DE19903750A1 - Näherungssensor - Google Patents

Näherungssensor

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Abstract

Um einen Näherungssensor, welcher einen Schwingkreis, der durch Annäherung eines zu detektierenden Körpers bedämpfbar ist, eine Aufladeschaltung zum Aufladen des Schwingkreises und eine Auswertungsschaltung zur Ermittlung einer Abklingzeit eines vom Schwingkreis erzeugten gedämpften Schwingkreissignals umfaßt, zu schaffen, mit dem größere Bedämpfungsabstände zuverlässig ermittelbar sind, wird vorgeschlagen, daß der Näherungssensor eine Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung zur Modifizierung des Schwingkreissignals umfaßt, durch die aus dem Schwingkreissignal ein gedämpftes modifiziertes Schwingkreissignal erzeugbar ist, welches eine längere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreissignal aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Näherungssensor, welcher einen Schwingkreis, der durch Annäherung eines zu de­ tektierenden Körpers bedämpfbar ist, eine Aufladeschaltung zum Aufladen des Schwingkreises und eine Auswertungsschaltung zur Ermittlung einer Abklingzeit eines vom Schwingkreis er­ zeugten gedämpften Schwingkreissignals umfaßt.
Insbesondere kann der Näherungssensor als induktiver Nähe­ rungssensor ausgebildet sein.
Ein solcher induktiver Näherungssensor ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 37 33 944 bekannt.
Unter der Abklingzeit des vom Schwingkreis erzeugten gedämpf­ ten Schwingkreissignals ist dabei die Zeit zu verstehen, die ab Beginn der gedämpften Schwingung des Schwingkreises ver­ streicht, bis die Amplitude des Schwingkreissignals einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
Diese Abklingzeit ist im unbedämpften Zustand des Schwing­ kreises, das heißt wenn sich kein zu detektierender Körper im Bereich des Schwingkreises befindet, maximal. Durch Annähe­ rung eines zu detektierenden Körpers wird der Schwingkreis bedämpft, was zur Folge hat, daß das vom Schwingkreis erzeug­ te gedämpfte Schwingkreissignal rascher abklingt als im unbe­ dämpften Zustand des Schwingkreises. Das gedämpfte Schwing­ kreissignal klingt um so rascher ab, je kleiner der Abstand zwischen dem zu detektierenden Körper und einer Spule des Schwingkreises des induktiven Näherungssensors ist. Aus der Abklingzeit kann daher auf den Bedämpfungsabstand des zu de­ tektierenden Körpers geschlossen werden.
Jedoch können mit den bekannten induktiven Näherungssensoren der eingangs genannten Art nur relativ kleine Bedämpfungsab­ stände (bei einer Baugröße M12 typischerweise im Bereich von 2 mm bis 4 mm) zuverlässig ermittelt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Näherungssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem größere Bedämpfungsabstände zuverlässig ermittelbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Näherungssensor mit den Merkma­ len des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Näherungssensor eine Schwingkreissignal-Modi­ fizierungsschaltung zur Modifizierung des Schwingkreissignals umfaßt, durch die aus dem Schwingkreissignal ein gedämpftes modifiziertes Schwingkreissignal erzeugbar ist, welches eine längere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreis­ signal aufweist.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Konzept zugrunde, die Abklingzeit des gedämpften Schwingkreissignals zu verlängern. Durch die Verlängerung der Abklingzeit ist es möglich, diese Abklingzeit insbesondere im Bereich langer Abklingzeiten, welche kurzen Bedämpfungsabständen entsprechen, mit höherer Auflösung zu bestimmen. Mit der höheren Auflösung der Ab­ klingzeiten sind aber auch die diesen Abklingzeiten zugeord­ neten Bedämpfungsabstände mit höherer Auflösung bestimmbar, so daß insbesondere große Bedämpfungsabstände zuverlässiger ermittelbar sind.
Die Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung kann bei­ spielsweise einen Verstärker umfassen, der das Schwingkreis­ signal mit einem zeitlich variablen Verstärkungsfaktor so verstärkt, daß das verstärkte Schwingkreissignal ein gedämpf­ tes modifiziertes Schwingkreissignal mit einer längeren Ab­ klingzeit als das unverstärkte Schwingkreissignal ist.
Ein solcher Verstärker erhöht jedoch mit der Amplitude des Schwingkreissignals zugleich auch dessen Rauschpegel.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Schwingkreissignal-Modifizierungsschal­ tung eine Zusatzsignalerzeugungsschaltung zur Erzeugung eines Zusatzsignals umfaßt und daß das Schwingkreissignal mit dem Zusatzsignal so beaufschlagbar ist, daß ein gedämpftes modi­ fiziertes Schwingkreissignal erzeugt wird, welches eine län­ gere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreissig­ nal aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Zusatzsignalerzeugungsschaltung das Zusatzsi­ gnal aus dem Schwingkreissignal erzeugt. Dadurch kann in ein­ facher Weise erreicht werden, daß das Zusatzsignal hinsicht­ lich Frequenz und Phasenlage so auf das Schwingkreissignal abgestimmt ist, daß das Schwingkreissignal durch die Beauf­ schlagung mit dem Zusatzsignal so modifiziert wird, daß das modifizierte Schwingkreissignal eine längere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreissignal aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Zusatzsignalerzeu­ gungsschaltung einen digitalen Verstärker umfaßt. Ein solcher Verstärker ist aus einfachen Standardbauelementen aufbaubar und weist eine geringere Abhängigkeit von Umwelteinflüssen, beispielsweise der Temperatur, auf als ein analoger Verstär­ ker.
Vorteilhafterweise umfaßt die Zusatzsignalerzeugungsschaltung mindestens einen Schmitt-Trigger. Ein solcher Schmitt-Trigger erzeugt bekanntlich aus einem Schwingungssignal an seinem Eingang ein Rechtecksignal an seinem Ausgang, solange die Amplitude des Eingangssignals hinreichend groß ist, um den Einschaltpegel und den Ausschaltpegel des Schmitt-Triggers zu überschreiten. Sinkt die Amplitude des Eingangssignals unter einen Schwellenwert ab, so schaltet der Schmitt-Trigger nicht mehr, und an seinem Ausgang liegt ein konstantes Potential. Ein solcher Schmitt-Trigger kann demnach als Komparator ver­ wendet werden, um zu ermitteln, ob die Amplitude des Schwing­ kreissignals die zur Bestimmung der Abklingzeit vorgegebene Schwellenamplitude bereits unterschritten hat oder nicht.
Besonders günstig ist es, wenn die Zusatzsignalerzeugungs­ schaltung zwei invertierende Schmitt-Trigger umfaßt. Inver­ tierende Schmitt-Trigger sind kostengünstig erhältliche Stan­ dardbauelemente. Ein erster der beiden invertierenden Schmitt-Trigger kann in der Zusatzsignalerzeugungsschaltung dazu verwendet werden; aus dem Schwingkreissignal ein Recht­ ecksignal konstanter Amplitude zu erzeugen, welches gegenüber dem Schwingkreissignal eine Phasenverschiebung im Bereich von π aufweist. Der zweite invertierende Schmitt-Trigger wird dann dazu verwendet, das von dem ersten invertierenden Schmitt-Trigger erzeugte Rechtecksignal zu invertieren, um die Phasendifferenz zwischen dem Rechtecksignal und dem Schwingkreissignal zu verringern.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Zusatzsignalerzeugungsschaltung ein Rückkopp­ lungsglied umfaßt, durch welches das Zusatzsignal auf einen Eingang der Zusatzsignalerzeugungsschaltung zurückgekoppelt wird. Wird das Zusatzsignal aus dem Schwingkreissignal er­ zeugt, das heißt liegt das Schwingkreissignal am Eingang der Zusatzsignalerzegungsschaltung an, so kann durch diese Rück­ kopplung des Zusatzsignals auf den Eingang der Zusatzsignal­ erzeugungsschaltung zugleich das Schwingkreissignal mit dem Zusatzsignal beaufschlagt werden.
Günstig ist es, wenn das Rückkopplungsglied ein die Phase des Zusatzsignals verschiebendes Glied umfaßt, da in diesem Fall mittels geeigneter Auslegung des Rückkopplungsgliedes die Phasendifferenz zwischen dem Zusatzsignal und dem Schwing­ kreissignal so einstellbar ist, daß eine gewünschte Verlänge­ rung der Abklingzeit des Schwingkreissignals erreicht wird.
Besonders günstig ist es, wenn das Rückkopplungsglied ein die Phasendifferenz zwischen dem Zusatzsignal und dem Schwing­ kreissignal verringerndes Glied umfaßt. In der Regel ist es nämlich zur Erzielung einer Verlängerung der Abklingzeit des Schwingkreissignals erforderlich, daß das Zusatzsignal keine oder nur eine geringe Phasendifferenz bezüglich des Schwing­ kreissignals aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Rückkopplungsglied ein R-C-Glied umfaßt. Bei einem solchen R-C-Glied eilt der Strom bekanntlich voraus, so daß mittels eines solchen Glie­ des die Phasendifferenz zwischen dem Zusatzsignal und dem Schwingkreissignal verringert werden kann, wenn das Zusatzsi­ gnal dem Schwingkreissignal hinterherhinkt. Dies ist in der Regel der Fall, wenn die Zusatzsignalerzeugungsschaltung das Zusatzsignal aus dem Schwingkreissignal erzeugt, da das Zu­ satzsignal eine endliche Laufzeit durch die Zusatzsignaler­ zeugungsschaltung benötigt und daher in der Regel dem Schwingkreissignal hinterhereilt.
Die Schaltung des induktiven Näherungssensors kann mit beson­ ders wenigen Bauelementen aufgebaut werden, wenn vorteilhaf­ terweise vorgesehen ist, daß mittels der Schwingkreissignal- Modifizierungsschaltung zugleich ein Eingangssignal für die Auswertungsschaltung erzeugbar ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Schwingkreissig­ nal-Modifizierungsschaltung einen Komparator enthält; der ein Eingangssignal für die Auswertungsschaltung erzeugt, welches anzeigt, ob die Amplitude des modifizierten Schwingkreissig­ nals bereits unter den vorgegebenen Schwellenwert abgesunken ist.
Wie bereits ausgeführt, kann ein solcher Komparator bei­ spielsweise als Schmitt-Trigger ausgebildet sein. In diesem Fall wird das Eingangssignal für die Auswertungsschaltung vorzugsweise vom Ausgang des Schmitt-Triggers abgegriffen.
Umfaßt die Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung zwei invertierende Schmitt-Trigger, so wird das Eingangssignal für die Auswerteschaltung vorzugsweise an einer Anzapfung zwischen dem Ausgang des ersten invertierenden Schmitt- Triggers und dem Eingang des zweiten invertierenden Schmitt- Triggers abgegriffen.
Um Exemplarstreuungen der in der Schaltung des induktiven Nä­ herungssensors enthaltenen Bauelemente zu kompensieren, ist vorteilhafterweise das modifizierte Schwingkreissignal mit­ tels einer Abgleichschaltung so abgleichbar, daß die Abkling­ zeit im unbedämpften Zustand des Schwingkreises einen vorge­ gebenen Wert annimmt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß mittels der Abgleichschaltung der Arbeitspunkt des Eingangs der Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung ver­ schiebbar ist.
Für die Realisierung einer solchen Abgleichschaltung kommen zahlreiche Möglichkeiten in Betracht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Abgleichschaltung einen Pulsgeber zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Ab­ gleichsignals umfaßt. Ein solcher Pulsgeber kann beispiels­ weise in Form eines Mikrocontrollers realisiert sein; welcher über einen Ausgang ein pulsweitenmoduliertes Abgleichsignal ausgibt.
Aus diesem pulsweitenmodulierten Abgleichsignal kann in ein­ facher Weise eine Differenzspannung zur Verschiebung des Ar­ beitspunktes des Eingangs der Schwingkreissignal-Modifizie­ rungsschaltung gewonnen werden, wenn die Abgleichschaltung einen Tiefpaßfilter zur Aufintegration des pulsweitenmodu­ lierten Abgleichsignals umfaßt.
Die mittels des induktiven Näherungssensors ermittelte Ab­ klingzeit des gedämpften modifizierten Schwingkreissignals hängt grundsätzlich von der Temperatur, welcher der induktive Näherungssensor ausgesetzt ist, ab. Diese Temperaturabhängig­ keit kann jedoch in vorteilhafter Weise kompensiert werden, wenn das modifizierte Schwingkreissignal mittels der Ab­ gleichschaltung in Abhängigkeit von der Temperatur des Nähe­ rungssensors abgleichbar ist.
Um die aktuelle Temperatur des Näherungssensors für eine sol­ che Temperaturkompensation ermitteln zu können, umfaßt der Näherungssensor vorteilhafterweise eine Temperaturmeßschal­ tung.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß diese Temperaturmeß­ schaltung einen temperaturabhängigen Widerstand, vorzugsweise einen NTC-Widerstand, umfaßt. Ein NTC-Widerstand ("NTC" für "negativ temperature coefficient") weist einen mit steigender Temperatur abnehmenden Widerstandswert auf, so daß der Wert dieses Widerstands ein Maß für die aktuelle Temperatur des Widerstands ist.
Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Tem­ peraturmeßschaltung einen Kondensator umfaßt, der über den temperaturabhängigen Widerstand entladbar ist. Da die Entla­ dungszeit des Kondensators über den temperaturabhängigen Wi­ derstand von dem Wert dieses Widerstands abhängt, kann aus der Zeit, die vom Beginn der Entladung des Kondensators ver­ streicht, bis die Spannung am Kondensator einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, auf die Größe des temperaturab­ hängigen Widerstands und somit auf die Temperatur des tempe­ raturabhängigen Widerstands geschlossen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen vorderen Bereich eines Näherungssensors mit schematisch ange­ deuteter Elektronikplatine;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltung eines Nähe­ rungssensors;
Fig. 3 einen Schaltplan einer Realisierung eines Teils der in Fig. 2 als Blockschaltbild darge­ stellten Schaltung;
Fig. 4 einen Schaltplan einer Realisierung einer Tem­ peraturmeßschaltung der in Fig. 2 als Block­ schaltbild dargestellten Schaltung;
Fig. 5 ein Schaubild, das den zeitlichen Verlauf eines nicht modifizierten Schwingkreissignals zeigt; und
Fig. 6 ein Schaubild, das den zeitlichen Verlauf eines durch ein Zusatzsignal modifizierten Schwingkreissignals und eines Eingangssignals für eine Auswertungsschaltung des Näherungs­ schalters zeigt.
Ein in Fig. 1 dargestelltes, als Ganzes mit 100 bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines Näherungssensors umfaßt ein Gehäuse 102 mit einer Stirnseite 104, welche mit einem Deckel 106 verschlossen ist.
Im wesentlichen unmittelbar hinter dem Deckel 106 sitzt eine Spule 108, welche beispielsweise auf einen Ferritkern 109 gewickelt ist.
Die Güte der Spule 108 hängt von dem Bedämpfungsabstand d ab, den ein zu detektierender, elektrisch leitfähiger Körper 110 von der Spule 108 einnimmt.
Um eine kapazitive Beeinflussung der Spule 108 zu vermeiden, ist innerhalb des Gehäuses 102 eine Abschirmung 112 in Form eines die Spule umgebenden und sich von der Stirnseite 104 weg in das Gehäuse 102 hinein erstreckenden Metallzylinders vorgesehen. Auf der dem Deckel 106 gegenüberliegenden Seite der Spule 108 ist in dem Gehäuse 102 ferner noch eine Elektronikplatine 116 angeordnet, welche die elektronische Schaltung für den Näherungssensor 100 trägt.
Wie aus dem Blockschaltbild der Fig. 2 zu ersehen ist, bildet die Spule 108 einen Bestandteil eines Schwingkreises 118, welcher insbesondere als Parallelschwingkreis mit der Spule 108 und einem Kondensator C1 ausgebildet ist.
Dabei sind, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, die Spule 108 und der Kondensator C1 einerseits mit einer Anzapfung 120 verbun­ den, während die Spule 108 und der Kondensator C1 anderer­ seits mit einer positiven Versorgungsspannung Uv von bei­ spielsweise 5 Volt verbunden sind.
Der Schwingkreis 118 ist über die Anzapfung 120 an eine Auf­ ladeschaltung gekoppelt, welche einen Mikrocontroller 122 und eine analoge Aufladeschaltung 124 umfaßt (Fig. 2).
Der Mikrocontroller 122 ist beispielsweise als PIC ("Periphe­ ral Interface Controller") ausgebildet. Er kann analoge und/oder digitale Ein- und Ausgänge aufweisen. Besonders preisgünstig zu realisieren ist die Schaltung des Näherungs­ sensors 100, wenn ein Mikrocontroller 122 verwendet wird, welcher ausschließlich digitale Ein- und Ausgänge aufweist.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die analoge Aufladeschal­ tung 124 über einen Widerstand R1 an einen ersten Ausgang 126 des Mikrocontrollers 122 angeschlossen. Der Widerstand R1 ist als Basiswiderstand eines Transistors Q2 geschaltet, dessen Emitter mit dem Potential null und dessen Kollektor über einen Strombegrenzungswiderstand R2 mit der Anzapfung 120 verbunden ist.
Über einen als Hochpaß wirkenden Kondensator C2 ist die An­ zapfung 120 mit einer zentralen Anzapfung 128 einer Arbeits­ punktvorgabeschaltung 130 verbunden.
Die Arbeitspunktvorgabeschaltung 130 umfaßt einen Widerstand R3, welcher zwischen die positive Versorgungsspannung Uv und die zentrale Anzapfung 128 geschaltet ist, sowie einen Wider­ stand R4, welcher zwischen die zentrale Anzapfung 128 und das Potential null geschaltet ist.
In der Regel werden die Widerstände R3 und R4 gleich groß ge­ wählt, so daß die Arbeitspunktvorgabeschaltung 130 bezüglich der zentralen Anzapfung 128 symmetrisch ist und das Potential an der zentralen Anzapfung 128 auf die halbe Versorgungsspan­ nung Uv eingestellt ist.
Die zentrale Anzapfung 128 der Arbeitspunktvorgabeschaltung 130 ist mit einer Anzapfung 132 verbunden, an die ein Eingang 134 einer Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung ange­ schlossen ist, welche als Zusatzsignalerzeugungsschaltung 136 ausgebildet ist.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der Eingang 134 der Zu­ satzsignalerzeugungsschaltung 136 durch den Eingang eines er­ sten invertierenden Schmitt-Triggers 138 gebildet, dessen Ausgang 140 über eine Anzapfung 142 mit dem Eingang 144 eines zweiten invertierenden Schmitt-Triggers 146 verbunden ist. Von dem Ausgang 148 des zweiten invertierenden Schmitt-Trig­ gers 146 führt ein Rückkopplungsglied 150 zurück zu der An­ zapfung 132.
Das Rückkopplungsglied 150 ist beispielsweise als R-C-Glied ausgebildet, welches einen mit einem Kondensator C3 in Reihe geschalteten Widerstand R5 sowie einen parallel zu dem Kon­ densator C3 und dem Widerstand R5 geschalteten Widerstand R6 umfaßt.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist an die Zusatzsignalerzeu­ gungsschaltung 136 eine Auswertungsschaltung gekoppelt, wel­ che den Mikrocontroller 122 und eine analoge Auswertungs­ schaltung 152 umfaßt.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist an die Anzapfung 142 zwi­ schen den beiden Schmitt-Triggern 138 und 146 der Zusatzsi­ gnalerzeugungsschaltung 136 ein Tiefpaßfilter 154 angeschlos­ sen, welches einen zwischen der Anzapfung 142 und einer wei­ teren Anzapfung 156 angeordneten Widerstand R7 und einen zwi­ schen die Anzapfung 156 und das Potential null geschalteten Kondensator C4 umfaßt.
Die Anzapfung 156 des Tiefpaßfilters 154 ist über einen Ba­ siswiderstand R8 mit der Basis eines Transistors Q4 verbun­ den, dessen Emitter auf dem Potential null liegt. Der Kollek­ tor des Transistors Q4 ist über einen Kollektorwiderstand R9 mit der positiven Versorgungsspannung Uv verbunden.
Eine zwischen dem Kollektor des Transistors Q4 und dem Wider­ stand R9 angeordnete Anzapfung 158 ist mit einem Eingang 160 des Mikrocontrollers 122 verbunden (Fig. 2).
Ferner weist die Schaltung des Näherungssensors 100, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, eine Abgleichschaltung auf, welche den Mikrocontroller 122 und eine analoge Abgleichschaltung 162 umfaßt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist an die Anzapfung 132 über einen Entkopplungswiderstand R10 eine Anzapfung 164 eines Tiefpaßfilters 166 der analogen Abgleichschaltung 162 ange­ schlossen, welches einen zwischen die Anzapfung 164 und das Potential null geschalteten Kondensator C11 sowie einen zwi­ schen die Anzapfung 164 und einen zweiten Ausgang 168 des Mikrocontrollers 122 geschalteten Widerstand R11 umfaßt.
Schließlich weist die Schaltung des Näherungssensors 100, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, noch eine Temperaturmeßschaltung auf, welche den Mikrocontroller 122 und eine analoge Tempera­ turmeßschaltung 170 umfaßt.
Der Aufbau der Temperaturmeßschaltung ist im einzelnen in Fig. 4 angegeben. Ein wahlweise als Ausgang oder Eingang schaltbarer Port 172 des Mikrocontrollers ist über einen Wi­ derstand R13 und einen hierzu in Serie geschalteten Kondensa­ tor C12 mit dem Potential null verbunden. Parallel zu dem Kondensator C12 ist ein temperaturabhängiger Widerstand R12 zwischen eine zwischen dem Widerstand R13 und dem Kondensator C12 angeordnete Anzapfung 174 und das Potential null geschal­ tet.
Der Widerstand R12 ist vorzugsweise als NTC-Widerstand, das heißt als ein mit steigender Temperatur abnehmender Wider­ stand, ausgebildet.
Schließlich verfügt der Mikrocontroller 122 noch über eine Eingabeleitung 176 und eine Ausgabeleitung 178, über welche der Mikrocontroller 122 mit externen Steuergeräten und/oder Displays kommunizieren, Steuerbefehle erhalten und Daten, insbesondere Meßdaten betreffend den Bedämpfungsabstand d, ausgeben kann.
Der vorstehend beschriebene Näherungssensor funktioniert wie folgt:
Zu Beginn einer Messung des Bedämpfungsabstandes gibt der Mikrocontroller 122 über seinen ersten Ausgang 126 einen Spannungspuls an den Transistor Q2 der analogen Aufladeschal­ tung 124 aus. Während dieses Spannungspulses schaltet der Transistor Q2 durch, und es fließt ein Strom über den Begren­ zungswiderstand R2, welcher den Kondensator C1 des Schwing­ kreises 118 bis zur Versorgungsspannung Uv auflädt. Der Lade­ strom wird dabei durch den Begrenzungswiderstand R2 begrenzt.
Der Spannungspuls aus dem ersten Ausgang 126 des Mikrocon­ trollers 122 muß mindestens so lang sein, daß die Gegeninduk­ tionsspannung der Spule 108 während der Pulsdauer abklingt.
Sobald die abfallende Flanke des Spannungspulses an der Basis des Transistors Q2 eintrifft, wird der Transistor Q2 schlag­ artig hochohmig, so daß kein Strom mehr über den Widerstand R2 fließt.
Nunmehr beginnt der aus dem Kondensator C1 und der Spule 108 bestehende Schwingkreis 118 zu schwingen, wobei sich der Kon­ densator C1 allmählich entlädt.
Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, hat das (nicht modifizierte) Ausgangssignal 180 des Schwingkreises die Form einer Sinus­ schwingung; deren Amplitude gemäß einer Exponentialfunktion abnimmt. Die Zeit, die vom Beginn der Schwingkreisschwingung verstreicht, bis die Amplitude des Schwingkreissignals einen Schwellenwert Us unterschreitet, wird als Abklingzeit des Schwingkreissignals bezeichnet (Der in Fig. 5 zeitlich vor Beginn der gedämpften Schwingung liegende Spannungspuls 181 ist auf die Gegeninduktionsspannung der Spule 108 zurückzu­ führen).
Die Abklingzeit des Schwingkreissignals ist maximal im unbe­ dämpften Zustand des Schwingkreises, das heißt wenn sich kein zu detektierender Körper 110 vor der Spule 108 befindet, der Bedämpfungsabstand d somit gegen unendlich strebt. Nähert sich ein zu detektierender Körper 110 der Spule 108, so wird der Schwingkreis 118 zunehmend bedämpft, die Amplitude des Schwingkreissignals nimmt rascher ab, und die Abklingzeit verkürzt sich. Je kleiner der Bedämpfungsabstand d des zu de­ tektierenden Körpers 110 von der Spule 108, desto kleiner ist also die Abklingzeit des Schwingkreissignals.
Durch die Kapazität C2 wird das Schwingkreissignal entkoppelt und mittels der Arbeitspunktvorgabeschaltung 130 wird er­ reicht, daß das Schwingkreissignal um eine mittlere Spannung schwingt, welche der halben Versorgungsspannung Uv ent­ spricht.
Der erste invertierende Schmitt-Trigger 138 wandelt das Schwingkreissignal, welches die Form einer gedämpften Sinus­ schwingung aufweist, in ein Rechtecksignal um, solange die Amplitude des Schwingkreissignals ausreichend groß ist, um den Ein- und den Ausschaltpegel des Schmitt-Triggers zu er­ reichen.
Übersteigt das Schwingkreissignal den Ausschaltpegel Ua des invertierenden Schmitt-Triggers 138, so schaltet dieser an seinem Ausgang 140 auf niedriges Potential. Unterschreitet das Schwingkreissignal den Einschaltpegel Ue des invertieren­ den Schmitt-Triggers 138, so schaltet dieser an seinem Aus­ gang 140 auf hohes Potential. Der Abstand zwischen dem Aus­ schaltpegel Ua und dem Einschaltpegel Ue des Schmitt-Triggers 138 entspricht dem Zweifachen des Schwellenwerts Us für die Schwingkreissignalamplitude. Wird die Amplitude des Schwing­ kreissignäls zu klein, um den Ausschaltpegel zu überschreiten bzw. den Einschaltpegel zu unterschreiten, so gibt der inver­ tierende Schmitt-Trigger 138 kein Rechtecksignal mehr aus, sondern einen konstanten Potentialwert. Das Ausgangssignal des invertierenden Schmitt-Triggers 138 kann somit als Ein­ gangssignal für die Auswertungsschaltung des Näherungssensors 100 verwendet werden.
Da es sich bei dem ersten Schmitt-Trigger 138 um einen inver­ tierenden Schmitt-Trigger handelt, ist das Ausgangssignal des ersten Schmitt-Triggers 138 um ungefähr π gegenüber dem Schwingkreissignal phasenverschoben. Der auf den ersten Schmitt-Trigger 138 folgende zweite invertierende Schmitt- Trigger 146 invertiert das von dem ersten Schmitt-Trigger 138 ausgegebene Rechtecksignal, so daß das Ausgangssignal des zweiten Schmitt-Triggers 146 ein zum Schwingkreissignal na­ hezu phasengleiches Rechtecksignal ist.
Das Ausgangssignal des zweiten Schmitt-Triggers 146 hängt aufgrund der endlichen Schaltzeiten der beiden Schmitt-Trig­ ger 138 und 146 jedoch in seiner Phase etwas hinter dem Schwingkreissignal an der Anzapfung 132 her.
Das Ausgangssignal des zweiten Schmitt-Triggers 146 wird da­ her über das Rückkopplungsglied 150, welches als R-C-Glied ausgebildet ist, zu der Anzapfung 132 zurückgekoppelt. Da bei einem R-C-Glied der Strom vorauseilt, wird das Eingangssignal des R-C-Gliedes, das heißt also das Ausgangssignal des zwei­ ten invertierenden Schmitt-Triggers 146, in der Phase nach vorn verschoben, so daß die durch die Schaltzeiten der Schmitt-Trigger 138 und 146 bedingte Phasenverschiebung zwi­ schen dem Schwingkreissignal und dem rückgekoppelten Signal zumindest teilweise kompensiert wird.
Das Ausgangssignal des als R-C-Glied ausgebildeten Rückkopp­ lungsglieds 150 wird als Zusatzsignal der Anzapfung 132 zuge­ führt. Da das mittels der Zusatzsignalerzeugungsschaltung 136 erzeugte Zusatzsignal im wesentlichen phasengleich mit dem vom Schwingkreis 118 erzeugten und über die Kapazität C2 aus­ gekoppelten Schwingkreissignal ist, wird. das Schwingkreis­ signal durch die Kopplung mit dem Zusatzsignal so verstärkt, daß ein gedämpftes modifiziertes Schwingkreissignal erzeugt wird, welches eine längere Abklingzeit als das nicht modifi­ zierte Schwingkreissignal aufweist.
Das modifizierte Schwingkreissignal ist als die obere Kurve 182 in Fig. 6 dargestellt. Die untere Kurve 184 in Fig. 6 entspricht dem Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 138, wel­ ches zugleich als Eingangssignal für die Auswertungsschaltung dient.
Durch geeignete Bemessung der Komponenten (R5, R6, C3) der Rückkopplung 150 werden die Amplitude des Zusatzsignals und dessen Phasenverschiebung relativ zu dem nicht modifizierten Schwingkreissignal so eingestellt, daß das modifizierte Schwingkreissignal ebenso wie das nicht modifizierte Schwing­ kreissignal die Form einer gedämpften Sinusschwingung auf­ weist, dessen Amplitude sich allmählich dem Schwellenwert Us annähert, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist.
Ferner ist aus Fig. 6 zu ersehen, daß das Schwingkreissignal nach Unterschreiten der Schwellenamplitude Us rasch bis auf null abnimmt, da ab diesem Zeitpunkt der erste Schmitt-Trig­ ger 138 nicht mehr schaltet, so daß die Amplitude des Zusatz­ signals null wird und das Schwingkreissignal somit nicht mehr verstärkt wird.
Würde das Schwingkreissignal durch das Zusatzsignal zu sehr verstärkt werden, so würde das modifizierte Schwingkreissig­ nal überhaupt nicht mehr abklingen; vielmehr würde der Schwingkreis 118 ungedämpft bei seiner Resonanzfrequenz schwingen, und das modifizierte Schwingkreissignal entspräche einer periodischen Sinusschwingung mit nicht abnehmender Amplitude. Dieser Betriebsfall ist zu vermeiden, da in diesem Fall keine Abklingzeit und damit kein Bedämpfungsabstand d ermittelt werden könnte.
Die Auswertung des modifizierten Schwingkreissignals erfolgt mittels der Auswertungsschaltung des Näherungssensors 100 wie folgt:
Das Ausgangssignal des ersten invertierenden Schmitt-Triggers 138 wird an der Anzapfung 142 abgegriffen und über den Tief­ paßfilter 154 und den Basiswiderstand R8 der Basis des Tran­ sistors Q4 zugeführt. Vor Beginn der gedämpften Schwingung des Schwingkreises 108 liegt der Ausgang 140 des ersten Schmitt-Triggers 138 auf niedrigem Potential. Während dieser Zeit ist der Transistor Q4 hochohmig, und die Anzapfung 158 liegt auf hohem Potential.
Nach Beginn der gedämpften Schwingung des Schwingkreises 118 liefert der Ausgang 140 des ersten Schmitt-Triggers 138 eine Folge von Rechteckpulsen, solange die Amplitude des modifi­ zierten Schwingkreissignals hinreichend groß ist, um den er­ sten Schmitt-Trigger 138 zu schalten. Die Aufintegration die­ ser Pulsfolge durch den Tiefpaßfilter 154 führt dazu, daß an der Basis des Transistors Q4 eine Steuerspannung anliegt, welche der Durchschaltspannung des Transistors Q4 (von unge­ fähr 0,7 V) entspricht, so daß der Transistor Q4 durchschal­ tet, solange Rechteckpulse vom ersten Schmitt-Trigger 138 eintreffen. Während dieser Zeit liegt die Anzapfung 158 auf niedrigem Potential.
Ist die Amplitude des modifizierten Schwingkreissignals so weit abgesunken, daß der erste Schmitt-Trigger 138 nicht mehr geschaltet wird, so sinkt die Spannung an der Basis des Tran­ sistors Q4 wieder unterdessen Durchschaltspannung ab, so daß die Anzapfung 158 wieder auf hohem Potential liegt.
Die Zeit, während derer die Anzapfung 158 auf niedrigem Po­ tential liegt, entspricht also im wesentlichen der Abkling­ zeit des modifizierten Schwingkreissignals. Diese Abklingzeit wird mittels des Mikrocontrollers 122, dessen Eingang 160 mit der Anzapfung 158 verbunden ist, ermittelt.
Für die Weiterverarbeitung der aus der Abklingzeit gewonnenen Information gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Im einfachsten Fall wird der Näherungssensor 100 als einfa­ cher Näherungsschalter betrieben. In diesem Fall prüft der Mikrocontroller 122, ob der ermittelte Wert der Abklingzeit kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Trifft dies zu, so ist der Schwingkreis 118 in seinem bedämpften Zustand, das heißt der zu detektierende Körper 110 befindet sich in einem Abstand von der Spule 108, der geringer ist als ein Schwellen-Bedämpfungsabstand ds1. In diesem Fall gibt der Mikrocontroller 122 über die Ausgabeleitung 178 ein digitales Signal aus, das die Anwesenheit des zu detektierenden Körpers 110 vor der Spule 108 anzeigt.
Steigt die gemessene Abklingzeit daraufhin wieder über einen weiteren Schwellenwert hinaus an, so zeigt dies an, daß sich der zu detektierende Körper 110 wieder über einen weiteren Bedämpfungs-Schwellenabstand ds2 hinaus von der Spule 108 entfernt hat. In diesem Fall gibt der Mikrocontroller 122 über die Ausgabeleitung 178 ein Signal aus, das die Abwesen­ heit des zu detektierenden Körpers 110 aus dem Bereich vor der Spule 108 anzeigt. Üblicherweise wird der Schwellen-Be­ dämpfungsabstand ds2 größer gewählt als der Schwellen-Be­ dämpfungsabstand ds1, um eine Schaltungshysterese zu erzielen und ein ständiges Hin- und Herschalten zu vermeiden, wenn sich der zu detektierende Körper 110 gerade in einem dem Schwellen-Bedämpfungsabstand ds1 entsprechenden Abstand von der Spule 108 befindet.
Ferner kann vorgesehen sein, daß der Mikrocontroller 122 er­ mittelt, wie häufig pro Zeiteinheit der zu detektierende Kör­ per 110 den Schwellen-Bedämpfungsabstand von der Spule 108 unterschreitet bzw. überschreitet. Bewegt sich der zu detek­ tierende Körper 110 periodisch in den Bereich vor der Spule 108 hinein und wieder aus diesem Bereich heraus, so kann auf diese Weise die Frequenz dieser periodischen Bewegung des zu detektierenden Körpers 110 bestimmt werden. Handelt es sich bei dieser periodischen Bewegung um eine Rotation, so kann die Drehzahl dieser Rotationsbewegung bestimmt werden und über die Ausgabeleitung 178 ausgegeben werden.
Die Schwellen-Bedämpfungsabstände ds1 und ds2 können entweder vom Hersteller fest eingestellt und beispielsweise in einem EEPROM des Mikrocontrollers 122 abgespeichert werden. Alter­ nativ oder ergänzend hierzu ist es möglich, die gewünschten Schwellen-Bedämpfungsabstände dem Mikrocontroller 122 über die Eingabeleitung 176 zu übermitteln.
Statt eines einzigen Schaltpunktes (eventuell mit unter­ schiedlichen Schwellenwerten für den Ein- und den Ausschalt­ vorgang) können auch mehrere, frei einstellbare oder vom Her­ steller fest vorgegebene, Schaltpunkte vorgesehen sein.
Alternativ oder ergänzend zum Betrieb des Näherungssensors 100 als Näherungsschalter kann vorgesehen sein, daß der Nähe­ rungssensor 100 als Weggeber eingesetzt wird. Dazu ist im Speicher des Mikroprozessors 122 eine Tabelle abgelegt, in der jeder gemessenen Abklingzeit ein Bedämpfungsabstand d zu­ geordnet ist. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß der Mikroprozessor 122 den Bedämpfungsabstand d gemäß einer vorgegebenen Formel aus der Abklingzeit errechnet.
Der Näherungssensor 100 kann als Analog-Weggeber betrieben werden, wenn er einen Analog-Ausgang aufweist, durch den ein dem Bedämpfungsabstand proportionales Ausgangssignal ausgege­ ben werden kann.
Der Näherungssensor 100 kann als Digital-Weggeber betrieben werden, wenn der Mikrocontroller 122 über einen Ausgang, bei­ spielsweise einen Datenbus, verfügt, über den ein dem Bedämp­ fungsabstand entsprechender Code ausgegeben werden kann.
Sowohl bei der Nutzung als Digital-Weggeber als auch bei der Nutzung als Analog-Weggeber kann der im allgemeinen nichtli­ neare Zusammenhang zwischen der gemessenen Abklingzeit und dem Bedämpfungsabstand d mittels der benutzten Tabelle oder mittels der benutzten Formel linearisiert werden.
Wird vom Näherungssensor 100 zu einem dem Bedämpfungsabstand d entsprechenden Ausgangssignal zusätzlich ein der jeweiligen Zeit der Messung entsprechendes Ausgangssignal ausgegeben, so kann der Näherungssensor 100 als dynamischer Sensor zur Er­ fassung von Bewegungsabläufen verwendet werden.
Da bei einem Defekt der Spule 108 kein Schwingkreissignal er­ zeugt wird, ändert sich in diesem Fall das Potential an der Anzapfung 158 nicht. Die ausbleibende Änderung des Potentials und der Anzapfung 158 zeigt also einen Defekt des Schwing­ kreises 118, insbesondere der Spule 108, an. Im Falle eines solchen Defektes kann vorgesehen sein, daß der Mikroprozessor 122 eine entsprechende Fehlermeldung ausgibt.
Um Exemplarstreuungen der elektronischen Bauteile des Nähe­ rungssensors 100 zu kompensieren, wird mittels der Abgleichs­ schaltung des Näherungssensors 100, welche den Mikroprozessor 122 und die analoge Abgleichschaltung 162 umfaßt, ein Ab­ gleichverfahren durchgeführt, um die Abklingzeit des modifi­ zierten Schwingkreissignals im unbedämpften Zustand des Schwingkreises 118 auf einen vorgegebenen Sollwert abzuglei­ chen.
Hierzu wird dem Tiefpaß 166 der analogen Abgleichschaltung 162 über den zweiten Ausgang 168 des Mikrocontrollers 122 ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal aufgegeben. Der Tiefpaß­ filter 166 integriert das pulsweitenmodulierte Rechtecksignal auf, so daß der Gleichspannungsoffset an der Anzapfung 132, welche über den Entkopplungswiderstand R10 mit dem Tiefpaß­ filter 166 verbunden ist, in Abhängigkeit von dem Tastver­ hältnis des pulsweitenmodulierten Rechtecksignals verschoben wird.
Durch die Verschiebung des Gleichspannungsoffsets an der An­ zapfung 132 wird das modifizierte Schwingkreissignal, das am Eingang des ersten invertierenden Schmitt-Triggers 138 an­ liegt, relativ zu dem Einschaltpegel und dem Ausschaltpegel des ersten Schmitt-Triggers 138 verschoben. Aufgrund dieser Verschiebung schaltet der erste Schmitt-Trigger 138 nun bei einer anderen Phase des modifizierten Schwingkreissignals, so daß das von dem Schmitt-Trigger 138 ausgegebene Rechtecksi­ gnal und damit das über das Rückkopplungsglied 150 auf die Anzapfung 132 rückgekoppelte Zusatzsignal in der Phase rela­ tiv zu dem Schwingkreissignal verschoben werden.
Richtung und Betrag dieser Phasenverschiebung hängen von dem Vorzeichen und dem Betrag der Verschiebung des Gleichspan­ nungsoffsets an der Anzapfung 132 ab. Der Gleichspannungsoff­ set an der Anzapfung 132 hängt seinerseits von dem Tastver­ hältnis des pulsweitenmodulierten Signals ab, welches vom zweiten Ausgang 168 des Mikrocontrollers 122 ausgegeben wird. Also ist die Abklingzeit des modifizierten Schwingkreis­ signals in Abhängigkeit von dem Tastverhältnis des pulswei­ tenmodulierten Rechtecksignals veränderbar. Durch Veränderung des Tastverhältnisses kann also die Abklingzeit für den unbe­ dämpften Zustand des Schwingkreises auf einen vorgegebenen Sollwert gestellt werden.
Ist das für diesen Abgleich der Abklingzeit auf einen vorge­ gebenen Sollwert erforderliche Tastverhältnis einmal ermit­ telt, wird während der gesamten Meßdauer vom Mikroprozessor 122 ein pulsweitenmoduliertes Signal mit diesem Tastverhält­ nis an die analoge Abgleichschaltung 162 ausgegeben.
Der vorgegebene Sollwert für die Abklingzeit im unbedämpften Zustand des Schwingkreises 118 kann beispielsweise im EEPROM des Mikroprozessors 122 abgespeichert sein.
Ferner bietet der Näherungssensor 100 die Möglichkeit, eine Temperaturdrift der Abklingzeit der Schwingkreisschwingung zu kompensieren.
Zur Durchführung dieser Temperaturkompensation wird zunächst die momentane Temperatur an der Elektronikplatine 116 mittels der Temperaturmeßschaltung, welche den Mikrocontroller 122 und die analoge Temperaturmeßschaltung 170 umfaßt, gemessen.
Hierzu wird der Port 172 des Mikrocontrollers 122 als Ausgang geschaltet und auf hohes Potential gelegt. Dadurch wird der Kondensator C12 der analogen Temperaturmeßschaltung 170 auf­ geladen. Nachdem der Kondensator C12 aufgeladen ist, wird der Port 172 des Mikrocontrollers 122 als Eingang geschaltet. Da­ raufhin entlädt sich der Kondensator 012 über den temperatur­ abhängigen Widerstand R12. Die Entladezeit, die verstreicht, bis die Spannung am Kondensator C12 einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wird vom Mikroprozessor 122 er­ mittelt. Da der Widerstand R12 stark temperaturabhängig ist, stellt diese Entladezeit ein Maß für die Temperatur am Wider­ stand R12 dar. Aus dem Wert für die Entladezeit wird - mit­ tels einer vorgegebenen Formel oder mittels einer im Speicher des Mikrocontrollers 122 abgelegten Tabelle - ein temperatur­ abhängiger Korrekturwert für das Tastverhältnis des pulswei­ tenmodulierten Rechtecksignals, das durch den zweiten Ausgang 168 des Mikrocontrollers 122 ausgegeben wird, ermittelt.
Anschließend wird vom zweiten Ausgang 168 des Mikrocontrol­ lers 122 ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal mit dem temperaturkorrigierten Tastverhältnis ausgegeben, welches so gewählt ist, daß die Abklingzeit des modifizierten Schwing­ kreissignals im unbedämpften Zustand des Schwingkreises 118 unabhängig von der Temperatur auf den vorgegebenen Sollwert abgeglichen ist.
Alternativ dazu könnte eine Temperaturkompensation auch da­ durch durchgeführt werden, daß die ermittelte Temperatur be­ nutzt wird, um den einer gemessenen Abklingzeit zugeordneten Bedämpfungsabstand d mittels einer Formel, die neben der Ab­ klingzeit auch die Temperatur enthält, zu berechnen oder um den Bedämpfungsabstand d aus einer zweidimensionalen Tabelle, welche als Eingabedaten sowohl die Abklingzeit auch die Tem­ peratur umfaßt, zu entnehmen.
Ferner ist es möglich, die gemessene Temperatur unabhängig von der Kompensation der Abklingzeit vom Mikroprozessor 122 über die Ausgabeleitung 178 ausgeben zu lassen.
Ferner kann vorgesehen sein, daß der Mikroprozessor 122 über die Ausgabeleitung 178 einen Fehlercode ausgibt, wenn die ge­ messene Temperatur einen vorgegebenen Höchstwert überschrei­ tet; um so auf eine mögliche Überhitzung des Näherungssensors 100 hinzuweisen.
Die temperaturabhängigen Korrekturwerte für das Tastverhält­ nis des pulsweitenmodulierten Rechtecksignals können vom Her­ steller ermittelt und im EEPROM des Mikroprozessors 122 abge­ speichert werden. Es ist jedoch auch möglich, daß der Kunde solche temperaturabhängigen Korrekturwerte selbst ermittelt und im Speicher des Mikrocontrollers 122 ablegt.
Der vorstehend beschriebene Näherungssensor 100 erlaubt es, auch vergleichsweise große Bedämpfungsabstände d zuverlässig zu messen, da die Abklingzeit des modifizierten Schwingkreis­ signals gegenüber dem nicht modifizierten Schwingkreissignal verlängert ist und somit eine bessere Auflösung gerade bei vergleichsweise langen Abklingzeiten, welche großen Be­ dämpfungsabständen entsprechen, erzielbar ist.

Claims (19)

1. Näherungssensor, umfassend einen Schwingkreis (118), der durch Annäherung eines zu detektierenden Körpers (110) bedämpfbar ist, eine Aufladeschaltung (122, 124) zum Aufladen des Schwingkreises (118) und eine Auswertungs­ schaltung (122, 152) zur Ermittlung einer Abklingzeit eines vom Schwingkreis (118) erzeugten gedämpften Schwingkreissignals, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungssensor (100) eine Schwingkreissignal- Modifizierungsschaltung zur Modifizierung des Schwing­ kreissignals umfaßt, durch die aus dem Schwingkreis­ signal ein gedämpftes modifiziertes Schwingkreissignal erzeugbar ist, welches eine längere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreissignal aufweist.
2. Näherungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreissignal-Modifizierungsschaltung eine Zusatzsignalerzeugungsschaltung (136) zur Erzeugung eines Zusatzsignals umfaßt und daß das Schwingkreis­ signal mit dem Zusatzsignal so beaufschlagbar ist, daß ein gedämpftes modifiziertes Schwingkreissignal erzeugt wird, welches eine längere Abklingzeit als das nicht modifizierte Schwingkreissignal aufweist.
3. Näherungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignalerzeugungsschaltung (136) das Zu­ satzsignal aus dem Schwingkreissignal erzeugt.
4. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignalerzeugungs­ schaltung (136) einen digitalen Verstärker (138, 146) umfaßt.
5. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignalerzeugungs­ schaltung (136) mindestens einen Schmitt-Trigger (138) umfaßt.
6. Näherungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignalerzeugungsschaltung (136) zwei in­ vertierende Schmitt-Trigger (138, 146) umfaßt.
7. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsignalerzeugungs­ schaltung (136) ein Rückkopplungsglied (150) umfaßt, durch welches das Zusatzsignal auf einen Eingang der Zu­ satzsignalerzeugungsschaltung (136) zurückgekoppelt wird.
8. Näherungssensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkopplungsglied (150) ein die Phase des Zu­ satzsignals verschiebendes Glied umfaßt.
9. Näherungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkopplungsglied (150) ein die Phasendifferenz zwischen dem Zusatzsignal und dem Schwingkreissignal verringerndes Glied umfaßt.
10. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkopplungsglied (150) ein R-C-Glied (C3, R5, R6) umfaß.
11. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schwingkreissig­ nal-Modifizierungsschaltung (136) ein Eingangssignal für die Auswertungsschaltung (122, 152) erzeugbar ist.
12. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Schwing­ kreissignal mittels einer Abgleichschaltung (122, 162) so abgleichbar ist, daß die Abklingzeit im unbedämpften Zustand des Schwingkreises (118) einen vorgegebenen Wert annimmt.
13. Näherungssensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels der Abgleichschaltung (122, 162) der Arbeitspunkt des Eingangs der Schwingkreissignal-Modi­ fizierungsschaltung verschiebbar ist.
14. Näherungssensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abgleichschaltung (122, 162) einen Pulsge­ ber zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Abgleich­ signals umfaßt.
15. Näherungssensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abgleichschaltung (122, 162) einen Tiefpaß­ filter (166) zur Aufintegration des pulsweitenmodulier­ ten Abgleichsignals umfaßt.
16. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß das modifizierte Schwingkreis­ signal mittels der Abgleichschaltung (122, 162) in Ab­ hängigkeit von der Temperatur des Näherungssensors (100) abgleichbar ist.
17. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungssensor (100) eine Temperaturmeßschaltung (122, 170) umfaßt.
18. Näherungssensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Temperaturmeßschaltung (122, 170) einen temperaturabhängigen Widerstand, vorzugsweise einen NTC-Widerstand (R12), umfaßt.
19. Näherungssensor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Temperaturmeßschaltung (122, 170) einen Kondensator (C12) umfaßt, der über den temperaturabhän­ gigen Widerstand entladbar ist.
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