DE19926799A1

DE19926799A1 - Wireless supply of electrical power to sensors by converting medium frequency magnetic field received by secondary windings in each sensor

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Publication number: DE19926799A1
Application number: DE19926799A
Authority: DE
Inventors: Guntram Scheible; Bernd Smailus; Martin Klaus; Kai Garrels; Lothar Heinemann
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-14

Abstract

The method involves transmitting a medium frequency magnetic field from at least one primary winding (1) to at least one secondary winding (2.1 to 2.s) in each sensor, for conversion into electrical energy. The primary winding is supplied with electrical energy by a medium frequency oscillator (4). The secondary windings (2.1 to 2.s) may be enclosed by a single primary winding. Alternatively, at least two primary windings may be arranged parallel to each other, with the secondary windings of the sensors arranged between them. Independent claims are included for a sensor and for a system of proximity sensors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur drahtlosen Ver sorgung einer Vielzahl Sensoren mit elektrischer Energie, auf einen Sensor hierzu so wie auf ein System für eine eine Vielzahl von Sensoren aufweisende Maschine. Die Erfindung kann beispielsweise zur elektrischen Energieversorgung von an sich bewe genden Maschinenkomponenten (Industrieroboter, Herstellungsautomat, Fertigungs automat) montierten Näherungssensoren verwendet werden.The invention relates to a method and an arrangement for wireless Ver supply of a large number of sensors with electrical energy, on one sensor see above like a system for a machine with a large number of sensors. The Invention can be used for example for the electrical energy supply machine components (industrial robot, automatic manufacturing machine, manufacturing automat) mounted proximity sensors can be used.

Aus der DE 44 42 677 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit einer elektrischen Versorgungsspannung oder einem elektrischen Versorgungsstrom bekannt, wobei Funkwellen eines Funksenders zu ei nem mit dem Verbraucher elektrisch verbundenen Funkempfänger übertragen werden und vom Funkempfänger in die elektrische Versorgungsspannung bzw. den elektri schen Versorgungsstrom umgewandelt werden. Die Funkwellen können aus dem elek tromagnetischen Hochfrequenzbereich (Radiowellen) oder auch aus dem Mikrowellen bereich (Richtfunk) kommen. Als elektrische Verbraucher können Sensoren, beispiels weise Strom- oder Spannungssensoren vorgesehen sein. DE 44 42 677 A1 describes a method and an arrangement for supplying a electrical consumer with an electrical supply voltage or electrical supply current is known, wherein radio waves of a radio transmitter to egg nem are transmitted to the consumer electrically connected radio receiver and from the radio receiver into the electrical supply voltage or the electri power supply. The radio waves can come from the elec tromagnetic high frequency range (radio waves) or from the microwave range (directional radio) come. As electrical consumers sensors, for example as current or voltage sensors may be provided.

Dabei ist es von Nachteil, daß aufgrund der hohen Frequenzen und dementsprechend kleinen Antennen einerseits und der durch EMV-Vorschriften und Regeln für Sicherheit und Gesundheitsschutz an Arbeitsplätzen mit Exposition durch elektrische, magneti sche oder elektromagnetische Felder beschränkten zulässigen Sendeleistung anderer seits nur sehr unzureichend geringe Abstände zwischen Funksender und Funkemp fänger erzielbar sind. Das gleiche trifft für die erzielbaren Leistungen zu, welche im Be reich weniger µW liegen.It is disadvantageous that due to the high frequencies and accordingly small antennas on the one hand and those based on EMC regulations and rules for safety and health protection in workplaces exposed to electrical, magneti cal or electromagnetic fields limited permissible transmission power of others On the one hand, there are only insufficient distances between the radio transmitter and the radio sensor catchers are achievable. The same applies to the achievable achievements, which in Be less than µW.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und zuverlässiges Ver fahren zur drahtlosen Versorgung einer Vielzahl Sensoren mit elektrischer Energie an zugeben.The invention has for its object an inexpensive and reliable Ver drive for the wireless supply of a large number of sensors with electrical energy admit.

Des weiteren ist eine kostengünstige und zuverlässige Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.Furthermore, an inexpensive and reliable arrangement for carrying out of this procedure.

Ferner soll ein hierzu geeigneter Sensor vorgeschlagen werden.Furthermore, a suitable sensor should be proposed.

Außerdem soll ein System für eine eine Vielzahl von Sensoren aufweisende Maschine angegeben werden.In addition, a system for a machine having a large number of sensors is said to be can be specified.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur drahtlosen Versorgung einer Vielzahl Sensoren mit elektrischer Energie gelöst, wo bei ein von mindestens einer Primärwicklung abgestrahltes, mittelfrequentes magneti sches Feld zu jedem eine Sekundärwicklung aufweisenden Sensor übertragen und dort in elektrische Energie umgewandelt wird.This object is achieved according to the invention by a method solved for the wireless supply of a variety of sensors with electrical energy where with a medium-frequency magnet radiated by at least one primary winding field to each sensor having a secondary winding and there is converted into electrical energy.

Unter den in diesem Zusammenhang interessierenden mittelfrequenten Schwingungen wird der Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz verstanden.Among the medium-frequency vibrations of interest in this context the range from about 15 kHz to about 15 MHz is understood.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch eine Anordnung zur drahtlosen Versorgung einer Vielzahl Sensoren mit elektrischer Energie unter Ein satz mindestens einer von einem mittelfrequenten Oszillator gespeisten Primärwicklung gelöst, wobei jeder Sensor mindestens eine zur Energieaufnahme aus einem mittelfre quenten Magnetfeld geeignete Sekundärwicklung aufweist.This object is achieved according to the invention by an arrangement for the wireless supply of a large number of sensors with electrical energy under one set of at least one primary winding fed by a medium-frequency oscillator solved, each sensor at least one for energy consumption from a medium fre quent magnetic field has suitable secondary winding.

Die Aufgabe wird bezüglich des Sensors durch einen Sensor mit mindestens einer zur Energieaufnahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeigneten Sekundärwick lung gelöst.The task is carried out with respect to the sensor by a sensor with at least one Energy absorption from a medium-frequency magnetic field suitable secondary wick lung solved.

Die Aufgabe wird bezüglich des Systems durch ein System für eine eine Vielzahl von Sensoren, insbesondere Näherungssensoren, aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat, gelöst, wobei jeder Sensor mindestens eine zur Energieaufnahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeignete Sekundärwicklung aufweist, wobei mindestens eine von einem mittelfrequenten Oszillator gespeiste Primärwicklung zur drahtlosen Versorgung der Sensoren mit elektrischer Energie vorgesehen ist und wobei jeder Sensor mit einer Sendeeinrichtung ausgestattet ist, welche interessierende Sen sor-Informationen beinhaltende Funksignale an eine zentrale, mit einem Prozeßrechner der Maschine verbundene Empfangseinrichtung abgibt.The task is accomplished by a system for a variety of systems Machine, in particular sensors, in particular proximity sensors Manufacturing machine, solved, with each sensor at least one for energy consumption has a suitable secondary winding from a medium-frequency magnetic field, wherein at least one primary winding fed by a medium-frequency oscillator wireless supply of the sensors with electrical energy is provided and wherein each sensor is equipped with a transmitting device, which interested sen Radio signals containing sensor information to a central, with a process computer the receiving device connected to the machine.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Ver gleich zu konventionellen Lösungen mit Kabelanschluß zur elektrischen Energieversor gung der Sensoren der durch Planung, Material, Installation, Dokumentation und War tung bedingte relativ hohe Kostenfaktor eines Kabelanschlusses entfällt. Es können keine Ausfälle aufgrund von Kabelbrüchen oder schlechten, beispielsweise korrodierten Kontakten auftreten.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that in Ver same as conventional solutions with cable connection for electrical energy supply of the sensors by planning, material, installation, documentation and war relatively high cost factor of a cable connection is eliminated. It can no failures due to cable breaks or bad, e.g. corroded Contacts occur.

Im Vergleich zur Verwendung von Batterien zur Energieversorgung von Sensoren ent fällt der Wartungsaufwand und Kostenaufwand, der durch den erforderlichen Austausch von Batterien - zumal an schwer zugänglichen Stellen - bedingt ist.Compared to using batteries to power sensors falls the maintenance effort and cost involved in the required replacement batteries - especially in places that are difficult to access.

Im angegebenen Mittelfrequenz-Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz sind die sich durch Skineffekte ergebenden Nachteile, beispielsweise die auftretenden Verluste, noch handhabbar. Die elektromagnetischen Wellen werden aufgrund der im Vergleich zu den auftretenden Wellenlängen zu kleinen und deshalb als Antennen unwirksamen Primärwicklungen nicht abgestrahlt, wodurch ein einfacher Aufbau der Anordnungen ermöglicht wird. Eine EMV-Messung von eventuell abgestrahlten Störungen muß nicht erfolgen. Günstig wirkt sich zudem aus, daß mittelfrequente Magnetfelder durch metal lische Maschinen-Komponenten nur in geringem Ausmaß abgeschirmt werden, so daß vorteilhaft auch an unzugänglichen Stellen einer Maschine ein zur Energieversorgung ausreichend starkes Magnetfeld auftritt.They are in the specified medium frequency range from approximately 15 kHz to approximately 15 MHz disadvantages resulting from skin effects, for example the losses which occur, still manageable. The electromagnetic waves are compared due to the to the occurring wavelengths too small and therefore ineffective as antennas Primary windings are not radiated, resulting in a simple structure of the arrangements is made possible. An EMC measurement of any radiated interference is not necessary respectively. The fact that medium-frequency magnetic fields caused by metal Mechanical machine components are shielded only to a small extent, so that advantageous also in inaccessible places of a machine for energy supply sufficiently strong magnetic field occurs.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further advantages are evident from the description below.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing Examples explained. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur drahtlosen elektrischen Versor gung von Sensoren, Fig. 1 is a block diagram of the configuration for a wire electrical supply versor of sensors,

Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung des verwendeten Transformatorprinzips, Fig. 2 is a circuit diagram to explain the transformer principle used,

Fig. 3 eine erste praktische Ausführungsform, Fig. 3 shows a first practical embodiment,

Fig. 4 eine zweite praktische Ausführungsform, Fig. 4 shows a second practical embodiment,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform mit orthogonalen Primärwicklungen, Fig. 5 shows a third embodiment with orthogonal primary windings,

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform mit unterschiedlich gestalteten Primär wicklungen, Fig. 6 developments, a fourth embodiment with differently shaped primary,

Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform mit bandförmiger Primärwicklung, Fig. 7 shows a fifth embodiment with strip-shaped primary winding,

Fig. 8 ein Ersatzschaltbild mit primärseitigen und sekundärseitigen Weiterbil dungen. Fig. 8 is an equivalent circuit diagram with primary and secondary-side trainings.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur drahtlosen elektrischen Versorgung von Sensoren dargestellt. Es ist eine kreisförmige, vorzugsweise aus mehreren Win dungen aufgebaute Primärwicklung 1 zu erkennen, welche eine Vielzahl - gegebe nenfalls bis zu einigen Hundert - von Sekundärwicklungen 2.1, 2.2, 2.3 . . . . 2.s (s = belie bige ganze Zahl) umfaßt, wobei jede Sekundärwicklung 2.1 bzw. 2.2 bzw. 2.3 . . . . 2.s mit einem Sensor 3.1 bzw. 3.2 bzw. 3.3 . . . . 3.s verbunden ist. Die Primärwicklung 1 ist an einen Oszillator 4 (Mittelfrequenz-Oszillator) angeschlossen. Der Oszillator 4 speist die Primärwicklung 1 mit einer mittelfrequenten Schwingung im Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz. Diese Mittelfrequenz würde zur Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern führen, deren Wellenlängen größer als 22 m bis 22 km sind und damit wesent lich größer als die Abmessungen der eingesetzten Primärwicklung - kleiner als 2 m -, so daß die Primärwicklung nicht als Antenne für derartige elektromagnetische Strah lung wirkt. Es liegt also eine rein magnetische Kopplung (und keine wirksame elektro magnetische Kopplung) zwischen der Primärwicklung und den Sekundärwicklungen im Sinne eines Mittelfrequenz-Transformators vor.In Fig. 1 is a block diagram of the arrangement is shown for the wireless supply of electric sensors. It can be seen a circular primary winding 1 , preferably constructed from a plurality of windings, which has a multiplicity — possibly up to a few hundred — of secondary windings 2.1 , 2.2 , 2.3 . . . . 2. s (s = any integer) includes, with each secondary winding 2.1 or 2.2 or 2.3 . . . . 2. s with a sensor 3.1 or 3.2 or 3.3 . . . . 3. s is connected. The primary winding 1 is connected to an oscillator 4 (medium-frequency oscillator). The oscillator 4 feeds the primary winding 1 with a medium-frequency oscillation in the range from approximately 15 kHz to approximately 15 MHz. This medium frequency would lead to the emission of electromagnetic fields, the wavelengths of which are greater than 22 m to 22 km and thus significantly larger than the dimensions of the primary winding used - less than 2 m - so that the primary winding does not act as an antenna for such electromagnetic radiation works. There is therefore a purely magnetic coupling (and no effective electromagnetic coupling) between the primary winding and the secondary windings in the sense of a medium-frequency transformer.

Als Sensoren werden insbesondere Näherungssensoren bzw. Näherungsschalter ein gesetzt. Die Erfindung ist jedoch auch für Temperaturmeßsensoren, Druckmeßsenso ren, Strommeßsensoren oder Spannungsmeßsensoren einsetzbar. Die Leistungsauf nahme eines Sensors liegt im Bereich einiger zehn µW bis etwa 50 mW, vorzugsweise bei 1 mW.In particular, proximity sensors or proximity switches are used as sensors set. However, the invention is also for temperature measuring sensors, pressure measuring sensors Ren, current measuring sensors or voltage measuring sensors can be used. The power consumption acquisition of a sensor is in the range of a few tens of µW to about 50 mW, preferably at 1 mW.

In Fig. 2 ist ein Schaltbild zur Erläuterung des verwendeten Transformatorprinzips dar gestellt. Es sind wiederum die Primärwicklung 1 mit einspeisendem Oszillator 4 und die Sensoren 3.1 . . . . 3.s mit den angeschlossenen Sekundärwicklungen 2.1 . . . . 2.s zu erken nen.In Fig. 2 is a circuit diagram to explain the transformer principle used is provided. There are again the primary winding 1 with the feeding oscillator 4 and the sensors 3.1 . . . . 3. s with the connected secondary windings 2.1 . . . . 2. Recognize s.

In Fig. 3 ist eine erste praktische Ausführungsform dargestellt. Es ist eine Maschine 5 - insbesondere ein Industrieroboter bzw. Herstellungsautomat bzw. Fertigungsautomat - gezeigt, welche mit zahlreichen an beweglichen Maschinenkomponenten montierten Sensoren 3.1 . . . . 3.s, insbesondere Näherungssensoren, versehen ist. Die Maschine 5 befindet sich zwischen zwei horizontal angeordneten Primärwicklungen 1.1 und 1.2. Diese beiden Primärwicklungen 1.1, 1.2 liegen elektrisch parallel am Oszillator 4 (Ge nerator) oder werden alternativ von zwei separaten Oszillatoren gespeist. Zwischen beiden Primärwicklungen tritt ein relativ gleichmäßiges Magnetfeld auf. Von Wichtigkeit ist es dabei, daß sich die Näherungssensoren stets im sich zwischen beiden Primär wicklungen 1.1, 1.2 ausbildenden magnetischen Feld befinden, so daß über ihre Se kundärwicklungen eine magnetische Ankopplung wirksam und demzufolge eine Ener gieeinspeisung möglich ist.In Fig. 3 shows a first practical embodiment is shown. A machine 5 - in particular an industrial robot or automatic manufacturing machine or automatic manufacturing machine - is shown, which has numerous sensors 3.1 mounted on movable machine components. . . . 3. s, in particular proximity sensors, is provided. The machine 5 is located between two horizontally arranged primary windings 1.1 and 1.2 . These two primary windings 1.1 , 1.2 are electrically parallel to the oscillator 4 (Ge generator) or are alternatively fed by two separate oscillators. A relatively uniform magnetic field occurs between the two primary windings. It is important that the proximity sensors are always in the magnetic field between the two primary windings 1.1 , 1.2 , so that their magnetic windings are effective via their secondary windings and consequently an energy supply is possible.

Jeder Sensor, insbesondere Näherungssensor, ist mit einer Sendeeinrichtung ausge stattet, die Funksignale hinsichtlich der erfaßten interessierenden Sensor-Information, insbesondere des Näherungszustandes "zu detektierendes Objekt vorhanden/nicht vorhanden" abgibt. Die Funksignale aller Näherungssensoren werden von einer zen tralen Empfangseinrichtung 9 empfangen und an einen Prozeßrechner 10 (speicher programmierbare Steuerung) weitergeleitet. Vorzugsweise befindet sich die Empfangs einrichtung in unmittelbarer Nähe der Maschine 5, um eine optimale Funkverbindung mit den Sensoren zu gewährleisten, während der die Maschine steuernde Prozeßrech ner 10 auch entfernt von der Maschine 5 angeordnet sein kann. Wie leicht erkennbar ist, ergibt sich durch das vorgeschlagene System eine kabellose Konfiguration der Sensoren sowohl hinsichtlich ihrer elektrischen Energieversorgung als auch hinsichtlich der Informationsübertragung zum Prozeßrechner.Each sensor, in particular proximity sensor, is equipped with a transmission device which emits radio signals with regard to the sensor information of interest, in particular the proximity state "object to be detected present / not available". The radio signals of all proximity sensors are received by a central receiving device 9 and forwarded to a process computer 10 (programmable logic controller). The receiving device is preferably located in the immediate vicinity of the machine 5 , in order to ensure an optimal radio connection with the sensors, while the process computer 10 controlling the machine can also be arranged remotely from the machine 5 . As can easily be seen, the proposed system results in a wireless configuration of the sensors both with regard to their electrical energy supply and with regard to the information transmission to the process computer.

In Erweiterung des vorgeschlagenen Systems sind die Sensoren mit Empfangseinrich tungen versehen, die Funksignale einer zentralen Sendeeinrichtung empfangen. Auf diese Weise ist ein bidirektionaler Informationsaustausch zwischen dem Prozeßrechner und den Sensoren möglich, wobei jeweils Sende/Empfangseinrichtungen für die Funksignale vorzusehen sind.In addition to the proposed system, the sensors are equipped with a receiver lines provided that receive radio signals from a central transmitter. On this is a bidirectional exchange of information between the process computer and the sensors possible, each with transmitting / receiving devices for the Radio signals must be provided.

In Fig. 4 ist eine zweite praktische Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausfüh rungsform ist lediglich eine einzige Primärwicklung 1 vorgesehen, welche die Maschine 5 - insbesondere ein Industrieroboter bzw. Herstellungsautomat bzw. Fertigungsauto mat - mit den zahlreichen, an ihr montierten Sensoren 3.1 . . . . 3.s global umfaßt.In Fig. 4 shows a second practical embodiment is shown. In this embodiment, only a single primary winding 1 is provided, which the machine 5 - in particular an industrial robot or manufacturing machine or manufacturing machine - with the numerous sensors 3.1 mounted on it. . . . 3. s includes globally.

In Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform mit drei orthogonal zueinander angeordneten Primärwicklungen dargestellt. Es ist eine Maschine 5 gezeigt, welche von einer ersten vertikalen Primärwicklung 1.1, einer hierzu orthogonalen zweiten vertikalen Primär wicklung 1.2 und einer horizontalen dritten Primärwicklung 1.2 umschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform mit drei orthogonalen Primärwicklungen ergibt sich eine be sonders gleichmäßige und nicht gerichtete Ausbildung des magnetischen Feldes. Al ternativ bzw. ergänzend hierzu ist es auch möglich, jeden Sensor mit zwei oder drei orthogonalen Sekundärwicklungen auszurüsten.In Fig. 5 a third embodiment is shown with three orthogonally arranged primary windings. A machine 5 is shown, which is enclosed by a first vertical primary winding 1.1 , an orthogonal second vertical primary winding 1.2 and a horizontal third primary winding 1.2 . In this embodiment with three orthogonal primary windings, a particularly uniform and non-directional formation of the magnetic field results. Alternatively or in addition to this, it is also possible to equip each sensor with two or three orthogonal secondary windings.

Des weiteren ist auch eine Ausführungsform realisierbar, bei der lediglich zwei orthogo nale Primärwicklungen vorgesehen sind. Selbstverständlich sind auch Ausführungsfor men realisierbar, welche mehrere Primärwicklungen 1.1 bis 1.p aufweisen, die nicht orthogonal angeordnet sind.Furthermore, an embodiment can also be implemented in which only two orthogonal primary windings are provided. Of course, it is also possible to implement embodiments which have a plurality of primary windings 1.1 to 1 .p which are not arranged orthogonally.

In Fig. 6 ist eine vierte Ausführungsform mit mehreren unterschiedlich gestalteten Pri märwicklungen dargestellt. Es handelt sich um eine relativ ausgedehnte Maschine 5, bei der die einzelnen Näherungssensoren bzw. allgemein die Sensoren 3.1 . . . . 3.s nicht einigermaßen homogen über die Maschine verteilt angeordnet sind, sondern lediglich an einigen bestimmten Bereichen der Maschine gehäuft auftreten. Bei einer derartigen ausgedehnten Konfiguration ist aus Gründen der zu erzielenden magnetischen Feld stärke der Einsatz mehrerer, gezielt angeordneter Primärwicklungen vorteilhaft, welche jeweils mindestens eine Sekundärwicklung eines Sensors lokal beeinflussen.In Fig. 6, a fourth embodiment is shown with several differently designed primary windings. It is a relatively extensive machine 5 , in which the individual proximity sensors or generally the sensors 3.1 . . . . 3. s are not arranged somewhat homogeneously distributed over the machine, but only occur frequently in some specific areas of the machine. In the case of such an extensive configuration, the use of a plurality of specifically arranged primary windings, each of which locally influences at least one secondary winding of a sensor, is advantageous for reasons of the magnetic field to be achieved.

Ein erster mit Näherungssensoren bestückter Maschinenbereich liegt dabei im Mag netfeld zwischen zwei horizontalen, rechteckförmigen, sich einander gegenüberlie genden Primärwicklungen 1.1, 1.2. Ein zweiter, hierzu benachbarter, mit Näherungs sensoren bestückter Maschinenbereich liegt im Magnetfeld zwischen zwei horizontalen, kreisringförmigen oder ovalen, sich einander gegenüberliegender Primärwicklungen 1.3, 1.4. Ein dritter mit Näherungssensoren bestückter Maschinenbereich wird vom Mag netfeld einer Primärwicklung 1.5 beeinflußt, wobei diese Primärwicklung um den Mit telschenkel eines E-förmigen Ferritkernes angeordnet ist, wodurch sich teilweise eine Abschirmung des Magnetfeldes und sich teilweise eine Verstärkung im interessieren den, lokal begrenzten Bereich ergibt ("Spot-Wirkung"). Ein vierter mit Näherungssenso ren bestückter Maschinenbereich liegt im Einflußbereich einer Primärwicklung 1.6. Die Magnetfelder der einzelnen Primärwicklungen 1.1 bis 1.6 in den einzelnen Maschinen bereichen sind jeweils gestrichelt angedeutet.A first machine area equipped with proximity sensors lies in the magnetic field between two horizontal, rectangular, mutually opposite primary windings 1.1 , 1.2 . A second, adjacent machine area equipped with proximity sensors lies in the magnetic field between two horizontal, circular or oval, mutually opposite primary windings 1.3 , 1.4 . A third machine area equipped with proximity sensors is influenced by the magnetic field of a primary winding 1.5 , this primary winding being arranged around the center leg of an E-shaped ferrite core, which results in part in a shielding of the magnetic field and in part a gain in the region of interest which is of interest ("Spot Effect"). A fourth machine area equipped with proximity sensors lies in the area of influence of a primary winding 1.6 . The magnetic fields of the individual primary windings 1.1 to 1.6 in the individual machine areas are indicated by dashed lines.

In Fig. 7 ist eine fünfte Ausführungsform mit bandförmiger Primärwicklung dargestellt. Die bandförmige Primärwicklung 1 ist an ihrem einen Ende am Oszillator 4 angeschlos sen, während das weitere Ende zusammengeschaltet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Doppelleitung mit zwei vom gleichen Strom mit entgegengesetzter Richtung durchflossenen Leitern, was das Magnetfeld zwischen beiden Leitern in gewünschter Weise verstärkt und das Magnetfeld im Bereich außerhalb der beiden Leiter ab schwächt. Vorteilhaft wird die bandförmige Primärwicklung 1 an der Maschine derart installiert, daß sich die einzelnen Sensoren 3.1 bis 3.n im Bereich zwischen beiden Leitern der Doppelleitung befinden.In Fig. 7, a fifth embodiment is shown with ribbon-shaped primary winding. The band-shaped primary winding 1 is connected at one end to the oscillator 4 , while the other end is connected. In this way, there is a double line with two conductors through which the same current flows in opposite directions, which reinforces the magnetic field between the two conductors in the desired manner and weakens the magnetic field in the area outside the two conductors. The band-shaped primary winding 1 is advantageously installed on the machine in such a way that the individual sensors 3.1 to 3 .n are located in the area between the two conductors of the double line.

Selbstverständlich kann dabei jede Leitung der Doppelleitung aus mehreren Einzellei tern bestehen, wobei die Einzelleiter beider Leitungen im Sinne einer Wicklung mitein ander verbunden sind, so daß sich quasi eine Primärwicklung 1 wie unter Fig. 4 be schrieben ergibt, welche extrem flach ausgebildet ist.Of course, each line of the double line can consist of several individual lines, the single conductors of both lines being connected to each other in the sense of a winding, so that there is virtually a primary winding 1 as described under FIG. 4, which is extremely flat.

In Fig. 8 ist ein Ersatzschaltbild mit primärseitigen und sekundärseitigen Weiterbildun gen dargestellt. Wie zu erkennen ist, liegt die Primärwicklung 1 über einem Kompensa tionskondensator 6 am Oszillator 4, wodurch ein resonanter Betrieb des Oszillators er zielt wird. Lediglich beispielhaft ist die magnetische Kopplung zwischen Primärwicklung 1 und Sekundärwicklung 2.1 angedeutet. An die Sekundärwicklung 2.1 ist ein AC/DC- Steller 7 angeschlossen, der einen zur Energieversorgung des Sensors 3.1 dienenden Energiespeicher 8 speist. In FIG. 8 is an equivalent circuit with the primary-side and secondary-side Weiterbildun shown gene. As can be seen, the primary winding 1 is a Kompensa tion capacitor 6 on the oscillator 4 , whereby a resonant operation of the oscillator is aimed. The magnetic coupling between primary winding 1 and secondary winding 2.1 is only indicated as an example. An AC / DC controller 7 is connected to the secondary winding 2.1 and feeds an energy store 8 which serves to supply the sensor 3.1 with energy.

In Erweiterung des in Fig. 8 dargestellten Schaltbildes ist es auch möglich, einen Kom pensationskondensator in der Anschlußleitung zwischen Sekundärwicklung 2.1 und AC/DC-Steller 7 vorzusehen.In extension of the circuit diagram shown in FIG. 8, it is also possible to provide a compensation capacitor in the connecting line between the secondary winding 2.1 and the AC / DC actuator 7 .

Claims

1. A method for the wireless supply of a plurality of sensors ( 3.1 to 3. s) with electrical energy, wherein a medium-frequency magnetic field emitted by at least one primary winding ( 1 , 1.1 to 1. p) for each at least one secondary winding ( 2.1 to 2 s.) sensor having transmitted energy and is converted into electrical Ener.

2. Arrangement for the wireless supply of a plurality of sensors ( 3.1 to 3. s) with electrical energy using at least one primary winding ( 1 , 1.1 to 1. p) fed by a medium-frequency oscillator ( 4 ), each sensor ( 3.1 to 3. s) has at least one secondary winding ( 2.1 to 2. s) suitable for energy absorption from a medium-frequency magnetic field.

3. Arrangement according to claim 2, characterized by a single, the secondary windings ( 2.1 to 2. s) of the sensors ( 3.1 to 3. s) global comprehensive primary winding ( 1 ).

4. Arrangement according to claim 2, characterized by at least two par allel side by side arranged primary windings ( 1.1 , 1.2 ), between which the secondary windings ( 2.1 to 2. s) of the sensors ( 3.1 to 3. s) are arranged.

5. Arrangement according to claim 2, characterized by two orthogonally arranged primary windings ( 1.1 , 1.2 ).

6. Arrangement according to claim 2, characterized by three orthogonally arranged primary windings ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ).

7. Arrangement according to claim 2, characterized by at least one, at least one secondary winding ( 2.1 to 2. s) of a sensor ( 3.1 to 3. s) locally influencing primary winding ( 1.1 to 1. p).

8. An arrangement according to claim 2, characterized by a primary winding ( 1 ) in the form of a double line, the secondary windings ( 2.1 to 2. s) of the sensors ( 3.1 to 3. s) being arranged between the double line.

9. Arrangement according to one of claims 2 to 8, characterized in that at least one primary winding is provided with a ferrite core.

10. Arrangement according to one of claims 2 to 9, characterized in that the at least one primary winding with a compensation capacitor ( 6 ) is switched.

11. Sensor with at least one secondary winding suitable for energy absorption from a medium-frequency magnetic field ( 2.1 to 2. s).

12. Sensor according to claim 11, characterized by several orthogonal Secondary windings.

13. Sensor according to claim 11 and / or 12, characterized in that the secondary winding ( 2.1 to 2. s) with a compensation capacitor ( 6 ) is wired tet.

14. Sensor according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one secondary winding ( 2.1 to 2. s) with an AC / DC actuator is switched, which charges an energy store ( 8 ).

15. System for a plurality of sensors, in particular proximity sensors, having a machine, in particular a production machine,

each sensor ( 3.1 to 3. s) has at least one secondary winding ( 2.1 to 2. s) suitable for absorbing energy from a medium-frequency magnetic field,
- At least one primary winding ( 1 , 1.1 to 1. p) fed by a medium-frequency oscillator ( 4 ) is provided for the wireless supply of the sensors ( 3.1 to 3. s) with electrical energy,
- Each sensor being equipped with a transmitting device which transmits radio signals containing interesting sensor information to a central receiving device ( 9 ) connected to a process computer ( 10 ) of the machine.

16. System according to claim 15, characterized in that the sensors are provided with receiving devices which transmit radio signals from a central station direction received, so that a bidirectional information exchange between the Process computer and the sensors is possible.