DE19527174C2 - Berührungslos arbeitender Näherungsschalter und Verfahren zu seiner Programmierung - Google Patents
Berührungslos arbeitender Näherungsschalter und Verfahren zu seiner ProgrammierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen berührungslos arbeiten
den Näherungsschalter nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff von
Anspruch 7.
Ein solcher berührungslos arbeitender Näherungs
schalter weist einen durch von außen herangeführte
Gegenstände beeinflußbaren Schwingkreis und Aus
werteschaltungen zum Erzeugen eines Ausgangssignals
in Abhängigkeit von einer einen vorgegebenen Schwell
wert überschreitenden Ausgangsspannung des Schwing
kreises auf.
Dabei soll der von außen herangeführte Gegenstand bei
einem bestimmten Abstand, der durchaus einen großen
Wert annehmen kann, zuverlässig detektierbar sein.
Derartige Näherungsschalter werden unter unterschiedlich
sten Einsatzbedingungen, insbesondere bei den unter
schiedlichsten Temperaturen verwendet. Dabei erweist es
sich besonders beim Abgleichen von großen Ansprech
abständen als problematisch, daß die Ausgangsspannung des
Schwingkreises von der Temperatur, bei welcher der
Näherungsschalter eingesetzt wird, abhängt. Durch diese
Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung des Schwing
kreises ist ein zuverlässiges und sicheres Detektieren
eines herangeführten Gegenstandes an den Näherungs
schalter nicht mehr möglich, da die Abstände, bei denen
ein von außen an den Näherungsschalter herangeführter
Gegenstand noch sicher erkannt werden kann, ebenfalls von
der Temperatur abhängen. Daher können an den Näherungs
schalter herangeführte Gegenstände beispielsweise bei
einer bestimmten Umgebungstemperatur gerade noch detek
tiert werden, während sie bei einer geringfügig ge
änderten Umgebungstemperatur unter Umständen bereits
nicht mehr detektiert werden können. Der Näherungs
schalter wird durch diese Temperaturabhängigkeit mit
anderen Worten unpräzise und kann im Grunde zuverlässig
nur bei einer einzigen Temperatur eingesetzt werden.
Aus der DE 41 23 828 C1 geht ein berührungslos arbeiten
der Näherungsschalter mit einem durch von außen her
angeführte Gegenstände beeinflußbaren Schwingkreis, mit
Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals in
Abhängigkeit von einer einen vorgegebenen Schwellwert
überschreitenden Ausgangsgröße des Schwingkreises, mit
einem Anschluß zur Zuführung einer Versorgungsspannung
und mit mindestens einem weiteren Anschluß zur Ausgabe
des Ausgangssignals sowie mit digitalen Einstelleinrich
tungen zum Einstellen eines einstellbaren Schaltungs
parameters hervor, bei dem mindestens ein Schaltungsparameter
der elektrischen Schaltung des Näherungs
schalters, insbesondere ein den Schaltabstand bestimmen
der Widerstandswert, zu einem beliebigen Zeitpunkt
einstellbar ist, ohne daß hierzu an dem Näherungsschalter
zusätzliche Anschlüsse vorgesehen sein müssen.
Dies geschieht dadurch, daß die Einstelleinrichtungen als
frei programmierbare, einen Datenspeicher umfassende
Einstelleinrichtungen ausgebildet sind, und daß eine
ausgangsseitig mit den Einstelleinrichtungen verbundene
Demodulationsschaltung vorgesehen ist, welcher eingangs
seitig über einen der für die Schalterfunktion des
Näherungsschalters erforderlichen äußeren Anschlüsse
Programmierdaten in Form von den Signalen und/oder
Potentialen an dem betreffenden äußeren Anschluß über
lagerter aufmodulierter Daten zuführbar sind. Zwar ist
bei einem solchen Näherungsschalter eine Eliminierung von
Einflüssen, die beispielsweise durch Toleranzen der
verwendeten Bauteile hervorgerufen werden, im fertig
montierten Zustand des gesamten Näherungsschalters
mittels eines an die Anschlüsse des Näherungsschalters
anschließbaren Programmiergeräts in Form eines "Teach-In-
Verfahrens" möglich.
Nachteilig ist jedoch, daß die Eliminierung dieser
Einflüsse immer nur bei einer ganz bestimmten Temperatur,
nämlich der Raumtemperatur, stattfindet.
Aus der DE 39 31 892 A1 geht ein Näherungsschalter
hervor, bei dem in der Nähe des Schwingkreises ein
Temperaturfühler zur Temperaturkompensation angeordnet
ist.
Ferner geht aus der DE 39 16 386 A1 ein temperatur
stabiler induktiver Näherungsschalter mit einem transi
storisierten Schwingkreisoszillator hervor, bei dem durch
Einspeisung eines von der Temperatur eines Schwingkreis
transistors abhängiger Kompensationsstrom in den Emitter-
Kollektorkreis erreicht wird, daß bei jedem eingestellten
Grundstrom der Näherungsschalter hinsichtlich seines
Schaltabstands temperaturstabil ist.
Nachteilig bei der aus den beiden letztgenannten Druck
schriften bekannten Temperaturkompensation ist jedoch,
daß die Temperaturkompensation jeweils nicht individuell
auf einzelne Näherungsschalter anpaßbar ist. Vielmehr
erfolgt auf die Erfassung der Temperatur mittels eines
Temperatursensors direkt und unmittelbar eine Kompensa
tion in Form beispielsweise einer Beeinflussung der
Oszillatorfrequenz des Schwingkreises o. dgl.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten
Nachteile zu beseitigen und einen Näherungsschalter sowie ein Verfahren der
gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß eine
individuell auf den Näherungsschalter angepaßte Tempera
turkompensation möglich ist, so daß der Näherungsschalter
bei großen Ansprechabständen bei unterschiedlichsten
Temperaturen eingesetzt werden kann und dabei unabhängig
von der Umgebungstemperatur und unabhängig von anderen
störenden Einflüssen - beispielsweise hervorgerufen durch
Toleranzen der verwendeten Bauteile - präzise funktio
niert, d. h. bei einem bestimmten vorgegebenen Abstand das
Heranführen eines Gegenstands zuverlässig und sicher
erkennt.
Die Aufgabe wird bei einem berührungslos arbeitenden
Näherungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit wird in
besonders vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß bei
einem konstanten Abstand eines an den Näherungsschalter
herangeführten Gegenstandes der Schwellwert in Abhängig
keit von der Temperatur variabel ausgebildet werden kann.
Auf diese Weise wird ein zuverlässiges Schalten des
Näherungsschalters bei einem vorgegebenen Abstand des an
den Näherungsschalter herangeführten Gegenstands bei
unterschiedlichsten Temperaturen ermöglicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Näherungsschalter ist demnach
in vorteilhafter Weise der Schwellwert bei einem vor
gegebenen konstanten Detektionsabstand temperaturabhängig
variabel, während bei berührungslos arbeitenden Nähe
rungsschaltern mit großen Ansprechabständen gemäß dem
Stand der Technik im Gegensatz dazu bei einem vorgegebe
nen konstanten Schwellwert der Detektionsabstand in
Abhängigkeit von der Temperatur variiert.
Besonders vorteilhaft ist auch, daß die Kompensations
größe zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit und von
Toleranzen der den Näherungsschalter bildenden Bauteile
von außen im fertiggestellten Zustand des Näherungs
schalters mittels eines an die vorhandenen Anschlüsse
(Standardanschlüsse) des Näherungsschalters anschließ
baren Programmiergeräts im teach-in-Verfahren temperatur
abhängig änderbar und speicherbar ist. Dadurch können
jegliche Einflüsse, die durch den Einbau des Näherungs
schalters, durch Fertigungstoleranzen der verwendeten
Bauteile sowie durch die Umgebungstemperatur verursacht
werden, auf einfache, schnelle und kostengünstige Weise
eliminiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Program
mierung eines berührungslos arbeitenden Näherungsschal
ters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Diesbezüglich liegt ihr die Aufgabe zugrunde, den
Näherungsschalter vor der ersten Inbetriebnahme derart
vorzubereiten, daß er in einem möglichst großen Tempera
turbereich einsetzbar ist und dabei eine sichere Erken
nung eines herangeführten Gegenstands bei einem vor
gegebenen Abstand unabhängig von Umgebungseinflüssen
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung nach dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 7 erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegen
stand der Unteransprüche 8 und 9.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden
nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Näherungsschalters
mit einer Kompensation der Temperaturabhängig
keit,
Fig. 2a/Fig. 2b schematisch den Verlauf der Ausgangsspannung
des Schwingkreises in Abhängigkeit von dem
Abstand des herangeführten Gegenstands und der
Temperatur,
Fig. 3 schematisch den Verlauf des Kompensations
stroms über der Temperatur und
Fig. 4 ein detailliertes Prinzipschaltbild eines
Näherungsschalters mit einer Kompensations
schaltung, die eine Schaltungseinheit zur
Kompensation der Temperaturabhängigkeit und
eine Programmierschaltung zur Programmierung
des Näherungsschalters umfaßt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt ein berührungslos
arbeitender Näherungsschalter einen Schwingkreis 1,
bestehend aus einer Spule L und einem Kondensator C. Der
Näherungsschalter weist folgende Standardanschlüsse auf:
Anschlüsse (+/-) zur Zuführung der Versorgungsspannung sowie einen Anschluß A zur Ausgabe eines Ausgangssignals. Der Schwingkreis 1 ist in an sich bekannter Weise mit einem Oszillator 2 und einem Demodulator 3 verknüpft, welche eine Ausgangsspannung VLC, ausgeben, die ihrerseits wiederum einem Eingang eines Komparators 4 zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators 4 ist mit einer Ausgangsstufe 6 zur Ansteuerung einer an dem Ausgang A liegenden Last 7 verbunden. Des weiteren ist ein an sich bekannter Spannungsregler 8 sowie eine temperaturunab hängige interne Stromquelle 5 zur Generierung des Schwellwerts VTH vorgesehen. Die gesamte Schaltung ist dabei im wesentlichen temperaturabhängig, insbesondere wegen der Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung VLC des Schwingkreises.
Anschlüsse (+/-) zur Zuführung der Versorgungsspannung sowie einen Anschluß A zur Ausgabe eines Ausgangssignals. Der Schwingkreis 1 ist in an sich bekannter Weise mit einem Oszillator 2 und einem Demodulator 3 verknüpft, welche eine Ausgangsspannung VLC, ausgeben, die ihrerseits wiederum einem Eingang eines Komparators 4 zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators 4 ist mit einer Ausgangsstufe 6 zur Ansteuerung einer an dem Ausgang A liegenden Last 7 verbunden. Des weiteren ist ein an sich bekannter Spannungsregler 8 sowie eine temperaturunab hängige interne Stromquelle 5 zur Generierung des Schwellwerts VTH vorgesehen. Die gesamte Schaltung ist dabei im wesentlichen temperaturabhängig, insbesondere wegen der Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung VLC des Schwingkreises.
Wie aus Fig. 1 weiter hervorgeht, ist in der Nähe des
Schwingkreises 1, speziell in der Nähe der Spule L, ein
Temperaturfühler TF, z. B. eine Diode, angeordnet. Der
Temperaturfühler TF steuert eine ihm nachgeschaltete
Kompensationsschaltung 10 an, welche eine Kompensations
größe in Form eines Kompensationsstroms Icomp ausgibt.
Dieser Kompensationsstrom Icomp verändert als Funktion der
Temperatur den an einem zweiten Eingang des Komparators
4 liegenden Schwellwert VTH. In dem Komparator 4 wird die
Ausgangsspannung VLC des Schwingkreises mit dem Schwell
wert VTH verglichen, wobei der Schwellwert VTH als Span
nungsabfall über einen Widerstand 11 verursacht durch die
Summe zwischen einem konstanten, von einer Stromquelle 5
erzeugten Strom und dem Kompensationsstrom Icomp resul
tiert. Im Falle der Übereinstimmung des Schwellwerts VTH
mit der Ausgangsspannung VLC gibt der Komparator 4 ein
Ausgangssignal an die Ausgangsstufe 6 aus, so daß die
Last 7 geschaltet wird. Dies ist immer dann der Fall,
wenn ein Gegenstand 12 an die Spule L bis zu einem
bestimmten Ansprechabstand sn herangeführt wird. Dabei
hängt die einen vorgegebenen Schwellwert überschreitende
Ausgangsspannung VLC von der Umgebungstemperatur θ des
Näherungsschalters ab.
Die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung VLC und
damit das Schwingungsverhalten des Schwingkreises 1 in
Abhängigkeit von dem Abstand s und der Temperatur θ ist
in Fig. 2a schematisch dargestellt.
Wie aus Fig. 2a ersichtlich, ändert sich die Ausgangs
spannung VLC des Schwingkreises mit der Temperatur θ,
insbesondere wegen des starken, schwer kontrollierbaren
Temperaturgangs der Spule, so daß sich bei einem vor
gegebenen konstanten Schwellwert VTH in Abhängigkeit von
der Temperatur θ jeweils ein anderer Detektionsabstand sn
ergibt, bei dem ein an den Näherungsschalter herangeführ
ter Gegenstand zu einem Ausgangssignal des Komparators 4
führt. Um dies zu verhindern, wird bei einer Schaltung
gemäß Fig. 1 die Temperatur der Spule mittels des
Temperaturfühlers TF erfaßt, durch die Kompensations
schaltung (10) berücksichtigt, und der Schwellwert VTH
wird derart variiert, daß bei jeder Temperatur ein
konstanter Schaltabstand sn = konstant resultiert (Fig.
2b).
Der Temperaturverlauf des von der Kompensationsschaltung
10 ausgegebenen Kompensationsstroms Icomp ist schematisch
in Fig. 3 dargestellt. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist,
ändert sich der Vergleichsstrom Icomp stufenförmig in Ab
hängigkeit von der Umgebungstemperatur θ. Hierdurch
variiert auch der Schwellwert VTH, so daß ein Schalten des
Näherungsschalters bei unterschiedlichen Temperaturen θ
immer bei dem konstanten Abstand sn erfolgt.
In Fig. 4 ist detailliert der Aufbau der Kompensations
schaltung 10 des Näherungsschalters dargestellt, die eine
Schaltungseinheit 9, im wesentlichen einen Kompensations
stromgenerator, und eine Programmierschaltung 21 umfaßt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, umfaßt die Schaltungseinheit
9 ihrerseits einen Fensterdiskriminator 14, beispiels
weise einen Analog-Digitalwandler, welcher dem Tempera
turfühler TF direkt nachgeschaltet ist. Der Fensterdis
kriminator 14 dient zur Bestimmung der von dem Tempera
turfühler TF erfaßten Temperatur θ. Des weiteren dient er
zur Auswahl der Adresse eines ihm nachgeschalteten
Speichermittels 16, beispielsweise eines E2PROM's.
In dem Speichermittel 16 sind - jeweils einzelnen
Adressen zugeordnet - die Werte des Kompensationsstroms
Icomp gespeichert. Abhängig von der erfaßten Temperatur θ
und der infolge davon ausgewählten Adresse gibt das
Speichermittel 16 ein Signal in Form eines Digitalwertes
an einen dem Speichermittel 16 nachgeschalteten Multiple
xer 17 aus, der wiederum eine diesem nachgeschaltete
Stromquelle 18 ansteuert, die ihrerseits einzelne binär
oder binär gewichtet ansteuerbare Stromquellen 18a und
einen diesen nachgeschalteten Addierer 18b umfaßt. Durch
diese Schaltungsanordnung wird von dem Multiplexer 17
durch die Stromquellen 18a in Verbindung mit dem Addierer
18b der Kompensationsstrom Icomp ausgegeben, der wie oben
beschrieben, über den Widerstand 11 einem Eingang des
Komparators 4 zugeführt wird.
Ändert sich nun beispielsweise die Umgebungstemperatur θ,
so bewirkt der Fensterdiskriminator 14 das Auslesen des
Wertes einer dieser Temperatur θ zugeordneten Adresse des
Speichermittels 16, welches seinerseits den Multiplexer
17 zur Ausgabe eines geänderten Kompensationsstroms Icomp
durch die Stromquellen 18a und den Addierer 18b ver
anlaßt. Mit anderen Worten ist bei jeder Umgebungs
temperatur θ ein anderer Schwellwert VTH vorhanden, der
mit der Ausgangsspannung VLC des Schwingkreises in dem
Komparator 4 verglichen wird und im Falle der Überein
stimmung beider Signale zu einem Ausgangssignal führt,
das dann zur Einschaltung der Last 7 führt.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Schaltvorgang des
Näherungsschalters unabhängig von der Temperatur θ immer
bei einem vorgegebenen Schaltabstand sn eines an den
Näherungsschalters herangeführten Gegenstands zu ermögli
chen.
Um den verschiedenen Adressen des Speichermittels 16 die
entsprechenden Werte zuzuordnen, muß der Näherungs
schalter vor der ersten Inbetriebnahme programmiert
werden.
Dies geschieht mittels eines teach-in-Verfahrens, das am
besten anhand der ebenfalls in Fig. 4 dargestellten
Programmierschaltung 21, die Bestandteil der Kompensa
tionsschaltung 10 des Näherungsschalters ist, erläutert
wird.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, umfaßt die Programmierschal
tung 21 ein analoges Übertragungsinterface 22, eine von
diesem sowie von dem Ausgangssignal des Komparators 4
angesteuerte digitale Steuereinheit 23, welche Steuersi
gnale für den Speicher bzw. Zähler ausgibt. Der Zähler 24
steuert die ansteuerbaren Stromquellen 18 über den
Multiplexer 17 an.
Das analoge Übertragungsinterface 22 ist von einem an
sich bekannten externen Programmiergerät (nicht darge
stellt) ansteuerbar, welches einfach zwischen die
Anschlüsse (Standardanschlüsse) des Näherungsschalters
(+/-, A) einerseits und die Anschlüsse der Speisespan
nungsquelle 13 und der Last 7 andererseits geschaltet
wird. Mit Hilfe des Programmiergerätes werden modulierte
Daten erzeugt, die im vorliegenden Fall das Verfahren zur
Programmierung des Näherungsschalters auslösen.
Zur Programmierung des Näherungsschalters durch ein
teach-in Verfahren wird der Gegenstand 12 in einer
Vorrichtung auf den zu programmierenden Schaltabstand sn
gegenüber der Spule 1 justiert und das externe Program
miergerät wird kurzzeitig zwischen den Sensoranschlüssen
(Standardanschlüssen) (+, - und A) und den Anschlüssen
der Speisespannungsquelle 13 bzw. der Last 7 eingefügt.
Die Programmierung wird bei jeder Kompensationstemperatur
(z. B. wie in Fig. 3 dargestellt bei: θ = -25°C, 25°C und
75°C) durchgeführt.
Das Verfahren zur Programmierung bei einer vorgegebenen
Temperatur umfaßt nun die folgenden Schritte:
- - Die Programmierung wird durch die Betätigung des externen Programmiergeräts gestartet. Demzufolge liefert das externe Programmiergerät einen Startbe fehl, der einer der Näherungsschalterzuleitungen überlagert und über die Versorgungsspannung oder das Ausgangssignal des Näherungsschalters aufmoduliert wird. Der in dieser Art übertragene Startbefehl wird im Näherungsschalter über einen Koppelkondensator C1 an den Eingang des analogen Übertragungsinterface 22 angelegt.
- - Das analoge Übertragungsinterface 22 führt das Demodulieren des empfangenen Signals, die Erkennung und Prüfung dieses Signals durch.
- - War die Übertragung korrekt, so wird von der digita len Steuereinheit 23 ein Freigabesignal für die von einem Taktgenerator 25 erzeugten und für den Zähler 24 dienenden Taktsignale geliefert, welche eine schrittweise Inkrementierung oder Dekrementierung des Zählerinhalts zur Folge haben. Der Stand des Zählers 24 wird erhöht bzw. verkleinert, wobei der von dem Zähler angesteuerte Multiplexer 17 die ansteuerbare Stromquelle 18 zur Erhöhung bzw. Reduzierung des Kompensationsstroms Icomp veranlaßt.
- - Die am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 4 liegende Schwelle VTH, wird in dieser Art schritt weise erhöht bzw. reduziert, bis diese den bei der entsprechenden Temperatur vorhandenen Wert der Ausgangsspannung des Schwingkreises VLC überschrei tet bzw. unterschreitet, was ein Umschalten des Komparators 4 verursacht.
- - Die digitale Steuereinheit 23, gesteuert durch das interne, von dem Komparator 4 ausgegebene und als Feedback dienende Ausgangssignal stoppt den Zähler 24 und somit die Erhöhung oder Verkleinerung des Kompensationsstroms Icomp.
- - Im letzten Programmierschritt sorgt die digitale Steuereinheit 23 für den Transfer des Zählerinhalts in den bei dieser Temperatur von dem Fensterdis kriminator 14 adressierten Speicherplatz des Spei chermittels 14 und für das Umschalten des Multiple xers 17 vom Zähler 24 auf den adressierten Speicher platz des Speichermittels 14. Damit wird eine stationäre Verbindung zwischen diesem Speicherplatz des Speichermittels 14 und der ansteuerbaren Strom quelle 18 hergestellt.
Im normalen Einsatzbetrieb werden die bereits abgespei
cherten Digitalwerte temperaturunabhängig selektiert.
Diese gewährleisten über den Multiplexer 17 bestimmte
Einstellungen der ansteuerbaren Stromquelle 18 und
dadurch Werte des Kompensationsstroms Icomp.
Von besonderem Vorteil ist, daß die Programmierung im
fertig montierten Zustand des berührungslos arbeitenden
Näherungsschalters, im sogenannten teach-in-Verfahren,
durchführbar ist.
Auf diese Weise läßt sich jeder Näherungsschalter auf die
für ihn spezifischen Umgebungsbedingungen einstellen, so
daß der Näherungsschalter unabhängig von der Umgebungs
temperatur θ und unabhängig von anderen störenden Ein
flüssen, die beispielsweise durch Toleranzen der ver
wendeten Bauteile und/oder einem unbekanntem Temperatur
gang der Spule hervorgerufen werden können, präzise
funktioniert.
Claims (9)
1. Berührungslos arbeitender Näherungsschalter mit
einem durch von außen herangeführte Gegenstände
beeinflußbaren Schwingkreis und einer
Auswerteschaltung zum Erzeugen eines Ausgangs
signals in Abhängigkeit von einer einen vor
gegebenen Schwellwert überschreitenden Ausgangs
spannung des Schwingkreises, mit Anschlüssen zur
Zuführung der Versorgungsspannung, mit wenigstens
einem Anschluß zur Ausgabe des Ausgangssignals, mit
einem in der Nähe des Schwingkreises angeordneten
Temperaturfühler und mit einer
Kompensationsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kompensationsschaltung (10) eine dem Tempera
turfühler (TF) nachgeschaltete Schaltungseinheit
(9) umfaßt, welche eine von der erfaßten Temperatur
abhängige Kompensationsgröße (Icomp) ausgibt, die
einem Komparator (4) zum Vergleich mit der Aus
gangsspannung (VLC) des Schwingkreises (1) und bei
Übereinstimmung zur Freigabe des Ausgangssignals
zugeführt ist, und die Kompensationsgröße (Icomp)
zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit und der
Toleranzen der den Näherungsschalter bildenden
Bauteile von außen im fertigmontierten Zustand des
Näherungsschalters mittels eines an die Anschlüsse
(+/-, A) des Näherungsschalters anschließbaren
Programmiergeräts im teach-in Verfahren wiederholt
temperatur- und toleranzabhängig änderbar und
speicherbar ist.
2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltungseinheit (9) einen Fen
sterdiskriminator (14), wenigstens ein von diesem
abhängig von der erfaßten Temperatur (θ) ansteuer
bares Speichermittel (16), einen dem Speichermittel
(16) nachgeschalteten Multiplexer (17) und wenig
stens eine über den Multiplexer (17) ansteuerbare
Stromquelle (18) umfaßt.
3. Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung (10)
eine von dem Programmiergerät ansteuerbare Program
mierschaltung (21) zur Programmierung des berüh
rungslos arbeitenden Näherungsschalters aufweist,
welche umfaßt: ein analoges Übertragungsinterface
(22), eine von diesem sowie von dem Ausgangssignal
des Komparators (4) ansteuerbare digitale
Steuereinheit (23), deren einer Ausgang dem
wenigstens einen Speichermittel (16) und deren
anderer Ausgang einem Zähler (24) zugeführt ist.
4. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster
diskriminator (14) ein Analog/Digital-Wandler ist.
5. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine
Speichermittel (16) ein E2PROM ist.
6. Näherungsschalter nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tempera
turfühler (TF) eine Diode ist, die benachbart zur
Spule (4) des Schwingkreises (1) angeordnet ist und
von der Schaltungseinheit (9) mit einem konstanten
Strom versorgt wird.
7. Verfahren zur Programmierung eines berührungslos
arbeitenden Näherungsschalters nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im
fertigmontierten Zustand des Näherungsschalters
ausgelöst durch einen über die Standard-Näherungs
schalteranschlüsse übertragenen Startbefehl eines
Programmiergeräts von außen zunächst bei einer vor
gegebenen Temperatur (θ) der Kompensationsstrom
(Icomp) solange erhöht oder verkleinert wird, bis
von dem Komparator (4) ein Ausgangssignal
ausgegeben wird, daß daraufhin der diesem
Ausgangssignal entsprechende Wert des Kompensa
tionsstroms (Icomp) einer Adresse des wenigstens
einen Speichermittels (16) zugewiesen wird (teach-
in-Verfahren), und daß die Verfahrensschritte
sodann bei einer geänderten Temperatur (θ) wie
derholt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stand des Zählers (24) solange erhöht oder
verkleinert wird, während dadurch der von dem
Zähler (24) angesteuerte wenigstens eine
Multiplexer (17) die wenigstens eine ansteuerbare
Stromquelle (18) zur Erhöhung oder Verkleinerung
des Kompensationsstroms (Icomp) veranlaßt, bis die
digitale Steuereinheit (23) gesteuert durch das von
dem Komparator (4) ausgegebene Ausgangssignal den
Zähler (24) stoppt und den Wert des
Kompensationsstroms (Icomp) entsprechend dem
Zählerstand einer Adresse des wenigstens einen
Speichermittels (16) zuweist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß nach Abschluß der Programmierung das
Programmiergerät entfernt wird, so daß im fertig
programmierten Zustand Digitalwerte aus dem Spei
chermittel (16) temperaturunabhängig ausgegeben und
über den Multiplexer (17) direkt der Stromquelle
(18) zugeführt werden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19527174A DE19527174C2 (de) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Berührungslos arbeitender Näherungsschalter und Verfahren zu seiner Programmierung |
US08/685,714 US5818129A (en) | 1995-07-25 | 1996-07-24 | Non-contact proximity switch and method for programming it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19527174A DE19527174C2 (de) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Berührungslos arbeitender Näherungsschalter und Verfahren zu seiner Programmierung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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