DE10012830A1 - Elektronischer Näherungsschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Näherungsschalter mit einem ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugenden Organ (1), das von einem Oszillator (2) erregt wird, wobei eine insbesondere durch die Annäherung eines Auslösers hervorgerufene Beeinflussung des Wechselfeldes von einer elektronischen, eine Verstärkerstufe (5) beinhaltenden Signalauswertstufe (8) zur Abgabe eines Ausgangssignals ausgewertet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das auswertende Signal, welches von einem vom elektromagnetischen Feld beeinflussten Organ (3, 4) gewonnen wird, vor seiner Auswertung mit der Oszillatorfrequenz gemischt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Näherungs­ schalter mit einem ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugenden Organ, das von einem Oszillator erregt wird, wobei eine insbesondere durch die Annäherung eines Auslösers hervorgerufene Beeinflussung des Wech­ selfeldes von einer elektronischen, eine Verstärkerstu­ fe beinhaltende Signalauswertestufe zur Abgabe eines Ausgangssignales ausgewertet wird.

Ein derartiger Näherungsschalter ist beispielsweise aus der DE 40 31 252 C1 vorbekannt. Der dort induktive Näherungsschalter enthält einen Oszillator, der eine elektromagnetische Schwingung erzeugt. Diese Schwingung wird mittels der Oszillatorspule als elektromagneti­ sches Wechselfeld ausgekoppelt. Dort sind zwei Spulen vorgesehen, die gegensinnig geschaltet sind, um als Differenzspulenanordnung zu wirken, vorgesehen, welche vom elektromagnetischen Feld beeinflusst werden. Wird das von der Sendespule aufgebaute elektromagnetische Feld durch Annäherung eines metallischen Gegenstandes gestört, ändern sich die Felder in den beiden Empfänger­ spulen. Das Differenzsignal wird nach Verstärkung einem Schwellwertschalter bzw. einem Gleichrichter sowie einem Signalverstärker zugeführt.

Einen Näherungsschalter, der nach demselben Prinzip arbeitet, beschreibt die DE 198 34 071.0.

Ebenso beschreibt die DE 44 29 314.3 einen Näherungs­ schalter mit Differenzspulenanordnung.

Die DE 196 23 969 A1 beschreibt einen Näherungsschal­ ter, insbesondere einen kapazitiven Näherungsschalter mit einer Sensorelektrode, insbesondere einer leitenden Sensorfläche, und einem die Sensorelektrode mit einem Wechselspannungssignal beaufschlagenden Oszillator, dessen Ausgangssignal demoduliert einem Schwellwert­ schalter zugeführt wird zur Abgabe des Ausgangssignals, wobei der Schaltabstand des Näherungsschalters einstell­ bar ist. Auch bei dieser Lösung kann man von einem felderzeugenden und feldbeeinflussten Organ reden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störanfäl­ ligkeit eines gattungsgemäßen elektronischen Näherungs­ schalters zu reduzieren.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Der Anspruch 1 gibt als Lösung der Aufgabe die Lehre vor, dass das auszuwertende Signal vor seiner Auswer­ tung in der Signalauswertestufe mit der Oszillatorfre­ quenz beaufschlagt wird. Bevorzugt wird das auszuwerten­ de Signal von einem Feld beeinflussten Organ abgegeben. Zufolge dieser Weiterbildung kann einerseits ein auf dem Messsignal liegender Offset eliminiert werden. Andererseits können damit Störsignale ausgefiltert werden. In einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die invertierte Oszillatorfrequenz dem Messsignal zur Kompensation eines Offsets zuaddiert wird. Dies kann mit Hilfe eines Inverters und eines invertierenden Verstärkers erfolgen. Hierdurch wird ein auf dem Messsignal liegender Offset durch die Einspei­ sung der phasenidentischen Oszillatorfrequenz subtra­ hiert. Die Amplitude des eingespeisten Oszillatorsi­ gnals ist dabei auf die unbeeinflusste Amplitude des Messsignales abgestimmt. Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei vom Feld beeinflussbare Organe vorgesehen sind. Diese Organe können in unterschiedli­ cher Weise vom Feld beeinflusst werden. Zur Auswertung kommt dann bevorzugt ein Differenzsignal dieser beiden Messsignale. Dabei kann vorgesehen sein, daß jedes der von den mindestens zwei vom Feld beeinflussbaren Orga­ nen abgegebene Messsignal mit der Oszillatorfrequenz beaufschlagt wird. Dabei kann entweder die eingespeiste Oszillatorfrequenz an die Amplitude des unbeeinflussten Messsignals angepasst werden oder umgekehrt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das ein elektromagneti­ sches Feld erzeugende Organ eine Elektrode, insbesonde­ re eine Schirmelektrode eines kapazitiven Näherungs­ schalters. Die vom Feld beeinflussten Organe können dann von einer Hauptelektrode bzw. einer Kompensations­ elektrode ausgebildet werden. Die Kompensationselektro­ de hat dabei vorzugsweise eine geringere Fernwirkung, als die Hauptelektrode, so dass mit der Kompensations­ elektrode Störungen im unmittelbaren Nahbereich der Sensorfläche kompensiert werden. Insbesondere lassen sich mit einer derartigen Anordnung Spannungsdrifte und Temperaturdrifte kompensieren. Bevorzugt wird das durch Addition beaufschlagte Messsignal einem Mischer zugelei­ tet, welcher ebenfalls mit dem Oszillatorsignal beauf­ schlagt wird, wobei das Messsignal dort mit der Oszilla­ torfrequenz logisch multipliziert wird. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind kapazitive Nähe­ rungsschalter, bei denen die Hauptelektrode eine kreis­ förmige Struktur hat, die von der Kompensationselektro­ de ringförmig umgeben ist. Eine Variante sieht vor, dass vor der Hauptelektrode ein Drehauslöser sitzt, der um den Kreismittelpunkt der Hauptelektrode drehbar ist und der eine drehwinkelabhängige Kapazitätsänderung bewirkt. Die Kompensationselektrode ist bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt exzentrisch angeordnet.

Eine eigenständige Variante der im Anspruch 1 angegebe­ nen Lehre sieht vor, dass das vom Feld beeinflussten Organ abgebene Messsignal im einem Mischer mit der Oszillatorfrequenz logisch multipliziert wird. Dies hat zur Folge, dass im Wesentlichen nur solche Signale zur Auswertung kommen, die sowohl frequenz- als auch phasen­ konform sind. Bevorzugt wird der Mischer mit einem Rechtecksignal beaufschlagt, welches beispielsweise durch einen Schwellwertschalter vom sinusförmigen Oszil­ latorsignal gebildet wird. In diesem Fall beschränkt sich die Mischung im wesentlichen auf eine Vorzeichen­ operation. Liegt das Messsignal phasenkonform zur Oszil­ latorfrequenz, werden durch die Multiplikation die beiden Halbwellen gleichgerichtet. Bei einer Phasenver­ schiebung werden sowohl negative als auch positive Signalbeiträge gemischt, so daß sich im nachfolgenden Tiefpassfilter zufolge der dortigen Signalglättung eine Pegel-Reduzierung ergibt. Messsignale, die eine andere als die Oszillatorfrequenz aufweisen, erzeugen ein schwebungsartiges Mischungsausgangssignal, welches ebenfalls vom Tiefpassfilter ausfilterbar wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Näherungsschal­ ter als induktiver Näherungsschalter ausgebildet. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Beschaltung einem kapazitiven Näherungsschalter zuzuordnen. Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß das Messsignal aus einer Differenz zweier Einzelsignale gebildet wird. Das felderzeugende Organ ist bevorzugt eine Sendespule. Das vom Feld beeinflusste Organ kann eine Einzelspule oder ein oder mehrere Einzelspulen sein. Unter anderem kann das vom Feld beeinflußte Organ als Differenzspulen­ anordnung geschaltet sein. Es ist aber auch vorgesehen, daß das vom Feld beeinflußte Organ eine Einzelspule und insbesondere lediglich eine Messspule ist. Das felder­ zeugende und das vom Feld beeinflußbare Organ können darüber hinaus kondensatorplattenähnliche Elektroden sein. In diesem Falle handelt es sich um einen ka­ pazitiven Näherungsschalter. In einer weiteren Variante ist vorgesehen, daß die Oszillatorfrequenz moduliert wird. Bei dieser Variante wird beispielsweise die Sende­ spule nicht mit einer Festfrequenz betrieben, sondern mit einer modulierten Frequenz. Diese modulierte Fre­ quenz wird auch dem Mischer zugeleitet. Bevorzugt er­ folgt die Modulation des Oszillatorsignals zufallsge­ steuert. Zur Zufallsmodulation kann insbesondere ein Rauschgenerator vorgesehen sein. Zufolge dieser Ausge­ staltung lassen sich mehrere Näherungsschalter eng nebeneinander anordnen, ohne daß sich die Wechselfelder der einzelnen Näherungsschalter stören. Jeder Näherungs­ schalter kann dabei auch mit einer individuellen Fest­ frequenz schwingen. Die anderen Festfrequenzen werden dann zufolge der Mischerstufe ausgemischt. Wird der Oszillator mit einem Rauschgenerator moduliert, ist es statistisch außerordentlich unwahrscheinlich, daß bei benachbarten Näherungsschaltern über nennenswerte Peri­ oden gleiche Frequenzen gesendet werden, so daß auch diese Variante zu einer höheren Paketierbarkeit führt. Die Schaltung kann durch Einzelbauelemente, beispiels­ weise durch mehrere invertierende bzw. nicht invertie­ rende Verstärkerstufen ausgebildet sein. Es ist aber auch vorgesehen, die gesamte Mischerschaltung inklusive Schwellwertschalter und Verstärker zu integrieren. Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß ein aus Spule und Kondensator bestehender Schwing­ kreis durch Beaufschlagung einer durch einen Oszillator erzeugten Wechselspannung in Schwingung versetzt wird. Dieser Schwingkreis kann durch Annäherung eines Oszillators gedämpft werden, so dass die Schwingung abreißt. Mittels eines Koppelkondensators oder dergleichen wird die am Schwingkreis anliegende Wechselspannung abgegrif­ fen und insbesondere nach Verstärkung einem Multiplika­ tor zugeführt. In diesem Multiplikator wird die am Schwingkreis abgegriffene Wechselspannung mit einem unmittelbar vom Oszillator kommenden Wechselspannungssi­ gnal multiplikativ derart beaufschlagt, dass nur phasen­ richtige Signale der Auswertestufe zugeführt werden. Dies hat zur Folge, dass Fremdimpulse, die vom Schwing­ kreis empfangen werden und insbesondere Spannungsspit­ zen im Mischer ausgefiltert werden. Diese Lösung kann auf eine zusätzliche "Empfangsspule" verzichten. Ande­ rerseits wird auch hier durch die Beaufschlagung des Messsignales mit dem ungestörten Oszillatorsignal eine Störunterdrückung erzielt.

Es wird als vorteilhaft angesehen, dass die Schaltung einen symmetrischen Aufbau besitzt.

Ausführungsbeispiele, die die wesentlichen Schaltungs­ elemente angeben, werden nachfolgend anhand beigefügter Schaltbilder erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 beispielhaft den Aufbau eines Ringsensors,

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 den Messkopf des vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7a, b die am Differenzverstärker anliegenden Spannungen, die durch Beaufschlagung des Messsignals mit der invertierten Oszillatorfre­ quenz gebildet werden und deren Differenz als Funktion vom Schaltabstand,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Messkop­ fes,

Fig. 9 einen Drehauslöser zum Zusammenwirken mit dem Sensorkopf gemäß Fig. 8,

Fig. 10 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbei­ spiels und

Fig. 11 im Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines Messkopfes, welcher entsprechend der Schaltung Fig. 10 beschaltet ist.

Hinsichtlich der Anordnung und der Gestaltung sowohl des ein magnetisches Wechselfeld erzeugendes als auch des vom elektrischen Feld beeinflussbaren Organs, wird auf den in der Beschreibungseinleitung zitierten Stand der Technik verwiesen. Beispielsweise kann eine Diffe­ renzspulenanordnung den Aufbau besitzen, wie er von der DE 198 34 071 beschrieben ist.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Schaltbild, in welchem nur die wesentlichen elektronischen Baugruppen dargestellt sind, ist das ein magnetisches Wechselfeld erzeugende Organ 1 eine Sendespule, die von einem Oszillator 2 mit einem Wechselstrom einer Frequenz von 1 bis 2 MHz beaufschlagt wird. Die im Oszillator erzeugte Wechselspannung wird ferner in einen Rechteckgenerator 11 eingekoppelt. Dieser erzeugt daraus ein Rechtecksi­ gnal 10. Dieses Rechtecksignal 10 wird einem Mischer 8 zugeführt.

Koaxial zu der Sendespule 1 befinden sich in axialem Abstand zueinander zwei Empfängerspulen 3, 4. Diese Spulen sind als Differenzspulen geschaltet und über einen Kondensator 14 an ihrer gemeinsamen Klemme an Masse geschaltet. Die beiden anderen Klemmen der Spulen 3, 4 sind mit den beiden Eingängen eines Verstärkers 5 verbunden, dessen Ausgangssignal eine Verstärkung des zwischen den beiden Eingängen anliegenden Differenz­ signales ist. Durch nicht dargestellte Abstimmungsmit­ tel, beispielsweise Potentiometer oder dergleichen wird die Differenzspannung bzw. die Ausgangsspannung am Verstärker 5 für den Fall des nicht angenäherten Auslö­ sers, also des unbeeinflussten Feldes, auf Null ge­ setzt. Am Mischer 8 liegt dann nur das Oszillatorsignal 10 an, so daß das Ausgangssignal des Mischers Null ist.

Der Ausgang des Mischers 8 geht auf einen Tiefpass­ filter 6. Dieser Tiefpassfilter 6 bewirkt eine Glättung des Mischerausgangssignales. Der Ausgang des Tiefpas­ sfilters kann entweder einem Schwellwertschalter 7 zugeleitet werden, so daß der Ausgang A1 ein Digital­ wert ist. Oder das Ausgangssignal des Tief­ passfilters wird einem Analogverstärker 13 zugeführt, so dass das Ausgangssignal A2 ein Analogsignal ist.

Wird das vom Sender 1 aufgebaute elektromagnetische Wechselfeld von einem angenäherten Metallauslöser ge­ stört, so empfangen die beiden Empfängerspulen 3 und 4 unterschiedliche Signale. Diese Signale liegen aber phasenkonform zum erzeugten Wechselfeld. Demzufolge ist die von der Verstärkerstufe 5 erzeugte und dem Mischer zugeleitete Differenzwechselspannung auch phasenkonform zum eingekoppelten Oszillatorsignal 10. Durch die Vor­ zeichensensible Verknüpfung der beiden Signale 9, 10 im Mischer 8 besteht das Mischerausgangssignal im we­ sentlichen nur aus positiven Halbwellen. Diese Signal­ form ist mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet.

Wird das elektromagnetische Wechselfeld dahingehend gestört, daß das von den Empfängerspulen 3, 4 empfangene Signal phasenverschoben ist zum gesendeten Signal, so besitzt das Ausgangssignal des Mischers etwa die Form, die mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet ist. Es treten jetzt nicht nur positive Ausgangssignale, sondern auch negative Ausgangssignale auf. Dieser hochfrequente Wechselspannungsanteil wird durch den Tiefpaßfilter 6 ausgefiltert.

Ein Wechselspannungssignal anderer Frequenz, welches von den Empfängerspulen 3, 4 empfangen und dem Mischer 8 zugeleitet wird, führt zu einem schwebungsähnlichen Ausgangssignal des Mischers, welches in der Fig. 1 angedeutet ist und mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist. Auch dieses Signal besitzt einen Wechselspannungs­ anteil, der vom Tiefpaßfilter 6 ausgefiltert wird.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die vom Oszillator 2 erzeugte Wechselspannung einem Verstärker 11 und einem Verstärker 12 zugeleitet. Der Verstärker 12 betreibt mit dem hochfrequenten Wech­ selspannungssignal eine Sendespule 1. Der Schwellwert­ verstärker 11 wandet das Oszillatorsignal 2 in ein Rechtecksignal, welches dem Mischer 8 zugeführt wird.

Auch bei dieser Schaltung sind zwei Empfängerspulen 3, 4 vorgesehen, die als Differenzspulenanordnung geschal­ tet sind. Das Differenzsignal wird einem Verstärker 5 zugeleitet, welcher es verstärkt dem Mischer zuführt. Der Mischer erzeugt hier zwei Ausgangssignale. Größe und Vorzeichen der Differenz der beiden Ausgangssignale des Mischers hängen von der Phase zwischen Eingangssi­ gnal und Referenzsignal ab. Auch hier kann der Ausgang des verstärkten Signales einem Schwellwertschalter 7 oder einem Ausgangsverstärker 13 zugeleitet werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beaufschlagt der Oszillator 2 einen aus Spule 1 und Kondensator 16 bestehenden Sendeschwingkreis mit einer festen Frequenz.

Statt die Sendespule mit einer festen Frequenz zu beauf­ schlagen, kann die Spule auch als Induktivität eines freischwingenden Oszillators betrieben werden. Dieser kann bei einer entsprechenden Entdämpfung in Schwingung geraten. Der Schwingungszustand des Oszillators 1, 16 wird mittels einer Meßspule 3 gemessen. Das Meßspulensi­ gnal wird über einen Verstärker 5 verstärkt und einem Mischer zugeleitet. In dem Mischer 8 wird ebenfalls die vom Oszillator 2 erzeugte Wechselspannung 2 in Form von Rechtecksignalen zugeleitet. Das Mischerausgangssignal, welches auch hier wieder als Differenzsignal vorliegt, wird über einen Kondensator 6 geglättet. Auch hier hat die Mischung der Signale wieder eine Filterfunktion. Störsignale, die von der Meßspule 3 empfangen werden, und welche nicht phasenkonform oder frequenzkonform zur Oszillator-Wechselspannung sind, werden ausgefiltert.

Eine Weiterbildung der in Fig. 1 dargestellten Schal­ tung besteht darin, daß der Oszillator 2 nicht mit einer Festfrequenz schwingt, sondern mit einer modulier­ ten Frequenz. Insbesondere wird die Oszillatorfrequenz von einem Rauschgenerator 15 zufällig moduliert. Dies hat zur Folge, daß viele baugleiche Näherungsschalter in unmittelbarer Nähe ohne besondere Abschirmung betrie­ ben werden können. Die Oszillatoren schwingen zufolge der Modulierung völlig unabhängig voneinander. Dasselbe Ziel kann auch dadurch erreicht werden, daß alle Oszil­ latoren mit einer individuellen Festfrequenz schwingen.

Fig. 4 zeigt einen Ringsensor mit einer zylindermantel­ förmigen Spule, die das felderzeugende Organ ausbildet. In dieser Spule 1, die von einem Mantel 18 abgeschirmt ist, befindet sich eine Meßspule 3, die das dort herr­ schende Magnetwechselfeld mißt.

Die gesamte Ringsensoranordnung 17 dient dazu, einen Auslöser, der entsprechend dem Pfeil 19 durch die Spu­ len 1, 3 fällt, zu detektieren.

Anstelle einer Sende-/Empfangsspule können auch mehrere Sende-/Empfangsspulen verwirklicht werden.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen kapazitiven Näherungsschalter. Das das elektromagnetische Wechselfeld erzeugende Organ ist dabei eine topfförmige Schirmelektrode 1. In die­ ser topfförmigen Schirmelektrode 1 liegen eine Haupt­ elektrode 3 und eine Kompensationselektrode 4. Die Hauptelektrode 3 ist eine kreisförmige metallische Scheibe, die konzentrisch von dem Topf 1 umgeben ist. Zwischen dem Rand des Topfes 1 und der Hauptelektrode 3 befindet sich eine ringförmige Kompensationselektrode 4, die sowohl gegenüber der Sendeelektrode 1 als auch gegenüber der Hauptelektrode 3 isoliert ist.

Die Sendeelektrode 1 wird mit einer elektrischen Wech­ selspannung, die im Oszillator 2 erzeugt ist, beauf­ schlagt. Die im Oszillator 2 erzeugte Wechselspannung wird über einen Verstärker 12 verstärkt. Gewissermaßen als kapazitive Brückenschaltung liegt zwischen Masse und Oszillatorverstärkerausgang einerseits die Haupt­ elektrode 3 und andererseits die Kompensationselektrode 4. Die kapazitive Wechselwirkung erfolgt durch Annähe­ rung eines entsprechenden Auslösers, der die kapazitive Kopplung zur Masse herstellt.

Bei der Annäherung eines Auslösers an die vom Feld beeinflussten Organe 3, 4 liegt an deren Klemmen ein Signal mit einer geringen Amplitude an. Dieses Signal ist mit einem Wechselspannungsoffset belegt, der erheb­ lich höher ist, als das eigentliche Signal.

Sowohl das Signal der Hauptelektrode 3, als auch das Signal der Kompensationselektrode 4 werden separaten Differenzverstärkern 21, 22 zugeleitet. Die Klemmen der Elektroden sind mit den nicht invertierenden Eingängen der Differenzverstärker 21, 22 verbunden.

An den invertierenden Eingängen der Differenzverstärker 21, 22 liegt ein phasenidentisches Oszillatorsignal an, so dass die Differenzverstärker 21, 22 an ihren Ausgän­ gen ein Signal aufweisen, das um den Wert der anliegen­ den Referenz-Wechselspannung aus 12 vermindert ist.

Die Amplitude der Referenz-Wechselspannung wird so eingestellt, dass der Offset, der an den Klemmen der Hauptelektrode 3 bzw. Kompensationselektrode 4 anliegt, kompensiert ist.

Die Ausgangssignale der Differenzverstärker 21, 22 werden einem Differenzverstärker 5 zugeführt. Dieser leitet die daraus gewonnene Differenz in der oben be­ schriebenen Weise an einen Mischer 8 weiter, der in der oben beschriebenen Art und Weise ein Ausgangssignal bereitstellt.

Die Fig. 7a zeigt, das um den Offset verminderte Aus­ gangssignal U3 der Hauptelektrode 3 und U4 der Kompensa­ tionselektrode 4 in Abhängigkeit vom Schaltabstand SR. Während die Hauptelektrode sensitiv auf entfernt liegen­ de Beeinflussung ist, ist die Kompensationselektrode 4 sensibel für nahe Auslöserpositionen. Fig. 7b zeigt die Differnz beider Signale U3 und U4.

Das Anwendungsbeispiel, welches in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, zeigt einen Drehgeber. Die Sensorschei­ be 25 besitzt dabei einen kreisförmigen Hauptsensor 3. Um dessen Mitte 23 kann der Drehauslöser 24 gedreht werden. Die Kompensationselektrode 4 ist jetzt nicht ringförmig ausgebildet, sondern als exzentrisch zum Mittelpunkt 23 liegende Einzelfläche. Auf dem Drehauslö­ ser 24 befindet sich eine Metallbedeckung mit spiralför­ miger Kantenlinie, so dass der Bedeckungsgrad der Kom­ pensationselektrode 4 drehwinkelabhängig variiert.

Bei dem in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel wird das elektromagnetische Wechselfeld von einem Schwingkreis erzeugt, der im Wesentlichen entsprechend der Schaltung Fig. 3 angeregt wird. Der Schwingkreis besteht aus einer Spule 1 und einem Konden­ sator 16. Dieser Schwingkreis 1, 16 wird erregt durch die Ausgangswechselspannung des Oszillators 2. Die Ausgangswechselspannung dieses Oszillators 2 wird über Kondensatoren und gegebenenfalls Widerstände an den Schwingkreis 1, 16 gebracht.

Statt die Sendespule mit einer Festfrequenz zu beauf­ schlagen, kann die Spule auch als Induktivität eines freischwingenden Oszillators betrieben werden. Bei nicht angenähertem Auslöser schwingt der Schwingkreis 1, 16 mit der Frequenz des Oszillators 2. Wird ein Auslöser in die Nähe des Schwingkreises 1, 16 gebracht, und damit der Schwingkreis 1, 16 bedämpft, so reißt die Schwingung im Schwingkreis 1, 16 ab.

Bei Vorhandensein von Störfeldern kann es aber vorkom­ men, dass trotzdem der Schwingkreis 1, 16 erregt wird. Dies kann beispielswiese durch Spannungsspitzen oder dergleichen erfolgen. Beim Ausführungsbeispiel wird die am Schwingkreis 1, 16 anliegende Wechselspannung, die gestört sein kann, einem Differenzverstärker 5 zuge­ führt. Dies erfolgt durch eine Auskopplung mittels eines Kondensators 28. Das verstärkte Differenzsignal wird einem Mischer 8 zugeführt. Dort wird es dann multi­ plikativ mit einem verstärkten Oszillatorsignal beauf­ schlagt. Hierdurch wird vermieden, daß vom Schwingkreis 1, 16 empfangene Störimpulse zur Auswertestufe gelan­ gen. Diese Störimpulse werden durch die multiplikative Beaufschlagung in Mischer 8 unterdrückt.

Die Fig. 11 zeigt ein Gehäuserohr 18, welches aus Me­ tall bestehen kann. Am stirnseitigen Ende des Gehäuse­ rohres 18 befindet sich eine Frontplatte 27. Hinter der Frontplatte 27, die magnetische Felder durchläßt, befin­ det sich eine Schwingkreisspule 1. Die Schwingkreis­ spule 1 kann in ein Spulengehäuse 26 einliegen oder eingegossen sein. Der Übersicht halber sind die übrigen Bestandteile des Näherungsschalters weggelassen.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll­ inhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (25)

1. Elektronischer Näherungsschalter mit einem ein elek­ tromagnetisches Wechselfeld erzeugenden Organ (1), das von einem Oszillator (2) erregt wird, wobei eine insbe­ sondere durch die Annäherung eines Auslösers hervorgeru­ fene Beeinflussung des Wechselfeldes von einer elektro­ nischen, eine Verstärkerstufe (5) beinhaltenden Signal­ auswertestufe (8) zur Abgabe eines Ausgangssignals ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das auszuwertende Signal vor seiner Auswertung mit der Oszillatorfrequenz beaufschlagt wird.

2. Elektronischer Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auszuwertende Signal von einem vom elektromagnetischen Feld beeinflußten Organ (3, 4) gewonnen wird.

3. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die phasenrichtig invertierte Oszillatorfrequenz dem Messsignal zur Kom­ pensation eines Offsets zuaddiert wird.

4. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch mindestens zwei vom Feld beeinflusste Organe (3, 4).

5. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der von den mindestens zwei vom Feld beeinflussten Organen (3, 4) abgebende Messsignal mit der Oszillatorfrequenz beauf­ schlagt wird.

6. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalauswerte­ stufe (6) ein aus den mit der Oszillatorfrequenz beauf­ schlagten Messsignalen gebildetes Differenzsignal zuge­ führt wird.

7. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das ein elektroma­ gnetisches Wechselfeld erzeugende Organ eine Elektrode, insbesondere Schirmelektrode (1) eines kapazitiven Näherungsschalters ist.

8. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Feld beeinflusste Organ (3) eine Hauptelektrode eines ka­ pazitiven Näherungsschalters ist.

9. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest zweite vom elektromagnetischen Wechselfeld beein­ flusste Organ (3) eine Kompensationselektrode eines kapazitiven Näherungsschalters ist.

10. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptelektrode (3) eine größere Fernwirkung entfaltet, als die Kompen­ sationselektrode (4).

11. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine exzentrisch zur Haupt­ elektrode (3) angeordnete Kompensationselektrode (4) und einen um das Zentrum (23) der Hauptelektrode (4) drehbaren Drehauslöser (24).

12. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Feld beeinflussten Organ (3, 4) abgegebene Messsignal (9) in einem Mischer (8) mit der Oszillatorfrequenz logisch multiplizierend gemischt wird.

13. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (8) mit einem aus der Oszillatorfrequenz gewandelten Recht­ ecksignal (10) beaufschlagt wird.

14. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mischer (8) ein Tiefpassfilter (6) nachgeschaltet ist.

15. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Mischer (8) zugegebene Messsignal aus einer Differenz zweier Eingangssignale gebildet wird.

16. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das felderzeugende Organ eine Sendespule (1) ist.

17. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Feld beeinflussbare Organ eine oder mehrere Empfängerspulen (3, 4) sind.

18. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Feld beeinflussbare Organ zwei als Differenzspulenanordnung geschaltete Empfängerspulen (3, 4) sind.

19. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das felderzeugende Organ (1) eine Oszillatorspule ist.

20. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorspu­ le (1) einem freischwingenden Oszillator zugeordnet ist.

21. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Feld beeinflussbare Organ (3) eine Meßspule ist.

22. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das felderzeugende und das vom Feld beeinflusste Organ jeweils kapazitiv wirkende Elektroden sind.

23. Elektronischer Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorfre­ quenz moduliert und insbesondere durch einen Rausch- oder Zufallswertgenerator beeinflusst wird.

24. Anordnung von elektronischen Näherungsschaltern nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorfrequenzen mehrerer, eng beieinander angeordneter Näherungsschalter mit verschiedenen Fre­ quenzen schwingen.

25. Anordnung von elektronischen Näherungsschaltern nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (2) einen bei Annäherung eines Auslösers bedämpfbaren, aus einer Spule (1) und einem Kondensator (16) bestehenden Schwingkreis in Schwingung versetzt, wobei die am Schwingkreis (1, 16) anliegende Wechsel­ spannung in einem Mischer (8) mit der Wechselspannung des Oszillators (2) multiplikativ beaufschlagt wird.