CN108028649B - 具有预阻尼元件的感应接近开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及感应接近开关，包括至少一个传感器线圈(1)，用于产生交变磁场以便检测监测区域中的导体目标；和包括预阻尼元件(2)，其共同布置在电路板(3)上，以及包括用于对传感器线圈(1)进行馈电的振荡器电路(4)和用于产生二进制开关信号的评估电路(5)，其中预阻尼元件(2)具有环，环在至少一个位置处中断并且具有用于调节该环的阻抗的连接，该连接被连接到评估电路。

Description

具有预阻尼元件的感应接近开关
技术领域
本发明涉及一种非接触式操作的感应接近开关，包括根据权利要求1的前序部分的预阻尼元件。
背景技术
非接触式操作的感应接近开关用作电子开关装置，特别是在自动化技术中。它们已经被已知了很长时间，并且尤其由申请人制造和分发。
感应接近开关检测监测区域内的导电的，优选地为金属的目标。它们包括至少一个传感器线圈并且可以由电流脉冲或由连续的，通常为正弦的交流电来操作。线圈可以是振荡器的一部分并且确定其频率。然而，传送线圈也可以通过具有脉冲或正弦的电流的发电机供电。传感器也可以被配置为变压器，例如被构造为差动变压器并且因此还包括传送或接收线圈。
阻尼，即线圈的电感和/或阻抗的变化、或两个或更多线圈之间的耦合因子被评估。控制单元在到达阈值或降到阈值之下时产生优选地是二进制的开关信号。
为了让制造过程更加有效率，传感器线圈被实现为平面线圈，即在熟知的印刷电路板技术中被配置为导体轨道。
DE10362165A1公开了一种感应接近开关，包括多层印刷电路板，其中除线圈以外，还提供单独的导体轨道用于屏蔽，其通过它们的径向向内指向的端部连接到地。
DE102006053222A1公开了一种感应接近开关，包括布置在印刷电路板上的环状屏蔽，其与线圈协作使得接近开关的开关距离或方向特性基本不受安装位置的影响。
缺点在于屏蔽元件即使在实际上并不需要它们的时候也会起作用，例如，在非齐平安装位置中，其中他们不必要地减小开关距离。
DE10066293B4公开了一种感应接近开关，包括布置在同一电路板上的电路板线圈和短路绕组，其在一个位置处中断并且可以通过桥接该中断的电阻器来调谐。
缺点在于，考虑到通过装置打开在制造过程期间电阻只能被调谐一次，这也在移除电阻材料期间带来了污染的危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种没有上述缺点的感应接近开关，其生产成本低、可齐平和非齐平安装。齐平意味着它可以安装在金属内直到其有源表面，而非齐平意味着在其有源表面的区域内它必须不被金属环境阻尼。
这个目的通过权利要求1的技术特征实现。从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
本发明的基本构思是使用预阻尼元件来代替已知的屏蔽元件，预阻尼元件包括至少一个环状结构并且也可以在完成装配的状态下调谐，并且用于补偿金属前表面或导电安装环境。为了能够调谐，环状结构在至少一个位置处中断并且电连接到优选可变的调谐电阻器，然而，其中也可以采用时钟控制的方式连接固定电阻器。
根据本发明，因此预阻尼元件不仅还可连接，也可以可调谐配置。特别地，安装(操作状态)应是在金属或非金属环境中可手动和/或自动调节的。
因此，根据本发明的电路可以在包括导电的或非导电的前表面的感应接近开关中使用。另外地，该接近开关可以安装在导电或非导电环境中并且手动地与安装环境相匹配，或可以自己识别自身环境并自动地接通或关断预阻尼元件。
附图说明
将参考附图具体地解释本发明。
图1示出采用三线装置形式的根据本发明的接近开关；
图2示出根据本发明的预阻尼元件的立体图；和
图3和图4示出预阻尼元件的另外实施例。
具体实施方式
图1示出感应接近开关的基本部件。传感器线圈1与电容器C一起形成谐振电路，该谐振电路通过作用为负电阻的振荡器电路4被馈电，即未被阻尼。附图示出电流镜电路，该电流镜电路不需要线圈抽头的并且通过在下部电流镜的电阻器RA(在这里为电子电位计7)来提供调节选择。上部电流镜用于反馈。DE19650793C1中公开了另外的细节。
振荡器电路4和评估电路5共同安置在专用集成电路(ASIC)中，对此并不限制本发明。ASIC 8还包括控制模块，所述控制模块包括所示的阈值开关(触发器)和逻辑装置，例如微控制器。
评估电路5通过电子电位计7或电阻器矩阵(未示出)来控制振荡器电路4，在这里为控制其振幅。
由于振荡器电流通过平衡电阻器RA确定，在监测区域内存在目标(开关标志)时振幅减小，并且当振幅减小到预定的开关阈值以下时导致生成二进制开关信号。开关信号通过P-切换开关9输出。当然，开关9也可以为N-切换或非反效的。
另外地，可以通过使用不同颜色的LED生成光信号，其输出开关状态、错误或其他信号。
预阻尼元件2与作为导体轨道的至少一个传感器线圈1共同布置在印刷电路板3上或中。为了更好的概述，选择只有一个传感器线圈1的分解视图。
预阻尼元件2在两个位置处中断并连接到调谐电阻器6，其可以通过ASIC8导通或短路。然而，它们也可以被类似地控制。
图2在立体分解视图中示出根据本发明的预阻尼元件。传感器线圈1形成差动变压器，其中为了清楚起见，通常被布置在传感器线圈1之间的中间的传送线圈和传感器线圈1的端子被省略。
预阻尼元件2在图1中图示的印刷电路板3的多个层上延伸，并且包括两个设置有触点的中断环。电连接可以实现为通过印刷电路板3的几个层的通孔。它们用于调谐阻抗。它们可以连接到装置地、调谐电阻器6和/或ASIC 8，以及彼此之间。
图3和图4以平面视图示出根据本发明的预阻尼元件2的另外的示例性实施例，其中省略了用于调谐的电连接的图示。
在图3中电流地连接两个环。
在图4中该连接可以通过开关来建立。
取决于预阻尼元件2的布线的根据本发明的感应接近开关处于适合在金属环境中安装的第一模式，以及适合在非金属环境中安装的第二模式。
参考符号列表：
1 传感器线圈
2 预阻尼元件
3 印刷电路板
4 振荡器电路
5 评估电路
6 预阻尼元件2的调谐电阻器
7 传感器线圈1的平衡电阻器(RA)
8 控制单元(ASIC)
9 用于生成二进制开关信号的电子开关
A 二进制开关输出

Claims (4)

1.一种感应接近开关，包括：
至少一个传感器线圈(1)，用于产生交变磁场，所述交变磁场用于检测监测区域中的导体目标；和
预阻尼元件(2)；
其中这些部件共同布置在印刷电路板(3)上；
振荡器电路(4)，用于对所述传感器线圈(1)进行馈电；
评估电路(5)，用于产生二进制开关信号；
其特征在于，
为了在完成装配的状态下可调谐，所述预阻尼元件(2)包括两个环，所述两个环在两个位置处中断，
其中所述预阻尼元件(2)具有用于调谐所述环的阻抗的端子，其中该端子连接到所述评估电路(5)；
其中，所述预阻尼元件(2)连接到一个或多个可控的调谐电阻器(6)；
其中，所述调谐电阻器(6)布置成通过专用集成电路ASIC(8)导通或短路；
其中，所述感应接近开关具有用于安装在金属环境中的第一操作模式和用于安装在非金属环境中的第二操作模式，其中两种操作模式通过所述预阻尼元件(2)不同的接线是可调节的，
其中所述预阻尼元件(2)在印刷电路板(3)的多个层上延伸，其中所述预阻尼元件(2)的两个中断的环设置有电触点，
其中所述电触点实现为通过印刷电路板(3)的几个层的通孔，
其中所述电触点设置为调谐阻抗，
其中所述电触点连接到装置地、所述调谐电阻器(6)和/或所述ASIC(8)，以及彼此之间连接。
2.根据权利要求1所述的感应接近开关，其特征在于，所述预阻尼元件(2)在两个位置处中断并且连接到调谐电阻器(6)，所述调谐电阻器(6)能够通过专用集成电路ASIC(8)接通或短路，所述专用集成电路ASIC(8)包括所述评估电路(5)。
3.根据权利要求1所述的感应接近开关，其特征在于，所述预阻尼元件(2)包括两个互相连接的环。
4.根据权利要求1所述的感应接近开关，其特征在于，所述预阻尼元件(2)在所述印刷电路板(3)的多个层上延伸。
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