DE2157825A1

DE2157825A1 - Device for the selective detection of the position and movements of metallic and non-metallic objects

Info

Publication number: DE2157825A1
Application number: DE19712157825
Authority: DE
Inventors: Björn Hagersten Wahlgren (Schweden). P
Original assignee: FARA AB
Current assignee: FARA AB
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1971-11-22
Publication date: 1972-05-31

Description

Vorrichtung zum selektiven Nachweis der Lage und Bewegungen von metallischen und nichtmetallischen Objekten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selektiven Nachweis der Lage und Bewegungen von auf einer Oberfläche befindlichen metallischen und nichtmetallischen Objekten mittels einer Spule, die Teil eines in der Nähe der Oberfläche angeordneten Resonanzkreises ist.Device for the selective detection of the position and movements of metallic and non-metallic objects The invention relates to a device for selective Proof of the position and movements of metallic materials on a surface and non-metallic objects by means of a coil that is part of a near the Surface arranged resonance circuit is.

Bei bestimmten Versuchen in der Medizin, Biologie und Psychologie besteht die Notwendigkeit, die motorische Tätigkeit (Bewegung) von Tieren während eines bestimmten Zeitraumes zu messen, beisp. wenn die Wirkung verschiedener injizierter Substanzen untersucht wird. Zum Nachweis dieser åtigkeiten ist eine Anzahl von Verfahren bekannt.With certain experiments in medicine, biology and psychology there is a need during the motor activity (movement) of animals to measure a certain period of time, ex. when the effect of different injected Substances is examined. There are a number of methods to prove these activities known.

So Ist es beispielsweise möglich, die Tiere auf einer aufgehängten Platte zu halten, wobei die Bewegungen der Tiere die Platte in Schwingungen versetzen und diese Schwingungen Schalter eines entsprechenden Nachweisinstrumentes betätigen. Weiterhin Ist es möglich, die Tätigkeit der Tiere photoelektrisch oder akustisch zu messen. Wenn photoelektrische Messungen in der Weise durchgeführt werden, daß man die Tiere auf Lichtdetektoren gerichtete Strahlen unterbrechen läßt, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, wenn die Tätigkeit einer großen Anzahl von Tieren gemessen werden soll. Bei akustischen Messungen liegt das größte Problem in der Schwierigkeit, das Um gebungs geräusch von den Tönen, die von den Tieren kommen, zu unterscheiden. Es ist weiterhin möglich, eine Filmaufzeichnung von der Tätigkeit durchzuführen, wobei jedoch die Entwicklung des Films sehr zeitraubend ist.For example, it is possible to hang the animals on a To hold the plate, the movements of the animals causing the plate to vibrate and actuate these vibrations switch of a corresponding detection instrument. It is also possible to see the activity of the animals photoelectrically or acoustically to eat. When photoelectric measurements are made in such a way that the animals are allowed to interrupt rays directed at light detectors However, difficulties arise when the activity of large numbers of animals is measured shall be. The biggest problem with acoustic measurements is the difficulty To distinguish the ambient noise from the sounds coming from the animals. It is still possible to make a film recording of the activity however, the development of the film is very time consuming.

Ein Nachweisverfahren, das sich gegenüber den oben beschriebenen Verfahren als überlegen gezeigt hat, besteht darin, induktive oder kapazitive Sensoren nahe dem Raum, in dem die Tiere gehalten werden, anzuordnen, wobei die Bewegungen der Tiere sodann eine Kapazitäts- und/oder Induktanzänderung des Sensors bewirken. Eine solche Vorrichtung könnte beispielsweise eine Spule aufweisen, die unterhalb des Raumes für die Tiere angeordnet und Teil eines Serienresonanzkreises ist, der einen variablen Kondensator und einen Oszillator aufweist. Wenn sich die Tiere innerhalb eines nahe der Spule angeordneten Raumes bewegen, werden die lnduktanz und die Kapazitanz der Spule beeinflußt, und diese Impedanzänderungen können mittels eines Detektors gemessen werden, der mit den Anschlußenden des Kondensators des Kreises verbunden ist. Bei hohen Resonanzfrequenzen beeinflussen die Tiere hauptsächlich die Kapazität der Spule, wogegen bei niedrigen Resonanzfrequenzen die Bewegungen der Tiere hauptsächlich die lnduktanz der Spule beeinflussen.A detection method that differs from the method described above has shown to be superior is to close inductive or capacitive sensors the room in which the animals are kept, with the movements of the Animals then cause a change in capacitance and / or inductance of the sensor. One such a device could, for example, have a coil that is below the Space for the animals and is part of a series resonance circuit, the one having variable capacitor and an oscillator. When the animals are inside of a space located near the coil, the inductance and the capacitance become of the coil is influenced, and these changes in impedance can be detected by means of a detector be measured, which is connected to the terminal ends of the capacitor of the circuit is. At high resonance frequencies, the animals mainly influence the capacity the coil, whereas at low resonance frequencies the movements of the animals mainly affect the inductance of the coil.

Die Induktive Empfindlichkeit ist dann längs der Spule angenähert gleich verteilt, d. h. die ilst'.uktiven hnpedanzänderungen sind unabhängig davon, an welchem Ende der Spule die Tiertätfgkeit stattfindet, wogegen sich die kapazitive Empfindlichkeit längs der Spule ändert. Um diese sich änderndek;pazitive Empfindlichkeit auszugleichen, ist es von Vorteil, den am meisten und am wenigsten empfindlichen Teil der Spule nahe beieinander unterhalb des Raumes für die Tiere anzuordnen, um eine Empfindlichkeit über den Bereich dieses Raumes zu erhalten, die angenähert konstant ist und dem Durchschnittswert der Empfindlichkeit längs der Spule entspricht.The inductive sensitivity is then approximated along the coil evenly distributed, d. H. the ilst '.uctive impedance changes are independent of at which end of the coil the animal activity takes place, whereas the capacitive Sensitivity changes along the coil. To this changing dec; pacitive sensitivity To balance it is beneficial to the most and least sensitive Part of the coil close together below the space for the animals to place to get a sensitivity over the area of this space that approximated is constant and corresponds to the average value of the sensitivity along the coil.

Wie schon erwähnt, steigt die kapazitive Empfindlichkeit bei höheren Resonanzfrequenz en, wogegen die induktive Empfindlichkeit bei niedrige -ren Frequenzen steigt. Dies kann für selektive Messungen der Tätigkeit einer gesamten Tiergruppe bzw. eines oder mehrerer ausgewählter Tiere verwendet werden. In diesem Fall weisen die ausgewählten Tiere dann unter ihrer Haut einen Metallring auf. Dieser Metallring bildet eine Kurzschluß-Sekundärwicklung der Spule. Der Ring und seine Bewegungen üben demgemäß einen wesentlichen Einfluß auf die Induktive Komponente der Spule aus. Dieser Einfluß nimmt ab, wenn die Frequenz des Oszillators zunimmt. Durch Abwechseln zwischen einer höheren und einer niederen Frequenz Ist es daher möglich, entweder die Bewegungen der mit dem Metallring versehenen Tiere oder die Tätigkeit der gesamten Tiergruppe zu messen. Jedoch beinhalten diese Messungen wesentliche Berechnungsfehler, da ein bei der höheren Frequenz auftretender induktiver Effekt und ein bei der niedrigeren Fr equenz auftretender kapazitiver Effekt nicht beseitigt werden kann; weiterhin ist es mit diesem Verfahren nicht möglich, die Tätigkeit der ausgewählten Tiere und der gesamten Gruppe gleichzeitig zu messen was häufig wünschenswert ist.As already mentioned, the capacitive sensitivity increases with higher Resonance frequencies, whereas the inductive sensitivity at low frequencies increases. This can be used for selective measurements of the activity of an entire group of animals or one or more selected animals can be used. In this case, wise the selected animals then put a metal ring under their skin. This metal ring forms a short-circuit secondary winding of the coil. The ring and its movements accordingly exert a significant influence on the inductive component of the coil the end. This influence decreases as the frequency of the oscillator increases. By alternating between a higher and a lower frequency it is therefore possible to either the movements of the animals provided with the metal ring or the activity of the whole Measure animal group. However, these measurements contain significant calculation errors, there is an inductive effect occurring at the higher frequency and one at the lower frequency Frequent capacitive effect cannot be eliminated; Farther it is not possible with this procedure to monitor the activity of the selected animals and to measure the whole group at the same time, which is often desirable.

Das oben beschriebene Verfahren kann auch zum Nachweis verwendet werden, ob sich ein dier nahe der Nachweisspule oder nicht befindet, und zwar durch Messung des absoluten Wertes der Impedanz. Es ist möglich, in Abhängigkeit davon, ob dieser Wert oberhalb oder unterhalb eines gewissen Schwellwertes liegt, 7U bestimmen, ob ein Tier der Spule nahe ist oder nicht. Diese Messungen sind dann von großer Bedeutung, beispielsweise wenn umersucht wird, ob sich ein bestimmtes Tier oder deren mehrere vom Rest der Gruppe isolieren. Diese Messungen werden vorzugsweise in der Weis durchgeführt, daß eine Anzahl Detektorspulen und zugehöriger Resonanzkreise unterhalb des Raumes, in dem die Tiere gehalten werden, angeordnet wird, wobei das Ausgangssignal der jeweiligen Resonanzkreise anzeigt, ob sich Tiere in der Nähe der Spule des Kreises befinden bzw. nicht befinden; Jedoch ist die Messung des ahsoluten Wertes der Impedanz sehr empfindlich gegenüber Anderungen bzw.The method described above can also be used to demonstrate whether a dier is near the detection coil or not, by measurement the absolute value of the impedance. It is possible depending on whether this Value is above or below a certain threshold value, 7U determine whether an animal is close to the coil or not. These measurements are then of great importance for example, when an inquiry is made as to whether there is a certain animal or several Isolate from the rest of the group. These measurements are preferably carried out in the manner that a number of detector coils and associated resonance circuits below the room, in which the animals are kept, the output signal being the respective resonance circles indicates whether there are animals in the vicinity of the coil of the circle to be or not to be; However, the measurement is the absolute value of the impedance very sensitive to changes or

Schwankungen beispielsweise der Ladespannung, der Oszillatorfrequenz, clér Amplitude des Oszillatorsignals, der Induktanz des Resonanzkreises, der Kapazität der Resonanzkreise gegenüber Erde und verschiedener anderer Parameter im Detektor und den dazugehörigen Verstarkern.Fluctuations, for example in the charging voltage, the oscillator frequency, clér amplitude of the oscillator signal, the inductance of the resonance circuit, the capacitance the resonance circles with respect to earth and various other parameters in the detector and the associated amplifiers.

Der Erfindung liegt. die Aufgabe zugrunde, e ine Vorrichtung zu schaffen, mittels der die Tätigkeit eines oder mehrerer ausgewählter Tiere und gleichzeitig die Tätigkeit der gesamten Gruppe mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann; weiterhin soll diese Vorrichtung, die eine Auzahl von unterhalb des Raumes, in dene die Tiere gehalten werden, angeordneten Detekturkreisen zum Nachweis der Lage bzw. Stellung der Tiere aufweist, sehr unempfindlich gegenüber Anderungen bzw. Schwankungen der ober elwäbnten parameter sein.The invention lies. the underlying task is to create a device, by means of which the activity of one or more selected animals and simultaneously the activity of the whole group can be measured with high accuracy; Farther this device is supposed to be a number of underneath the room in which the animals are held, arranged detection circles to prove the location or position of the animals, very insensitive to changes or fluctuations in the be above elwäbnten parameters.

zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum selektiven Machweis der Lage uiitl Bewegungen von metallischen und nichtmetallischen Objekten, die in einem Raum nahe einer Spule angeordnet sind, wobei die Spule Teil eines an einen Schwingungserzeuger, beispielsweise einen Oszillator, angeschlossenen Resonanzkreises ist, erfindungsgemäß vorgesehen, dL'iß das eine anschlußende der Spule dem Raum näher liegt als das andere Anschlußende; daß die Vorrichtung eine am Raum angeordnete Elektrode aufweist und je ein Anschlußende des. Oszillators und des Resonanzkreises all im wesentlichen gleiches Potential angelegt ist, daß die Vorrichtuiig weiterhin einen ersten Schalter aufweist, über den der Generator abwechselnd mit jeweils einem Anschlußende der Spule vert>indbar ist, sowie eine Einrichtung zum Nachweis der durch die Lage der Objekte bestimmten Impedanz im Resonänzkreis.to solve this problem is in a device for selective Mach way capable of uiitl movements of metallic and non-metallic objects that are in a space near a coil, the coil being part of a Vibration generator, for example an oscillator, connected resonance circuit is provided according to the invention, dL'iss the one connecting end of the coil to the room closer than the other end of the connection; that the device is arranged in the room Has electrode and one terminal end each of the oscillator and the resonance circuit all essentially the same potential is applied that the device continues has a first switch via which the generator alternates with one at a time Terminal end of the coil is vert> indbar, as well as a device for the detection of Impedance determined by the position of the objects in the resonance circuit.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen Phasenschieber auf, der an las eine Anschlußende der Spule und an den Schalter angeschlossen ist. According to the invention, the device has a phase shifter which to read a connection end of the coil and is connected to the switch.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwei getrennte Nachweiseinrichtungen vorgesehen, die jeweils abwechselnd mit dem Resonanzis verbunden sind, wenn sich der Schalter in einer ersten bzw. zweiten Schaltstellung befindet. According to a further feature of the invention, there are two separate detection devices provided, which are each alternately connected to the Resonanzis when the switch is in a first or second switch position.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Ist der Resonanzkreis ein Serienresonanzkreis, bei dem die eine Anschlußfahne des Kondensators das eine Anschlußende des Resonanzkreises bildet und die andere Anschlußfahne des Kondensators über einen zweiten Schalter mit dem dem Generator abgekehrten Anschlußende der Spule verbunden ist, wobei der zweite Schalter synchron mit dem ersten Schalter betätigbar ist.In a preferred embodiment of the invention, the resonance circuit is a series resonance circuit, in which one connection lug of the capacitor is one The connection end of the resonance circuit forms and the other connection lug of the capacitor via a second switch to the terminal end of the coil facing away from the generator is connected, wherein the second switch can be actuated synchronously with the first switch is.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Resonanzkreis dagegen ein Parallelresonanzkreis, und das dem Generator abgekehrte Anschlußende der Spule ist mit dem Potential über einen Schalter verbunden, der synchron mit dem ersten Schalter betätigbar ist Wenn schließlich, wie nach der Erfindung weiter vorgesehen, die Schalthäufigkeit des ersten Schalters sehr viel höher ist als die Bewegungshäufigkeit der Untersuchungsobjekte, sind die metallischen und nichtmetallischen Objekte gleichzeitig nachweisbar.In another preferred embodiment of the invention, the Resonance circuit, on the other hand, is a parallel resonance circuit, and that turned away from the generator Terminal end of the coil is connected to the potential via a switch which can be actuated synchronously with the first switch If, finally, as according to the invention further provided, the switching frequency of the first switch is much higher than the frequency of movement of the objects to be examined, the metallic and non-metallic objects can be detected at the same time.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Diese zeigt in: Fig. 1 schematisch eine bekannte Detektorvorrichtung mit einem Serienresonanzkreis; Fig. 2a ein Diagramm, aus dem die kapazitive Empfindlichkeit in Abhängigkeit \ron der Länge der Spule in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ersichtlich ist; Fig. 2b ein Diagramm, aus dem die induktive Empfindlichkeit in Abahängigkeit der Länge der Spule in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ersichtlich ist; Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 4 eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Anzahl Schaltkreise gemäß Fig* 3 Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Oszillator E an einen Resonanzkreis angeschlossen, der eine Spule L,die von einer nicht dargestellten dielektrischen Platte bedeckt ist, und einen variablen Kondensator Cl zum Abstimmen des Resonanzkreises auf die Frequenz des Oszillators aufweist. Die Spule L ist von einer geerdeten Platte A umgeben, die zusammeln mit der dielektrischen Platte den Bereich bildet, in dem die Tiere gehalten werden. Wenn sich die Tiere auf der Platte A bewegen, ändert sich das magnetische Feld, d. h. die Induktanz der Spule L und weiterhin auch die Kapazität zwischen der Spule L und der geerdeten Platte A. Daher ändert sich auch die Impedanz des Resonanzkreises und diese Veränderungen werden von einem Detektor D erfaßt, der über eine Diode R und einen Differenzierungs- bzw. Ausgleichskondensator C 2 an die Verbindung U der Spule L mit dem Kondensator C 1 angeschlossen ist. Die Größe der Kapazitätsänderungen hängt dann davon ab, ob eine Bewegung am Anschlußende des Oszillators E oder am kapazitiven Anschlußende der Spule L stattfindet. Aus diesem Grund bewirken die Kapazitätsänderungen an dem nahe dem Kondensator C 1 angeordneten Spulenanschlußende eine größere Anderung der Impedanz als die Kapazitätsänderungen an dem von dem Kondensator C t abgekehrten Spulenanschlußende, da die Kapazitanz zwischen dem mit dem Kondensator C 1 verbundenen Anschlußende der Spule L und Erde parallel zum Kondensator C 1 ist, wogegen die Kapazitanz am entgegengesetzten Anschlußende der Spule L parallel zum Generator E ist. Die kapazitive Empfindlichkeit SC als Funktion der Länge 1 der Spule L ist in Fig. 2a dargestellt. Dagegen ist die induktive Empfindlichkeit 51 längs der Spule L (wie aus Fig. 2b ersichtlich), gleichmäßig verteilt. Um die sich ändernde kapazitive Empfindlichkeit auszugleichell, ist die Spule in der praxis unter der Platte derart angeordnet, daß sich die am meisten und am wenigsten empfindlichen Teile nahe beieinander befinden. Wie schon erwähnt, sind die kapazitive und die induktive Empfindliclikeit Funktionen der Frequenz. Aus diesem Grund steigt die kapazitive Empfindlichkeit, wenn die Frequenz größer wird, wogegen die induktive Empfindlichkeit abnimmt Bei Verwendung zweier unt erschiedlicher Resonanzfrequenzen und entsprechendem Abstimmen des Kondensators C 1 ist es daher mög lich, entweder eine hoch Induktive oder eine hoch kapazitive Empfindlichkeit zu erhalten; diese Möglichkeit kann zur direkten Messung ausgewählter Tiere in einer Gruppe verwendet werden, wobei die ausgewählten Ti ere dann mit irgendeinem metallischen Gegenstand versehen sind. Es Ist jedoch nicht möglich, eine gleichzeitige Messung hinsichtii cli der ausgewählten Tiere und der gesamten Gruppe durchzuführen; weiterhin ergeben sich beträchtliche Fehler bei beiden Messungen, da man bei den kapazitiven Messungen immer einen gewissen induktiven Effekt und umgekehrt erhält.Further features, details and advantages of the invention result from the following description of a preferred embodiment with reference to FIG Drawing. This shows in: Fig. 1 schematically a known detector device with a series resonance circuit; 2a shows a diagram from which the capacitive sensitivity as a function of the length of the coil in the device according to FIG. 1 is; Fig. 2b is a diagram from which the inductive sensitivity in dependence the length of the coil in the device of FIG. 1 can be seen; Fig. 3 the device according to the invention and FIG. 4 shows an embodiment of the invention with a Number of circuits according to FIG. 3 As can be seen from FIG an oscillator E connected to a resonance circuit, which has a coil L, which is from an unillustrated dielectric plate is covered, and a variable one Capacitor Cl for tuning the resonance circuit to the frequency of the oscillator having. The coil L is surrounded by a grounded plate A, which collect with of the dielectric plate forms the area in which the animals are kept. When the animals move on plate A, the magnetic field changes, d. H. the inductance of the coil L and also the capacitance between the coil L and the grounded plate A. Therefore, the impedance of the resonance circuit also changes and these changes are detected by a detector D through a diode R and a differentiating or equalizing capacitor C 2 to connection U the coil L is connected to the capacitor C 1. The size of the capacity changes then depends on whether a movement at the terminal end of the oscillator E or on capacitive terminal end of the coil L takes place. Because of this, the Changes in capacitance at the coil connection end located near the capacitor C 1 a greater change in impedance than the capacitance changes on that of the capacitor C t remote coil connection end, because the capacitance between the one with the capacitor C 1 connected terminal end of coil L and earth is parallel to capacitor C 1, whereas the capacitance at the opposite terminal end of the coil L is parallel to the Generator E is. The capacitive sensitivity SC as a function of the length 1 of the Coil L is shown in Fig. 2a. In contrast, the inductive sensitivity is 51 evenly distributed along the coil L (as can be seen from FIG. 2b). To themselves To compensate for changing capacitive sensitivity, the coil is in practice under the Plate arranged so that the most and the least sensitive parts are close together. As already mentioned, are the capacitive and inductive sensitivity functions of the frequency. For this The capacitive sensitivity increases when the frequency increases, whereas the inductive sensitivity decreases when using two different resonance frequencies and accordingly tuning the capacitor C 1, it is therefore possible, please include either obtain a high inductive or a high capacitive sensitivity; these Possibility can be used for direct measurement of selected animals in a group the selected animals then with some metallic object are provided. However, it is not possible to measure at the same time to carry out cli of the selected animals and the entire group; continue to surrender There are considerable errors in both measurements, since one in the capacitive measurements always has a certain inductive effect and vice versa.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsf<r m gemäß Fig. 3 weisen die entsprechenden Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 auf. Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung ist mit einer Spule L versehen, deren eines Ende sich nahe der Platte A befindet, während Ihr anderes Ende in einem bestimmten Abstand von der Platte A angeordnet ist. Weiterhin kann der Oszillator E mittels eines Schalters 5 1 mit jedem Ende der Spule L verbunden werden; in gleicher Weise kann der Kondensator C 1 über einen zweiten Schalter 5 2 mit jedem Ende der Spule L verbunden werden. Die Schalter 5 1 und 5 2 werden synchron betätigt. Wenn sich die Schalter 5 1 und 5 2 in der Stellung gemäß Fig. 3 befinden, ist das Ende der Spule L, das für kapazitive Änderungen weniger empfindlich ist, dem Raum für die Tiere zugewendet, wogegen sich bei umgelegten Schaltern 5 1 und 5 2 das empfindlichste Ende nahe diesem Raum befindet. Die Induktive Empfindlichkeit ist jedoch an beiden Anschlußenden der Spule L gleich groß. Es ist daher durch Betätigen der Schalter 5 1 und 5 2 möglich, zwei unterschiedliche Werte an kapazitiver Empfindlichkeit zu erhalten; wenn weiterhin der Resonanzkreis so ausgestaltet wird, daß diese Werte beträchtlich höher und beträchtlich niedriger als die konstante induktive Empfindlichkeit sind, ist ein ausgewählter Nachweis von Induktanz- und Kapazitanzänderungen erhältlich. Wenn die Schalter mit einer Frequenz betätigt werden, die beträchtlich höher ist als die Frequenz der Tierbewegungen, kann ein gleichzeitiger Nachweis der gesamten Tiergruppe und der ausgewählten Tiere erhalten werden, und zwar durch abwechselndes Anschließen des Resonanzkreises an die beiden unterschiedlichen Detektoren D 1 bzw. D 2 über einen Schalter 5 3.In the embodiment according to the invention according to FIG the corresponding parts have the same reference numerals as in FIG. The in Fig. 3 device shown is provided with a coil L, one end of which is located near plate A, while your other end is a certain distance away from the plate A. Furthermore, the oscillator E can by means of a switch 5 1 connected to each end of the coil L; in the same way can the capacitor C 1 can be connected to each end of the coil L via a second switch 5 2. The switches 5 1 and 5 2 are operated synchronously. When switches 5 1 and 5 2 are in the position shown in FIG. 3, the end of the coil L is that for capacitive Changes is less sensitive to the space for the animals, whereas it is with transferred Switches 5 1 and 5 2 near the most sensitive end this room is located. However, the inductive sensitivity is at both ends of the connection the coil L is the same size. It is therefore possible by pressing switches 5 1 and 5 2 to obtain two different values of capacitive sensitivity; if continue the resonance circuit is designed so that these values are considerably higher and considerable lower than the constant inductive sensitivity is a selected one Evidence of inductance and capacitance changes available. When the switches with operated at a frequency which is considerably higher than the frequency of the Animal movements, a simultaneous detection of the entire group of animals and the selected animals are obtained by alternately connecting the Resonant circuit to the two different detectors D 1 and D 2 via a Switch 5 3.

Um den übermäßigen Zeigerausschlag nach jedem Betätigen der Schalter 5 1 und 5 2 zu verringern und damit einen genaueren Nachweis zu erhalten, ist zwischen einem Anschlußende der Spule L und dem Schalter 5 1 ein Phasenschieber PS angeschlossen, wodurch die Phasenverschiebung in der Spule L behoben wird.About the excessive pointer deflection after each actuation of the switch To reduce 5 1 and 5 2 and thus obtain more precise evidence is between a connection end of the coil L and the switch 5 1 a phase shifter PS connected, whereby the phase shift in the coil L is eliminated.

Die Detektoren D 1 b zw. D 2 weisen jeweils einen Hüllkreis zur Richtungssinnbestlmmung und gegebenenfalls einen Verstärker auf. Wenn die Ausgänge der Detektoren D 1 und D 2 mit K bzw. 1 bezeichnet sind, erhält man daher Gleichspannungssignale, deren Höhe die Lage bzw.The detectors D 1 b and D 2 each have an enveloping circle for determining the sense of direction and optionally an amplifier. When the outputs of the detectors D 1 and D 2 are denoted by K or 1, one therefore obtains DC voltage signals whose Height the position resp.

Stellung der Gegenstände in Bezug auf die Spule L angibt. Wenn es nur erwünscht ist, Anderungen in dieser Stellung, d. h. Änderungen im Betrag der Gleichspannung, zu messen, ist der absolute Wert dieser Beträge kein kritischer Wert. Wenn jedoch dieser Betrag zur Anzeige dafür dienen soll, ob ein Gegenstand einer Spule nahe Ist oder nicht, muß dies er Nachweis mittels des Vergleichs des Betrages der Gleichspannung mit einem bestimmten Bezugswert durchgeführt werden. Wie schon erwähnt, ist dieser Wert jedoch sehr empfindlich gegenüber Anderungen einer Anzahl unterschiedlicher Parameter des Hochfrequenzkreises. Es ist jedoch möglich, eine Anzahl der Anordnungen gemäß Fig. 3 untereinander zu verbinden, um die Wirkungen dieser Parameteränderungen zu kompensieren.Indicates position of the objects in relation to the coil L. If it it is only desired to make changes in this position, i. H. Changes in the amount of DC voltage, to measure, the absolute value of these amounts is not critical Value. However, if this amount is to be used to indicate whether an item If a coil is close or not, this must be proven by means of a comparison of the Amount of direct voltage carried out with a certain reference value will. As already mentioned, however, this value is very sensitive to changes a number of different parameters of the high frequency circuit. However, it is possible to connect a number of the arrangements according to FIG. 3 to one another in order to to compensate for the effects of these parameter changes.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist unter einem Raum A eine Anzahl Spulen L 1 bis L 6 angeordnet. Jede dieser Spulen ist ein Teil eines von mehreren Schaltkreisen gemäß Fig. 1, die alle an einen gemeinsamen, nicht dargestellten Oszillator angeschlossen sind. Die Ausgänge dieser Kreise K 1, 1 1 - K 6, 1 6 sind unter der Platte A angegeben. Die Ausgänge der Kreise, die Spulen L 1 - L 2, L 3 - L 4 und L 5 - L 6 aufweisen, sind paarweise an Verstärker F 1 - F 6 angeschlossen. Die zur kapazitiven Messung verwendeten Ausgänge K 1 - K 6 sind paarweise an die Verstärker F 1 - F 3 angeschlossen, wogegen die für Induktive Messungen verwendeten Ausgänge 1 1 - 1 6 paarweise an die Verstärker F 4 - F 6 angeschlossen sind. Die Verstärker F 1 - F 6 sind Gleichspannungs-Diffe renzialverstärker mit einer sehr hohen Unterdrückung von Signalen, die gleichzeitig an beiden Enden des Verstärkers erschdnen. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Kompensation hinsichtlich der Parameteränderunegen im Hochfrequenzkres, die beispielsweise von Temperaturänderungen oder / einer Änderung in der Einspelsespannung und Frequenz herrühren können und im wesentlichen gleichmäßige änderungen der Eingangssignale des Verstärkers bewirken. Die an den Verstärkerausgängen U 1 - U 6 gemessenen Glelchspannungssignale sind daher nicht von den Parameteränderungen im Hochfrequenzkrels abhängig, weswegen diese Signale sehr stabil sind. Als Folge davon Ist die Messung der Bewegungen genauer; weiterhin Ist eine Anzeige dahingehend möglich, ob sich ein Tier nahe eines Spulenpaares L 1 - L 2 bzw. L 3 - L 4 bzw. L 5 - L 6 befindet, Selbstverständlich ist auch der Nachweis möglich, ob sich das Tier nahe einer einzigen der paarweise angeordneten Spulen befindet, und zwar durch Untersuchen der Polarität der Ausgangssignale.As can be seen from Fig. 4, under a space A there are a number of coils L 1 to L 6 arranged. Each of these coils is part of one of several circuits according to FIG. 1, all of which are connected to a common oscillator, not shown are. The outputs of these circles K 1, 1 1 - K 6, 1 6 are indicated under plate A. The outputs of the circuits that have coils L 1 - L 2, L 3 - L 4 and L 5 - L 6, are connected in pairs to amplifiers F 1 - F 6. The one for capacitive measurement The outputs K 1 - K 6 used are connected in pairs to the amplifiers F 1 - F 3, whereas the outputs 1 1 - 1 6 used for inductive measurements are in pairs the amplifiers F 4 - F 6 are connected. The amplifiers F 1 - F 6 are direct voltage differentials Potential amplifier with a very high level of suppression of signals at the same time at both ends of the amplifier. This results in a very high compensation with regard to the parameter changes in the high frequency circuit, for example by Temperature changes or / a change in the supply voltage and frequency can arise and essentially uniform changes in the input signals of the amplifier. The equal voltage signals measured at the amplifier outputs U 1 - U 6 are therefore not dependent on the parameter changes in the high frequency krels, which is why these signals are very stable. As a result, the measurement of movements is more accurate; furthermore, an indication is possible to the effect that an animal is approaching one Coil pair L 1 - L 2 or L 3 - L 4 or L 5 - L 6 is located, of course it is also possible to prove whether the animal is close to a single one of the pairs arranged coils by examining the polarity of the output signals.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist jeder Detektorausgang mit einem Ve rstärkereingang verbunden. Selbstverständlich läßt sich auch eine billigere, weniger empfindliche Vorrichtung dadurch schaffen, daß die Ausgangssignale eines Detektors einer ersten Spulengruppe und das entsprechende Ausgangssignal einer zweiten Spulengruppe zusammengefaßt und die sich ergebenden Summen zu einem ersten bzw. zweiten Eingang eines Differentialverstärle rs geleitet werden. In the device of FIG. 4, each detector output is with one Amplifier input connected. Of course, a cheaper, create less sensitive device in that the output signals of a Detector of a first coil group and the corresponding output signal of a second Coil group combined and the resulting sums to a first resp. second input of a differential amplifier rs.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt daher darin, daß ein sehr hohes Trennvermögen zwischen der kapazitiven und der induktiven Messung bei einer konstanten Frequenz erhältlich ist, indem verschiedene Enden der Spule auf den zu untersuchenden Raum hin gerichtet werden. An essential feature of the invention is therefore that a very high separation capacity between the capacitive and the inductive measurement a constant frequency is obtained by placing different ends of the coil on directed towards the room to be examined.

Zu diesem Zweck kann der elektrische Schaltkreis selbstverständlich auf verschiedene Weise ausgestaltet werden. So ist es beispielsweise möglich, anstelle eines Serienresonanzkr eises einen Parallelresonanz -kreis zu verwenden. Weiterhin ist es möglich, die Schalterbetätigung mit einer Frequenzänderung zu kon Dinieren, um das Trennvermögen weiter zu verbessern. Schließlich kann die Erfindung auch nicht nur zum Nachweis von Versuchstieren, sondern auch zum Nachweis anderer Objekte verwendet werden. For this purpose, the electrical circuit can of course be designed in different ways. So it is possible, for example, instead a series resonance circuit to use a parallel resonance circuit. Farther it is possible to configure the switch actuation with a frequency change, to further improve the separation ability. Finally, the invention cannot either used only for the detection of laboratory animals, but also for the detection of other objects will.

Claims

1. Device for the selective detection of the position and movements of metallic and non-metallic objects that are in a room near a coil are arranged, the coil being part of a vibration generator, for example an oscillator, connected resonance circuit, characterized in that one connection end of the coil (L) is closer to the space than the other connection end, that the device has an electrode arranged in the room and one terminal end each of the oscillator (E) and the resonance circuit at essentially the same potential is applied that the device also has a first switch (5 l), Via which the generator can be alternately connected to one terminal end of the coil is, as well as a device (D 1, D 2) for the detection of by the position of the objects certain impedance in the resonance circuit.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a phase shifter (P 5) connected between one terminal end of the coil (L) and the switch (5 1) is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that two separate detection devices (D 1, D 2) are provided, each alternating are connected to the resonance circuit when the switch (5 1) is in a first or second switch position is located.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, thereby characterized in that the resonance circuit is a series resonance circuit is, in which the one terminal lug of the capacitor (C 1) is one terminal end of the Forms resonance circuit and the other terminal lug of the capacitor via one second switch (S 2) with the terminal end of the coil facing away from the generator (E) (L) is connected, and the second switch (5 2) synchronously with the first switch (5 1) can be actuated.

5. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the resonance circuit is a parallel resonance circuit and the dem Generator (E) facing away from the terminal end of the coil (L) with the potential via one Switch (5 2) is connected, which can be actuated synchronously with the first switch (5 1) is.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that the switching frequency of the first switch (S 1) is much higher Is as the frequency of movement of the objects to be examined and thus metallic and non-metallic objects can be detected at the same time.