorzugsweise aus der einen Hälfte einer integrierten Schaltung des Typs LM 358 der Firma National Semiconductor. Ein Kondensator ('z dient als Zeitglied dem Ausgleich der Schaltgeschwindigkeit der Speicherschaltung 24.The memory circuit 24 could thus in principle be made up of a delay circuit be replaced. The memory circuit 24 is preferably an integrated circuit of the type 74 LS 373 from Motorola. The comparator unit 14 'is preferably made from one half of an integrated circuit of the type LM 358 from National Semiconductor. A capacitor ('z serves as a timing element to compensate for the switching speed the memory circuit 24.

Bei dem vorstehend detailliert beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt eine Schaltschwellenänderung am Komparator in Abhängigkeit vom Ausgang desselben, während die vom Taktgeber erzeugten Prüfimpulse stets dieselbe Polarität haben. In the embodiment described in detail above there is a change in the switching threshold on the comparator depending on the output of the comparator, while the test pulses generated by the clock always same polarity to have.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht aber auch die Möglichkeit, mit Hilfe der Prüfimpulsquelle Impulse unterschiedlicher Polarität, insbesondere alternierend, zu erzeugen und den Komparator derart auszubilden, daß seine Schaltschwellen durch diese Impulse beeinflußt werden, wobei dann allerdings auf das Ausgangssignal des Komparators jeweils nur die Impulse der einen Polarität einen Einfluß haben, da sich der Komparator ja zu diesem Zeitpunkt in einem seiner beiden Schaltzustände befinden muß und sein Ausgangssignal nur dann ändert, wenn der betreffende Prüfimpuls eine entsprechende Polarität hat. Die Prüfimpulse wechselnder Polarität können in der Weise aufeinanderfolgen, daß jeweils nach einem vorgegebenen Zeitintervall alternierend ein positiver oder ein negativer Impuls auftritt. Es kann aber auch mit vorgegebenen Zeitintervallen jeweils ein Doppelimpuls erzeugt werden, der einen positiven und einen negativen Teil aufweist, wobei der Komparator dann jeweils auf den Teilimpuls mit der «richtigen» Polarität anspricht. Auch auf diese Weise gelingt es also, ohne Auswertung des Ausgangssignals des Komparators mittels einer rein zeitlich gesteuerten Folge von Impulsen wechselnder Polarität Änderungen des Ausgangssignals des Komparators herbeizuführen, so daß die Prüfschaltung auf diese Signaländerungen ansprechen kann. Dabei ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, daß die Prüfschaltung nicht unbedingt zu den üblicherweise von einem Gehäuse umschlossenen Schaltkreisen des Näherungsschalters gehören muß, sondern auch in einiger Entfernung vom eigentlichen Näherungsschalter, beispielsweise in einem Schaltschrank angeordnet werden kann, in dem sich z. B. auch die durch den Näherungsschalter zu betätigenden Schalteinrichtungen befinden. Es versteht sich, daß in diesem Fall ein Filter für das Ausfiltern der durch die Prüfimpulse ausgelösten Änderungen des Ausgangssignals des Näherungsschalters erst hinter dem Anschluß für die Prüfschaltung angebracht werden darf. In an embodiment of the invention, however, there is also the possibility with the help of the test pulse source, pulses of different polarity, in particular alternately to generate and to train the comparator in such a way that its switching thresholds be influenced by these pulses, but then on the output signal of the comparator only the pulses of one polarity have an influence, since the comparator is in one of its two switching states at this point in time must be located and its output signal only changes when the relevant test pulse has a corresponding polarity. The test pulses of alternating polarity can be used in follow one another in such a way that alternately after a predetermined time interval a positive or negative pulse occurs. But it can also be given with Time intervals each a double pulse are generated, the one positive and has a negative part, the comparator then responding to the partial pulse responds with the "correct" polarity. So it works in this way too, without Evaluation of the output signal of the comparator by means of a purely time-controlled Sequence of pulses of alternating polarity Changes in the output signal of the comparator bring about so that the test circuit can respond to these signal changes. It should be pointed out in this connection that the test circuit does not absolutely to the circuits of the, which are usually enclosed in a housing Proximity switch must belong, but also at some distance from the actual Proximity switch, for example, can be arranged in a control cabinet, in which z. B. also the switching devices to be operated by the proximity switch are located. It goes without saying that in this case a filter for filtering out the Changes in the output signal of the proximity switch triggered by the test pulses may only be attached behind the connection for the test circuit.

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Claims

Claims: 1. Self-checking proximity switch with a particular analog working oscillator, with a demodulator, with a switching threshold having comparator, with a clocked test pulse source for generating Test pulses for one of the proximity switch circuits and with a test circuit, which affect the level changes that occur as a function of the test pulses of the output signal of the comparator responds and only then a flawless one The test signal indicating the state of the proximity switch is generated when the test pulses result brought about corresponding level changes in the output signal of the comparator are, characterized in that the comparator (14) as a comparator with threshold value switching is formed, the reference voltage (Us) during a test pulse (I) at a high level of the output signal by a predetermined amount to an upper safety threshold (S'u) can be increased and at a low level of its output signal by a predetermined value Amount can be reduced to a lower safety threshold (S'O), the safety thresholds (S'u) and (S'O) are selected such that the upper safety threshold (S'u) is above the permissible maximum value of the rectified oscillator voltage (UD) and the lower safety threshold (So) below the permissible minimum value of the rectified Oscillator voltage (UD).

2. Proximity switch according to claim 1 with a comparator in the form one a switch-on threshold and one switch-off threshold lower by the hysteresis having trigger stage, characterized in that the trigger stage (14) as Trigger stage is designed with switchable switching thresholds (SO, Su), their switching thresholds (S ,, Su) as a function of a test pulse (I) and your own output signal can be switched at the beginning of each test pulse in such a way that when the output signal is high the switch-off threshold (Su) by a specified amount to one above the switch-on threshold (SO) lying upper safety threshold (S'u) can be raised and that at low The level of their output signal increases the switch-on threshold (SO) by a specified amount can be lowered to a lower safety threshold (S'0) below the switch-off threshold is.

3. Proximity switch according to claim 1 or 2, characterized in that that the comparator (14) is a comparator unit (14 '), a reference voltage source (20) and a logic circuit (22) comprises that the logic circuit (22) has two inputs (E2 and E3) for supplying the test pulses (I) or the output voltage of the Comparator unit (14 ') and that the output of the logic circuit (22) with the reference voltage source (20) is connected as a controllable reference voltage source is trained.

4. Proximity switch according to claim 3, characterized in that the comparator unit as an operational amplifier with an external circuit (R1, R2) is designed to generate a hysteresis.

5. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the reference voltage (Us) for the duration of a test pulse (1) as a function of the output signal of the comparator (14) can be changed.

6. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the test pulses, in particular alternating successive pulses of different types Polarity and that the reference voltage (Us) is a function of test pulses one polarity can be changed.

The invention relates to a self-checking proximity switch a particular analog oscillator, with a demodulator, with a a comparator having a switching threshold, with a clocked test pulse source to generate test pulses for one of the proximity switch circuits and with a test circuit, which is dependent on the test pulses occurring level changes of the output signal of the comparator responds and only then is a test signal indicating that the proximity switch is in perfect condition generated when the test pulses result in corresponding level changes in the output signal of the comparator.

Such a self-checking proximity switch is in DE-OS 33 27 188 described. In the known proximity switch, the test pulse source is designed in such a way that bipolar double pulses are available at their output, which directly superimposes the supply current or the supply voltage for the oscillator The positive and negative amplitudes of the double pulses are sufficient can be selected to be high in order to reduce the oscillation amplitude of the analog oscillator to change for the duration of the individual pulses in such a way that regardless of the switching state the trigger stage forming the comparator connected to the oscillator via a demodulator is connected, a tilting of the trigger level for the duration of a single pulse is brought about in the other switching state. The short-term tipping the trigger stage is detected by a test circuit, which as long as a test signal generated, which signals a perfect state of the proximity switch, like the distance between the individual short-term tipping processes of the trigger level does not exceed a specified, maximum permissible distance.

In the known proximity switch according to DE-OS 33 27 188 can then certain problems arise when the output of the trigger stage is fast Switching devices are connected that already respond to short-term level changes respond to the trigger stage, which is the case with the commonly used electromagnetic Relay however is not the case. On the other hand, with the known proximity switch, the Pulse duration of the individual pulses cannot be shortened arbitrarily, because the oscillator a certain minimum settling time is required to get one of the changed at its output Input voltage or oscillation amplitude corresponding to the changed input current to reach.

Based on the prior art described above The invention is based on the object of a self-checking proximity switch initially specified type to the effect that level changes of the output signal of the comparator depending on very short test pulses for a corresponding short time interval can be brought about, the duration of which also with sensitive downstream Switching devices are not sufficient to activate them.