DE2111774A1 - Annaeherungsdetektor - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Heinz Bardehle ' . 21 I I 774

Patentanwalt
8000 München 26. Postfach 4

Mein Zeichen: P 1167

Anmelder: -- Pyrotector, Incorporated

Hingham/ Massachusetts, V. St. A,

Annäherungsdetektor

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schaltungen zur Feststellung einer Veränderung zwischen einer Sonde bzw. einem Tastkopf und einem Bezugselement. Bin Beispiel für eine derartige Veränderung stellt die Annäherung eines ge- λ erdeten Gegenstands, wie einer Person oder eines sich bewegenden Fahrzeugs, gegenüber einem bezeichneten Gegenstand, mit dem die Tastanordnung verbunden ist, dar. Ein weiteres Beispiel für eine derartige Veränderung ist die Entfernung eines Kunstgegenstandes, der von einem Anzeigeständer getragen wird, welcher als Bezugselement dient, während eine hinter dem Kunstgegenstand vorgesehene Metallplatte als Tastanorllnung bzw. Taster wirkt»

109840/1215

Es sind bereits Annäherungsdetektoiy bekannt, die die Tatsache ausnutzen, daß dann, wenn eine Person oder ein Fahrzeug sich einem in geeigneter Weise von Erde isolierten Gegenstand nähert, die Kapazität zwischen dem betreffenden Gegenstand und Erde zunimmt. In verschiedentlich benutzten Annäherungsdetektoren wird jedoch ein abgestimmter Schwingkreis verwendet, dessen bei Resonanz erfolgender Betrieb durch die

infolge der gegenseitigen Annäherung bewirkte Kapazitätsänderung aufgehoben wird. Der Nachteil eines derartigen abgestimmten Schwingkreises besteht darin, daß dessen Herstellung einen hohen Arbeits- und Kostenaufwand mit sich bringt, und zwar im Hinblick auf die dabei erforderlichen Spulen, etc.. Darüber hinaus zeigen Annäherungsdetektoren mit einem abgestimmten Schwingkreis eine starke Neigung, ihren Arbeitspunkt zu verändern, d.h. zu "-driften". Demgemäß hängt die richtige Betriebsweise bei derartigen Detektoren von der genauen Einstellung des abgestimmten Schwingkreises ab, dessen Einstellung aber die Neigung zeigt, sich unter Umgebungsbedingungen zu ändern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der den vorstehend betrachteten bekannten Annäherungsdetektoren anhaftenden Schwierigkeiten vorgegangen werden kann, um einen relativ einfachen und zuverlässig arbeiten Annäherungsdetektor zu schaffen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, daß in dem Fall, daß eine Person sich einem von Erde isolierten leitenden Gegenstand annähert, die Kapazität zwischen dem betreffenden Gegenstand und Erde sich ändert. Wenn z,B, eine Ladeschal tung irgendeiner Art an einen metallischen Gegenstand

109840/12 15

angeschlossen wäre, der von Erde isoliert wäre, so würde die Ladeschaltung die,zwischen dem metallischen Gegenstand und Erde vorhandene.Kapazität dadurch aufladen, daß sie eine .elektrische Ladung auf den betreffenden Gegenstand aufbrächte. Nimmt man nun an,, daß die Ladeschaltung von der betrachteten Anordnung abgetrennt wird und daß die erzeugte Ladung auf dem metallischen Gegenstand verbleibt, der seinerseits mit einer Spannungsfeststellschaltung irgendeiner Art verbunden bleibt, die die Spannung zwischen dem betreffenden Gegenstand und Erde festzustellen erlaubt, so ergibt sich folgendes, wenn sich eine Person dem betreffenden Gegenstand nähert«, Infolge dieser Annäherung nimmt die Kapazität zwischen dem betreffenden Gegenstand und Erde zu. Da die Ladung auf dem betreffenden Gegenstand konstant bleibt, sinkt die Spannung in Bezug auf Erde abc Dies führt dann zur Abgabe eines Signals an die spannungsempfindliche Spannungsfeststelleinrichtung_o Die hier in Frage stehende Kapazität steigt dabei unabhängig davon an, ob die erwähnte Person als geerdet oder als über ein Dielektrikum von Erde isoliert zu betrachten ist. Im erstgenannten Fall führt die Annäherung der Person zu dem betreffenden metallischen Gegenstand dazu, daß zu diesem das Erdpotential dichter herangeführt wird, und im zweiten Fall bewegt sich die betreffende Person allmählich zwischen dem metallischen Gegenstand und Erde.

Auf Grund der Neigung der Ladung, von dem metallischen Objekt bzw« Gegenstand abzufließen, muß auf dieses fortwährend auf irgendeine Art und Weise Ladung aufgebracht werden. Zu diesem Zweck werden an den betreffenden metallischen GegenstandLädeimpulse hinreichender stärke abgegeben, um die jeweilige Ladung, die abgeflossen ist, wieder zu ersetzen. Im Unterschied"dazu kann eine Ladung auf den betreffenden metallischen Gegenstand auch ständig aufgebracht werden, und zwar über einen einen, vorgegebenen Widerstandswert aufweisenden

109 84071215

Widerstand oder von einem Konstantstromgenerator her. Um diese Ladung in geplanter Weise durchzuführen _; kann man in jedem Falle einen Widerstandszweig zwischen dem metallischen Gegenstand und Erde vorsehen, und zwar zur Erzielung einer gesteuerten Ladungsableitung, und parallel zu einem derart vorgesehenen Widerstand könnte zur Erzielung einer besseren Steuerung ein Kondensator vorgesehen werden. Auf diese Weise führt die Abgabe von Impulsen (oder die Abgabe eines Dauerstromes) zur Aufladung des Kondensators, an* dem dabei eine Spannung liegt, die gerade den durch den widerstand hervorgerufenen Ladungsverl__ust ausgleicht_e Nähert sich nun eine Person dem metallischen Gegenstand, so steigt damit die Kapazität an. Die Folge hiervon ist, daß ein Teil der zuvor in dem Kondensator gespeicherten Ladung nunmehr zwischen diesem Kondensator und dem Kondensator verteilt wird, der durch die betreffende Person, in Kombination mit dem metallischen Objekt gebildet ist. Dies .hat zur Folge, daß bei derselben Stromabgabe-Impulsfrequenz nicht mehr eine so hohe Spannung wie zuvor aufrecht erhalten werden kann und daß die Spannung, die der metallische Gegenstand führt, wie im zuvor betrachteten Beispiel absinkt. Bei beiden Beispielen muß also eine Ladeschaltung irgendeiner Art für die Aufladung des metallischen Gegenstands vorgesehen werden, und wenn diese Ladung festliegt oder wenn der metallischen Gegenstand mit einer festliegenden Ladegeschwindigkeit aufgeladen wird, hat die Einführung einer zusätzlichen Kapazität zur Folge, daß die Spannung an dem betreffenden Gegenstand absinkt. Wird der betreffende- Gegenstand mit einer spannungsempfindlichen Schaltung verbunden, so kann die Annäherung einer Person an den betreffenden Gegenstand dazu ausgenutzt werden, die betreffende Schaltung zu triggern bzw. auszulösen, und zwar auf Grund des durch die Annäherung der erwähnten Person an den betreffenden Gegenstand hervorgerufenen Spannungsabfalls.

109840/1 215

Die durch die Annäherung der Person an den erwähnten Gegenstand hervorgerufene zusätzliche Kapazität ist.sehr klein* I>ie Erfindung überwindet nun diesen Mangel dadurch, daß sie die kapazitätsvervielfachenden Eigenschaften von Stromverstärkern, wie Emitterfolgern oder Kathodenfolgern, ausnutzt. Die durch die Annäherung einer Person an einen metallischen Gegenstand hervorgerufene erhöhte Kapazität wird als Eingangs— signal für einen solchen Verstärker herangezogen, dessen Ausgangssignal der Spannungsfeststelleinrichtung zugeführt wird» Der Betrieb auf der Eingangsseite und auf der Ausgangsseite kann dabei entsprechend obigem Beispiel erfolgen. Der Spanhungsabfall, der die Spannungsfeststelleinrichtung veranlaßt zu arbeiten, wird dabei jedoch im eigentlichen nicht durch eine Kapazitatszunähme hervorgerufen, sondern vielmehr durch einen entsprechenden Effekt, der durch den Emitterfolger verursacht wird_o Was dabei im einzelnen ausgenutzt wird, ist die Tatsache, daß die durch die Annäherung einer Person an den erwähnten Gegenstand hervorgerufene zusätzliche Kapazität dazu dient, den impulsweise angesteuerten Signaleingang des Emitterfolgers zu überbrücken, so daß der Strom der Ausgangsimpulse vermindert ist. Durch den Verstärkungsfaktor eines dabei verwendeten Transistors wird eine sehr starke Stromverminderung in dem Ausgangskreis bewirkt, die dieselbe Wirkung auf den Ausgangskreis hat wie ä die Einführung einer zusätzlichen Kapazität parallel zu dem betreffenden Kreis bzw. zu der betreffenden Schaltung. Auf diese Weise wird der Spannungsfeststelleinrichtung eine Spannungsabsenkung übermittelte Der Impulsgenerator, der als Speisequelle für die Abgabe des Spannungssignals dient, welches die Spannungsfeststelleinrichtung ansteuert, dient ferner als Eingangssignalquelle, die durch die durch die Annäherung einer Person an den erwähnten Gegenstand hervorgerufene erhöhte Kapazität modifiziert bzw« umgesteuert wird«,

1098A0/121B

Bei dem Annäherungsdetektor gemäß der Erfindung wird kein abgestimmter Schwingkreis verwendet, weshalb auch keine Abstimmung der Schaltung während des Aufbaus erforderlich ist. Darüber hinaus sind Arbeits— und Materialkosten während der Herstellung eingespart_p da die erforderliche Arbeit und die mit dem abgestimmten Schwingkreis und dessen Betrieb verbundenen Teile nicht benötigt werden. Im übrigen ist die Drift' der erfindungsgemäßen Schaltung geringer als. bei Annäherungsdetektoren mit einem abgestimmten Schwingkreise Die Eigenschaft des Driftens ist dabei mit der Einstellung der Schaltung auf den Wert der Eingangskapazität verbunden, bei dem die Detektorschaltung aktiviert wird«, Die -Eigenschaft der Schaltung zu driften bedeutet, daß ein Alarm entweder vorzeitig durch unbedeutende Gegenstände bzw, Objekte ausgelöst wird oder daß eine solche Aktivierung bei einer sehr dichten Annäherung nicht erfolgte

Während die Prinzipien der Erfindung ihre Hauptanwendung in einem Annäherungsdetektor finden, kann die vorliegende Erfindung jedoch auch zur Ausnutzung der Kapazitätsvervielfachung herangezogen werden, um jegliche Veränderung zwischen einer Tastanordnung und einem Bezugselement festzustellen.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert,

Fig„ 1 zeigt stark schematisch in einem Blockdiagramm die einzelnen Komponenten einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, Pig, 2 zeigt einen Schaltplan dieser Ausführungsform unter Verwendung von Transistoren„

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 2 dargestellten Schaltung in modifizierter Ausführungsform«

Gemäß Pig_o 1 ist eine Spannungsfeststelleinrichtung oder Alarmschaltung 1 vorgesehen, die so ausgelegt ist, daß sie

109840/1215

irgendeinen Alarm oder ein anderes Signal auszulösen imstande ' ist, wenn die der betreffenden Schaltung zugeführte Eingangs— spannung .unter einen, bestimmten schwellwert absinkt„ Die Eingangssignalspannung stellt dabei die Spannung an einem Parallelglied dar, bestehend aus einem Widerstand 2 und einem Kondensator 3, dem periodisch eine Ladung über andere Schal— tungsteile zugeführt wird* Die Signa!spannung bzw» das Spannungssignal ist im wesentlichen durch die an dem Kondensator 3 liegende Spannung gebildet; diese Spannung kann durch entsprechende Einstellung des Widerstands 2 eingestellt wer— < den, der die Geschwindigkeit festlegt, .mit der die Ladung ' von.dem Kondensator 3 abfließt. Die Spannung an dem Kondensator 3 hängt von dem Strom oder der Ladung ab, die durch die erwähnten Impulse auf den Kondensator aufgebracht wird. Die Größe dieser Ladung oder die Höhe dieses Stroms wird durcn eine Stromsteuereinrichtung 4, "Wie einen als Emitterfolger betriebenen Transistor oder einer als Kathodenfolger betriebenen Vakuumröhre, bestimmt, Die Stromsteuereinrichtung bzw. Stromregeleinrichtung 4 ist im wesentlichen ein Stromverstärker, dessen Ausgangsimpedanz durch die Parallelschaltung des Widerstands 2 und des Kondensators 3 gebildet ist. Durch einen Frequenzgenerator 5 wird eine Gleichspannungsquelle periodisch mit der Ausgangsimpedanz (Widerstand 2, Kondensator 3) in Reihe geschaltet, so daß der Ausgangskreis einen pulsierenden Strom führt, dessen Amplitude von dem durch die Eingangsschaltung gelieferten signal abhängt.

Die Eingangsschaltung bzw. der Eingangskreis enthält die Kapazität zwischen dem festzustellenden Gegenstand und einem Bezugselement, das in der Zeichnung durch ein elektrisches Bfdsymbol dargestellt ist.« Die betreffende Kapazität ist dabei mit der Stromsteuereinrichtung über eine Tastanordnung verbunden* Sie ist dabei so geschaltet, daß sie Schwankungen des Eingangssignals wirksam ableitet. Die Schwankungen des

1 09 8 4 0/12 1 B

Eingangssignals bzw. im Eingangssignal werden dabei durch denselben Impulsgenerator hervorgerufen, der die Stromimpulse in der Ausgangsschaltung bzw. im Ausgangskreis abgibt. Das Eingangssignal ist dabei durch die Spannung bzw. den Strom zwischen zwei Elementen der Stromsteuereinrichtung 4 gebildet. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform tritt diese Spannung bzw_e tritt dieser Strom pulsierend auf, und zwar zufolge der zwischen dem einen Element und dem anderen Element der Stromsteuereinrichtung angelegten Impulse. Die Kapazität zwischen dem festzustellenden Gegenstand und dem φ Bezugselement oder Erde wirkt sich dabei zwischen diesen beiden. Elementen aus. Die Prinzipien der Erfindung sind in gleicher !■/eise auch auf das Fehlen eines Impulsbetriebs anwendbar« Obwohl die in der Zeichnung dargestellte spezielle Ausführungsform der Erfindung in dem Impulsbetrieb arbeitet, umfaßt die Erfindung auch Schaltungen, die nicht impulsmäßig betrieben werden... ■'.-■- . ' -.--.--.■

Die Spannungsfeststellschaltung .1 kann eine Triggerschaltung sein, was aber nicht notwendig ist. Dabei kann ein Verstärker entweder vor oder hinter der Spannungsfeststelleinrichtung 1 verwendet werden. Ferner kann_: eine Impedanzanpaßschaltung vor .der Spannungspegel-Feststellschaltung 1 verwendet werden, ™ v/ie ein Emitterfolger. .

Im folgenden sei Fig. 2 näher betrachtet, in der das Wesen der Erfindung dargestellt ist, nämlich der als Emitterfolger betriebene Transistor 4. Die Basis 7 dieses Emitterfolgertransistors 4 ist mit der Tastanordnung 6 verbunden und damit über eine Kapazität 8 mit Erde. Eine Zunahme dieser Kapazität stellt das Eingangssignal dar. Die Basis 7 ist ferner über · einen widerstand 10 mit einer Speisequelle 9 verbunden. Bei einer charakteristischen Ausführungsform der Erfindung kann

109840/1215

die Speisequelle 9 eine Spannung von +6 Volt an die Basis 7 über einen Widerstand 10 von 100 JeJDhm abgeben« Die Vorspannung an der Basis 7 ist somit durch eine Spannung bezogen auf Erde gebildet, die 6 Volt abzüglich des Spannungsabfalls an dem Widerstand 10 bei normalem Basisstrom beträgt, wenn der Transistor 4 leitend ist«, Der Widerstand 10 ist dabei hinreichend hochohmig, um den ihn durchfließenden Strom zu begrenzen, und zwar derart, daß bei Erhöhung der Kapazität 8 ein merklicher Teil des durch den Widerstand 10 begrenzten Stroms von der Basis 7 weggeleitet wird, und zwar zur Aufladung der vergrößerten Kapazität 8«, Auf diese Weise wird der Basisstrom durch Veränderungen in der Kapazität 8 ^

beeinflußt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Kapazität 8 Teil der Eingangsschaltung bzw, des Eingangskreises ist.

Der Emitter 11 des Transistors 4 ist über eine Parallelschaltung geerdet, die den widerstand 2 und den Kondensator 3 enthält. Durch Anschluß des Emitters 11 des Transistors 4 an die Triggerschaltung 1 wird das an die Triggerschaltung 1 abgegebene Spannungssignal festgestellt, und zwar durch die am Kondensator 3 liegende Spannung. Im Betrieb gibt der Transistor von seinem Kollektor 12 an den Emitter 11 Rechteckimpulse ab, die den Kondensator 3 periodisch aufladen. Diese Ladung fließt J zwischen den Impulsen über den Widerstand 2 ab* Der Widerstand dient daneben noch dazu, den Basisstrom nach Erde abzuleiten (abgesehen zwischen den Impulsen). Die Eigenschaft dieser Schaltung liegt nun darin, daß das der Triggerschaltung 1 zugeführte Spannungssignal auf eine Art von zwei Arten vermindert werden kann. Wenn eine zusätzliche Kapazität parallel zu der Kapazität 3 wirksam gemacht bzw. eingeführt wird, wäre die Gesamtkapazität imstande, wesentlich mehr Ladung zu speichern als die Kapazität 3. Nimmt man nun noch an, daß

10 9 8 A 0/1216

keine Änderung in den einlaufenden Impulsen auftritt, so würde das den Widerstand 2 und den Kondensator 3 umfassende RC-Glied bei einer niedrigeren Spannung einen Ausgleich bewirken als zuvor. Anstatt der Einführung einer zusätzlichen Kapazität kann auch der Impulsstrom herabgesetzt werden, was die gleiche Wirkung hat, nämlich eine Herabsetzung der Ausgangssignalspannung,

Der Frequenzgenerator 5, der eine astabile Kippschaltung enthalten kann,, dient dazu, die Spannung zwischen dem Kollektor 12 und dem vom Emitter abgewandten Ende des RC-Gliedes, umfassend den Widerstand 2 und den Kondensator 3, zwischen OVoIt und 6VoIt zu ändern,, Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß das oben erwähnte Ende des Emitterkreises (in Fig. 2 mit B bezeichnet) geerdet wird oder daß die Spannung am Kollektor des einen Kippschaltungstransistors (mit dessen Kollektor der Kollektor 12 über einen Widerstand 14 verbunden ist) zwischen 0 Volt (Erde) und 6 Volt geändert wird (wie dies aus Fig« 2 hervorgeht)ο Eine andere Möglichkeit besteht noch darin, den Kollektor 15 des anderen Kippschaltungstransistors (in Fig„ 2 der Schaltungspunkt A) zu erden und den obön erwähnten Schal tungs punkt in den Ernitterkreis hinsichtlich der Spannung zwischen 6 Volt und 0 Volt zu ändern. In jedem Falle wird die Spannung zwischen dem Emitter 11 und dem Kollektor 12 veranlaßt, sich zwischen einem geringfügig unterhalb von 6 Volt liegenden Wert und einem geringfügig unterhalb von 0 Volt liegenden Wert zu ändern, so daß insgesamt voneinander beabstandete Stromimpulse auftreten. Die Höhe der Stromimpulse hängt dabei nicht von der Höhe der Spannung zwischen dem Emitter 11 und dem Kollektor 12 innerhalb der positiven Halbwelle der Periode ab. Der Impulsstrom wird vielmehr lediglich durch die Spannung zwischen der Basis 7 und dem Emitter 11 bestimmt. Der Emitter 11 ist, wie erwähnt, über das den widerstand 2 und den Kondensator 3

109840/1215

•umfassende Ausgangs-RC-Glied geerdet«, nie Tastanordnung bzw. der Taster 6 ist hingegen im wesentlichen über ein Eingangs-RC-Glied geerdet, das die Kapazität 8 und den Widerstands-Ableitweg zwischen dem Gegenstand, mit dem die Tastanordnung 6 verbunden ist, und Erde umfaßt. Durch die pulsierende Speisespannung wird somit eine Spannung zwischen der Basis 7 und dem Emitter 11 durch Aufladen der Kapazität aufrecht erhalten. Der Basisstrom ist dabei im wesentlichen umgekehrt proportional der Ladung, die die Kapazität 8 zu speichern imstande ist, da nämlich die Speicherwirkung der Kapazität 8 die für den Basisstrom verfügbare Ladung vermindert. Damit ist aber der Basisstrom im wesentlichen umge- " kehrt proportional der Größe dieser Kapazität 8. Wenn diese ?;apazität 8 größer, wird, wird der Stromfluß von der Speisequelle über den 100—kOhm-Widerstand 10 stärker belastet, und zwar mit dem Ergebnis, daß das Potential an der Basis 7 und der ■= Strom, den der Transistor an dem Emitter 11 abzugeben imstande ist, absinken* Dies wiederum ruft eine stärkere Abnahme des Stroms hervor, den der Transistor 4 von dem Kollektor 1 2 zu dem Emitter 11 hin abzugeben imstande ist_e

Ein Teil des Widerstands 10 kann veränderlich sein, wie dies in .Fig. 2 durch den Widerstand 20 angedeutet ist. Dadurch wird eine Grobsteuerung bzw.-regelung ermöglicht. ä Ferner kann ein Teil-des Widerstands 2 veränderlich bzw. einstellbar sein, wie der.mit 21 bezeichnete Widerstandsteil. Auf diese Weise wird eine Feineinstellung bzw. —regelung des Spannungspegels ermöglicht,, Im Unterschied dazu kann ein dem Widerstand 10 zugeordneter Kondensator 22 verändert werden, um eine Grobsteuerung bzw. -einstellung zu bewirken. Gemäß einer ,anderen. Alternative kann dieser Kondensator weggelassen werden „ .· _: .

109 84 0/1215

2iiitn

Der Spannungspegel ist so eingestellt, daß die Spannungsfeststellschaltung eingeschaltet ist_e

Wenn eine'zusätzliche Kapazität zwischen der Tastanordnung und Erde wirksam wird, tritt eine um den Faktor des Transistors vervielfachte Kapazität zwischen dem Emitter dieses Transistors und Erde auf„ Dies führt zu einer Herabsetzung der Impedanz zwischen dem betreffenden Emitter und Erde, Da der Transistor 10 eine voreingestellte Vorspannung für den Transistor liefert, vermindert sich die Spannung zwischen dem Emitter und Erde, Wenn diese Spannung hinreichend weit abgesenkt ist, schaltet die Spannungsfeststelleinrichtung in den Alarmzustand um.

Werm im Impulsbetrieb gearbeitet wird, kann zwischen dem Eingang und der Triggerschaltung 1 ein Integrator vorgesehen werden_e Ein derartiger Integrato'r kann z„B, eine Kapazität enthalten, deren Entladung durch eine Sperrdiode 24 lediglich über den Eingangsteil der Triggerschaltung 1 ermöglicht ist, ansonsten aber verhindert ist«, Die maximale Spannung, auf die sich die Kapazität 23 aufladen kann, ist diejenige Spannung, auf die sich die Kapazität 3 auflädt (abzüglich des Spannungsabfalls an der Diode 24)α Obwohl die Kapazität 3 weggelassen werden kann, führt ihre Verwendung zu einer Erhöhung der Stabilität, und zwar durch Herabsetzung der durch die Impulseigenschaft der Signale hervorgerufenen Spannungsänderung an dem Kondensator bzw, an der Kapazität 23«

Die Erfindung ist nun nicht nur auf impulsmäßig betriebene Stromquellen beschränkt* So kann die Eingangsstromquelle z,B, von der Ausgangsstromquelle getrennt sein, und ferner kann eine oder können beide Stromquellen so ausgelegt sein, daß sie einen Dauerstrom anstatt einen Impulsstrom liefern. Von

109840/1215

wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß in beiden Fällen die Eingangsschaltung und die Ausgangsschaltung eine Impedanz aufweisen (im Falle der Eingangsschaltung ist dies eine Kapazität und· im Falle der Ausgangsschaltung kann dies eine Kapazität sein), die eine Ladung führt» welche über einen Widerstandsweg abgeleitet werden kann, und daß die Spannung an der jeweiligen Impedanz durch die Geschwindigkeit festgelegt ist, mit der die jeweilige Ladung zugeführt wird, und zwar unabhängig ob bei Zuführung eines Impulsstromes oder eines Dauerstroms, um den durch die Ableitung hervorgerufenen Ladungsverlust wieder auszugleichen bzw* den ^ Ladungszustand wiederherzustellen,, Je größer die Kapazität ' (oder das Äquivalent einer Kapazität) ist, umso schwerer ist diese Wiederherstellung des Ladungszus.tands und umso niedriger ist die entsprechende Spannung,,

Die Erfindung umfaßt die Anwendung irgendeines geeigneten Stromverstärkers als Stromsteuereinrichtung bzw» Stromregeleinrichtung. Obwohl in der Zeichnung nur ein einfacher

Emitterfolgertransistor 4 dargestellt ist, ist die Erfindung auf eine solche Schaltung nicht beschränkt, sondern umfaßt vielmehr auch andere Stromverstärker, wie Transistoren, die in Verbundschaltung angeordnet sind (wie z_oB. in Darlington-Schaltung oder in einer Schaltung mit einem sehr hohen Ver~ f Stärkungsfaktor oder in einer komplementären Schaltungsanordnung mit einer Kombination eines pnp-Transistors und eines npn-Transistors). Ferner umfaßt die Erfindung als Stromverstärker auch thermionische Einrichtungen (Kathodenfolger) und andere Halbleitereinrichtungen, wie Feldeffekteinrichtungen „

Um die Tastanordnungszuleitungen vor böswilliger Störung zu schützen und ständig zu überwachen, umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Anschluß der Tastanordnung

109 8 40/121 S

zwei Drähte bzw. Leitungen 16, 17, die durch einen Festwiderstand 18 abgeschlossen sind, wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Das Tastanordnungsende des Widerstands 18 (das ist dasjenige Ende des Widerstands 18, das näher bei der Basis des Transistors 4 liegt) wird dann mechanisch und elektrisch mit dem zu schützenden Gegenstand 19 verbunden» \feim eine der beiden Leitungen 16, 17 unterbrochen ist, fließt kein Basisstrom, was dann zur Abgabe eines Alarms führte

109840/1215

Claims (1)

1. P a t e η t a η sρ r ti c h e

   1„ Annäherungsdetektor mit einem Stromverstärker, enthaltend einen Eingangskreis und einen Ausgangskreis, wobei diese Kreise ein ihnen zugehöriges Bezugselement enthalten, und mit zumindest einer Stromquelle, die mit dem stromverstärker derart verbunden ist, daß ein Stromfluß in dem Eingangskreis und in dem Ausgangskreis hervorgerufen wirdj, wobei die Höhe des Stromes in dem Ausgangskreis durch den Strom in dem Eingangskreis gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis eine Tastanordmmg-(6) enthält, die eine Annäherung an einen Gegen- fl stand festzustellen gestattet, daß die Kapazität (8) zwischen dem betreffenden Gegenstand und dem Bezugselement in den Eingangskreis derart einbezogen ist, daß jegliche Änderung dieser Kapazität (8) zu einer Veränderung des in dem Eingangskreis fließenden Stromes führt, daß der Ausgangskreis Einrichtungen (3) enthält, die durch den in dem Ausgangskreis fließenden Strom derart aufgeladen werden,■daß ein Spannungssignal abgebbar ist, und daß eine spannungsempfindliche Schaltung (l) durch dieses Spännungssignal aktivierbar ist.

   2. Annäherungsdetektor nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- λ

   zeichnet, daß die Stromquelle (5) Stromimpulse an den Ausgangskreis abgibt _o

   3ο Annäherungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stromimpulse an den Eingangskreis und den Ausgangskreis abgegeben werden»

   4« Annäherungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärker (4) ein Emitterfolger'ist.

   1 088A 0 / 121B

   5« Annäherungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärker (4) ein Kathodenfolger ist.

   6. Annäherungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastanordnung (6) eine Bifilarwicklung (16,17) enthält, die als einziger Leiterweg die Stromquelle (5) mit dem Stromverstärker (4) über den genannten Gegenstand (19) verbindet, und daß eine Unterbrechung dieses Leiterweges zur Unterbrechung des EingangsStroms des Stromverstärkers (4) sowie, zur Aktivierung der spannungsempfindlichen Schaltung (1) führt.

   1098A0/ 1 2 1 5