DE2052102A1

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Info

Publication number: DE2052102A1
Application number: DE19702052102
Authority: DE
Original assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Current assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Priority date: 1970-10-23
Filing date: 1970-10-23
Publication date: 1972-04-27
Also published as: US3787726A; DE2059659B2; DE2059659C3; US3763955A; JPS478564A; GB1373503A; FR2111270A5; DE2059659A1

Description

PATENTANWÄLTE

DiPL-ING. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl-phys. MENTZEL

33 Kennwort; "Kantenabtastung"

Firma PULSOTHONIC Merten KG, 527 Gummersbach

Elektronische Regeleinrichtung

Die Erfindung betrifft elektronische Regeleinrichtungen mit Bausteinen, die ein hochfrequentes magnetisches oder elektrisches Feld abstrahlen und etwa über die Annäherung elektrisch leitfähigen Materials aussagen. Im allgemeinen handelt es sich um sogenannte berührungslose, induktive oder kapazitive Schalter, die das Überschreiten einer Annäherungsschwelle signalisieren. Diese Eigenschaft wird industriell vielIaItig ausgenutzt. Im besonderen Falle steht die Ausgangsspannung eines Annäherungsbausteines im analogen Zusammenhang mit dem Abstand des genäherten Materials. Auf diese Weise werden z.B. Strecken elektronisch vermessen.

Auigabe der Ei findung ist die Schaffung einer elektronischen λ Regeleinrichtung, die vor allem im industriellen Bereich z.U. in der Fahrzeuglenk- oder Nachlaufsteuerung, Niveausteuerung, Positionierung und dergleichen durch weitgehende stürsicherheit und Empfindlichkeit, durch geringen Aulwand der Elektronik und Einrichtung brauchbar ist.

Bekannt sind Anlagen, die mit einem Sende- und Empfangssystem elektromagnetischer Wellen oder mit optoelektronischen

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Mitteln oder ait magnetisch ieitfähigem Material, das von induktiven Sensoren erfaßt wird, versehen sind und z.H. zur automatischen Fahrzeuglenksteuerung angewendet werden. Erfindungsgemäü wird die Aufgabe da-durch gelost, daß ein Analoggeber in festem Abstand über einer elektrisch leitfähigen Kante angeordnet und so beschaltet ist, dall din projektion der Kante auf die Mittellinie der aktiven Zone des Gebers die Ausgangsspannung O und die seitliche Verschiebung der Kante eine in Arbeitsbereich ihr etwa proportionale, positive oder negative Ausgangsspannung je nacti Verschieberichtung bewirkt. Wird der berührungslose lieber so über die Kante eines elektrisch leitfähigen Materials gebracht, daß deren Projektion alt der Mittellinie der aktiven Zone des Gebers zusammenfallt und der Geber so beschaltet, daü diese Anordnung einer Ausgangsspannung O entspricht, dann wächst die Ausgangsspannung Z₁B₉ proportional zur seitlichen Kantenverschiebung ins Negative, wenn diese seitliche Verschiebung bei festem Abstand von Geber mehr elektrisch leitfähiges Material in die Nahe der aktiven Zone des Gebers bringt und sein hochfrequentes, magnetisches FeIu stärker bedämpft. Die Ausgangsspannung wachst nach O-Durchgang in gleicher Weise ins positive, wenn die entgegengesetzte Kantenversohiebung dämpfendes Material aus der Nähe des Gebers entfernt. Der resultierende Spannung»verlauf ist u.a. für einen Hegelvorgang geeignet.

man

Hiistet/~zTE. für seine Lenkung ein Fahrzeug mit einem Analoggeber aus und bringt den Geber üJ>ur die Kante eines auI dem Hoden aufgebrachten elektrisch leittähigen Folienmaterials ils Schiene in Stellung, so tolgt z.U. bei entsprechender Beschäl'lung und Verstärkung das Drehmoment des Lenke te 11-aotors dem AusgangesignaI. Ein aiii diuse Weise betriebenes Fahrzeug hat gegenüber dem bekannten variant on z.B. mit Verwendung eines stationären Hoch Ire.,uenzsenders, am Fahrzeug angebrachten Empfangespulen und eines im Boden verlegten Führungsdrahtes vor allem di· Vorteile eines geringeren

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elektronischen Aufwandes und eines billigen Schienensystems insbesondere mit einfacher Äuderungs- und Erweiterungsinög-1ichkeit.

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Auf der Zeichnung ist eine Ausführung der Erfindung dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Kantenversehiebung,

Fig. 2 die Ausgangsspannung nach Besehaltung des Gebers,

Fig. 3 ein Schaltchema eines induktiven Annäherungs- ä

bausteines und

Fig. k eine Anwendung bei Spurfahrzeugen.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet Ua die Ausgangsspannung und s die Kantenverschiebung, deren genutzter Bereich B zwischen den strichpunktierten Grenzen verläuft und als Mittellinie M die Kantenverschiebung O hat. In Fig. 4 ist die Projektion der Kante K einer Leitfolie F auf einem Analoggeber G des Fahrzeuges A und die Mittellinie M der aktiven Zone dargestellt. Die Folie F besteht aus elektrisch leitendem Material und ist auf dem Boden E aufgebracht.

Die Abtastung üer elektrisch leitfähigen Kante K durch den Analoggeber G setzt einen festen Abstand a zwischen diesen und dem bei Abtastung wirbelatromführenden Medium voraus, wenn keine ausregelnden Maßnahmen getroffen sind, da Abstandsänderungen den Geber in gleicher Weise wie eine Kantenverschiebung beeinflussen. Die Kante K endet in der gezeichneten Stellung des Fahrzeuges A und Gebers G an der Mittellinie M.

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Nach Beschaltung des Analoggebers liegt dann nach Fig. 2 ,.eine Ausgangsspannung Ue » 0 an bei Mittellinienstellung der Kante. Wird bei seitlicher Verschiebung der Kante mehr leitfähiges Material in die Nahe der aktiven Zone des Analoggebers G gebracht, so wächst die Ausgangsspannung Ue z.B. negativ proportional zur Strecke der Kantenverschiebung. Bei entgegengesetzter Verschiebung vergrößert sich die Ausgangsspannung Ue entsprechend ins Positive, Der Verlauf der Ausgangsspannung hat je nach Verstärkung verschiedene Neigung.

Der induktive Annäherungsbaustein besteht als Analog — geber in Fig. 3 aus einöm Oszillator I mit Temeraturkompensation und Gleichrichtung mit Siebung II. Im Collek·* torkreis des Oszillatortransistors ψ liegt der Schwingkreis mit Kondensator C2 und Induktivität L mit Arbeitsabgrifί. Die ilückkopplungswicklung L* befindet sich im gleichstromfreien (Koppelkondensator C 1) Emitterkreis mit dem einstellbaren amplitudenbestimmenden Widerstand R k und der Temperaturkompensation aus den Widerständen H 1, R 2 und R J als NTC-Widerstand. Zenerdiode D 1, Widerstände R 6 und R 5 legen den Arbeitspunkt des basisgeschalteten Oszillatortransistors T fest.

Die Gleichrichtung und Siebung II erfolgt an der Rüokkopplungswicklung L¹ mittels Diode D2 und den Kondensatoren C 3, C '* und den Widerständen H 7, R 8. Das Magnetfeld der Induktivität L des hochfrequenten Schwingkreises mit Kondensator C kann frei austreten und durch Wirbelstrombildung in elektrisch leitfähigem Material die Spannungsamplitude im Oszillator bedampfen. Die Auswertung des Amplitudenverlaufs durch Beschaltung nach II führt zur Abhängigkeit der Ausgangsspannung Ua von der Kantenverscüiebung nach Fig. i. Nach weiterer Beschaltung ist eine in gewissem Bereich proportionale Abhängigkeit nach Fig. 2 möglich, die nach Verstärkung

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z.B. die Eingangsspannung eines zur geregelten Einheit gehörenden Stellgliedes Ii (Fig. 4) darstellt.

Die Anwendung der elektronischen Hegeleinrichtung erstreckt sich über die Metallfolie als Schiene hinaus auf alle Grenzlinien zwischen elektrisch leiti'ähigen und nichtleitenden
Medien und zeichnet sich durch Störsichurheit, Empfindlichkeit und geringen Aufwand aus.

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Claims

PATENTANWÄLTE

HPL-ING. LUDEWIG · DiPL-PHYS. BUSE · DiPL-PHYS. MENTZEL

Ansprüche:

1./ Elektronische Regeleinrichtung mit berührungslosem Annäherungsbaustein, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analoggeber (ü) in festem Abstand über einer elektrisch leitfähigen Kante (K) angeordnet und so beschaltet ist, daiJ die Projektion der Kante auf die Mittellinie (M) der aktiven Zone des Gebers die Ausgangsspannung Null und die seitliche Kantenverschiebung eine im Arbeitsbereich ihr etwa proportionale, positive oder negative Ausgangsspannung je nach Verschiebungsrichtung bewirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dali dom Analoggeber (G) ein zur geregelten Einheit gehörendes Stellglied (il) zugeordnet ist, das die seitliche Verschiebung des Analoggebers zur Kante (K) des elektrisch ieiti'uhigen Materials so lange bewirkt, bis die Projektion der Kante aul" die aktive Zone mit deren Mittellinie zusammenfällt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dal) die Verschiebung der Kante (K) gegen die Mittellinie (M) der aktiven Zone des Gebers (9) die Sehwingungsamplitute und damit die Ausgangsspannung des im Arbeitsbereich etwa verschiebungsproportional ändert.

>i. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daiJ die Ausgangsspannung (Ue) des beschal to ten,

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berührungslosen Annäherungsbausteines positiv oder negativ proportional der Kantenversehiebung wächst (Fig. 2).

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß als Analoggeber (G) ein Oszillator in Basisschaltung mit Temperaturkompensation, Gleichrichtung und Siebung dient.

b. Einrichtung nach Anspruch i oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Analoggeber (G) induktiv oder kapazitiv wirkt.

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