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Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät Die Erfindung
betrifft ein elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät, das über insgesamt
zwei Anschlußleitungen einerseits an eine Spannungsquelle und andererseits an eine
Verbraucher anschließbar ist, mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator, einem
von dem Oszillator betätigten elektronischen Schalter und einer Speiseschaltung
für den Oszillator. Solche Schaltgeräte, die
also kontaktlos ausgeführt
sind, werden in zunehmendes Maße anstelle von mechanisch betätigten elektrischen
Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, in elektrischen Meß-, Steuer-
und Regelkreisen verwendet. Solange bei diesen Schaltgeräten ein Metallteil einen
vorgegebenen Abstand noch nicht erreicht hat, gilt für den Oszillator K . V >
1 mit K - Ruckkopplungsfaktor und V = Verstärkungsfaktor des Oszillators, d.h. der
Oszillator schwingt. Erreicht das entsprechende Metallteil den vorgegebenen Abstand,
so führt die zunehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer Verringerung des Verstärkungsfaktor
V, wobei K . V < 1 wird, d.h. der Oszillator schwimgt nicht mehr. Abhängig von
den unterschiedlichen Zuständen des Oszillators wird, zumeist über Kippverstärker,
ein elektronischer Schalter, z.B.
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ein Transistor oder ein Thyristor, betätigt.
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Die bekannten, zuvor beschriebenen elektronischer Schaltgeräte haben
sich in der Praxis an sich bewährt, sind jedoch insoweit nicht frei von Nachteilen,
als die Schalthysteress, d.h. die Differenz zwischen dem Abstand des Mettalteils,
bei dem der elektronische Schalter des Schaltgeräten schließt, und dem Abstand des
Metallteils, bei dem der elektronische Schalter des Schaltgerätes wieder Öffnet,
- oder umgekant -, unbestimmt, vor allem aber nicht einstellbar ist. Das führt z.B.
dazu, daß beim
Einsatz solcher Schaltgerät als Impulsgeber für Zählaufgaben
beim Zählen vibrierender Metallteile beim Passieren eines solchen vibrierenden Metallteiles
mehrere Zählimpulse abgegeben werden.
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Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches,
berührungslos arbeitendes Schaltgerät der eingange beschriebenen Art so auszugestalten,
daß auf einfach Weise die Schaltthysterose eingestellt werden kann.
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Das erfindungsgemäß elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgerät,
bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei schwingendem
Oszillator durch ein von der gleichgerichteten Oszillatorspannung abgeleitetes Rückführungssignal
die Verstärkung V des Oszlillators erhöht wird, Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät
wird also lotztlich die Ansprechempfindlichkeit erhöht, nachdem ein Metallteil einen
vorgegebenen Abstand einmal erreicht hat, so daß sich auch dann, wenn das entsprechende
Metallteil, z.B. weil es vibriert, diesen vorgegebenen Abstand um einen bestimmten
Betrag, der kleiner ast als die einstellbare Schalthysterese, überschreitet, der
Schaltzustand des Schaltgerätes nicht ändert.
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Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäßen
Schaltgerät auszugestalten und/oder weiterzubilden. Eine bevorzugte Ausführungsforme
mit einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor innerhalb des Oszillator ist
dadurch gekennzeichnet, daß dem Emitterwiderstand des Transistors die Reihenschaltung
aus einem einstallbaren Rückführungswiderstand, einer Diode und der Kollektor-Emitter-Strecke
eines Transistors parallelgeschaltet ist, dessen Basis von der gleichgerichteten
Oszillatorspannung angesteuert wird und dessen Kollektor im übrigen über einen Kolektorwiderstand
an die Spannungsquelle, ggf. unter Zwischenschaltung einer Gleichrichter-Brückenschaltung,
angeschlossen ist. Dabei kann der Transistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in
Reihe mit der Diode und dem Rückführungswiderstand dem Emitterwiderstand des zum
Oszillator gehörenden Transistors parallelgeschaltet ist, der abschließende Transistor
eines zwischen dem Oszillator und dem elektronischen Schalter vorgesehenen Kippverstärkers
sein, so daß zur Verwiklichung der erfindungsgemäßen Lehre gegenüber den bekannten
elektronischen Schaltgeräten der eingangs beschriebenen Art zusätzlich nur der Rückführungswiderstand
und die Diode benötigt werden, das Parallelschalten automatisch in Abhängigkeit
vom Schaltzustand dieses letzten Transistors des Kippverstärkerz erfolgt.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin
zu sehen, daß durch eine äußerst einfache schaltungstechnische Maßnahme das bekannte,
eingangs beschriebene elektronische Schaltgerät hisichtlich seiner Schalthysterese
einstellbar geworden ist, so daß je nach Bedarf eine kleine oder eine große Schalthysterese
eingestellt werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfürungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt das Schaltbild
einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgeräten für einen Wechselstromverbraucher.
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Das in der Figur dargestellte elektronische Schaltgerät 1 arbeitet
berührungslos, d.h., en spricht auf ein sich annähornden, in der Figur nicht dargestelltes
Metallteil an, und ist über insgesamt zwei Anschlußleitungen 2,3 einerseits an eine
Spannungsquelle 4 und andererseit an einen Verbraucher 5 angeschlosen.
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In senem grundsätzlichen Aufbau besteht das dargestellte elektronische,
d.h. kontaktlose Schalgerät 1 aus einem von außen, nämlich durch das Metallteil,
beeinflußbaren, d.h. bedämpfbaren Oszillator 6, einem von dem Oszillator 6
betätigten
elektronischen Schalter 7, im dargestellten Ausführungsbeispiel einem Thyrtstor,
und einer Speise schaltung 8 zur Erzeugung der für den Oszillator 6 erforderlichen
Hilfspannung. Zwischen dem Oszillator 6 und dem elektronischen Schalter 7 ist im
Übrigen noch ein Kippverstärker 9 vorgesehen, der in Abhängigkeit vom Zustand des
Oszillators 6 den elektronischen Schalter 7 durchschaltet.
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Der Oszillator 6 des erfindungsgemäßen Schaltgerätes 1 arbeitet im
dargestellten Ausführungsbeispiel un nach bevorzugter Lehre der Erfindung mit einem
in Emitterschaltung betriebenen Transistor 10. Im Kollektorkreis des Transistors
10 liegt ein Parallelschwingkreis 11 aus Schwingkreisinduktivität 12 und Schwingkreiskapazität
13, im Emitterkreis des Transistors 10 liegt ein Emitterwiderstand 14 und im Basiskreis
des Transistors 10 int eine Rückkopplungsinduktivität 15 vorgesehen, die einerseits
an die Basis des Transistors 10, andererseits an die Verbindungsstelle zweier Wideratände
16,17, die einen Spannungsteiler 18 bilden, angeschlossen ist.
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Parallel zum Widerstand 16 liegt ein Überbrückungskondensator 19.
Die Oszillatorspannung wird am Kollektor des Transistors 10 über einen Koppelkondensator
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abgegriffen, rnittels eines als Diode geschalteten Transistor
21 gleichgerichtet und durch einen nachfolgenden, als Emitter-Folge geschalteten
Transistor 22, in dessen Emitterkreis ein Ladekondensator 23 liegt, geglägtet.
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Erfindungsgemäß wird bei schwingendem Oszillattor 6 durch ein von
der gleichgerichteten Oszillatorspannung abgeleiteten einstellbare Rückführungssignal
die Verstärkung V des Oszillators 6 erhöht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist dazu dem Emitterwiderstand 14 des Transistors 10 die Reihenschaltung aus einem
einstellbaren Rückführungswiderstand 2W, einer Diode 25 und der Kollektor-Emitter-Strecke
eines Transistors 26 parallelgeschaltet, wobei die Basis des Transistors 26 von
der gleichgerichteten Oszillatorspannung angesteuert wird und der Kollektor des
Transistors 26 im Ubrigen über einen Kollektorwiderstand 27 und ein. Gleichrichter-Brückenschaltung
28 sn die Spannungsquelle 4 angeschlossen iist.
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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes
ist folgende: Solange ein Metallteil dem Schaltgerät 1 noch ferner ist als ein vorgegebener
Abstand, ist die Bedämpfung des
Oszillator 6 so gering, daß dieser
schwingt. Die gleichgerictete Oszilatospannung steuert die Basis des Transistor
26 in der Weise an, daß der Transistor 26 durchgeschaltet ist. Damit liegt die Reihenschaltung
aus dem Rückführungswiderstand 24, der Diode 25 und der durchgeschalteten Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistor 26 parallel zum Emitterwiderstand 14 des Transistor 10, d.h. der
wirksame Emitterwiderstand des Transistors 10 ist kleiner als der Emitterwiderstand
14, die Verstärkung V des Oszillator 6 ist größer gegenüber einem Zustand, in dem
der Emitterwiderstand 14 der wirksame Emitterwiderstand des Transistors 10 ist.
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Unterschreitet nun des Metallteil den vorgegebenen Abstand zum Schaltgerät
1, so wird die Bedämpfung des Oszillators 6 so groß, daß er zu schwingen aufhört,
Nunmehr ist der Transistor 26 nicht mehr durchgeschaltet, der Emitterwiderstand
14 ist der wirksame Emitterwiderstand des Transistors 10 und die Verstätkung V des
Oszillators 6 ist wieder kleiner. Kleiner Verstärkung V des Oszillators 6 bedeutet
aber, daß auch K . V des Oszillators 6 kleiner ist, so daß das Schaltgerät 1 eine
größere Ansprechempfindlichkeit hat, also auch dann seinen Schaltzustand noch nicht
ändert,wenn sich das
@@@@@ @@ um einen Betrag, der kleiner ist
als die durch @@@ führungswiderstand 24 einstellbars Schalthysterese, @@@ haltgerät
1 wieder entfernt.