DE102010007620B4

DE102010007620B4 - Näherungssensor

Info

Publication number: DE102010007620B4
Application number: DE102010007620A
Authority: DE
Inventors: Sascha Thoss; Andre Lissner; Olaf Machul
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2030-02-12
Also published as: US20100207611A1; US8441251B2; DE102010007620B9; DE102010007620A1; JP5512319B2; JP2010213265A

Abstract

Näherungssensor mit: – einer ersten Sendespule (S1), – einer zweiten Sendespule (S2); – wenigstens einer Empfangsspule (E); – einer Anregungseinrichtung, die mit der ersten und der zweiten Sendespule (S1, S2) verbunden ist; und – einer Auswerteeinrichtung, die mit zumindest einer Sendespule (S1, S2) und/oder der Anregungseinrichtung sowie mit der wenigstens einen Empfangsspule (E) verbunden ist und ausgebildet ist, um ein Auswertesignal zu erzeugen, das von einer Phasenverschiebung zwischen einem Signal (US) zumindest einer Sendespule (S1, S2) und/oder der Anregungseinrichtung sowie einem Signal (UE) der wenigstens einen Empfangsspule (E) abhängt, wobei das Auswertesignal zumindest näherungsweise proportional zu der Phasenverschiebung ist, und wobei die Sendespulen (S1, S2) so ausgebildet, angeordnet und angeregt sind und die Empfangsspule (E) so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine Übertragungsfunktion des Näherungssensors, die eine Beziehung zwischen dem Signal (UE) der Empfangsspule (E) und dem Signal (US) zumindest einer Sendespule (S1,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Näherungssensor, insbesondere einen induktiven Näherungssensor.
Solche Induktive Näherungssensoren dienen der Erkennung eines in einen Beeinflussungsbereich des Näherungssensors eingebrachten, insbesondere metallischen oder elektrisch gut leitenden Körpers, genannt Target. Herkömmliche Näherungssensoren bestehen aus einem Oszillator, der eine Spule umfasst, die bei schwingendem Oszillator ein Magnetfeld erzeugt. In einem in das Magnetfeld eingebrachten, zu detektierenden Target, werden Wirbelströme induziert, die ein dem Magnetfeld entgegen gerichtetes Gegenfeld erzeugen und somit dem Oszillator Energie entziehen. Der Oszillator ist bei den bekannten Näherungssensoren so dimensioniert, dass dieser Energieentzug bei einem bestimmten Targetabstand zum Zusammenbruch der Schwingung des Oszillators führt. Dieser Vorgang wird dann zum Zweck der Detektion des Targets erfasst.
Derartige Näherungssensoren weisen in der Regel einen für bestimmte Anwendungen zu geringen Schaltabstand auf. Der Schaltabstand bezeichnet den maximalen Abstand eines Targets von dem Näherungssensor, bei dem eine Detektion des Targets durch den Sensor noch zuverlässig möglich ist.
Aus DE 38 39 386 A1 ist ein induktiver Näherungssensor bekannt, der eine Sendespule zur Erzeugung eines Wechselfelds sowie eine Empfangsspule, in der durch das Wechselfeld eine Spannung induziert wird, aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Veränderung der in der Empfangsspule induzierten Spannung, die durch ein Einbringen eines Targets in das Magnetfeld und der daraus resultierenden Veränderung des Magnetfelds hervorgerufen wird, zur Detektion des Targets erfasst wird.
Aus der DE 197 40 774 C2 ist ein induktiver Näherungsschalter mit zwei in Beeinflussungsrichtung hintereinander angeordneten Sendespulen und mindestens einer Empfangsspule bekannt, bei dem die zwei Sendespulen gegensinnig bestromt sind.
Aus der DE 101 22 741 A1 ist ein Detektor zur Ortung metallischer Gegenstände bekannt, der eine erste und eine zweite Sendespule und eine Empfangsspule aufweist, wobei die beiden Sendespulen und die in sie eingespeisten Sendströme so ausgelegt sind, dass sich die von den beiden Sendespulen in der Empfangsspule angeregten Flüsse gegenseitig kompensieren.
Aus der WO 2007/012502 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung der Laufzeit von kapazitiven oder induktiven Feldern bekannt, bei der einem Empfänger getaktete Signale von wenigstens zwei Feldänderungen erzeugenden bzw. aussendenden Elementen in Form von Elektroden oder Spulen zugeleitet werden. Bei dieser Vorrichtung ist eine aufwendige Regelelektronik notwendig.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Konzepte weisen den Nachteil auf, dass sie nur begrenzte Schaltabstände ermöglichen und eine nur begrenzte Empfindlichkeit aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Näherungssensor zu schaffen, der eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist, gegenüber weist. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Veränderung der in der Empfangsspule induzierten Spannung, die durch ein Einbringen eines Targets in das Magnetfeld und der daraus resultierenden Veränderung des Magnetfelds hervorgerufen wird, zur Detektion des Targets erfasst wird.
Aus der DE 197 40 774 C2 ist ein induktiver Näherungsschalter mit zwei in Beeinflussungsrichtung hintereinander angeordneten Sendespulen und mindestens einer Empfangsspule bekannt, bei dem die zwei Sendespulen gegensinnig bestromt sind.
Aus der DE 101 22 741 A1 ist ein Detektor zur Ortung metallischer Gegenstände bekannt, der eine erste und eine zweite Sendespule und eine Empfangsspule aufweist, wobei die beiden Sendespulen und die in sie eingespeisten Sendströme so ausgelegt sind, dass sich die von den beiden Sendespulen in der Empfangsspule angeregten Flüsse gegenseitig kompensieren.
Aus der WO 2007/012502 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung der Laufzeit von kapazitiven oder induktiven Feldern bekannt, bei der einem Empfänger getaktete Signale von wenigstens zwei Feldänderungen erzeugenden bzw. aussendenden Elementen in Form von Elektroden oder Spulen zugeleitet werden. Bei dieser Vorrichtung ist eine aufwendige Regelelektronik notwendig.
DE 40 31 252 C1 offenbart einen induktiven Näherungsschalter mit einem Oszillator, der eine Sendespule speist, und zwei in Differenzschaltung geschalteten Sensorspulen, wobei die Sensorspulen so angeordnet und ausgebildet sind, dass die Differenzwechselspannung beim gewünschten Ansprechabstand zu Null wird und wobei die Differenzwechselspannung so an den Eingang des Oszillatorverstärkers des Oszillators zurückgeführt ist, dass der Oszillator bei einem Nulldurchgang der Differenzwechselspannung seinen Schwingungszustand sprunghaft ändert.
DE 198 50 749 C1 offenbart einen induktiven, auf die Annäherung von Metallteilen ansprechenden Sensor mit zwei als Detektorspule in Serie geschalteten Spulen und einer Generatorspule, wobei das an der Detektorspule und an der Generatorspule anliegende Signal einem Mischer zugeführt ist und wobei die Phasendifferenz der am Eingang des Mischers anliegenden Spannungen als Maß für den Schaltabstand eines induktiven Näherungsschalters ausgewertet wird.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Konzepte weisen den Nachteil auf, dass sie nur begrenzte Schaltabstände ermöglichen und eine nur begrenzte Empfindlichkeit aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Näherungssensor zu schaffen, der eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist, gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Schaltabstände ermöglicht und außerdem mit verringerten Kosten hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein induktiver Näherungssensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
Der erfindungsgemäße, induktive Näherungssensor weist eine erste Sendespule und eine zweite Sendespule auf, sowie wenigstens eine Empfangsspule, eine Anregungseinrichtung, die mit der ersten und der zweiten Sendespule verbunden ist und eine Auswerteeinrichtung, die mit zumindest einer Sendespule und/oder der Anregungseinrichtung einerseits sowie mit der wenigstens einen Empfangsspule andererseits verbunden ist und ausgebildet ist, um ein Auswertesignal zu erzeugen, das von einer Phasenverschiebung zwischen einem Signal zumindest einer Sendespule und/oder der Anregungseinrichtung sowie einem Signal der wenigstens einen Empfangsspule abhängt.
Aufgrund dieser Ausbildung des erfindungsgemäßen induktiven Näherungssensors werden besonders hohe Schaltabstände und hohe Empfindlichkeiten erreicht.
Bevor auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Näherungssensors eingegangen wird, seien zunächst dessen Komponenten näher erläutert: Der erfindungsgemäße induktive Näherungssensor weist eine erste und eine zweite Sendespule auf, die beide elektrisch mit einer Anregungseinrichtung verbunden sind und von dieser angeregt werden.
Die Anregungseinrichtung kann im Rahmen der Erfindung aus einer Einheit bestehen oder auch mehrere elektrisch miteinander verbundene und örtlich getrennte Komponenten aufweisen. Die Anregungseinrichtung kann zudem eine einzige Spannungs- oder Stromquelle zur Anregung der ersten und der zweiten Sendespule aufweisen oder für die Anregung der ersten und der zweiten Sendespule jeweils eine eigene Spannungs- oder Stromquelle aufweisen, wobei im Falle mehrerer Spannungs- oder Stromquellen eine Synchronisierung der Spannungs- oder Stromquellen über eine geeignete elektronische Koppelung gewährleistet werden kann. Dementsprechend kann das Anregungssignal, mit dem die Anregungseinrichtung die erste und die zweite Sendespule beaufschlagt, für beide Sendespulen identisch oder für beide Sendespulen unterschiedlich sein. Im Fall von unterschiedlichen Anregungssignalen für beide Sendespulen können diese Anregungssignale dann insbesondere so synchronisiert werden, dass sie eine vorgegebene Phasenverschiebung aufweisen. Wenn im folgenden eine Stromquelle erwähnt ist, kann generell anstelle dieser Stromquelle auch eine Spannungsquelle eingesetzt werden.
Die erste und die zweite Sendespule sind jeweils induktiv mit der wenigstens einen Empfangsspule gekoppelt. Dadurch induzieren die zeitlich veränderlichen magnetischen Felder, die durch die Anregung der ersten und der zweiten Sendespule erzeugt werden, eine Spannung in der Empfangsspule.
Weiter ist erfindungsgemäß eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die mit zumindest einer der Sendespulen und/oder mit der Anregungseinrichtung einerseits sowie mit der wenigstens einen Empfangsspule andererseits elektrisch verbunden ist und ein Signal zumindest einer der Sendespulen und/oder der Anregungseinrichtung sowie ein Signal der wenigstens einen Empfangsspule empfängt und auswertet. Diese Signalauswertung erzeugt dann auf eine noch näher zu erläuternde Weise ein Auswertesignal, welches von einer Phasenverschiebung zwischen einem Signal zumindest einer Sendespule und/oder der Anregungseinrichtung einerseits sowie einem Signal der wenigstens einen Empfangsspule andererseits abhängt und eine Information über eine Näherung eines Targets an den Näherungssensor bzw. über den Abstand des Targets von dem Näherungssensor enthält.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich eine Phasenverschiebung zwischen dem in der Empfangsspule induzierten Spannungs- oder Stromsignal (Sekundärsignal) einerseits und einem Signal der Anregungseinrichtung und/oder einem Signal einer Sendespule (Primärsignal) andererseits sehr stark verändert, wenn ein Target in den Erfassungsbereich des Näherungssensors eingebracht wird, sodass die Phasenverschiebung ein sehr empfindliches Maß für das Vorhandensein eines Targets und/oder – falls eine Entfernungsmessung gewünscht ist – den Targetabstand darstellt und hohe Schaltabstände gewährleistet. Abhängig von der Ausbildung des Näherungssensors kann beispielsweise ein Phasensprung von 180 Grad bei einem bestimmten Targetabstand auftreten, wobei dieser Targetabstand sehr hoch sein kann. Eine solche Phasenverschiebung oder ein solcher Phasensprung können von dem Näherungssensor erfasst werden, der somit einen dementsprechend hohen Schaltabstand aufweist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben.
Bevorzugt sind die beiden Sendespulen so ausgebildet und angeordnet, dass eine der beiden Sendespulen stärker mit einem in einer Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors von dem Näherungssensor beabstandeten Target induktiv gekoppelt ist als die andere Sendespule. Unterschiedlich stark induktiv mit dem Target gekoppelt bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Gegeninduktivitäten, die die beiden Sendespulen jeweils mit dem Target bilden, verschieden sind. Dabei können insbesondere auch die induktiven Koppelfaktoren zwischen dem Target und den beiden Sendespulen verschieden sein. Durch diese Ausbildung kann eine besonders signifikante Veränderung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein bzw. dem Abstand eines Targets gewährleistet werden.
Erfindungsgemäß sind die zwei Sendespulen so ausgebildet, angeordnet und angeregt und die Empfangsspule so ausgebildet und angeordnet, dass eine Übertragungsfunktion des Näherungssensors eine Nullstelle bei einem Target aufweist, das sich in Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors in einem vorgegebenen, endlichen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet. Die Übertragungsfunktion des Näherungssensors repräsentiert dabei eine Beziehung zwischen einem Signal der Empfangsspule und einem Signal einer Sendespule in Abhängigkeit von einem dem Näherungssensor genäherten Target.
Das bedeutet mit anderen Worten, dass die beiden Sendespulen so ausgebildet, angeordnet und angeregt sind und die Empfangsspule so ausgebildet und angeordnet ist, dass ein in der Empfangsspule von den Sendespulen und einem erwarteten, zu detektierenden Target induziertes Strom- oder Spannungssignal ausgelöscht wird, wenn sich das erwartete, zu detektierende Target in Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors in einem vorgegebenen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet. Hierzu sind die gegenseitigen Gegeninduktivitäten und induktiven Koppelfaktoren zwischen der Empfangsspule, den Sendespulen und dem Target in Abhängigkeit von der Anregung der Sendespulen geeignet anzupassen, was im Rahmen der Figurenbeschreibung noch genauer erläutert wird.
Das Signal der Empfangsspule ist hierbei zum Beispiel das an der Empfangsspule anliegende induzierte Strom- oder Spannungssignal und das Signal der Sendespule ist beispielsweise das Strom- oder Spannungssignal, mit dem die Sendespule beaufschlagt ist. Bei einer Verwendung von mehreren Empfangsspulen kann es sich bei dem Signal der Empfangsspule um ein Signal handeln, das aus mehreren Strom- oder Spannungssignalen verschiedener Empfangsspulen abgeleitet bzw. kombiniert ist, beispielsweise bei einer Serienschaltung von mehreren Empfangsspulen um die Spannung über die Serienschaltung. Ebenso kann es sich bei dem Signal einer Sendespule um ein kombiniertes Signal von Signalen mehrerer Sendespulen wie zum Beispiel einer Spannung über eine Serienschaltung von Sendespulen handeln.
Eine wie vorstehend beschriebene Nullstelle der Übertragungsfunktion bei einem vorgegebenen Schaltabstand hat den Vorteil, dass sich in dem innerhalb des Schaltabstands gelegenen Umgebungsbereich des Näherungssensors eine besonders starke Abhängigkeit der Phasenverschiebung von dem Vorhandensein und dem Abstand eines zu detektierenden Targets ergibt. Auf diese Weise kann das Vorhandensein eines sich in einem definierten Schaltabstand befindlichen Targets besonders zuverlässig erfasst werden. Ebenso kann die Entfernung eines sich im Bereich des Schaltabstands befindlichen Targets besonders genau erfasst werden. Im Bereich des vorgegebenen Schaltabstands kann somit eine besonders hohe Empfindlichkeit des Näherungssensors gewährleistet werden.
Dabei kann der der Nullstelle entsprechende vorgegebene Schaltabstand bevorzugt so gewählt sein, dass er einem maximalen Abstand von dem Näherungssensor in Beeinflussungsrichtung entspricht, in dem ein zu detektierendes Target erwartet wird, oder geringfügig größer ist, sodass in dem interessierenden Bereich eine besonders hohe Empfindlichkeit gewährleistet wird. Der vorgegebene Schaltabstand kann dementsprechend beispielsweise einen Wert im Bereich zwischen 0 mm und 100 mm annehmen, bevorzugt einen Wert im Bereich zwischen 0,5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt einen Wert im Bereich zwischen 1 mm und 10 mm und höchst bevorzugt einen Wert im Bereich zwischen 2 mm und 5 mm. Der vorgegebene Schaltabstand kann auch so gewählt sein, dass er einem Vielfachen eines Durchmessers einer der Sendespulen oder der Empfangsspule entspricht und beispielsweise im Bereich des 0 bis 10-fachen, bevorzugt im Bereich des 0,1 bis 8-fachen, besonders bevorzugt im Bereich des 0,5 bis 6-fachen und höchst bevorzugt im bereich des 2 bis 5-fachen des Durchmessers einer der Sendespulen oder der Empfangsspule liegt. Bei dem erwarteten Target, auf das die Übertragungsfunktion angepasst ist, kann es sich beispielsweise um einen ganz oder teilweise metallischen Körper wie z. B. einen Metallblock mit einer Ausdehnung von einigen Millimetern bis einigen Zentimeter handeln.
Das von der Auswerteeinheit erzeugte und eine Information über das Vorhandensein eines Targets in einem bestimmten Abstand beinhaltende Auswertesignal kann verwendet werden, um eine vom Vorhandensein und/oder dem Abstand abhängige Funktionen anzusteuern. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, um abhängig von dem Auswertesignal einen Schalter zu öffnen oder zu schließen, wenn die Phasenverschiebung oder das davon abhängige Auswertesignal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der Schwellwert beispielsweise Null sein kann. Auf diese Weise kann zum Beispiel in einer automatisierten Produktverarbeitung ein von dem Vorhandensein eines als Target fungierenden Produkts abhängiger Verarbeitungsschritt gestartet oder beendet oder eine Sicherheitsabschaltung realisiert werden. Ebenso kann das Auswertesignal verwendet werden, um ein Meldesignal über das Erkennen eines Targets an eine Steuereinrichtung zu senden, welches insbesondere auch eine Information über die Entfernung des Targets von dem Sensor beinhalten kann. Das Auswertesignal kann dabei in analoger oder digitaler Form an einem Ausgang als Maß für einen Targetabstand bereitgestellt werden.
Das von der Phasenverschiebung zwischen einem Signal einer Sendespule oder der Anregungseinrichtung und einem Signal der Empfangsspule abhängige Auswertesignal kann erzeugt werden, indem beide Signale getrennt empfangen und durch eine entsprechende Auswerteschaltung miteinander kombiniert werden. Hierbei ist es zum Beispiel möglich, beide Signale mit einem Multiplizierer zu multiplizieren oder zu mischen und dann insbesondere das resultierende Signal mit einem Integrierer über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg, wie zum Beispiel über die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Periodendauern der Signale, zu integrieren. Es kann auch ein schneller digitaler Zähler zum Erzeugen des Auswertesignals verwendet werden.
Mit den vorstehend beschriebenen Auswerteverfahren kann ein zu der Phasenverschiebung zumindest näherungsweise proportionales Auswertesignal erzeugt werden, was im Rahmen der Erfindung vorgesehen ist, da die Phasenverschiebung – wie bereits erwähnt – ein sehr empfindliches Maß für das Vorhandensein und den Abstand eines Targets von dem Näherungssensor darstellt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Anregungseinrichtung ausgebildet ist, um wenigstens eine Sendespule mit einem periodischen Signal anzuregen, bevorzugt mit einem Wechselspannungssignal und besonders bevorzugt mit einem sinusförmigen Wechselspannungssignal. Diese Signale eignen sich besonders gut, um durch eine Sendespule ein zeitlich veränderliches Magnetfeld zu erzeugen, das eine Spannung in der Empfangsspule induziert, deren Zeitverlauf insbesondere eine von dem Abstand eines Targets abhängige Phasenverschiebung zu dem anregenden Signal aufweist.
Die Anregungseinrichtung kann hierbei beispielsweise über eine oder mehrere Wechselstromquellen verfügen oder über einen oder mehrere Oszillatoren oder einen oder mehrere Wechselrichter.
Die Frequenz der Anregung ist hierbei bevorzugt so gewählt, dass sie die Geometrie des Näherungssensors und die in dem Näherungssensor verwendeten Materialien berücksichtigt. Der Näherungssensor kann nämlich beispielsweise eine Hülse zur Unterbringung der Spulen aufweisen sowie insbesondere eine Frontkappe aus Metall. In diesem Fall ist die Frequenz der Anregung bevorzugt so niedrig gewählt, dass eine ausreichende Durchdringung der Frontkappe durch das durch die Sendespulen erzeugte Magnetfeld gewährleistet ist.
Die Anregungseinrichtung kann alternativ ebenfalls ausgebildet sein, um wenigstens eine Sendespule mit einer Pseudo-Random-Sequenz anzuregen, wodurch die Störsicherheit des Näherungssensors erhöht wird.
Ferner bevorzugt ist es, wenn die Anregungseinrichtung ausgebildet ist, um die erste Sendespule und die zweite Sendespule mit zwei Anregungssignalen gleicher Amplitude, gleicher Signalform und einer Phasenverschiebung zwischen –5 und 5 Grad, insbesondere von 0 Grad, anzuregen. Hierzu kann die Anregungseinrichtung beispielsweise beide Sendespulen mit derselben Stromquelle anregen, wobei beide Sendespulen insbesondere parallel geschaltet und an einen Anschluss der Anregungseinrichtung angeschlossen sein können. Es können aber auch zwei unterschiedliche, synchronisierte Stromquellen verwendet werden.
Die Anregungseinrichtung kann auch ausgebildet sein, um die erste Sendespule mit einem ersten Anregungssignal anzuregen und die zweite Sendespule mit einem zweiten Anregungssignal anzuregen, wobei das erste Anregungssignal und das zweite Anregungssignal eine Phasenverschiebung zwischen 175 und 185 Grad, insbesondere von 180 Grad, aufweisen. Hierzu kann die Anregungseinrichtung zwei Stromquellen aufweisen, die Signale mit gegenphasiger Signallage liefern.
Wie eingangs beschrieben sind die erste Sendespule und die zweite Sendespule bevorzugt so ausgebildet und angeordnet, dass eine der beiden Sendespulen stärker mit einem in Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors genäherten Target induktiv gekoppelt ist als die andere Sendespule. Die Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors bezeichnet die Richtung, in der eine Detektion eines Targets beabsichtigt ist und kann beispielsweise mit einer Längsachse einer zylindrischen oder quaderförmigen Hülse, in der sich die Spulen befinden, identisch sein. Eine solche unterschiedlich starke induktive Koppelung mit einem in Beeinflussungsrichtung genäherten Target kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die erste Sendespule, die wenigstens eine Empfangsspule und die zweite Sendespule in Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors hintereinander angeordnet sind.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine magnetische Abschirmung vorgesehen sein, die eine der Sendespulen magnetisch von einem in Beeinflussungsrichtung von dem Näherungssensor beabstandeten Target abschirmt und die andere der beiden Sendespulen nicht oder zumindest weniger stark magnetisch von dem Target abschirmt. Es kann sich dabei zum Beispiel um eine quer zu der Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors verlaufende metallische Abschirmung handeln.
Vorteilhaft ist hierbei, dass sich bei Näherung eines Targets eine besonders ausgeprägte Phasenverschiebung des in der Empfangsspule induzierten Signals ergibt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Sendespule und die zweite Sendespule und die wenigstens eine Empfangsspule zumindest im Wesentlichen koaxial angeordnet sind, insbesondere wobei die gemeinsame Achse der Spulen zumindest im Wesentlichen parallel zu der Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors verläuft. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte induktive Koppelung der ersten und zweiten Sendespule und der Empfangsspule erreicht, die insbesondere zu einer ausgeprägten Phasenverschiebung des Sekundärsignals (des Signals der wenigstens einen Empfangsspule) gegenüber dem Primärsignal (Anregungssignal) führt. Alternativ dazu kann es auch vorteilhaft sein, dass die Empfangsspule und eine Sendespule, insbesondere die stärker mit einem im Beeinflussungsbereich des Näherungssensors befindlichen Target induktiv gekoppelte Sendespule, in einer Ebene angeordnet sind.
Ferner bevorzugt ist es, wenn die wenigstens eine Empfangsspule zu der ersten und der zweiten Sendespule zumindest im Wesentlichen gleichbeabstandet ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann ein gegenseitiges Aufheben der durch die erste und die zweite Sendespule in der Empfangsspule induzierten Spannung, wie es nachstehend noch beschrieben wird, auf einfache Weise erfolgen, beispielsweise durch eine gegenphasige Anregung der ersten und zweiten Sendespule.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die Induktivitäten der ersten und der zweiten Spule nicht voneinander, bzw. nur im Rahmen einer Toleranz von bevorzugt weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5%, die zum Beispiel herstellungsbedingt sein kann.
Bevorzugt ist ferner, wenn die erste und die zweite Sendespule baulich zumindest im Wesentlichen identisch sind und insbesondere die gleiche Wicklungsanzahl, den gleichen Leitungswiderstand und den gleichen Durchmesser besitzen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste und die zweite Sendespule so dimensioniert und relativ zueinander und zu der wenigstens einen Empfangsspule so angeordnet sind und außerdem die erste und die zweite Sendespule so von der Anregungseinrichtung angeregt werden, dass sich die von der ersten Sendespule und die von der zweiten Sendespule in der Empfangsspule induzierten Spannungen zumindest im Wesentlichen gegenseitig aufheben. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Übertragungsfunktion des Näherungssensors, die wie vorstehend bereits beschrieben, eine Beziehung zwischen einem Empfangsspulensignal (Sekundärsignal) und einem Sendespulensignal (Primärsignal) in Abhängigkeit von dem Vorhandensein eines Targets repräsentiert, eine Nullstelle bei Nicht-Vorhandensein eines Targets aufweist.
Bei dieser Ausbildung wird das in der Empfangsspule induzierte Spannungssignal (Sekundärsignal) praktisch ausschließlich durch die durch ein Target induzierte Spannung gebildet. Diese Spannung ist gegenüber dem Primärsignal phasenverschoben und liegt typischerweise im Mikrovolt-Bereich. Die von den Sendespulen in der Empfangsspule induzierten Spannungen liegen hingegen typischerweise im Volt-Bereich. Durch das gegenseitige Aufheben der von den Sendespulen induzierten Spannungen wird verhindert, dass das phasenverschobene, vergleichsweise niedrige Spannungssignal, das von einem Target induziert wird, durch ein nicht phasenverschobenes, von den Sendespulen induziertes, vergleichsweise hohes Spannungssignal überlagert wird. Somit wird bei dieser Ausbildung das Erfassen einer Phasenverschiebung in der Sendespule erleichtert. Dadurch werden insbesondere eine besonders hohe Empfindlichkeit des Näherungssensors erreicht und besonders hohe Schaltabstände ermöglicht.
Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform wird das in der Empfangsspule induzierte Spannungssignal (Sekundärsignal) dann im Wesentlichen zu Null, wenn sich kein Target im Beeinflussungsbereich des Näherungssensors befindet. Wenn sich ein Target im Beeinflussungsbereich des Näherungssensors befindet, wird dies durch ein in der Empfangsspule induziertes Sekundärsignal sichtbar, welches eine Phasenverschiebung zu dem Primärsignal aufweist.
Das beschriebene gegenseitige Aufheben der von der ersten und der zweiten Sendespule induzierten Spannungen kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass wie vorstehend erwähnt

– die erste und die zweite Sendespule und die Empfangsspule koaxial in Beeinflussungsrichtung hintereinander angeordnet sind,
– die Empfangsspule von den Sendespulen gleichbeabstandet ist und
– beide Sendespulen baulich identisch sind und
– gleiche Induktivitäten aufweisen und außerdem
– zwischen zwei ein Anregungssignal bereitstellenden Anschlüssen parallel geschaltet sind,
– wobei das in Beeinflussungsrichtung betrachtet rechtsdrehende Ende der ersten und zweiten Sendespule jeweils mit dem in Beeinflussungsrichtung betrachtet linksdrehenden Ende der jeweils anderen Sendespule verschaltet ist.

Mit dem in Beeinflussungsrichtung rechtsdrehenden Ende einer Spule ist hierbei das Ende der in dem Näherungssensor angeordneten Spule gemeint, von dem ausgehend der Spulendraht bzw. der Spulenleiter im Uhrzeigersinn drehend in die Spule hinein verläuft, wenn die Spule in Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors betrachtet wird. Analog hierzu ist mit einem in Beeinflussungsrichtung linksdrehenden Ende einer Spule das Ende der Spule gemeint, von dem ausgehend der Spulendraht bzw. der Spulenleiter gegen den Uhrzeigersinn drehend in die Spule hinein verläuft, wenn die Spule in der Beeinflussungsrichtung des Näherungssensors betrachtet wird.
Durch die vorstehend beschriebene koaxiale Anordnung der ersten und zweiten Sendespule und ihrem gleichen Abstand zu der Empfangsspule wird erreicht, dass der induktive Koppelgrad zwischen der ersten Sendespule und der wenigstens einen Empfangsspule mit dem induktiven Koppelgrad zwischen der zweiten Sendespule und der wenigstens einen Empfangsspule identisch ist. Prinzipiell ist es bevorzugt, wenn erste und zweite Sendespule und Empfangsspule so dimensioniert und angeordnet sind, dass der induktive Koppelgrad zwischen der ersten Sendespule und der wenigstens einen Empfangsspule mit dem induktiven Koppelgrad zwischen der zweiten Sendespule und der wenigstens einen Empfangsspule identisch ist und die Induktivität der ersten Sendespule mit der Induktivität der zweiten Sendespule identisch ist.
Je nach Anwendung kann anstelle oder zusätzlich zu einem wie vorstehend beschriebenen, gegenseitigen Aufheben der von der ersten und zweiten Sendespule induzierten Signale bei Abwesenheit eines Targets, der Näherungssensor dadurch gekennzeichnet sein, dass die erste und die zweite Sendespule so dimensioniert sind und relativ zueinander und zu der wenigstens einen Empfangsspule so angeordnet sind und außerdem die erste und die zweite Sendespule so von der Anregungseinrichtung so angeregt werden, dass sich die von der ersten Sendespule und die von der zweiten Sendespule und die von einem in einem bestimmten Schaltabstand in Beeinflussungsrichtung entfernten Target in der Empfangsspule induzierten Spannungen zumindest im Wesentlichen gegenseitig aufheben, die Übertragungsfunktion des Näherungssensors also wie vorstehend bereits beschrieben eine Nullstelle bei einem Target aufweist, das sich in Beeinflussungsrichtung in einem vorgegebenen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet.
Dabei wird das in der Empfangsspule induzierte Sekundärsignal dann im Wesentlichen zu Null wird, wenn sich ein Target in einem vorgegebenen Abstand im Beeinflussungsbereich des Näherungssensors befindet, und ein Verändern der Position oder des Abstands des Targets durch ein Sekundärsignal mit einer Phasenverschiebung gegenüber dem Primärsignal sichtbar wird.
Realisiert werden kann diese Ausführungsform unter anderem durch Anregen der ersten und zweiten Sendespule mit leicht unterschiedlicher Phasenlage oder durch Anordnen der ersten und zweiten Sendespule in leicht unterschiedlichen Abständen zu der Empfangsspule.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Sendespule und die zweite Sendespule gewickelt sind und der Wicklungssinn der ersten Sendespule dem Wicklungssinn der zweiten Sendespule entgegengesetzt ist. Diese Ausbildung der Spulen bewirkt, dass der Drehsinn des Stromes in der einen Sendespule dem Drehsinn des Stromes in der anderen Sendespule stets entgegengesetzt ist, wenn beide Spulen identisch angeregt werden. Hierdurch lässt sich durch entsprechende Beschaltung und Anordnung der Sendespulen besonders einfach erreichen, dass sich die von der ersten und der zweiten Sendespule in der Empfangsspule induzierten Spannungen aufheben.
Neben gewickelten Spulen mit beliebiger Wicklungsgeometrie können aber prinzipiell auch alle erdenklichen anderen Spulentypen, beispielsweise planare Spulen eingesetzt werden, sowie jede beliebige Kombination von Spulen unterschiedlichen Typs. Die Spulen können erfindungsgemäß jeweils aus einer einzigen Spule oder aus mehreren Teilspulen bestehen.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Sendespule zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss der Anregungseinrichtung parallel geschaltet sind und diese elektrische Parallelschaltung aus einer Parallelschaltung einer ersten Serienschaltung mit einer zweiten Serienschaltung besteht, wobei die erste Serienschaltung die erste Sendespule und einen zur ersten Sendespule in Serie geschalteten ersten elektrischen Widerstand umfasst und die zweite Serienschaltung die zweite Sendespule und einen zur zweiten Sendespule in Serie geschalteten zweiten elektrischen Widerstand umfasst, insbesondere wobei der erste und/oder der zweite elektrische Widerstand ein veränderbarer elektrischer Widerstand sind/ist.
Weiter bevorzugt ist es, wenn ein dritter elektrischer Widerstand zu der ersten Sendespule elektrisch parallel geschaltet ist und ein vierter elektrischer Widerstand zu der zweiten Sendespule elektrisch parallel geschaltet ist, insbesondere wobei der dritte und/oder der vierte elektrische Widerstand ein veränderbarer elektrischer Widerstand sind/ist.
Solche elektrische Widerstände sind deshalb vorteilhaft, weil sie eine besonders kontinuierliche Veränderung der Phasenverschiebung der in der Auswerteeinrichtung ausgewerteten Signale mit dem Targetabstand bewirken und somit den Abstandsbereich erweitern, über den eine Ermittelung des Targetabstands zuverlässig erreicht wird.
Außerdem werden durch solche Widerstände die Amplitude und die Phase der durch die Sendespulen in der Empfangsspule induzierten Spannungen eingestellt. Die elektrischen Widerstände können somit dazu dienen, etwaige Abweichungen in den Induktivitäten der Sendespulen oder in den Abständen der Sendespulen von der Empfangsspule oder anderen Parametern des Näherungssensors gegenüber den jeweiligen Sollwerten auszugleichen, um ein Aufheben der von den Sendespulen in der Empfangsspule induzierten Spannungen auch im Falle solcher Abweichungen zu gewährleisten. Elektrische Widerstände mit einstellbarem Widerstandswert sind hierbei besonders vorteilhaft, weil sie jederzeit, also auch nach der Herstellung, ein Justieren des Näherungssensors zur Gewährleistung des gegenseitigen Aufhebens der von den Sendespulen erzeugten Magnetfelder ermöglichen.
Vorteilhafterweise kann auch die erste Sendespule und/oder die zweite Sendespule so ausgebildet sein, dass ihre Induktivität variabel ist und insbesondere jederzeit variabel eingestellt werden kann. Hierdurch wird ein Kalibrieren und ein Ausgleichen etwaiger Abweichungen der Spulenanordnungen oder anderer Parameter ermöglicht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Anregungseinrichtung ein Anregungssignal zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss bereitstellt und die erste Sendespule und die zweite Sendespule zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss elektrisch in Serie geschaltet sind.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass eine erste Empfangsspule und eine zweite Empfangsspule vorgesehen sind, wobei insbesondere die erste und zweite Sendespule und die erste und zweite Empfangsspule in Beeinflussungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn in Beeinflussungsrichtung abwechselnd eine der Sendespulen auf eine der Empfangsspulen folgt.
Ferner bevorzugt ist es, wenn die erste und die zweite Empfangsspule elektrisch in Serie geschaltet sind.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Sendespule und die erste Empfangsspule ein Spulenpaar bilden und die zweite Sendespule und die zweite Empfangsspule ein Spulenpaar bilden und wenn eines der Spulenpaare so angeordnet ist, dass es weniger stark mit einem im Beeinflussungsbereich befindlichen Target induktiv gekoppelt ist als das zweite Spulenpaar. Hierzu kann erfindungsgemäß zum Beispiel eine magnetische Abschirmung vorgesehen sein, insbesondere eine in Beeinflussungsrichtung zwischen den zwei Spulenpaaren angeordnete, quer zur Beeinflussungsrichtung verlaufende magnetische Abschirmung, die insbesondere aus einem metallischen Element bestehen kann. Eine solche, unterschiedlich starke induktive Koppelung kann auch durch eine unterschiedliche Beabstandung der Spulenpaare von einem in Beeinflussungsrichtung befindlichen Target gewährleistet werden oder dadurch, dass die Spulen eines Spulenpaars koaxial angeordnet sind und die gemeinsame Achse dieses Spulenpaars orthogonal zu einer gemeinsamen Achse der Spulen des anderen Spulenpaars ist.
Bei einer Ausführungsform mit einer Empfangsspule ist es, wie vorstehend beschrieben, vorteilhaft, wenn eine Sendespule so angeordnet ist, dass sie deutlich schwächer mit einem im Beeinflussungsbereich befindlichen Target induktiv gekoppelt ist als die andere Sendespule und gleichzeitig beide Sendespulen weitestgehend gleich stark mit der Empfangsspule induktiv gekoppelt sind. Bei einer Ausführungsform mit zwei Empfangsspulen können beide Spulenpaare wie vorstehend beschrieben weitgehend magnetisch entkoppelt sein, beispielsweise durch eine magnetische Abschirmung oder orthogonale Anordnung. Ein dementsprechender Näherungssensor mit zwei Empfangsspulen kann aufgrund des verringerten Abstands zwischen den beiden Sendespulen in einer sehr kompakten Bauform realisiert werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Anregungseinrichtung die erste und die zweite Sendespule so anregt und die Sendespulen und Empfangsspulen so zueinander angeordnet und dimensioniert sind, dass die Summe der Spannungen, die in der ersten und der zweiten Empfangsspule jeweils von den beiden Sendespulen induziert werden, zumindest im Wesentlichen zu Null wird. Bei einer Serienschaltung der Empfangsspulen wird bei dieser Ausbildung also die über diese Serienschaltung abfallende Spannung im Wesentlichen zu Null.
Bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet, dass ein im Beeinflussungsbereich befindliches Target in der Summe der an der ersten und der zweiten Empfangsspule abfallenden Spannungen als ein gegenüber dem Primärsignal stark phasenverschobenes Signal sichtbar wird, welches insbesondere nicht durch die von den zwei Sendespulen induzierten Spannungen überlagert wird.
Alternativ oder zusätzlich können Anregung, Dimensionierung und Anordnung der Empfangs- und Sendespulen auch derart gestaltet sein, dass sich die Summe der in den Empfangsspulen durch die zwei Sendespulen sowie ein in einem bestimmten vorgegebenen Schaltabstand in Beeinflussungsrichtung befindliches Target induzierten Spannungen gerade aufhebt. In diesem Fall wird dann ein Target mit einem anderen Abstand bzw. die Abwesenheit eines Targets in Form eines gegenüber dem Primärsignal phasenverschobenen Signals in der Summe der Empfangsspulenspannungen sichtbar.
Vorteilhafterweise können bei einer Ausführungsform mit zwei Empfangsspulen beide Spulenpaare jeweils auf einer Leiterkarte ausgeführt sein und zwar insbesondere derart, dass jeweils die Sendespule des Spulenpaares auf der Oberseite und die Empfangsspule auf der Unterseite der jeweiligen Leiterkarte als Planarspule ausgeführt ist. Eine der Leiterkarten kann bevorzugt Teile der Sensorelektronik, also der Anregungseinrichtung und/oder der Auswerteeinrichtung usw., enthalten. Ebenfalls können beide Planarspulenpaare hintereinander angeordnet sein und dazwischen ein Metallstück als magnetische Trennung aufweisen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer in einem erfindungsgemäßen, induktiven Näherungssensor als Sendespule oder Empfangsspule verwendeten Spule;
2 einen Längsschnitt durch einen Frontbereich eines erfindungsgemäßen, induktiven Näherungssensors und ein Target;
3 ein Schaltdiagramm des erfindungsgemäßen Näherungssensors und des Targets nach 2;
4 eine Darstellung der Induktionsvorgänge zwischen den Spulen des erfindungsgemäßen Näherungssensors und dem Target;
5 das Schaltdiagramm aus 3 mit Kennzeichnung der durch die induktiven Koppelungen hervorgerufenen Gegeninduktivitäten;
6 ein Schaltdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Näherungssensors mit elektrischen Serienwiderständen und eines Targets mit Kennzeichnung der durch die induktiven Koppelungen hervorgerufenen Gegeninduktivitäten;
7 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit einer Phasenverschiebung und eines Verlustwiderstands des Näherungssensors von 6 von dem Targetabstand;
8 ein Schaltdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Näherungssensors mit veränderbaren elektrischen Serienwiderständen und veränderbaren elektrischen Parallelwiderständen;
9 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Näherungssensors mit zwei Empfangsspulen und einer magnetischen Abschirmung; und
10 ein Schaltdiagramm des Näherungssensors von 9.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer gewickelten Spule 10, wie sie für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Näherungssensor als Sendespule oder Empfangsspule in Frage kommt. Gezeigt ist auch die Längsachse 12 der Spule.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen, induktiven Näherungssensor mit einer ersten Sendespule S1, einer zweiten Sendespule S2 und einer zwischen den Sendespulen S1, S2 angeordneten Empfangsspule E. Die drei Spulen S1, S2 und E sind als gewickelte Spulen ausgebildet und koaxial angeordnet, wobei die Längsachsen der Spulen S1, S2 und E parallel zu der Beeinflussungsrichtung 14 des Näherungssensors ausgerichtet sind. Die Empfangsspule E ist von den zwei Sendespulen S1 und S2 gleichbeabstandet.
Die drei Spulen S1, S2 und E sind in einer Hülse 16 angeordnet, deren Längsachse in Beeinflussungsrichtung 14 des Näherungssensors verläuft.
Des Weiteren ist ein Target 18 dargestellt, welches sich in dem Beeinflussungsbereich des Näherungssensors befindet und in Beeinflussungsrichtung 14 von den Spulen S1, S2 und E beabstandet ist.
In 1 nicht dargestellt sind die Anregungseinrichtung des Näherungssensors, die mit den Sendespulen S1 und S2 verbunden ist und die Auswerteeinrichtung, die mit mindestens einer der Sendespulen S1 und S2 sowie mit der Empfangsspule E verbunden ist.
Die beiden Sendespulen S1 und S2 sind baulich identisch ausgeführt und haben im vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere dieselbe Induktivität und denselben Wicklungssinn. Die Sendespulen S1 und S2 werden durch die Anregungseinrichtung so angeregt, dass sich die von den zwei Sendespulen S1 und S2 in der Empfangsspule E induzierten Spannungen im Wesentlichen aufheben. In 3 ist die entsprechende Beschaltung der Sendespulen S1 und S2 dargestellt.
3 zeigt ein Schaltdiagramm des erfindungsgemäßen Näherungssensors von 2.
Die beiden Sendespulen S1 und S2, die in dem Schaltdiagramm durch ihre Induktivitäten L_S1 und L_S2 dargestellt sind, werden mit einer sinusförmigen Wechselspannung, nämlich der Sendespannung U_S angeregt, welche zwischen zwei Anschlüssen 20 und 22 der nicht weiter dargestellten Anregungseinrichtung bereitgestellt wird. Zwischen den Anschlüssen 20 und 22 sind die beiden Sendespulen S1 und S2 parallel geschaltet.
Hierbei sind die beiden Sendespulen S1 und S2 bezüglich ihrer geometrischen Anordnung in dem Näherungssensor in entgegengesetzter Polung an die Sendespannung U_S angeschlossen. In dem Schaltdiagramm von 3 ist jeweils das Ende der Sendespulen S1 und S2, welches näher an der Beeinflussungsseite 15 des Näherungssensors liegt, mit einem Punkt neben der entsprechenden Induktivität L_S1 bzw. L_S2 gekennzeichnet. 3 zeigt somit, dass in der Parallelschaltung der Sendespulen S1 und S2 das näher an der Beeinflussungsseite 15 gelegene Ende der ersten Sendespule S1 mit dem von der Beeinflussungsseite entfernteren Ende der zweiten Sendespule S2 verbunden ist und umgekehrt das entferntere Ende der ersten Sendespule S1 mit dem näheren Ende der zweiten Sendespule verbunden ist. Da die zwei Sendespulen S1 und S2 einen identischen Wicklungssinn aufweisen, wird dadurch das in Beeinflussungsrichtung betrachtet rechtsdrehende Ende der ersten Sendespule S1 mit dem in Beeinflussungsrichtung betrachtet linksdrehenden Ende der zweiten Sendespule S2 verschaltet und umgekehrt.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der von der Sendespannung U_S in die Sendespulen S1 und S2 eingespeiste Strom in der ersten Sendespule S1 in Beeinflussungsrichtung 14 betrachtet im Uhrzeigersinn dreht, wenn er sich in der zweiten Sendespule S2 gegen den Uhrzeigersinn dreht und umgekehrt, die zwei Sendespulen S1 und S2 also mit anderen Worten gegensinnig angeregt sind.
Aufgrund der identischen Geometrie und der identischen Induktivitäten L_S1 und L_S2 der beiden Sendespulen S1 und S2 und ihrer geometrischen Anordnung zu der Empfangsspule E wird durch diese gegensinnige Anregung erreicht, dass sich die durch die erste Sendespule S1 und die zweite Sendespule S2 in der die Empfangsspule E induzierte Spannungen gegenseitig aufheben, sodass in Abwesenheit eines Targets 18 keine Spannung in der Empfangsspule E induziert wird, die Empfangsspannung U_E also zu Null wird.
Die Empfangsspule E ist in dem Schaltdiagramm der 3 durch ihre Induktivität L_E dargestellt. Die an der Empfangsspule E abfallende Spannung wird zwischen dem Anschluss 22 und einem Anschluss 24 als Empfangsspannung U_E bereitgestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Empfangsspannung U_E von einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zusammen mit der Sendespannung U_S ausgewertet.
Ferner ist in 3 ein Target 18 durch die Induktivität L_T des Targets 18 und den parallelen elektrischen Innenwiderstand R_T des Targets 18 dargestellt.
Zur Detektion des Targets 18 wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Auswerteeinrichtung die Phasenverschiebung zwischen der Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E gemessen. Im Folgenden wird, insbesondere unter Bezugnahme auf 4 bis 7, kurz dargestellt, wie diese Phasenverschiebung im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Target 18 beeinflusst wird und ausgewertet werden kann.
In 4 sind die Induktionsvorgänge veranschaulicht, die auf die gegenseitige induktive Koppelung der Spulen S1, S2 und E des Näherungssensors miteinander und mit dem Target 18 zurückzuführen sind und die zur Induktion einer Empfangsspannung U_E in der Empfangsspule E führen.
Prinzipiell induzieren die angeregten Sendespulen S1 und S2 bzw. ihre Induktivitäten L_S1 und L_S2 jeweils eine Spannung Sp1 bzw. Sp2 in der Empfangsspule E, welche auch als Primärsignale bezeichnet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zwei Sendespulen S1 und S2 wie oben beschrieben so ausgebildet, angeordnet und angeregt, dass sich die Spannungen Sp1 und Sp2 gerade aufheben.
In Anwesenheit eines Targets 18 wird in dem Target 18 durch die Sendespulen S1 und S2 eine Spannung induziert. Das Target 18 induziert dann seinerseits eine Spannung S_S in der Empfangsspule E. Diese zusätzliche, induzierte Spannung S_S weist gegenüber der Sendespannung U_S eine Phasenverschiebung auf, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
5 zeigt das Schaltdiagramm aus 3, wobei zusätzlich die zu den oben beschriebenen Induktionsvorgängen führenden induktiven Koppelungen der Sendespulen S1 und S2 und der Empfangsspule E miteinander sowie mit dem Targets 18 durch die entsprechenden Gegeninduktivitäten M1 bis M5 dargestellt sind.
Mit diesen Gegeninduktivitäten M1 bis M5 können die folgenden, den Näherungssensor und das Target beschreibenden Differentialgleichungen aufgestellt werden:
Zunächst ist zu berücksichtigen, dass die beiden Sendespulen S1 und S2 identische Induktivitäten L_S1 und L_S2 aufweisen. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass aufgrund der identischen Geometrie und der Anordnung der Sendespulen S1 und S2 die Gegeninduktivität M1 zwischen der ersten Sendespule S1 und der Empfangsspule E mit der Gegeninduktivität M2 zwischen der zweiten Sendespule S2 und der Empfangsspule E identisch ist. Vereinfachend wird ferner angenommen, dass die Gegeninduktivität M5 zwischen der zweiten Sendespule S2 und dem Target 18 Null ist. Diese Vereinfachung ist deshalb gerechtfertigt, weil die zweite Sendespule S2 aufgrund der geometrischen Anordnung der Spulen deutlich weiter von der Beeinflussungsseite 15 des Näherungssensors entfernt liegt und deshalb deutlich weniger stark mit einem in Beeinflussungsrichtung genäherten Target 18 induktiv gekoppelt ist. Ein Verschwinden der Gegeninduktivität M5 könnte ebenso durch eine magnetische Abschirmung der zweiten Sendespule S2 von dem Target 18 erreicht werden. Es ergeben sich die folgenden Zusammenhänge:
L_S1 = L_S2 = L_S
M₁ = M₂
M₅ = 0
Mit Hilfe der Laplace-Transformation kann nun die Übertragungsfunktion zwischen der Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E im Laplace-Bereich unter Verwendung des Laplace-Parameters s berechnet werden:
Die Gegeninduktivitäten lassen sich nun durch die entsprechenden Ausdrücke aus den induktiven Koppelfaktoren K1 bis K5 und Induktivitäten L_S, L_T und L_E ersetzen:
Diese Beziehung zwischen der Empfangsspannung U_E und U_S in der Laplace-Darstellung, genannt Übertragungsfunktion, zeigt, dass sich bei einer bestimmten Kombination von Koppelfaktoren K1, K3 und K4, nämlich wenn die Bedingung K1·K3 = K4 erfüllt ist, das Vorzeichen der Übertragungsfunktion ändert, die Übertragungsfunktion also eine Nullstelle bei K1·K3 = K4 aufweist. Im Idealfall kann dabei eine sprunghafte Veränderung der Phasenverschiebung – mit anderen Worten ein Phasensprung – auftreten, der zum Beispiel 180 Grad betragen kann.
Da die Koppelfaktoren K1, K3 und K4 von der Entfernung des Targets 18 von dem Näherungssensor abhängen, tritt bei einem bestimmten Targetabstand ein Vorzeichenwechsel bzw. eine Nullstelle der Übertragungsfunktion auf. Durch eine Messung der Phasenverschiebung kann die Auswerteeinrichtung diesen Übergang erkennen und somit das Vorhandensein eines Targets 18 in einem bestimmten Abstand erfassen. Die Sendespulen und die Empfangsspule können nun so ausgebildet und angeordnet sein, dass die von dem Targetabstand abhängige Bedingung K1·K3 = K4 dann erfüllt ist, wenn sich ein erwartetes Target 18 in Beeinflussungsrichtung 14 des Näherungssensors in einem vorgegebenen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet. Die zweite Nullstelle der obigen Übertragungsfunktion, nämlich die bei K3 = 0, entspricht der vorstehend bereits beschriebenen Eigenschaft des Näherungssensors, dass sich die von den Sendespulen S1, S2 in der Empfangsspule E induzierten Empfangssignale auslöschen, wenn kein induktiv mit einer der Spulen S1, S2, E gekoppeltes Target 18 vorhanden ist, sprich wenn K3 = 0.
Es ist zu beachten, dass das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel gewählt wurde, weil sich die wesentlichen Zusammenhänge auf wenige mathematische Ausdrücke reduzieren lassen und somit besonders anschaulich werden. Allerdings können zum Beispiel auch wenn die Annahme M5 = 0 aufgrund der Ausbildung und Anordnung der Spulen S1, S2, E nicht bzw. nicht mit hinreichender Genauigkeit erfüllt ist, die Spulen S1 S2, E so ausgebildet und angeordnet und angeregt werden, dass sich eine Nullstelle der Übertragungsfunktion bei einem vorgegebenen Schaltabstand eines Targets 18 und/oder bei Abwesenheit eines Targets 18 ergibt. Prinzipiell ist eine Vielzahl von Spulenanordnungen denkbar, die eine Übertragungsfunktion mit einer solchen Nullstelle besitzen, auch wenn die Übertragungsfunktion eine kompliziertere mathematische Form annimmt. Es sind dazu die Gegeninduktivitäten der Spulen S1, S2, E durch geeignete Dimensionierung und Anordnung der Sende- und Empfangsspulen S1, S2, E sowie die Anregungen der Sendespulen S1, S2 so zu wählen, dass sich eine entsprechende Übertragungsfunktion ergibt.
6 zeigt das Schaltdiagramm eines gegenüber der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform noch weiter verbesserten, erfindungsgemäßen Näherungssensors.
Um die Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E hinsichtlich der Detektierbarkeit eines Targets 18 noch zu verbessern, sind bei dieser Ausführungsform zusätzlich ein erster elektrischer Widerstand R₁ in Serie zur ersten Sendespule S1 und ein zweiter elektrischer Widerstand R₂ in Serie zu der zweiten Sendespule S2 geschaltet. Diese Ausführung führt bei Veränderung des Abstands zwischen Sensor und Target 18 zu einer kontinuierlichen Veränderung der Phasenverschiebung zwischen der Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E, sodass der Bereich der Targetabstände, die durch Messung der Phasenverschiebung ermittelt werden können, vergrößert ist.
Die den Näherungssensor und das Target 18 aus 6 beschreibenden Differentialgleichungen lauten analog zu den vorhergehend beschriebenen Berechnungen wie folgt:
Da die Spulenanordnung von 6 der Spulenanordnung von 5 entspricht und die beiden Sendespulen S1, S2 auch hier identisch angeregt werden (R1 = R2), entspricht die Beziehung zwischen der Empfangsspannung U_E und der an einer Sendespule jeweils anliegenden Anregungsspannung U_LS1 oder U_LS2 der vorstehend in Bezug auf 5 diskutierten Übertragungsfunktion U_E/U_S, sodass diese auch hier eine Nullstelle bei K1·K3 = K4 sowie bei K3 = 0 aufweist. Unter Verwendung der oben bereits beschriebenen Identitäten und Vereinfachungen, sowie der Tatsache, dass der erste und der zweite verwendete elektrische Widerstand R₁ und R₂ in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel denselben Wert haben, kann die Übertragungsfunktion zwischen der von der Anregungseinrichtung gelieferten Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E sowie die Phasenverschiebung φ zwischen beiden Signalen durch Laplace-Transformation wie folgt ermittelt werden:
7 zeigt den normierten Verlauf eines Verlustwiderstandes R, der durch eine Beeinflussung durch ein Target 18 erzeugt wird und in einer Empfangsspule E gemessen werden kann sowie den normierten Verlauf der Phasenverschiebung φ zwischen Sendespannung U_S und Empfangsspannung U_E in Abhängigkeit von dem Abstand eines in Beeinflussungsrichtung 14 beabstandeten Targets 18 von dem Näherungssensor. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Steigung des normierten Verlaufs der Phasenverschiebung, insbesondere im Bereich hoher Targetabstände, größer ist als die entsprechende Steigung des Verlaufs des Verlustwiderstandes. Die verdeutlicht, dass mit dem erfindungsgemäßen Näherungssensor höhere Schaltabstände erzielt werden können, als lediglich durch die Messung eines Verlustwiderstandes erreicht werden können, wobei im Rahmen der Erfindung ergänzend zu der Erfassung der Phasenverschiebung prinzipiell auch eine Erfassung oder Auswertung der Signalamplituden bzw. des Verlustwiderstands möglich ist.
8 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Näherungssensors. Hierbei sind zwei veränderbare elektrische Widerstände R₁' und R₂' jeweils in Serie zu einer Sendespule S1 bzw. S2 sowie zwei veränderbare elektrische Widerstände R₃' und R₄' jeweils parallel zu einer Sendespule S1 bzw. S2 geschaltet.
Die veränderbaren elektrischen Widerstände erlauben es, einen wie in 7 gezeigten Verlauf der Phasenverschiebung zwischen der Sendespannung U_S und der Empfangsspannung U_E zu optimieren, beispielsweise hinsichtlich bestimmter zu detektierender Targetabstände. Außerdem ermöglichen die veränderbaren elektrischen Widerstände, eine Abweichung in der Anordnung der Spulen S1, S2 und E von einer vorgegebenen Anordnung, beispielsweise eine nicht genau mittige Anordnung der Empfangsspule E zwischen den Sendespulen S1 und S2 aufgrund herstellungsbedingter Abweichungen, dahingehend auszugleichen, dass sich die in der Empfangsspule durch die zwei Sendespulen S1 und S2 induzierten Spannungen trotz der Abweichungen gerade aufheben.
Ebenfalls können die veränderbaren elektrischen Widerstände verwendet werden, um den Näherungssensor so zu justieren, dass die durch die zwei Sendespulen S1 und S2 und ein in einem bestimmten Abstand in Beeinflussungsrichtung 14 befindliches Target 18 in der Empfangsspule induzierten Spannungen sich gerade aufheben. Diese Einstellung des Näherungssensors kann für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein.
9 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Näherungssensors, bei dem eine erste Sendespule S1, eine erste Empfangsspule E1, eine zweite Sendespule S2 und eine zweite Empfangsspule E2 in Beeinflussungsrichtung 14 hintereinander angeordnet sind. Zwischen dem aus erster Sendespule S1 und erster Empfangsspule E1 bestehenden ersten Spulenpaar und dem aus zweiter Sendespule S2 und zweiter Empfangsspule E2 bestehenden Spulenpaar ist eine senkrecht zur Beeinflussungsrichtung 14 verlaufende magnetische Abschirmung 26 vorgesehen. Diese magnetische Abschirmung 26 führt dazu, dass das zweite Spulenpaar nur weniger stark von dem in Beeinflussungsrichtung 14 genäherten Target 18 beeinflusst wird bzw. weniger stark mit einem solchen Target induktiv gekoppelt ist.
10 zeigt ein Schaltdiagramm des Näherungssensors aus 9. Die erste und zweite Sendespule S1 und S2 sind durch ihre Induktivitäten L_S1 und L_S2 dargestellt. Ebenso sind die erste und zweite Empfangsspule E1 und E2 durch ihre Induktivitäten L_E1 und L_E2 dargestellt. Die Punkte kennzeichnen jeweils das gemäß 9 näher an einer Beeinflussungsseite 15 des Näherungssensors gelegene Ende der jeweiligen Spule. Die erste und zweite Sendespule S1 und S2, die gleichen Wicklungssinn aufweisen, sind so parallel geschaltet, dass das näher an der Beeinflussungsseite 15 gelegene Ende der ersten Sendespule S1 mit dem weiter von der Beeinflussungsseite 15 entfernten Ende der zweiten Sendespule S2 verbunden ist und umgekehrt. Die Empfangsspulen E1 und E2, die entgegengesetzten Wicklungssinn besitzen, sind so in Serie geschaltet, dass das näher an der Beeinflussungsseite 15 gelegene Ende der ersten Empfangsspule E1 mit dem weiter von der Beeinflussungsseite 15 entfernten Ende der zweiten Empfangsspule E2 verbunden ist. Prinzipiell könnten auch die jeweils anderen Enden der beiden Empfangsspulen E1 und E2 miteinander verbunden sein.
Die parallel geschalteten Sendespulen S1 und S2 werden von der Anregungseinrichtung mit einer Sendespannung U_S angeregt. Durch diese Beschaltung und die Anordnung der Sendespulen S1 und S2 wird erreicht, dass die Summe der in der ersten und der zweiten Empfangsspule E1 und E2 jeweils von beiden Sendespulen S1 und S2 induzierten Spannungen, also die Empfangsspannung U_E, im Wesentlichen zu Null wird, wenn kein induktiv gekoppeltes Target vorhanden ist. Die Übertragungsfunktion U_E/U_S zwischen der Summe U_E = U_LE1 + U_LE2 der Empfangsspannungen U_LE1 und U_LE2 einerseits und der Sendespannung U_S andererseits weist also eine Nullstelle bei Abwesenheit eines Targets 18 auf. Außerdem weist die Übertragungsfunktion U_E/U_S eine Nullstelle bei einem Target 18 auf, das sich in Beeinflussungsrichtung 14 des Näherungssensors in einem vorgegebenen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet.
Ein in den Beeinflussungsbereich eingebrachtes Target 18 führt in der gezeigten Ausführungsform zu einer Empfangsspannung U_E, die gegenüber der Sendespannung U_S phasenverschoben ist.
Die nicht dargestellte Auswerteeinrichtung misst diese Phasenverschiebung zwischen der von der Anregungseinrichtung bereitgestellten Sendespannung U_S und der an den beiden Spulen abfallenden Empfangsspannung U_E.
Bezugszeichenliste

10: Spule
12: Längsachse
S1: Sendespule
S2: Sendespule
E: Empfangsspule
14: Beeinflussungsrichtung
15: Beeinflussungsseite
16: Hülse
18: Target
L_S1: Induktivität von S1
L_S2: Induktivität von S2
U_S: Sendespannung
U_E: Empfangsspannung
20: Anschluss
22: Anschluss
24: Anschluss
L_E: Induktivität einer Empfangsspule
L_T: Induktivität eines Targets
R_T: Innenwiderstand eines Targets
Sp1: induzierte Spannung
Sp2: induzierte Spannung
S_S: induzierte Spannung
M1: Gegeninduktivität
M2: Gegeninduktivität
M3: Gegeninduktivität
M4: Gegeninduktivität
M5: Gegeninduktivität
R₁: elektrischer Widerstand
R₂: elektrischer Widerstand
R₁': veränderbarer elektrischer Widerstand
R₂': veränderbarer elektrischer Widerstand
R₃': veränderbarer elektrischer Widerstand
R₄': veränderbarer elektrischer Widerstand
26: magnetische Abschirmung

Claims

Näherungssensor mit: – einer ersten Sendespule (S1), – einer zweiten Sendespule (S2); – wenigstens einer Empfangsspule (E); – einer Anregungseinrichtung, die mit der ersten und der zweiten Sendespule (S1, S2) verbunden ist; und – einer Auswerteeinrichtung, die mit zumindest einer Sendespule (S1, S2) und/oder der Anregungseinrichtung sowie mit der wenigstens einen Empfangsspule (E) verbunden ist und ausgebildet ist, um ein Auswertesignal zu erzeugen, das von einer Phasenverschiebung zwischen einem Signal (U_S) zumindest einer Sendespule (S1, S2) und/oder der Anregungseinrichtung sowie einem Signal (U_E) der wenigstens einen Empfangsspule (E) abhängt, wobei das Auswertesignal zumindest näherungsweise proportional zu der Phasenverschiebung ist, und wobei die Sendespulen (S1, S2) so ausgebildet, angeordnet und angeregt sind und die Empfangsspule (E) so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine Übertragungsfunktion des Näherungssensors, die eine Beziehung zwischen dem Signal (U_E) der Empfangsspule (E) und dem Signal (U_S) zumindest einer Sendespule (S1, S2) und/oder der Anregungseinrichtung in Abhängigkeit von einem genäherten Target (18) repräsentiert, eine Nullstelle bei einem Target (18) aufweist, das sich in Beeinflussungsrichtung (14) des Näherungssensors in einem vorgegebenen Schaltabstand von dem Näherungssensor befindet.
Näherungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) so ausgebildet und angeordnet sind, dass eine der beiden Sendespulen (S1, S2) stärker mit dem in einer Beeinflussungsrichtung (14) des Näherungssensors von dem Näherungssensor beabstandeten Target (18) induktiv gekoppelt ist als die andere Sendespule (S1, S2).
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, um abhängig von dem Auswertesignal einen Schalter zu öffnen oder zu schließen, wenn die Phasenverschiebung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertesignal proportional zu der Phasenverschiebung ist.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung ausgebildet ist, um wenigstens eine Sendespule (S1, S2) mit einem periodischen Signal (U_S) anzuregen, bevorzugt mit einem Wechselspannungssignal und besonders bevorzugt mit einem sinusförmigen Wechselspannungssignal.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung ausgebildet ist, um die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) mit zwei Anregungssignalen (U_S) gleicher Amplitude, gleicher Signalform und einer Phasenverschiebung zwischen –5 und 5 Grad, insbesondere von 0 Grad, anzuregen.
Näherungssensor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung ausgebildet ist, um die erste Sendespule (S1) mit einem ersten Anregungssignal anzuregen und die zweite Sendespule (S2) mit einem zweiten Anregungssignal anzuregen, wobei das erste Anregungssignal und das zweite Anregungssignal eine Phasenverschiebung zwischen 175 und 185 Grad, insbesondere von 180 Grad, aufweisen.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Abschirmung (26) vorgesehen ist, die eine Sendespule (S1, S2) magnetisch von dem in Beeinflussungsrichtung (14) von dem Näherungssensor beabstandeten Target (18) abschirmt.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) und die wenigstens eine Empfangsspule (E) zumindest im Wesentlichen koaxial angeordnet sind, wobei insbesondere die gemeinsame Achse der Spulen (S1, S2, E) zumindest im Wesentlichen parallel zu der Beeinflussungsrichtung (14) des Näherungssensors verläuft.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangsspule (E) zu der ersten Sendespule (S1) und zu der zweiten Sendespule (S2) zumindest im Wesentlichen gleichbeabstandet ist.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) eine identische Induktivität (L_S1, L_S2) aufweisen und insbesondere baulich zumindest im Wesentlichen identisch sind.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Sendespule (S1, S2) so dimensioniert sind und relativ zueinander und zu der wenigstens einen Empfangsspule (E) so angeordnet sind und außerdem die erste und die zweite Sendespule (S1, S2) so von der Anregungseinrichtung angeregt werden, dass sich die von der ersten Sendespule (S1) und die von der zweiten Sendespule (S2) in der Empfangsspule (E) induzierten Spannungen zumindest im Wesentlichen gegenseitig aufheben.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) gewickelt sind und der Wicklungssinn der ersten Sendespule (S1) dem Wicklungssinn der zweiten Sendespule (S2) entgegengesetzt ist.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung wenigstens ein Anregungssignal (U_S) zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss (20, 22) bereitstellt und die erste Sendespule (S1) und die zweite Sendespule (S2) zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss (20, 22) elektrisch parallel geschaltet sind.
Näherungssensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Parallelschaltung der ersten und der zweiten Sendespule (S1, S2) aus einer Parallelschaltung einer ersten Serienschaltung mit einer zweiten Serienschaltung besteht, wobei die erste Serienschaltung die erste Sendespule (S1) und einen zur ersten Sendespule (S1) in Serie geschalteten ersten elektrischen Widerstand (R₁, R₁') umfasst und die zweite Serienschaltung die zweite Sendespule (S2) und einen zur zweiten Sendespule (S2) in Serie geschalteten zweiten elektrischen Widerstand (R₂, R₂') umfasst, wobei insbesondere der erste und/oder der zweite elektrische Widerstand (R₁', R₂') ein veränderbarer elektrischer Widerstand ist.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter elektrischer Widerstand (R₃, R₃') zu der ersten Sendespule (S1) elektrisch parallel geschaltet ist und ein vierter elektrischer Widerstand (R₄, R₄') zu der zweiten Sendespule (S4) elektrisch parallel geschaltet ist, wobei insbesondere der dritte und/oder der vierte elektrische Widerstand (R₃', R₄') ein veränderbarer elektrischer Widerstand ist.
Näherungssensor nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Empfangsspule (E1) und eine zweite Empfangsspule (E2) vorgesehen sind, wobei insbesondere die erste und zweite Sendespule (S1, S2) und die erste und zweite Empfangsspule (E1, E2) in Beeinflussungsrichtung (14) hintereinander angeordnet sind.
Näherungssensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Empfangsspule (E1, E2) elektrisch in Serie geschaltet sind.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendespule (S1) und die erste Empfangsspule (E1) ein Spulenpaar bilden und die zweite Sendespule (S2) und die zweite Empfangsspule (E2) ein Spulenpaar bilden und dass eines der Spulenpaare so angeordnet ist, dass es weniger stark mit dem im Beeinflussungsbereich befindlichen Target (18) induktiv gekoppelt ist als das zweite Spulenpaar.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung die erste und die zweite Sendespule (S1, S2) so anregt und die Sendespulen (S1, S2) und Empfangsspulen (E1, E2) so zueinander angeordnet und dimensioniert sind, dass die Summe der Spannungen, die in der ersten und der zweiten Empfangsspule (E1, E2) jeweils von den beiden Sendespulen (S1, S2) induziert werden, zumindest im Wesentlichen zu Null wird.