DE1288323B

DE1288323B - Arrangement for triggering switching processes depending on capacity changes

Info

Publication number: DE1288323B
Application number: DE1965E0028514
Authority: DE
Inventors: Franz Hans Juergen
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1965-01-16
Filing date: 1965-01-16
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1135283A; FR1469274A; NL6600334A; CH432026A

Description

1 21 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung wenn die Schaltungen mit Transistoren bestückt sind,The invention relates to an arrangement when the circuits are equipped with transistors,

zur Auslösung von Schaltvorgängen in Abhängigkeit weil es dann schwierig ist, die erforderliche Stabilitätto trigger switching processes depending on because it is then difficult to achieve the required stability

von Kapazitätsänderungen mit einem Oszillator, gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere eine guteof changes in capacitance with an oscillator, in relation to environmental influences, in particular a good one

dessen Schwingungseinsatz und Aussetzen von der Temperaturkompensation über mehrere Transistorzu messenden Kapazität abhängt, und mit Ein- 5 stufen, aufrechtzuerhalten.its use of vibrations and suspension of temperature compensation via several transistors measuring capacity depends, and with 5 levels, to maintain.

richtungen, welche auf das Einsetzen bzw. Aus- Es ist bei Anordnungen zur Umsetzung mechasetzen der Oszillatorschwingungen ansprechen und nischer Größen in elektrische Größen auch bekannt, in Abhängigkeit davon Schalter steuern, wobei die einen sprunghaften Einsatz der Rückkopplung dazu messende Kapazität einen Teil der Schwingkreis- durch zu erzielen, daß eine Fahne plötzlich aus dem kapazität des Oszillators bildet und mit dem io Zwischenraum zwischen den beiden Spulen des im Schwingkreis ein Gleichrichterkreis gekoppelt ist, Rückkopplungskreis liegenden Hochfrequenzüberdessen Gleichrichter so gepolt ist, daß die durch tragers herausbewegt wird. Diese Lösung ist jedoch die Gleichrichtung der in den Gleichrichterkreis nur dann brauchbar, wenn die zu überwachende eingekoppelten Schwingungen entstehende Rieht- Größe in Form einer mechanischen Bewegung vorspannung den Gleichrichter in der Sperrichtung vor- 15 liegt, nicht dagegen für die Auslösung von Schaltspannt. ' vorgängen in Abhängigkeit von Kapazitätsänderun-directions, which are based on the insertion or dismantling the oscillator vibrations address and nischer quantities in electrical quantities also known, control switches as a function of this, with the sudden use of feedback measuring capacity to achieve a part of the resonant circuit, that a flag suddenly from the capacitance of the oscillator and with the io space between the two coils of the im Resonant circuit is a rectifier circuit coupled, feedback circuit lying high frequency above it Rectifier is polarized so that it is moved out by tragers. However, this solution is the rectification of the in the rectifier circuit is only useful if the one to be monitored induced vibrations resulting in the right size in the form of a mechanical movement the rectifier is in the blocking direction, but not for the triggering of switching voltage. '' processes depending on capacity changes

Derartige Anordnungen werden insbesondere als gen. Der bei den bekannten Anordnungen vorkapazitive Grenzschalter zur Überwachung oder gesehene Gleichrichter dient lediglich zur Erzeugung Steuerung des Füllstandes von Behältern benutzt. einer Gleichspannung aus den Hochfrequenzin diesem Fall ist die zu messende Kapazität bei- 20 schwingungen, und er ist daher in der üblichen Weise spielsweise die Kapazität zwischen der an Masse ohne Vorspannung in Serie mit einem Ladeliegenden Behälterwand und einem in den Behälter kondensator an die Sekundärwicklung eines Überragenden Sondenstift. Diese Kapazität hängt von der tragers angeschlossen.Such arrangements are in particular called gene. The precapacitive in the known arrangements Limit switch for monitoring or seen rectifier is only used for generation Used to control the level of containers. a DC voltage from the high frequency in In this case the capacitance to be measured is at oscillations, and it is therefore in the usual way For example, the capacitance between the container wall, which is connected to ground without bias in series with a load, and a capacitor in the container to the secondary winding of a superior Probe pin. This capacity depends on the tragers connected.

Höhe des Füllguts in dem Behälter ab. Sobald der Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Füllstand eine bestimmte Höhe erreicht hat, hat sich 25 Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei diese Kapazität so verändert, daß die Schwingungen welcher der Schwingungseinsatz des Oszillators bei des Oszillators einsetzen, und der durch den Erreichen einer vorgegebenen Kapazität schlagartig Schwingungseinsatz ausgelöste Schaltvorgang kann bis zur vollen Amplitude erfolgt und bei einer eine Anzeigevorrichtung steuern, die das Erreichen Änderung der Kapazität in der entgegengesetzten der zulässigen Füllhöhe anzeigt, oder selbsttätige 30 Richtung ebenso schlagartig wieder aussetzt, so daß Steuer- oder Regelvorgänge auslösen. Sobald der ein bistabiles Verhalten erreicht wird. _ Füllstand wieder so weit gesunken ist, daß auf Grund Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, der erfolgten Kapazitätsänderung die Schwingungen daß der Gleichrichter des Gleichrichterkreises durch des Oszillators wieder aussetzen, wird der Schalt- eine Gleichspannung in der Durchlaßrichtung vorvorgang rückgängig gemacht, so daß die Anzeige 35 gespannt ist und daß der Gleichrichterkreis so ausgelöscht wird bzw. die Steuer- oder Regelvorgänge geführt ist, daß er für die erzeugten Schwingungen umgeschaltet werden. niederohmig ist.Height of the filling material in the container. Once the The aim of the invention is to create a Level has reached a certain height, has 25 arrangement of the type specified at the beginning this capacity changed so that the oscillations which the oscillation start of the oscillator at of the oscillator start, and suddenly when a given capacity is reached The switching process triggered by the vibration start can take place up to the full amplitude and with a control a display device that achieves change in capacitance in the opposite indicates the permissible level, or automatic 30 direction just as abruptly stops again, so that Trigger control or regulation processes. As soon as a bistable behavior is achieved. _ The fill level has dropped again so far that, according to the invention, this is achieved by the change in capacitance caused the oscillations that the rectifier of the rectifier circuit through suspend the oscillator again, the switching is a DC voltage in the forward direction before reversed, so that the display 35 is charged and that the rectifier circuit is extinguished is or the control or regulation processes that he is responsible for the generated vibrations be switched. is low resistance.

Bei derartigen kapazitiven Grenzschaltern besteht Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Andie Forderung, daß die Anordnung jeweils bei genau Ordnung beruht darauf, daß die Gleichrichterdem gleichen Wert der zu messenden Kapazität an- 40 schaltung durch die Vorspannung im Durchlaßspricht und daß ein eindeutiger und exakter Schalt- bereich niederohmig gehalten wird und daher den Vorgang ausgelöst wird, sobald der vorgegebene Schwingkreis im Ruhezustand, stark belastet und Kapazitätswert erreicht wird. Insbesondere muß ver- dementsprechend stark dämpft. Die Schwingungen mieden werden, daß bei Schwankungen um diesen des Oszillators setzen daher bei Erreichen eines be-Kapazitätswert instabile Betriebszustände auftreten. 45 stimmten Kapazitätswerts zunächst mit kleiner Am-Ferner soll die Schaltung auch über eine längere plitude ein. Die in den Gleichrichterkreis einge-Zeit möglichst stabil arbeiten und von Schwankun- koppelten Schwingungen werden gleichgerichtet, wogen der Umgebungstemperatur oder anderen Um- durch eine Richtspannung entsteht, welche der Vorgebungsbedingungen möglichst unabhängig sein. spannung entgegenwirkt und den Gleichrichter inIn the case of such capacitive limit switches, the Andie according to the invention works Requirement that the arrangement is based on the fact that the rectifier dem 40 corresponds to the same value of the capacitance to be measured connected by the bias voltage in the passage and that a clear and exact switching range is kept low and therefore the The process is triggered as soon as the specified resonant circuit is at rest, heavily loaded and Capacity value is reached. In particular, the damping must be correspondingly strong. The vibrations be avoided that when fluctuations around this the oscillator set therefore when a be-capacitance value is reached unstable operating conditions occur. 45 correct capacity value initially with a small Am-Ferner the circuit should also be used over a longer plitude. The time included in the rectifier circuit Work as stably as possible and fluctuations uncoupled vibrations are rectified, weighed the ambient temperature or other environment by a directional voltage, which of the specified conditions be as independent as possible. voltage counteracts and the rectifier in

Die üblichen Hochfrequenzoszillatoren erfüllen 50 den Sperrzustand zu bringen sucht. Sobald dieser diese Bedingungen nur in sehr unvollkommener Zustand erreicht ist, wird der Widerstand des Gleich-Weise. Insbesondere zeigen alle üblichen rück- richterkreises größer, und der Schwingkreis wird gekoppelten Oszillatoren mit Röhren und Tran- dementsprechend weniger gedämpft. Die JSchwinsistoren die Erscheinung, daß die Schwingung bei gungsamplitude nimmt auf Grund der abnehmenden Änderung der Schwingkreiskapazität nur allmählich 55 Dämpfung also auch dann zu, wenn keine weitere einsetzt, wobei die sich einstellende Amplitude der Kapazitätsänderung erfolgt. Die stärker werdenden Oszillatorschwingung, der Zunahme bzw. Abnahme Schwingungen bewirken „eine, entsprechende Zuder Schwingkreiskapazität annähernd proportional nähme der Richtspannung, und dieser Vorgang ist. Dieses Verhalten ist zur Auslösung exakter schaukelt sich- in Sekundenbruchteilen so weit auf, Schaltvorgänge sehr ungünstig. Es sind dann be- 60 bis der Gleichrichter schließlich vollständig gesondere zusätzliche Schaltungen erforderlich, welche sperrt ist.The usual high-frequency oscillators fulfill 50 seeks to bring the blocking state. As soon as this If these conditions are only reached in a very imperfect state, the resistance becomes the same-way. In particular, all common feedback circuits show larger and the oscillating circuit becomes coupled oscillators with tubes and trans- accordingly less attenuated. The JSchwinsistors the phenomenon that the oscillation increases with the amplitude of the movement due to the decreasing Change in the resonant circuit capacitance only gradually 55 Damping also increases if there is no further begins, with the resulting amplitude of the change in capacitance taking place. The stronger ones Oscillator vibration, the increase or decrease of vibrations cause “a corresponding feed” Resonant circuit capacitance would take approximately proportionally to the directional voltage, and this process is. This behavior is more exact for triggering - in fractions of a second it rocks so far, Switching operations very unfavorable. There are then 60 to the rectifier finally completely special additional circuits required, which is blocked.

das Erreichen einer bestimmten Schwingungs- Die Amplitude der einsetzenden Schwingung istthe reaching of a certain oscillation- The amplitude of the oscillation that begins is

amplitude feststellen und in Abhängigkeit davon also bei dieser Schaltung nicht der Änderung derDetermine amplitude and, depending on it, not the change in this circuit

den Schaltvorgang auslösen. zu messenden Kapazität proportional, sondern so-trigger the switching process. to be measured capacitance proportionally, but so-

Es wurde bereits versucht, den Schwingungs- 65 bald der Schwingungseinsatz eintritt, schaukeln sichAttempts have already been made to ensure that the vibration will soon begin to swing

einsatz durch eine Rückkopplung über mehrere die Schwingungen bis zur vollen Amplitude auf. Dieuse by a feedback over several of the vibrations up to the full amplitude. the

Stufen hinweg plötzlicher zu gestalten, doch ergibt gleiche Erscheinung tritt im umgekehrten Sinne ein,To shape more suddenly across stages, but the same appearance occurs in the opposite sense,

diese Lösung erneute Schwierigkeiten, insbesondere wenn die Kapazität so verändert wird, daß diethis solution new difficulties, especially if the capacity is changed so that the

3 43 4

Schwingungen des Oszillators aussetzen. Sobald die diesem Zweck liegt im Kollektorkreis die Primär-Schwingungsamplitude kleiner wird, verringert sich wicklung 16 eines Transformators, dessen Sekundärdie Richtspannung im Gleichrichterkreis, und wenn wicklung 17 die Schwingkreisinduktivität darstelltExpose the oscillator to vibrations. As soon as this is the purpose, the primary oscillation amplitude lies in the collector circuit becomes smaller, the winding 16 of a transformer, whose secondary die Directional voltage in the rectifier circuit, and if winding 17 represents the resonant circuit inductance

die Vorspannung den Gleichrichter wieder in den und der außerdem mit einer Tertiärwicklung 18 ver-the bias voltage returns the rectifier to and which is also connected to a tertiary winding 18

Durchlaßbereich bringt, wird der Gleichrichterkreis 5 sehen ist. Der Kollektor liegt über der Primär-Brings pass band, the rectifier circuit 5 is seen. The collector is above the primary

wieder niederohmiger, so daß er den Schwingkreis wicklung 16 und einem Widerstand 19 am positivenagain lower resistance, so that he has the resonant circuit winding 16 and a resistor 19 on the positive

entsprechend stärker dämpft. Dies hat wieder eine Pol einer Spannungsquelle, deren anderer Pol mitcorrespondingly stronger attenuates. This again has one pole of a voltage source, the other pole with

weitere Abnahme der Schwingungsamplitude zur Masse verbunden ist.further decrease in the oscillation amplitude is connected to the mass.

Folge, so daß schließlich die Schwingung schlag- Die Basis des Transistors 14 ist mit einer Mittelartig zusammenbricht. io anzapfung der Sekundärwicklung 17 verbunden, Consequence, so that finally the oscillation beat- The base of the transistor 14 is collapsing with a middle-like. io tapping the secondary winding 17 connected,

Der Oszillator zeigt daher in einer einzigen Stufe während der Emitter über einen Widerstand 20 anThe oscillator therefore displays in a single stage during the emitter via a resistor 20

ein ausgeprägtes bistabiles Verhalten, das zur Aus- Masse gelegt ist, der eine Stromgegenkopplung be-a pronounced bistable behavior, which is designed to ground, which causes a current negative feedback

lösung von Schaltvorgängen in Abhängigkeit von wirkt.solution of switching operations depending on acts.

Kapazitätsänderungen sehr gut geeignet ist. Da in Die Basisvorspannung wird von einem Spannungsdem Oszillator nur ein einziges aktives Schaltungs- 15 teiler aus zwei Widerständen 21, 22 erzeugt, der an element erforderlich ist, läßt sich die Temperatur- den Polen der Spannungsquelle liegt und dessen abhängigkeit gut kompensieren, und es kann eine Abgriff über einen Widerstand 23 mit der Basis des hohe Konstanz auch über eine lange Betriebsdauer Transistors verbunden ist. Parallel zu dem Widererreicht werden. stand 22 liegt ein NTC-Widerstand 24, der zur Auf-Changes in capacity is very suitable. Since in the base bias is from a tension dem Oscillator only a single active circuit divider 15 from two resistors 21, 22 generated, the element is required, the temperature of the poles of the voltage source and its well compensate for the dependency, and there can be a tap via a resistor 23 to the base of the high constancy is also connected over a long operating time transistor. Parallel to the achievement will. position 22 there is an NTC resistor 24, which is

Ein weiterer Vorteil der Schaltung besteht darin, 20 rechterhaltung des richtigen Gleichstromarbeitsdaß das Bestehen der Richtspannung unmittelbar als punktes des Transistors 14 bei Temperaturschwan-Kriterium dafür dienen kann, daß der Oszillator kungen dient.Another advantage of the circuit is that it can maintain the correct DC power output the existence of the directional voltage directly as the point of the transistor 14 in the case of temperature fluctuation criterion can serve that the oscillator serves kungen.

schwingt. Diese Richtspannung kann daher direkt Parallel zu der Sekundärwicklung 17 liegt ein zur Aussteuerung der nachfolgenden Verstärker- Kondensator 25 und parallel dazu über Abgleichstufen benutzt werden, so daß die sonst erforder- 25 kondensatoren 26, 27 die zu messende Kapazität, die liehen Gleichrichter- und Schwellwertschaltungen gestrichelt als Kapazität des Sondenstifts 2 anentfallen, gedeutet ist und der ein Widerstand 28 parallelswings. This directional voltage can therefore be applied directly parallel to the secondary winding 17 for modulating the following amplifier capacitor 25 and in parallel with this via adjustment stages are used, so that the capacitors 26, 27 otherwise required, the capacitance to be measured, the borrowed rectifier and threshold value circuits are dashed as capacitance of the probe pin 2, is interpreted and a resistor 28 in parallel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der geschaltet ist.The invention is described below with reference to the connected.

Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt An die Tertiärwicklung 18 ist ein Gleichrichter-Drawing explained by way of example. It shows that the tertiary winding 18 is a rectifier

F i g. 1 das Schema einer ausgeführten Anordnung 30 kreis angeschlossen, der in Serie mit einer Gleich-F i g. 1 the diagram of an executed arrangement 30 connected to the circuit, which is connected in series with a direct

zur Überwachung des Füllstands eines Behälters und richterdiode 29 einen Ladekondensator 30 undfor monitoring the fill level of a container and rectifier diode 29 a charging capacitor 30 and

F i g. 2 das Schaltbild des Oszillators der An- einen Widerstand 31 enthält, der durch einen Konordnung von Fig. 1. densator 32 für die erzeugten Hochfrequenz-F i g. 2 the circuit diagram of the oscillator containing an resistor 31, which is connected by a con of Fig. 1. capacitor 32 for the generated high-frequency

F i g. 1 zeigt schematisch als Anwendungsbeispiel schwingungen überbrückt ist. Der VerbindungspunktF i g. 1 shows schematically as an application example, vibrations are bridged. The connection point

für die Anordnung die kapazitive Überwachung des 35 zwischen dem Kondensator 30 und der Gleich-for the arrangement, the capacitive monitoring of the 35 between the capacitor 30 and the DC

Füllstands in einem Behälter 1, von dem an- richterdiode 29 ist über einen Widerstand 33 mitThe filling level in a container 1, from which the converter diode 29 is connected via a resistor 33

genommen wird, daß er an Masse liegt. In diesen dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden.it is taken that it is due to earth. In this connected to the positive pole of the voltage source.

Behälter ragt eine Sonde 2, und die Überwachung Im Ruhezustand ist somit die Diode von der Gleich-A probe 2 protrudes from the container, and the monitoring. In the idle state, the diode is

des Füllstands geschieht auf Grund der Kapazität spannung in der Durchlaßrichtung beaufschlagt, wo-the level happens due to the capacitance voltage applied in the forward direction, where-

zwischen der Sonde 2 und dem Behälter 1, die von 40 bei der Gleichstrom durch die Widerstände 33 undbetween the probe 2 and the container 1 by 40 at the direct current through the resistors 33 and

der Höhe des Füllguts 3 im Behälter abhängt. 31 bestimmt wird.the height of the product 3 in the container depends. 31 is determined.

Der Sondenstift 2 ist mit einem Hochfrequenz- Bei völliger Gleichheit der Teilkapazitäten an den Oszillator 4 derart verbunden, daß das Einsetzen Außenklemmen der Sekundärwicklung erscheint an und Aussetzen der Schwingungen des Oszillators der Mittelanzapfung keine Rückkopplungsspannung, von der Kapazität zwischen dem Sondenstift 2 und 45 so daß der Oszillator nicht schwingt. Wenn die dem Behälter 1 abhängt. Da diese Kapazität ihrer- Kapazität der Sonde 2 zunimmt, erscheint an seits von der Höhe des Füllguts 3 abhängt, ist das der Mittelanzapfung eine Rückkopplungsspannung Einsetzen bzw. Aussetzen der Schwingungen des richtiger Phasenlage, die bei Erreichen einer beOszillators 4 ein Maß dafür, daß eine bestimmte stimmten Höhe den Oszillator über den Transistor Höhe des Füllguts 3 im Behälter 1 erreicht ist. 50 14 und die Primärwicklung 16 zum Schwingen an-The probe pin 2 is equipped with a high-frequency When the partial capacities are completely equal to the Oscillator 4 connected in such a way that the onset of external clamping of the secondary winding appears and subjecting the oscillator to oscillations to the center tap no feedback voltage, on the capacitance between probe pin 2 and 45 so that the oscillator does not oscillate. If the the container 1 depends. As this capacity increases, the capacity of the probe 2 appears on on the one hand depends on the height of the product 3, the center tap is a feedback voltage Onset or suspension of the oscillations of the correct phase position, which occurs when a beOszillator is reached 4 a measure of the fact that a certain correct level the oscillator over the transistor The height of the product 3 in the container 1 is reached. 50 14 and the primary winding 16 to vibrate

Die Schwingungen des Oszillators 4 werden nach regt. Wenn die Sondenkapazität abnimmt, verringert entsprechender Gleichrichtung durch einen Ver- sich die Rückkopplungsspannung an der Mittelstärker 5 verstärkt, dessen Ausgangsspannung ein anzapfung, so daß die Oszillatorschwingungen wieder Relais 6 steuert, so daß die Relaiskontakte 7 in aussetzen. Der Wert der Sondenkapazität, bei Abhängigkeit von dem Einsetzen und Aussetzen der 55 welcher das Einsetzen bzw. das Aussetzen der Schwingungen des Oszillators 4 betätigt werden. Schwingungen erfolgt, kann durch den einstellbaren Diese Relaiskontakte können die Stromkreise von Kondensator 27 bestimmt werden.
Anzeigeorganen steuern, welche das Erreichen Solange der Oszillator nicht schwingt, ist die eines vorgegebenen Füllstands anzeigen, oder ent- Diode 29 in der Durchlaßrichtung beaufschlagt und sprechende Steuer- oder Regelvorgänge auslösen. ,60 daher niederohmig. Für die Frequenz der Schwin-The oscillations of the oscillator 4 are stimulated. When the probe capacitance decreases, a corresponding rectification reduces the feedback voltage at the medium amplifier 5, whose output voltage is a tap, so that the oscillator oscillations control relay 6 again, so that the relay contacts 7 fail. The value of the probe capacitance, depending on the onset and suspension of the 55, which actuates the onset and suspension of the oscillations of the oscillator 4. Oscillations occurs, can be determined by the adjustable These relay contacts, the circuits of capacitor 27.
Control display elements, which are reached. As long as the oscillator does not oscillate, a predetermined level is displayed, or a corresponding diode 29 is applied in the forward direction and triggers control or regulation processes. , 60 therefore low resistance. For the frequency of the

Ein genaues Schaltbild des Oszillators 4 ist in gungen ist daher der ganze an die Tertiärwicklung F i g. 2 dargestellt. Die Klemme 11 dieses Oszillators 18 angeschlossene Gleichrichterkreis über den Konist mit dem Sondenstift 2 verbunden, und die densator 32, die Diode 29 und den Kondensator 30 Klemmen 12 und 13 stellen die Ausgangsklemmen eine niederohmige Belastung, welche den Schwindar, die mit dem Verstärker 5 verbunden sind. 65 gungskreis stark dämpft. Sobald die Oszillator-A detailed circuit diagram of the oscillator 4 is therefore the whole of the tertiary winding F i g. 2 shown. The terminal 11 of this oscillator 18 connected rectifier circuit via the Konist connected to the probe pin 2, and the capacitor 32, the diode 29 and the capacitor 30 Terminals 12 and 13 provide the output terminals with a low-resistance load, which reduces the Schwindar, which are connected to the amplifier 5. 65 supply circuit strongly attenuates. As soon as the oscillator

Der Oszillator enthält als aktives Schaltungs- schwingungen einsetzen, werden diese über die element einen npn-Transistor 14, der in einer Tertiärwicklung 18 in den Gleichrichterkreis transkapazitiven Dreipunktschaltung betrieben wird. Zu formiert, und sie erzeugen über die Diode 29 amThe oscillator contains as active circuit oscillations, these are activated via the element an npn transistor 14, which is transcapacitive in a tertiary winding 18 in the rectifier circuit Three-point switching is operated. Too formed, and they generate through the diode 29 am

Kondensator 30 eine Richtspannung. Diese Richtspannung lädt den Kondensator 30 so auf, daß die Klemme 12 negativ gegen die Klemme 13 wird, wie durch die in Klammern stehenden Vorzeichen angedeutet ist. Die den Gleichrichter in der Durchlaßrichtung beaufschlagende Spannung nimmt daher ab, so daß der Wechselstromwiderstand des Gleichrichterkreises größer wird und dementsprechend den Schwingkreis weniger dämpft. Dies ergibt eine Verstärkung der Rückkopplungsspannung und damit ein Ansteigen der Amplitude der Oszillatorschwingungen, die wiederum zu einer Vergrößerung der Richtspannung im Gleichrichterkreis führt. Der Widerstand des Gleichrichterkreises wird dadurch noch größer, wodurch wiederum die Dämpfung des Schwingkreises verringert wird, und der Vorgang schaukelt sich schließlich in Bruchteilen von Sekunden so weit auf, bis die Diode 29 durch die Richtspannung fast vollständig gesperrt wird. Dann hat die Amplitude der Oszillatorschwingungen ihren größten Wert erreicht.Capacitor 30 a rectified voltage. This directional voltage charges the capacitor 30 so that the Terminal 12 is negative compared to terminal 13, as indicated by the signs in brackets is. The voltage acting on the rectifier in the forward direction therefore decreases, so that the AC resistance of the rectifier circuit is larger and accordingly the Resonant circuit damps less. This results in an amplification of the feedback voltage and thus a Increase in the amplitude of the oscillator oscillations, which in turn leads to an increase in the directional voltage leads in the rectifier circuit. This increases the resistance of the rectifier circuit larger, which in turn reduces the damping of the resonant circuit, and the process finally rocks in fractions of a second until the diode 29 is affected by the directional voltage is almost completely blocked. Then the amplitude of the oscillator oscillations has its own greatest value reached.

Die geschilderte Wirkung bedeutet also, daß die Oszillatorschwingungen nicht proportional dem Ansteigen der Kapazität der Sonde 2 zunehmen, sondern daß bei Erreichen eines bestimmten Wertes dieser Kapazität die Schwingung schlagartig einsetzt und sich sofort bis auf den höchsten Amplitudenwert aufschaukelt.The described effect means that the oscillator vibrations are not proportional to the increase the capacity of the probe 2 increase, but that when a certain value is reached of this capacity the oscillation starts suddenly and immediately down to the highest amplitude value rocks.

Der entsprechende Vorgang spielt sich in umgekehrtem Sinne bei einer Verringerung der Kapazitat der Sonde 2 ab. Sobald ein bestimmter Wert dieser Kapazität unterschritten wird, verringert sich die Schwingungsamplitude, wodurch die Richtspannung am Kondensator 30 abnimmt. Die Diode 29 wird daher wieder stromführend, so daß der Gleichrichterkreis den Schwingkreis stärker dämpft. Dies hat eine Abnahme der Schwingungsamplitude zur Folge, die wiederum eine weitere Verringerung der Richtspannung mit sich bringt. In Sekundenbruchteilen bricht daher die Schwingung vollständig zusammen, und der Oszillator hat wieder den nicht schwingenden Ausgangszustand erreicht.The corresponding process works in reverse when the capacity is reduced of probe 2. As soon as this capacity falls below a certain value, it is reduced the oscillation amplitude, as a result of which the directional voltage across capacitor 30 decreases. The diode 29 is therefore energized again, so that the rectifier circuit attenuates the resonant circuit more strongly. This results in a decrease in the oscillation amplitude, which in turn leads to a further decrease which brings about directional voltage. The oscillation therefore breaks completely in a split second together, and the oscillator has again reached the non-oscillating initial state.

Der Oszillator zeigt daher in beiden Richtungen der Änderung der Kapazität der Sonde 2 ein ausgeprägtes bistabiles Verhalten.The oscillator therefore shows a marked change in the capacitance of the probe 2 in both directions bistable behavior.

Bei entsprechender Bemessung der Schaltungselemente und der angelegten Gleichspannung stellt sich beispielsweise im Ruhezustand an der Klemme 12 eine Spannung von etwa + 3 Volt gegen Masse ein, während im schwingenden Zustand des Oszillators an diesem Punkt eine Spannung von — 1 Volt besteht. Diese Gleichspannungsänderung ist ein eindeutiges Kennzeichen dafür, ob sich der Oszillator im schwingenden oder im nicht schwingenden Zustand befindet. Diese Spannung kann daher unmittelbar zur Aussteuerung des nachfolgenden Verstärkers 5 bzw. zur Betätigung des Relais 6 verwendet werden. Es sind daher keine Gleichrichterund Schwellwertschaltungen für das Feststellen bestimmter Schwingungsamplituden erforderlich. Außerdem wird jede Rückwirkung der an die Klemmen 12 und 13 angeschlossenen Schaltung auf den Betrieb des Oszillators mit Sicherheit ausgeschaltet. If the circuit elements are dimensioned accordingly and the applied DC voltage is used For example, in the idle state at terminal 12 there is a voltage of about + 3 volts to ground a, while in the oscillating state of the oscillator at this point a voltage of - 1 volt consists. This DC voltage change is a clear indicator of whether the oscillator is is in the vibrating or non-vibrating state. This tension can therefore be immediate used to control the following amplifier 5 or to operate the relay 6 will. There are therefore no rectifier and threshold circuits for the detection certain vibration amplitudes required. In addition, any retroactive effect of the Terminals 12 and 13 connected circuit to the operation of the oscillator with security switched off.

Der beschriebene Oszillator arbeitet außerordentlich stabil, da lediglich ein einziger Transistor verwendet wird, der noch dazu in Stromgegenkopplung betrieben wird. Die Temperaturabhängigkeit dieses Transistors läßt sich leicht beherrschen.The oscillator described works extremely stable, since only a single transistor is used which is also operated in current negative feedback. The temperature dependence of this Transistor is easy to master.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for triggering switching processes as a function of changes in capacitance with an oscillator, the use of which is to oscillate and suspension depends on the capacitance to be measured, and with devices which respond to the onset and suspension of the Respond to oscillator vibrations and control switches as a function thereof, with the to measuring capacitance forms part of the resonant circuit capacitance of the oscillator and with the Resonant circuit a rectifier circuit is coupled whose rectifier is polarized so that the caused by the rectification of the oscillations coupled into the rectifier circuit Directional voltage biases the rectifier in the reverse direction, characterized in that that the rectifier (29) of the rectifier circuit (18, 29, 31) is biased by a direct voltage in the forward direction is and that the rectifier circuit is designed so that it is for the generated vibrations is low resistance.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the oscillator is a transistor (14) contains in emitter circuit, in the collector circuit of which the primary winding (16) of a transformer (15), the secondary winding (17) of which forms the resonant circuit inductance, and that a tertiary winding (18) of the transformer is in the rectifier circuit (29, 31, 32).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the tertiary winding (18) in Series with a resistor (31) bridged by a capacitor (32), a diode (29) and a resistor (33) connected between the terminals of a DC voltage source is and that a charging capacitor (30) bridged parallel to that from diode (29)! resistance (31) and tertiary winding (18) existing branch is connected.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the secondary winding (17) of the transformer has a center tap connected to the base of transistor (14) is, and that to the outer terminals of the secondary winding in parallel with a resonant circuit capacitance (25) the capacitance to be measured (2) is connected via two adjustment capacitances (26, 27).

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that for Rectification the emitter-base path of a transistor (14) is used.

1 sheet of drawings