DE1966213C3

DE1966213C3 -

Info

Publication number: DE1966213C3
Application number: DE19691966213
Authority: DE
Inventors: Robert 8990 Lindau Buck
Original assignee: Ifm Electronic Geraete & Co Kg 4300 Essen GmbH
Current assignee: Ifm Electronic Geraete & Co Kg 4300 Essen GmbH
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1969-10-10
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE1966213B2; DE1966213A1

Description

teilig, als einerseits zwei separate Spulen, nämlich 35 Hch läßt sich nämlich bei dem erfindungsgemäßen

eine Schwingkreisinduktivität und eine Rückkopp- Abstandsindikator der Oszillator als Regelstrecke,

lungsinduktivität, benötigt werden, zwischen die der der Feldeffekttransistor als P-Regler, die Verstär-

Metallkern bewegbar sein muß, als andererseits der kung des Oszillators bzw. die Oszillatorspannung als

Metallkern aus ferromagnetischem Material bestehen Regelgröße, der Kanalwiderstand des Feldeffekttran-

muß, wenn anders der Rückkopplungsfaktor durch 40 sistors als Stellgröße und die Bedämpfung, d. h. der

den Metallkern nicht beeinflußbar ist. zu bestimmende Abstand, als Störgröße auffassen.

Im übrigen sind Abstandsindikatoren bekannt, die Da der Feldeffekttransistor als P-Regler das Einwir-

in Form von Schaltgeräten nur die dualen Aussagen ken der Störgröße, also des zu bestimmenden Ab-

y/orgegebener Abstand noch nicht erreicht« oder Standes, nicht vollständig ausregeln kann — blei-

»vorgegebener Abstand erreicht« in der Weise ma- 45 bende Regelabweichung beim Einsatz eines P-Reg-

chen können, als sie in einem Fall geschlossen, im lers —, ist die bleibende Regelabweichung, letztlich

anderen Fall geöffnet sind — oder umgekehrt —, die also die gleichgerichtete und gegengekoppelte Oszil-

in zunehmenden Maße als kontaktlose Schaltgeräte latorspannung, ein Maß für den zu bestimmenden

an Stelle von mechanisch betätigten, kontaktbehafte- Abstand.

ten Schaltgeräten in elektrischen Meß-, Steuer- und 5<> Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer

Regelkreisen verwendet werden. Solange bei diesen, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden

also digital arbeitenden Abstandsindikatoren das Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt das

Metallteil, dessen Abstand überwacht bzw. bestimmt Schaltbild einer gleichstrombetriebenen Ausfüh-

werden soll, den vorgegebenen Abstand noch nicht rungsform eines erfindungsgemäßen Abstandsindika-

erreicht hat, gilt für den Oszillator K-V=I mit 55 tors.

K = Rückkopplungsfaktor und V = Verstärkungs- Der in der Figur dargestellte elektronische Abfaktor des Oszillators, d. h., der Oszillator schwingt. Standsindikator 1 arbeitet berührungslos, d. h. be-Erreicht das entsprechende Metallteil den vorgegebe- stimmt den Abstand eines in der Figur nicht dargenen Abstand, so führt die zunehmende Bedämpfung stellten Metallteils, ohne daß das Metallteil mit dem des Oszillators zu einer Verringerung des Verstär- 60 Abstandsindikator 1 mechanisch in Kontakt kommt,
kungsfaktors V, wobei K· V <. 1 wird, d. h., der Os- Der Abstandsindikator 1 weist einen Oszillator 2 zillator schwingt nicht mehr. Abhängig von den un- auf, der mit einem in Emitterschaltung betriebenen terschiedlichen Zuständen des Oszillators wird, zu- Transistor 3 arbeitet. Im Kollektorkreis des Transimeist über Kippverstärker, ein elektronischer Schal- stors 3 liegt ein Parallelschwingkreis 4 aus Schwingter, z.B. ein Transistor oder ein Thyristor, betätigt. 65 kreisinduktivität5 und Schwingkreiskapazität6, im Bei diesen Abstandsindikatoren reicht es aus, wenn Emitterkreis des Transistors 3 liegt ein Emitterwidersich das Metallteil, das nicht aus ferromagnetischem stand 7 und im Basiskreis des Transistors 3 ist eine Material bestehen muß, dem Oszillator nähert. Das Rückkopplungsinduktivität 8 vorgesehen, die einer-

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seits an die Basis des Transistors 3, andererseits an schaltet und ist die gleichgerichtete Oszillatorspandie Verbindungsstelle zweier Widerstände 9,10, die nung auf das Gitter des Feldeffekttransistors 19 geeinen Spannungsteiler 11 bilden, angeschlossen ist. schaltet. Über einen Widerstand 20 wird die gleich-Parallel zum Widerstand 10 liegt ein Öberbrückungs- gerichtete Oszillatorspannung als Maß für den zu bekondensator 12. Die Oszillatorspannung wird am 5 stimmenden Abstand abgegriffen.
Kollektor des Transistors 3 über einen Kopplungs- Die Arbeitsweise, des erfindungsgemäßen Abkondensator 13 abgegriffen, mittels eines als Diode Standsindikators 1 läßt sich wie folgt erläutern:
geschalteten Transistors 14 gleichgerichtet und durch Bei der dargestellten Ausführungsform läßt sich einen nachfolgenden, als Emitterfolger geschalteten der Oszillator 2 als Regelstrecke, der Feldeffekttran-Transistor 15, in dessen Emitterkreis ein Ladekon- io sistor 19 als P-Regler, die Verstärkung des Oszilladensator 16 liegt, geglättet. Außerdem sind noch eine tors 2 bzw. die Oszillatorspannung als Regelgröße, Diode 17 und ein Widerstand 18 vorgesehen. der Kanalwiderstand des Feldeffekttransistors als Erfindungsgemäß ist die gleichgerichtete Oszilla- Stellgröße und die Bedämpfung, d. h. der zu bestimtorspannung in der Weise auf den Oszillator 2 gegen- mende Abstand als Störgröße auffassen. Da der Feldgekoppelt, daß trotz zunehmender Bedämpfung des 15 effekttransistor 19 als P-Regler das Einwirken der Oszillators 2 seine Verstärkung und damit die Oszil- Störgröße, also den zu bestimmenden Abstand, nicht latorspannung annähernd konstant gehalten wird, vollständig ausregeln kann — bleibende Regelabweiwobei die gleichgerichtete Oszillatorspannung ein chung beim Einsatz eines P-Reg'.ers —, ist die blei-Maß für den zu bestimmenden Abstand ist. Dazu ist bende Regelabweichung, also die gleichgerichtete dem Emitterwiderstand 7 des Transistors 3 die Ka- ao Oszillatorspannung, ein Maß iür den zu bestimmennalstrecke eines Feldeffekttransistors 19 parallel ge- den Abstand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Metall teil muß also nicht zwischen die Schwingkreis-Patentanspruch: induktivität und die Rückkopplungsinduktivität gebracht werden, zwei räumlich getrennte Spulen sind Elektronischer, berührungslos arbeitender Ab- also nicht erforderlich.

Standsindikator mit einem von außen durch ein 5 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Metallteil, dessen Abstand bestimmt werden soll, den eingangs beschriebenen Abstandsindikator so bedämpfbaren Oszillator, dessen gleichgerichtete auszugestalten und weiterzubilden, daß einerseits Oszillatorspannung ein Maß für den zu bestim- zwei räumlich getrennte Spulen als Schwingkreisinmenden Abstand des Metallteils ist, dadurch duktivität und Rückkopplungsinduktivität nicht begekennzeichnet, daß der Oszillator (2), i° nötigt werden, daß andererseits das Metallteil, dessen wie an sich bekannt, einen in Emitterschaltung Abstand bestimmt werden soll, nicht aus ferromagnebetriebenen Transistor (3) aufweist, daß dem tischem Material bestehen muß.
Emitterwiderstand (7) des Transistors (3) die Ka- Der erfindungsgemäße elektronische, berührungsnalstrecke eines Feldeffekttransistors (19) paral- los arbeitende Abstandsindikator, bei dem diese Auflei geschaltet ist und daß die gleichgerichtete Os- 15 gäbe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der zillatorspannung auf das Gitter des Feldeffekt- Oszillator, wie an sich bekannt, einen in Emittertransistors (19) geschaltet ist. schaltung betriebenen Transistor aufweist, daß dem

Emitterwiderstand des Transistors die Kanalstrecke eines Feldeffekttransistors parallel geschaltet ist und

ao daß die gleichgerichtete Oszillatorspannung auf das

Gitter des Feldeffekttransistors geschaltet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Abstandsindikator

Die Erfindung betrifft einen elektronischen, beruh- wird, im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen,

rungslos arbeitenden Abstandsindikator mit einem digital arbeitenden Abstandsindikatoren der Zustand

von außen durch ein Metallteil, dessen Abstand be- »5 »Oszillator schwingt« stets aufrechterhalten, was da-

stimmt werden soll, bedämpfbaren Oszillator, dessen durch erreicht wird, daß durch die Gegenkopplung

gleichgerichtete Oszillatörspannung ein Maß für den der gleichgerichteten Oszillatorspannung die bei stei-

zu bestimmenden Abstand des Metallteils ist. gender Bedämpfung der Schwingkreisinduktivität zu-

Bei einem bekannten Abstandsindikator der zuvor nächst kleiner werdende Verstärkung des Oszillators

beschriebenen Art (vgl. die deutsche Auslegeschrift 30 und damit kleiner werdende Oszillatorspannung

1 031 532) wird die Lage eines Metallkerns zwischen gleichsam geregelt wird, nämlich annähernd konstant

der Schwingkreisinduktivität und der Rückkopp- gehalten wird; gleichwohl ist die gleichgerichtete und

lungsinduktivität und damit der Rückkopplungsfak- gegengekoppelte Oszillatorspannung ein Maß für deu

tor des Oszillators verändert. Das ist insoweit nach- zu bestimmenden Abstand des Metallteils. Tatsäch-