DE102021110151A1 - Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands - Google Patents

Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands Download PDF

Info

Publication number
DE102021110151A1
DE102021110151A1 DE102021110151.4A DE102021110151A DE102021110151A1 DE 102021110151 A1 DE102021110151 A1 DE 102021110151A1 DE 102021110151 A DE102021110151 A DE 102021110151A DE 102021110151 A1 DE102021110151 A1 DE 102021110151A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
sensor element
plug connection
operating area
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102021110151.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Altmann
Meinrad Sauter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFM Electronic GmbH
Original Assignee
IFM Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFM Electronic GmbH filed Critical IFM Electronic GmbH
Priority to DE102021110151.4A priority Critical patent/DE102021110151A1/de
Publication of DE102021110151A1 publication Critical patent/DE102021110151A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/081—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/945—Proximity switches
    • H03K2217/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K2217/954—Ferromagnetic case

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Es wird ein Sensor (1) für industrielle Anwendungen der Automatisierungsindustrie mit einem nichtferromagnetischen Gehäuse 10) und einem Steckeranschluss (11), einem Sensorelement (5), einem Magneten (6) sowie mit einer Auswerteeinheit (7) mit einem Speicher (8) zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen und einer länglich geformten Leiterplatte (12) vorgeschlagen. Der Steckeranschluss (11) weist den einen Teil der Leiterplatte (12) auf, worauf der Magnet (6) und das Sensorelement (5) angeordnet sind, und einen Bedienbereich (9), wobei der Bedienbereich (9) durch einen außerhalb des Gehäuses (10) befindlichen ferromagnetischen Gegenstand (20) anregbar ist, wodurch ein Sensorsignal erzeugbar ist, wobei der Gegenstand (20) von dem Sensorelement (5) erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Signal und der durch den Gegenstand (20) im Bedienbereich (9) bewirkten Änderung des Magnetfelds durch das Sensorelement (5) mindestens eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Konfiguration eines Sensors 1 vorgeschlagen, wobei durch die Erfassung des Gegenstands (20) durch das Sensorelement (5) mindestens eine Konfigurationseinstellung am Sensor (1) vorgenommen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Konfiguration eines Sensors nach Anspruch 2.
  • Sensoren weisen häufig einen Steckeranschluss auf. An solch einen Rundstecker können entsprechende Industriesteckverbinder der Gewindegröße M8, M12 oder M18 angeschlossen werden. Der Sensor wird über den Steckeranschluss mit Energie versorgt und kann über den Anschluss mit einer übergeordneten Steuereinheit kommunizieren. Solche Sensoren, bspw. optische, induktive, kapazitive oder Ultraschall-Sensoren sind üblicherweise zylindrisch geformt und weisen am äußersten Zylinderumfang ein Außengewinde auf. Über das Außengewinde können diese Sensoren in eine Gewindebohrung eingeschraubt, durchgeschraubt, gekontert sowie in einer Gewindebohrung befestigt werden.
  • Sensoren mit einem erweiterten Funktionsumfang erfordern meist eine Eingabemöglichkeit für den Benutzer, um Parameter, Verhalten oder Funktionen des Sensors einzustellen oder zu aktivieren.
  • Häufig wird dies durch taktile Taster oder durch kapazitive oder induktive Tastflächen realisiert.
  • Taktile Schalter sind dabei anfällig für Verschmutzung. Um eine Dichtigkeit des Sensors zu gewährleisten sind hohe Anforderungen an die Gehäusetechnik vorhanden, da taktile Taster einen Gehäusedurchbruch und eine entsprechende Abdichtung erfordern. Weiter haben taktile Taster einen hohen Platzverbrauch. Zudem ist die Flexibilität bei der Gehäusegestaltung und beim Leiterplattendesign eingeschränkt.
  • Kapazitive Taster sind sehr anfällig bezüglich einer Fremdbetätigung. So reicht eine Berührung beispielsweise mit Wasser für eine fehlerhafte Betätigung schon aus. Weiter sind kapazitive Taster anfällig bei elektromagnetischen Störungen. Kapazitive Taster funktionieren nur, wenn eine Berührungsfläche groß genug ist, bzw. keine störenden Materialien um die Fläche herum vorhanden sind. Dies ist bei sehr kleinen Sensoren sehr problematisch. Weiter ist eine Gestaltung des Sensorgehäuses eingeschränkt, da eine minimale kapazitive Fläche vorhanden sein muss und dennoch minimale Wandstärken eingehalten werden müssen.
  • Induktive Betätigungstasten sind aufwändig, da eine Spule, eine Betätigungsfläche und eine Schwingkreiselektronik bereitgestellt werden muss. Weiter ist ein Gehäuseaufbau bei induktiven Betätigungstasten aufwändig.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und eine verbesserte, einfache Eingabemöglichkeit für den Benutzer bereitzustellen, um Parameter, Verhalten oder Funktionen des Sensors einzustellen oder zu aktivieren ohne diesen zu berühren. Die Lösung soll in möglichst vielen Sensoren integrierbar sein. Weiter soll die Lösung kostengünstig sein.
  • Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch einen Sensor mit einem nichtferromagnetischen Gehäuse und einem Steckeranschluss, einem Sensorelement, einem Magneten sowie mit einer Auswerteeinheit mit einem Speicher zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen und einer länglich geformten Leiterplatte, wobei an einem Ende der Leiterplatte das Sensorelement und der Magnet angeordnet ist und dieser Bereich der Leiterplatte mit dem Sensorelement und dem Magnet sich innerhalb des Steckeranschlusses befindet, wobei der Steckeranschluss um diesen Bereich einen Bedienbereich aufweist und das Sensorelement an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, wobei der Bedienbereich durch einen außerhalb des Gehäuses befindlichen ferromagnetischen Gegenstand anregbar ist, wodurch ein Sensorsignal erzeugbar ist, wobei der Gegenstand von dem Sensorelement erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Signal und der durch den Gegenstand im Bedienbereich bewirkten Änderung des Magnetfelds durch das Sensorelement mindestens eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist.
  • Die Aufgabe wird weiter gelöst gemäß Anspruch 2, durch ein Verfahren zur Konfiguration eines Sensors wobei der Steckeranschluss einen Bedienbereich aufweist, in einem Bereich der Leiterplatte das Sensorelement und der Magnet nebeneinander angeordnet ist, dieser Bereich in den Steckeranschluss hinein ragt, wobei das Sensorelement an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, wobei der Bedienbereich durch einen außerhalb des Gehäuses befindlichen ferromagnetischen Gegenstand anregbar ist, wodurch ein Sensorsignal erzeugbar ist, wobei der Gegenstand von dem Sensorelement erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Signal und der durch den Gegenstand bewirkten Änderung des Magnetfelds im Bedienbereich durch das Sensorelement mindestens eine Konfigurationseinstellung am Sensor vorgenommen wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der längliche Steckeranschluss einen Pinträger auf. Dieser Pinträger dient zur Aufnahme der Steckerpins und der Leiterplatte. Der bestückte Pinträger wird seitlich in das Sensorgehäuse eingeführt und mit dem Gehäuse verpresst. Dabei ragt eine Seite der Leiterplatte in den Steckeranschluss hinein und bildet einen Bereich aus. Innerhalb dieses Bereichs ist der Magnet und das Sensorelement auf der Leiterplatte angeordnet, so dass der Magnet und das Sensorelement im zusammengebauten Zustand sich innerhalb des Steckeranschlusses befinden. Der Steckeranschluss weist einen Bedienbereich auf. Das Sensorelement und der Magnet befinden sich innerhalb dieses Bedienbereichs.
  • In Weiterbildung der Erfindung liegt der Bedienbereich im sensorisch aktiv erfassbaren Bereich des Sensorelements. Innerhalb des Bedienbereichs erkennt das Sensorelement einen ferromagnetischen Gegenstand, beispielsweise die Klingenseite eines Schraubendrehers, eine Zange oder ein ähnliches ferromagnetisches Werkzeug.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist auf der Leiterplatte ein Magnet angeordnet. Das Magnetfeld dieses Magneten durchdringt das nicht ferromagnetische Gehäuse des Sensors. Neben dem Magneten ist auf der Leiterplatte ein Sensorelement angeordnet. Das Sensorelement erkennt eine, durch einen ferromagnetischen Gegenstand hervorgerufene Änderung des Magnetfelds. Eine, einen vorgegebenen Zeitwert übereinstimmende gleichförmige Änderung des Magnetfelds oder eine vordefinierte zeitliche Abfolge wird als Betätigung bzw. als Bedieneingabe interpretiert. Durch vordefinierte Betätigungscodes sind Konfigurationseinstellungen am Gerät vornehmbar.
  • Vorteilhafterweise ist bei dieser Lösung keine Kalibration notwendig, da nur eine definierte Änderung des Magnetfelds ausgewertet wird. Langsame Änderungen des Systems, z.B. die Flussdichteänderung des Magneten, die Temperaturdrift des Magnetsensors oder die Einbausituation und die Umgebung, bewirken keine Schaltfunktion. Was die Anordnung dieses Systems sehr robust gegenüber der Einbausituation macht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • Es zeigen schematisch:
    • 1 ein erfindungsgemäßer Steckeranschluss eines Sensors.
  • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Steckeranschluss 11 für einen Sensor 1. Ein derartiger Steckeranschluss 11 kann an Sensoren 1, bspw. optische, induktive, kapazitive oder Ultraschall-Sensoren angebracht sein, welche einen Rundsteckeranschluss aufweisen. Über den Steckeranschluss 11 können Industriesteckverbinder der Gewindegröße M8, M12 oder M18 angeschlossen werden. Über den Anschluss 11 kann der Sensor 1 mit einer übergeordneten Steuereinheit kommunizieren und wird mit Energie versorgt. Zudem weist der Steckeranschluss 11 ein Bedienbereich 9, ein Magnet 6, ein Sensorelement 5, eine Leiterplatte 12 und ein nichtferromagnetisches Gehäuse 10 auf. In das Steckerelement 5 ist ein Pinträger 13 eingebracht, der auf der einen Seite die Steckerpins trägt und auf der anderen Seite den Schaltungsträger, die Leiterplatte 12 hält und über den eine Verbindung der Pins mit der Schaltungsstruktur auf der Leiterplatte 12 hergestellt wird.
  • Auf der länglich geformten Leiterplatte 12 sind der Magnet 6, das Sensorelement 5, eine mit dem Sensorelement 5 verbundene Auswerteeinheit 7 und ein verbundener Speicher 8 angeordnet. Das Sensorelement 5 ist als Magnetsensor ausgebildet und erfasst das Magnetfeld des Magneten 6. Wird in den als Bedienbereich 9 gekennzeichneten Bereich ein beliebiger ferromagnetischer Gegenstand 20, bspw. ein Schraubendreher, eine Zange oder ein ähnliches Werkzeug eingebracht, erkennt das Sensorelement 5 eine Änderung des Magnetfelds und wertet diese Änderung als eine Bedieneingabe des Sensors 1. Dabei ist die Änderungsschwelle so eingestellt, dass eine Erkennung innerhalb eines vordefinierten Bedienbereichs 9 erfolgt. Zur Erkennung des Gegenstands 20 benötigt es keine Berührung des Gegenstands 20 mit dem Sensor 1 oder des Gehäuses 10.
  • Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das nichtferromagnetische Sensorgehäuse 10 vollständig geschlossen ausgeführt sein kann, da die Erkennung einer Magnetfeldänderung von dem Sensorelement 5 berührungslos erfolgt. Durchbrüche oder Schwachstellen, wie beim Stand der Technik, sind nicht mehr erforderlich. Das Gehäuse 10 ist in Sich vollständig geschlossen und schützt die Elektronik vor Verschmutzung oder vor umgebender Feuchtigkeit. Auch in Bezug auf die ATEX-Tauglichkeit sowie die hier geforderte Schlagfestigkeit ergeben sich aus dieser Lösung weitere Vorteile.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensor
    5
    Sensorelement
    6
    Magnet
    7
    Auswerteeinheit
    8
    Speicher
    9
    Bedienbereich
    10
    nichtferromagnetisches Gehäuse
    11
    Steckeranschluss
    12
    Leiterplatte
    13
    Pinträger
    20
    Gegenstand

Claims (2)

  1. Sensor (1) für industrielle Anwendungen der Automatisierungsindustrie mit einem nichtferromagnetischen Gehäuse (10) und einem Steckeranschluss (11), einem Sensorelement (5), einem Magneten (6) sowie mit einer Auswerteeinheit (7) mit einem Speicher (8) zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen und einer länglich geformten Leiterplatte (12), wobei an einem Ende der Leiterplatte (12) das Sensorelement (5) und der Magnet (6) angeordnet ist und dieser Bereich der Leiterplatte (12) mit dem Sensorelement (5) und dem Magnet (6) sich innerhalb des Steckeranschlusses (11) befindet, wobei der Steckeranschluss (11) um diesen Bereich einen Bedienbereich (9) aufweist und das Sensorelement (5) an die Auswerteeinheit (7) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienbereich (9) durch einen außerhalb des Gehäuses (10) befindlichen ferromagnetischen Gegenstand (20) anregbar ist, wodurch ein Sensorsignal erzeugbar ist, wobei der Gegenstand (20) von dem Sensorelement (5) erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Signal und der durch den Gegenstand (20) im Bedienbereich (9) bewirkten Änderung des Magnetfelds durch das Sensorelement (5) mindestens eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist.
  2. Verfahren zur Konfiguration eines Sensors (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckeranschluss (11) einen Bedienbereich (9) aufweist, ein Leiterplattenende in den Steckeranschluss (11) hinein ragt, auf diesem Ende das Sensorelement (5) und der Magnet (6) angeordnet ist, wobei das Sensorelement (5) an die Auswerteeinheit (7) angeschlossen ist, wobei der Bedienbereich (9) durch einen außerhalb des Gehäuses (10) befindlichen ferromagnetischen Gegenstand (20) anregbar ist, wodurch ein Sensorsignal erzeugbar ist, wobei der Gegenstand (20) von dem Sensorelement (5) erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Signal und der durch den Gegenstand (20) bewirkten Änderung des Magnetfelds im Bedienbereich (9) durch das Sensorelement (5) mindestens eine Konfigurationseinstellung am Sensor (1) vorgenommen wird.
DE102021110151.4A 2021-04-21 2021-04-21 Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands Ceased DE102021110151A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110151.4A DE102021110151A1 (de) 2021-04-21 2021-04-21 Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110151.4A DE102021110151A1 (de) 2021-04-21 2021-04-21 Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021110151A1 true DE102021110151A1 (de) 2022-10-27

Family

ID=83507826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021110151.4A Ceased DE102021110151A1 (de) 2021-04-21 2021-04-21 Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021110151A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2461137A1 (de) 2010-12-03 2012-06-06 Baumer Innotec AG Sensor mit einem Teach-in-Schalter sowie Verfahren zum Einleiten eines Teach-in-Vorgangs
DE102014213405A1 (de) 2014-07-10 2016-01-14 Ifm Electronic Gmbh Näherungsschalter mit einem magnetischen Drehschalter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2461137A1 (de) 2010-12-03 2012-06-06 Baumer Innotec AG Sensor mit einem Teach-in-Schalter sowie Verfahren zum Einleiten eines Teach-in-Vorgangs
DE102014213405A1 (de) 2014-07-10 2016-01-14 Ifm Electronic Gmbh Näherungsschalter mit einem magnetischen Drehschalter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68912639T2 (de) Hall-Effekt-Lagebestimmungssystem und -vorrichtung.
EP1754021B1 (de) Verfahren zur fehlerkorrektur eines wegsensorsignals
EP2292958B2 (de) Manuell betätigbares Ansteuermodul
DE10023199A1 (de) Sicherheitsschalteinrichtung für elektrische Maschinen bzw. Roboter sowie Handbediengerät und Verfahren hierfür
EP0936738A1 (de) Induktiver Näherungsschalter mit einem aus einem Stück bestehenden Gehäuse
DE102015107221A1 (de) Elektromagnetischer Näherungssensor und Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts
DE102021110151A1 (de) Bedienung eines Sensors mittels eines ferromagnetischen Gegenstands
EP2633624B1 (de) Elektronisches gerät und verfahren zur inbetriebnahme eines elektronischen gerätes
DE102014213405B4 (de) Näherungsschalter mit einem magnetischen Drehschalter
EP2057048A1 (de) Anordnung zum betrieb eines sensor
DE10345819B4 (de) Elektronisches, vorzugsweise berührungslos arbeitendes Schaltgerät
DE102013214425A1 (de) Magnetoresistiver Näherungsschalter
DE102018101145A1 (de) Verbesserter Kraftsensor in Folientechnik
DE102005047762A1 (de) Messvorrichtung
DE202016001741U1 (de) Anordnung zur Detektion eines Schaltvorgangs
DE102018005248B4 (de) Kapazitives Sensorsystem zur Berührungserkennung
DE4233488C1 (de) Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Schaltgerätes und der an ihm angeschlossenen Außenleiter
EP3399239B1 (de) Haushaltsgerät mit einer bedienvorrichtung mit einer absolutpositionsbestimmung eines bedienelements im raum
DE3624139C2 (de) Schaltungsanordnung für die Betätigung eines Verbrauchers mittels eines Mikroprozessors
DE102019008303A1 (de) Drucktastensystem
DE102009029307A1 (de) Vorrichtung zur Übertragung eines Steuersignals
DE19926895A1 (de) Messeinrichtung zur Ermittlung der Stellung eines Stellorgans
DE202014101101U1 (de) Etikettensensor
DE102018116349A1 (de) Sensor
DE102015119196B3 (de) Verfahren zur Konfiguration eines Sensors und Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final