DE2344174A1

DE2344174A1 - Naeherungsschalterstromkreis

Info

Publication number: DE2344174A1
Application number: DE19732344174
Authority: DE
Inventors: Noah Flueckiger; Frederick Rodney Holt
Original assignee: Acme Cleveland Corp
Current assignee: Acme Cleveland Corp
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-01
Publication date: 1974-04-18
Also published as: US3870948A; FR2198119B3; FR2198121B3; FR2198121A1; FR2198119A1; DE2344338A1

Description

Ur.tö.KoU*r.®iL-kz.,

P&tentanwäfia

Hamburg 59 - KöniQstraöe 28

IV. 25978/73 S/B^a

Acme-Cleveland Corporation Cleveland, OMo (7,St. A.)

Naherungsschalterstromkreis

Näherungsschalter sind dazu verwendet worden, Metallbehälter zu zählen, die sich beispielsweise entlang einer Förderstrecke bewegen, und es ist daran gedacht worden, solche Näherungsschalter auch dazu zu benutzen, die Grenze der Bewegungsbahn des Schlittens einer Werkzeugmaschine zu bestimmen.

Bisher sind elektromechanisch^ Grenzschalter verwendet worden, um die Bewegung von Werkzeugmaschinenschlitten zu begrenzen oder zu steuern. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, einen näherungsschalter zu verwenden, um den elektromechanischen Schalter zu ersetzen, und zwar wegen eines möglichen Versagens des mechanischen Grenzschalters, was bewirken könnte, daß der Schlitten über sein Bahnende hinausschießt und die ganze teuere Werkzeugmaschine beschädigt. Die bekannten Näherungsschalter sind nicht genügend ausfallsicher gewesen, um eine solche Substitution zuzulassen, ^enn ein Näherungsschalter dazu verwendet wird,

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Metallbehälter zu zählen, die sich entlang einer Förderstrecke bewegen, dann kann es nicht von besonderer Bedeutung sein, ob 10 000 gezählt werden oder ob zwei von ihnen verfehlt werden und nur 9 998 gezählt werden. ^7enn jedoch der Näherungsschalter dazu verwendet wird, die Umkehr eines Werkzeugschlittens zu begrenzen und zu steuern, dann kann der Ausfall oder das Versagen des Näherungsschalters bedeuten, daß der Schlitten gegen das 7/erkstück oder die Bearbeitungs-oder anderen Teile der Werkzeugmaschine prallt und eine umfangreiche Beschädigung der Maschine hervorruft oder, was noch schlimmer ist, eine Verletzung des Bedienungspersonals verursachen kann.

Die Sonde des Näherungsschalters ist ein Element, das für eine Beschädigung außerordentlich empfindlich ist. Es ist oft ein kleines zylindrisches Gehäuse am Ende eines biegsamen Kabels angebracht, welches mit dem SteuerStromkreis verbunden ist. Ein Arbeiter könnte einen Schraubenschlüssel oder ein 7/erkstück auf eine solche Näherungssonde fallen lassen, oder es könnten Bearbeitungsteile die Sonde während des Einrichtens der Werkzeugmaschine beschädigen, oder es könnte Kühl-oder Schmiermittel in das Gehäuse der Käherungssonde eindringen. Ferner kann auch das zu der Sonde führende biegsame Kabel eine Beschädigung durch die vorgenannten oder durch andere Vorgänge erleiden. Unter solchen Bedingungen könnte beispielsweise bei einer Sonde, die eine induktive Spule enthält, diese Spule entweder kurzgeschlossen oder unterbrochen werden. Bei bekannten Näherungsschalterstromkreisen verursacht dies einen nicht ausfallsicheren Zustand, weil, während angezeigt wird, daß alle Teile zufriedenstellend arbeiten, das Gegenteil der Fall ist, so daß die Maschine stillgesetzt werden muß.

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BAD ORIGINAL

_ 3 —

Demgemäß besteht ein Zv^eck der vorliegenden Erfindung darin, einen Näherungsschalterstromkreis zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile nicht aufweist..

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Näherungsschalters-cromkreis zu schaffen, der einen "GO"-Zustand anzeigt, wenn sich das Ziel dicht an der Sonde befindet, aber einen "NO GO"- Zustand anzeigt, wenn das Ziel von der Sonde entfernt liegt oder wenn die Sonde oder der Oszillator falsch arbeitet.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Näherungsschalterstromkreis zu schaffen, der einen Fenster-Detektor aufweist, der einen ^!IGO"-Zustand eines Ausgangs nur dannanzeigt, wenn sich das Ziel in dichter Nähe und somit innerhalb des Fensters befindet, jedoch nicht, wenn das Ziel von der Sonde entfernt liegt oder wenn der Oszillator oder die Sonde beschädigt ist oder fehlerhaft arbeitet.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein'en Näherungsschalterstronkreis zu schaffen, bei dein, eine Hilfsenergiepumpe vorgesehen ist, die von einem Hilfsdetektor gesteuert wird, um während derjenigen Zeiten, in denen ein Ziel sich dicht an der Näherungssonde befindet, niedrige Schwingungspegel aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung kann bei einem Näherungsschalter vorgesehen sein, der in Kombination folgendes umfaßt; einen Verstärker mit einem Ausgang und mit einem Eingang, eine Näherungssonde, eine Rückkopplungseinrichtung, die den Ausgang des Verstärkers mit seinem Eingang verbindet, eine Einrichtung, welche die Sonde' als Teil der Rückkoppelungseinrichtung anschließt, um an dem Eingang des Verstärkers ein Signal zu erzeugen, welches gemäß dem Abstand zwischen der Sonde und einem leitenden Ziel veränderbar ist, eine Hilfsvorrichtung, eine Einrichtung, v/eiche die Hilfsvorrichtung als Teil der Riickkopp lungseinrichtung anschließt, um den Verstärkereingang zu ändern, und eine Detektoreinrichtung, die so ange-

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schlossen ist, daß sie einen reduzierten Ausgang des Verstärkers feststellt und die Hilfsvorrichtung steuert, um den Ausgang des Verstärkers zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Figur 1 ist ein Schaltschema eines Stromkreises gemäß der Erfindung.

3?i5ur 2 A ist eine grafische Darstellung der Spannung in Abhängigkeit von den Zielabstand.

Figur 2 B ist eine ?/eitere erläuternde grafische Darstellung.

Figur 3 ist eine grafische Darstellung des Oszillatorausgangs in Abhängigkeit von der Detektorspannung.

In Eigur 1 ist ein Schaltungsscheiaa einer bevorzugten Ausführungsform eines Näherungsschalterstroiakreises 11 wiedergegeben, der allgemein einen Verstärker 12, eine Bückkopp-^ lungseinrichtung 13, eine Näherungssonde 14·, eine Detektoreinrichtung 15, eine Hilfsvorrichtung 16 und. eine Ausgangseinrichtung 1? umfaßt.

Der Verstärker 12 ist als Oszillator geschaltet, dessen Schwingungsfrequenz von der Frequenz eines Resonanzkreises gesteuert wird, der eine induktive Einrichtung 18. und eine kapazitive Einrichtung 19 aufweist. Die Näherungssonde 14- ist als Teil 'der induktiven und der kapazitiven Einrichtung angeschlossen und kann die induktive Spule 18 bilden, die durch ihre Annäherung an ein leitendes Ziel beeinflußt wxjSL In bekannter ^eise wird, wenn sich der Abstand * u einem leitenden Ziel verkleinert, durch die zunehmenden Wirbelstromverluste in dem leitenden Ziel der Q-Fakcor des Earallelresonanzkreises vermindert, um die Gesamtimpedanz an dem Resonanzkreis zu ändern.

Die Hu.ckk0pplun-3seinrich.tung 13 ist in einem Brücken— kreis 20 angeordnet, der eine doppelte Aufgabe ausführt, und-

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den Generator oder Oszillator in Kombination mit dem Verstärker 12 bildet. Der Brückenkreis 20 weist einen ersten Zweig 21, einen zweiten Zweig 22, einen dritten Zweig 23 und einen vierten Zweig 24- auf. Von der Rückkopplungseinrichtung 13 kann angenommen werden, daß sie eine negative Rückkopplungseinrichtung und eine positive Rückkopplungseinrichtung zu dem Verstärker 12 umfaßt. Die negative Rückkopplungseinrichtung enthält die Brückenzweige 23 und 24, und die positive · Rückkopplungseinrichtung enthält die Brückenzweige 21 und 22. Die Brücke 20 weist einen ersten Eingängsanschluß 25 und einen zweiten Eingangsanschluß 26, von denen der letztere geerdet ist, und einen ersten Ausgangsanschluß 27 und einen zweiten Ausgangsanschluß 28 auf.

Der Verstärker 12 hat einen Ausgang, der mit dem ersten Eingangsanschluß 25 der Brücke 20 verbunden ist. Ferner weist der Verstärker 12 einen positiven Eingangsanschluß und einen negativen Eingangsanschluß 30 auf, die auch als nieht-umkehrender Anschluß bzw. als umkehrender Anschluß bezeichnet werden. Der positive Eingangsanschluß 29 des Verstärkers 12 ist über einen Kondensator 51 mit dem ersten Ausgangsanschluß 27 der Brücke 20 verbunden, der sich an der Verbindungsstelle des ersten Brückenzweiges 21 und des zweiten Brückenzweiges 22 befindet. Der negative Eingangsanschluß 30 des Verstärkers 12 ist über einen Kondensator mit dem zweiten Ausgangsanschluß 28 der Brücke 20 verbunden, der sich an der Verbindungsstelle der Brückenzweige 23 und 24 befindet.

Ein leitendes -Ziel ist von einem Block 31 dargestellt, und der Pfeil 32 deutet an, daß das Ziel 31 sich in einer Bahn nahe der Näherungssonde 14 bewegen kann. In Figur 1 ist das Ziel 31 als aus der Nähe der Sonde 14 entfernt dargestellt. Unter dieser Bedingung hat der Parallelresonanzkreis 16 - 17 einen hohen Q-Faktor und eine hohe Impedanz.

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Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, enthält der zweite Brückenzweig 22 ein Potentiometer 35 und Widerstände 36 und 37· Bei* dritte und der vierte Briickenzweig 23 bzw. 24 enthalten feste Widerstände 58 bzw. 39. Der erste Brückenzweig 21 enthält die Sonde 14 als Teil der induktiven Einrichtung 18 und der kapazitiven Einrichtung 19» wobei die Sonde innerhalb eines Gehäuses, das durch das strichpunktierte Rechteck 14- angedeutet ist, angeordnet und über ein Koaxialkabel 40 angeschlossen ist. Die kapazitive Einrichtung 19 kann auf der gedruckten Schaltungstafel vorgesehen sein, und das innere Ende des Koaxialkabels 40 kann biegsam sein, um die Anbringung der Sonde 14 an jeder zweckentsprechenden Stelle zu ermöglichen.

Eine positive Arbeitsgleichspannung von z. B. + 10 V wird einem Eingangsanschluß 41 des Verstärkers 12 zugeführt, und in einem gemäß der Erfindung praktisch ausgeführten Stromkreis ist ein RCA - Arbeitsverstärker CA 3029 in zufriedenstellender Weise verwendet worden. Dioden 42 und 43, die von einem Widerstand 44 auf die positive Gleichspannungsquelle vorgespannt sind, schaffen einen Schutz gegen Überspannungen an der Sonde 14. Widerstände 45 und Kondensatoren 46 und 54, die zum Frequenzausgieich verwendet werden, sind mit Frequenzausgleichanschlüssen des Verstärkers 12 verbunden.

Widerstände 47, 48, 49, 50, die einen hohen Widerstandwert haben, stellen die Höhe der Arbeitsgleichspannung des Verstärkers 12 ein. Kondensatoren 51» 52, 53» 5* von geringer Kapazität lassen das Wechselstrom- oder Schwingungsfrequenzsignal zu dem Verstärker 12 durch.

Der Ausgang des Verstärkers 12 wird der Detektoreinrichtung 15 und über diese der Ausgangseinrichtung 17 zugeführt. Die Detektoreinrichtung 15 enthält allgemein einen ersten Detektor 55» einen zweiten Detektor 56 und einen Hilfsdetektor 57.

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Der erste Detektor 55 stellt einen unteren Schwellenwert-Arbeitszustand fest, der zweite Detektor 56 stellt einen oberen Schwellenwert-Arbeitszustand fest, und die beiden Detektoren bilden zusammen einen Festerdetektor. Der erste Detektor 55 weist ein Paar Differentialtransistoren 59 ₅ 60 auf, und der zweite Detektor 56 weist ein Paar Differentialtransistoren 61, 62 auf. Der erste Detektor 55 weist ferner einen Transistor 63 auf, der als Quelle konstanten Stroms geschaltet ist, und ein Transistor 64, der als Quelle konstanten Stroms geschaltet ist, bildet einen Teil des zweiten Detektors 56. Bei einem gemäß der Erfindung ausgeführten Stromkreis lag die Oszillatorfrequenz in dem Bereich von 100 - 200 kHz. Die Detektoreinrichtung 15 ist über einen Leiter 65 mit dem Ausgangsanschluß 25 des Verstärkers 12 verbunden, Jedoch werden die Basen der Transistoren 59 und 62 von Nebenschlußkondensatoren 66 bzw. 67 bei Oszillatorfrequenzen allgemein an Erde gelegt.

Die Arbeitsspannung, wie z. B. eine positive Gleichspannung von 18 V wird der Detektoreinrichtung 15 und der Ausgangseinrichtung 17 zugeführt, uetektorbelastungswider— stände 70 und 71 sind Belastungen für die Detektoren 55 und 56 und bilden einen Teil der Ausgangseinrichtung 17.

Für die Detektoren 55 und 56 ist eine Vorspanneinrichtung 72 vorgesehen, welche den unteren und den oberen Schwellenwert bestimmt, die oben genannt sind. Diese Vorspanneinrichtung 72 weist eine Diode 73 und Widerstände 74-, 75 und 76 auf .Ferner bilden Widerstände 77, 78 und 79 einen Teil der Vorspanneinrichtung 72. Der Hilfsdetektor 57 weist Dioden 81 und 82 auf, die in Seihe mit einem Widerstand 83 zwischen die positive Gleichspannungszufuhr und Erde an dem Brückenanschluß 26 geschaltet sind. Dieser Detektor wirkt als Spitze-zu-Spitze-Wechselstromdetektor, und er wird von dem Leiter 65 mit Schwingungsfrequenzenergie über einen Kopp-

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lungskondensator 84 gespeist. Ein Eilterdondensator 85 ist über den Widerstand 83 geschaltet, um den Ausgang dieses Detektors zu filtern,wenn er an die Hilfsvorrichtung 16 angelegt wird.

Die Hilfsvorrichtung 16 ist eine aktive Torrichtung und kann als Hilfsenergiepumpe bezeichnet werden. Sie weist einen Transistor 88 sowie ein Paar Differentialtransistoren 89 und 90 auf. Die feste Vorspannung der Dioden 81 und 82 läßt den Transistor 88 als Generator für konstanten Strom oder im vorliegenden Fall als Generator für konstanten Strom von änderbarem Ausmaß arbeiten. Der Emitter des Transistors 88 ist über einen Widerstand 91 mit der positiven Gleichspannungsquelle verbunden. Dsr Kollektor des Transistors 90 ist geerdet, und die Basis des Transistors 89 ist über einen Nebensehlußkondensator 92 geerdet, welcher die Oszillatorfrequenz zur Erde ableitet. Der Ausgang des Verstärkers i2 am Anschluß 25 wird über Widerstände 93, 9^ an das Transistorpaar 89, 90 angelegt.

Die Ausgangseinrichtung 1? enthält ein Paar Differentialtransistoren 97 und 98, deren Emitter miteinander verbunden und über einen Widerstand 99 an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Die Basen der Transistoren 97 und 98 sind mit Anschlüssen 101 bzw. 102 am unteren Ende der Detektorbelastungswiderstände 70 bzw. 71 verbunden· Der Kollektor des Transistors 97 ist über eine lichtaussendende Diode 1O3 als Ausgangsanzeiger mit einem HauptausgangsanschluB iO5 verbunden. Ein wahlweise verwendbares Heiais 106 mit Kontakten 107 ist, wie dargestellt, mit dem Haupt aus gangs anschluß verbunden. Eine Diode 108 führt Strom von Erde zu dem Hauptausgangsanschluß 105, um den Transistor 97 gegen eine an dem Ausgangsanschluß 105 befindliche induktive !«ast, beispielsweise das Relais 106, zu schützen.

Eine Diode 110 und ein Belastungswiderstand 111 sind in Reihe miteinander zwischen den Kollektor des Transistors

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und Erde geschaltet. Ein sekundärer Ausgangsanschluß 112 ist mit der Verbindungsstelle der Diode 110 und des Widerstandes 111 verbunden. Ein Tiefpassfilter, welches 'Viderstände 114-, 115 und Kondensatoren 116, 117 aufweist, ist zwischen den Transistoren 59 und 62 und den D-©-te4ctorbelaster und-d-en Detektorbelastungswiderständen 70 und 71 angeordnet.

- Dem ersten Detektor 55 und dem zweiten Detektor 56 wird Energie von einem mit Zeitverzögerung arbeitenden Energiezufuhrkreis 120 zugeführt. Dieser Energiezufuhrkreis 120 legt an die Konstaitfcstromgeneratoren 63 und 64· Arbeitsspannung nur nach einer Zeitverzögerung an, die gewährleistet, daß der Briickenkreis 20 und der Verstärker 12 sich nach anfänglicher Erregung des Näherungsschalterstromkreises 11 auf stetige Zustandsbedingungen eingestellt haben. Der Energiezufuhrkreis 120 enthält einen Widerstand 121 und eine Durchschlagdiode 122, die in Reihe miteinander an die + 18 V Gleichspannungszufuhr und an die Basis eines Transistors 123 .angeschlossen sind. Der Kollektor dies.es Transistors 123 ist an die + 10 V - Gleichspannungszufuhr angeschlossen, und der Emitter des Transistors 123 ist über einen Widerstand an die Verbindungsstelle der Basiswiderstände der Transistoren 63 und 64- angeschlossen. Eine Diode 125 und ein Widerstand 126 sind in Reihe miteinander zwischen das untere Ende des Widerstandes 121 und Erde geschaltet, und ein großer Kondensator 127 ist dem Widerstand 126 parallelgeschaltet.

In der Elektronik erfolgt die Messung kleiner Änderungen von Parametern am besten mittels eines Brückenkreises, der in der gleiches Weise wie die im Chemielabor benutzte Zweischalenbalkenwaage arbeitet. Auf diese v/eise kann die Anzahl der Variablen drastisch vermindert werden, und aktive Komponenten können sich beträchtlich ändern, ohne das Arbeiten des Systems im geringsten zu beeinträchtigen.

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Schließlich kann der Brückendetektor so ausgeführt werden, daß er eine doppelte Funktion bat, indem er als Hochfrequenzgenerator oder als Oszillator wirkt. Dadurch können sowohl große Stabilität als auch Einfachheit gleichzeitig erzielt werden. Ferner wird das System einer genauen Analyse unterworfen, aus der sowohl die Iteistungsteuerung als auch die Eroduktionssteuerung vorausbestimmt werden können.

Für die Zwecke der Analyse soll das Arbeiten des Verstärkers 12 und der Brücke 20 untersucht werden, wenn die ganze Einrichtung 16 entfernt ist. Aus dem Nachfolgenden wird erkennbar, daß dies zulässig ist. Für die Analyse des vorliegenden Systems kann zunächst angenommen werden, daB die eine Seite der Brücke 20 aus zwei festen Widerständen B^, und H24. besteht und auch als negative Eückkopplungsschleife um den Verstärker 12 herum angesehen werden kann. Für den Faktor ß gilt:

Die Verstärkung A des Verstärkers 12 liegt in der Größenordnung von 1 000 oder 10 000, jedoch hat bei der bevorzugten Ausführungsforia ß einen großen Wert, d. h. einen ÜSFert zwischen 0,1 und 1,0 und. vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4.

Die andere Seite der Brücke 20 besteht aus den Zweigen 21 und 22. Der Zweig 22 wird als Widerstand angesehen, dessen effektiver Wert eingestellt werden kann und der für die Analyse mit Ro? bezeichnet wird« Der Brückenzweig 21 besteht aus einer Spule 18 mit einer Induktivität vom Wert L und einem Kondensator 19» dessen Wert verteilte und Kabelkapazitanzen umfaßt, wobei der Gesamtwert des Kondensators 19 mit C bezeichnet wird. Die Spule 18 und der Kondensator 19 sind einander parallelgeschaltet und werden als

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Parallelresonanzkreis analysiert. Da die Spule 18 einen Eigenverlust aufweist, -verden sämtliche Verluste in des sich ergebenden Brückenzweig 21 als ein äquivalenter Oh^scßer Widerstand betrachtet, der mit der Spule 18 in Reihe liegt und mit R bezeichnet "vird. Die Charakteristiken des Bracken— zweiges 21 werden bei der Resonanzfrequenz analysiert.

Vom Gesichtspunkt des Resonanzkreises bev/irkt die Hinzufügung von Rpp' ^^a^ ^^e Eingangsiapedanz des Verstärkers 12 negativ erscheint. '.Venn dieser negative Wiederstand genügend klein ist, v/erden die Verluste aufgrund von R ausge— glichen, und der Stromkreis schwingt. Es ist zu beachten, daß die vorstehenden Bemerkungen sich auf die angewendete analytische Methode beziehen und den Stromkreis selbst nicht beschränken. Es können auch andere Analysemethoden (beispielsweise die Methode von Bode) mit den gleichen Ergebnissen angewendet werden. Die Ableitungen sind unkompliziert, und es werden keine v/eiteren Annahnen gemacht.

Der Resonanzkreis kann in sein Baralleläquivalenfc bei Resonanz umgewandelt werden, und zwar durch:

R ² +U)²E²
_R = -^ (2) .

^Rs

Wobei in üblicher V/eise gilt: {0 =

Der Verstärker 12 mit negativer Rückkopplung über die Widerstände R₂z und. Ro^, und positiver Rückkopplung aber den Widerstand R~~ besitzt eine negative resistive Eingangsimpedanz von der Größe:

^R22 ^ß ■1 - ß

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Die Schwingung tritt auf, wenn die folgende Ungleichheit besteht:

H₂₂ ß

1 - ß i ^H21

Die Gleichung (5) bestimmt daher den ⁿAuslöse^w-B3nkt, bei dem die Schwingungen beginnen·

Da weder S₂₂ noch ß Punktionen von 6) über den inter- · essierenden Bereich sind, würde es zweckmäßig sein, to in der Gleichung (2) wenigstens direkt su streichen, unter Anwendung der üblichen Definition von Q, nämlich Q = ergibt sich:

C6)

und als vereinfachte Annäherung:

L
« RgG , wenn Q groß ist (?)

- nets sich später als nützlich erweist·

Lediglich als Beispiel sei angenommen, daß das Ziel 31 leitend ist und sich in einem beträchtlichen Abstand von der Sonde 13· befindet· R₂₂ kann nunmehr derart eingestellt werden, daß die Ungleichheit gemäß der Gleichung (5) besteht und Schwingungen auftreten. Wenn ^etzt das Ziel 31 in das Magnetfeld bewegt wird, welches von der Sonde i* aufgrund des durch die Spule 18 hindurchfließenden Wechselstroms erzeugt wird, dann werden in dem Ziel umlaufende Ströme induziert, was bewirkt, daß R sich erhöht und 1 sich in einem kleineren Ausmaß vermindert. Aus der Glei-

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. - - 13 - 2344Ί74

chung (7) folgt, daß sich dann R^_x. vermindert und an einem

B ß
genauen Punkt kleiner als 22 wird, und die Schwingungen

1 - ß

hören auf. Der Wert von ß ist hier mittels Präzisionswiderständen festgelegt, so daß die Einstellung von R^o die linke Seite der Ungleichheit gemäß der Gleichung (5) beherrscht. Die Ausführung der Sonde 14 und ihr Abstand von dem Ziel 31 bestimmen die Werte von R_ und damit von R_o„ mittels der Gleidrangen (2), (3), (6) und (7). Demzufolge beherrscht der Abstand der Sonde von dem Ziel die Ungleichheit gemäß der Gleichung (5)· Wenn das Ziel 31 zurückgezogen wird, vermindert sich R₃, und die Ungleichheit gemäß der Gleichung (5) gilt wieder, so daß erneut Schwingungen auftreten. Sämtliche Gleichungen gelten sowohl für das Annähern des Ziels als auch für das Zurückziehen des Ziels, und der Abstand, bei dem die Schwingungen aufhören bzw. wieder auftreten, ist der gleiche, mit Ausnahme eines sehr kleinen theoretischen Fehlers aufgrund des Umstandes, daß der Verstärker 12 eine endliche Verstärkung aufweist. Die Differentialanalyse und Laboratoriumsversuche bestätigen die in der nachfolgenden !Tabelle aufgeführten Unbestimmtheitswerte für einen Fühler von 2" Durchmesser bei einem Abstand D zwischen Sonde und Ziel und einer. Unbestimmtheit δ D.

' D ^Δ D

1,400" 0,008"

1,200 . 0,003

1,000 0,0013

0,800 0,0005

/ 0,600 0,0002

0,400 80 Millionstel

0,200 35 Millionstel

0,100 20 Millionstel

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Die vorstehende Analyse wurde durchgeführt, während die Einrichtung 16 entfernt war. Es soll nachfolgend gezeigt werden, daß dies zulässig ist.

Es sei zunächst angenonuien, daß die Ungleichheit gemäß Gleichung (5) besteht. Ss bauen sich Schwingungen auf, die dem Anschluß 25 erscheinen und deren Amplitude sich vergrößert, bis sie von dem Verstärker 12, seinen Zufuhrspannungen und den Dioden 43 und 42 begrenzt wird. Dieser Wechselstrom großer Amplitude wird über den Kondensator 84 an den Spitze-zu-Spitze-Diodendetektor angelegt, der aus den Dioden 81 und 82, den Kondensatoren 85 und 84 und dem Widerstand 83 besteht. Die von diesem Detektor gelieferte gleichgerichtete Spannung wird an die Basis des Transistors 88 angelegt und spannt ihn scharf umgekehrt vor. Wenn der Transistor 88 abgeschaltet ist, kann kein Strom durch den Transistor 89 hindurchfließen, und der Kollektoranschluß des Transistors 89 stellt eine sehr hohe Impedanz gegen Erde dar, die beispielsweise viele hundert Megohm beträgt und der einige Picofarad parallelgeschaltet sind. Demzufolge hat das Vorhandensein oder das Fehlen der Verbindung von dem Kollektor des Transistors 89 zu dem Brückenanschluß 27 keinen merklichen Einfluß, solange die Ungleichheit gemäß Gleichung (5) erfüllt ist.

Wenn aber beispielsweise das Ziel 31 sich dicht an die Näherungssonde 14 bewegt, wird die Ungleichheit gemäß Gleichung (5) nicht erfüllt, und die Schwingungen beginnen, aufzuhören. In diesem Fall sinkt Jedoch die Spannung an dem ,Widerstand 83, und "der<Transistor 88 wird vorwärts vorgespannt. Da der Transistor 88 ermöglicht, daß Strom zu dem Differentialtransistorpaar 89* 90 fließt, arbeitet dieses Paar jetzt als nicht-umkehrender Verstärker, welcher dem Resonanzkreis Hp/| Energie zuführt, um die zusätzlichen Verluste auszugleichen, die in der Sondenspule 18 durch mit dem

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Ziel 51 gekoppelte Wirbelströiae Induziert werden. Buren zweckentsprechende ⁷VaIiI des '7iderstandes 91 kann die von der Einrichtung 16 an den Resonanzkreis abgegebene Energie begrenzt werden, so' daß im Fall der Beschädigung.der Sonde, des Ausfalls des Kabels oder aus anderen Gründen, durcn welche der Q-Faktor des !Resonanzkreises unter ein zulässiges Minimum vermindert wird, die Schwingungen Insgesamt aufhören.

Der änderbare Brückenzweig 22 kann variiert werden, um einen variablen Auslösepunkt zu schaffen, bei welchem ein leitendes Ziel den Zustand des Ausgangskreises 17 ändert.

Figur 2 B zeigt diesen variablen Auslösepunkt in einer Kurve 130. Das Ziel 31 kann beispielsweise gegen die Sonde 14 derart bewegt werden, daß es von der Sonde 14 einen Abstand von 0,2" hat, und dies würde einen Auslösepunkt 131 ergeben. Die Wirbelstromverluste in dem leitenden Ziel belasten den Barallelresonanzkreis 18 - 19 und vermindern seinen Q-Faktor, so daß das Potential an dem Brückenansehl-uß 27 relativ zur Erde herabgesetzt wird, Im Vergleich zu demjenigen, das vorhanden sein würde, wenn das Ziel entfernt liegen würde. Der änderbare Br'dckenzweig 22. kann dann mittels des Potentiometers 35 eingestellt werden, um seinen Wider st anaswert zu erhöhen, so daß der Verstärker 12 sich von voller Schwingung auf einen Ausgang niedrigen Pegels ändert. Dies ergibt dann den Äuslösepunkt, d. h. der Zustand der Ausgangseinrichtung hat sich in einen "GO" - Zustand geändert. Dies bedeutet, wie nachstehend erläutert, daß an dem Eauptausgangsanschluß 105 ein Ausgang vorhanden ist.

Wenn jetzt das Ziel 31 von der Sonde 14 wegbewegt wird, nehmen der Q-Faktor des Parallelresonanzkreises 18 - 19 und die Spannung an dem ersten Briickenzweig 21 zu, und dadurch wird an den posltl%^ren Eingangs ans chluß 29 des Verstärkers 12

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eine positive Rückkopplung angelegt, so daß der Verstärker wieder einen Vollschwingungs-Ausgangszustand annimmt. Dieser Y/echsel wird auf die Ausgangseinrichtung 17 übertragen, die sich aus einem "GU"- Zustand in einen "HO GO"- Zustand ändert. Ein dritter Zustand liegt vor, wenn die Schwingungen aufgrund irgendeines Fehlers vollkommen ausfallen, beispielsweise dadurch, daß die Sonde zerstört, unterbrochen oder kurzgeschlossen v/ird. ".'enn kein Schwingungsaus gang vorhanden ist, stellt die Detektoreinrichtung 15 dieses Fehlen des Ausgangs fest, und die Ausgangseinrichtung 17 ändert sich in einen "NO GO"- Zustand. Falls eine Wirklichkeitstabelle aufzustellen ist, dann würde die Ausgangseinrichtung einen "GO"- Zustand anzeigen, wenn ein Ziel anwesend ist, e.h. sich näher als der Ausläsepunkt befindet, und einen "NO GO"-Zustand immer dann anzeigen, wenn das Ziel über den Auslösepunkt hinaus zurückbewegt wird oder die Schwingungen ausfallen.

Figur 2 A demonstriert, was passiert. Wenn das Ziel 31 sich vpn der Sonde 14- wegbewegt, v/erden die Schwingungen stärker, wie dies durch eine Kurve 132 veranschaulicht ist. An dem Auslösepunkt 133, der dem Auslösepunkt 131 in Figur 2 B entspricht, werden die Schwingungen plötzlich viel stärker und wachsen bis zu einer Höhe 134- an, die lediglich durch die Arbeitsgleichspannung und den Verstärker 12 begrenzt ist. Die Ausgangseinrichtung 17 ändert ihren Zustand, wie nachstehend beschrieben. Der Hilfsdetektor 57 schickt jetzt genügend Strom durch den Widerstand 83 hindurch, um den Transistor 88 vollständig abzuschalten. 'Venn die Hilfsenergiepumpe 16 abgeschaltet ist und nicht mehr benötigt wird, um die Schwingungen des Verstärkers 12 aufrechtzuerhalten, bauen sich diese Schwingungen sehr rasch auf einen '"ert auf, der lediglich durch die Speisegleichspannung begrenzt ist. In einem tatsächlich ausgeführten Stromkreis gemäß der Erfindung kann dieser TTert beispielsweise 800aiVbet;ragen.

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Der mit Zeitverzögerung arbeitende Energiezufuhrkreis 120.enthält einen- großen Kondensator 12?, der sich ziemlich langsam auflädt, beispielsweise zu 1/4 oder 1/2 je Sekunde, so daß die Gleichstroraarbeitsenergie den Konstantstromgeneratoren 63 und 64 in der Detektoreinrichtung 15 erst dann zugeführt wird, wenn die Brücke 20 und der Verstärker 12 in stetige Zustandsbedingungen gelangt sind. Dies ist beim ersten Einschalten des Stromkreises 11 der Fall.

Die Detektoreinrichtung 15 kann als eine Fensterdetektoreinrichtung angesehen werden, wobei der erste Detektor 55 einen unteren Schwellenwert-Arbeitszustand feststellt und der zweite Detektor 5& einen oberen Schwellenwert-Arbeitszust&nd feststellt. Diese Sch-vellemvert-Arbeitszustände werden mittels der Vorspanneinrichtung 72 eingestellt. Der Verstärker 12 hat einen Ausgangsgleichspannungsarbeitspegel, der von der Eingangsgleichspannung bestimmt wird. Beispielsweise betrug in einem praktisch ausgeführten Stromkreis gemäß der Erfindung die Ausgangsgleichspannung 5*0 V. Die Wechsels troiaaus gangs schwingungen werden dem Gleichspannungsarbeitspegel überlagert.

Wenn zunächst angenommen wird, daß der Stromkreis erregt ist, aber die Sonde 14 abgeschaltet ist, dann bedeutet dies, daß an dem ersten Brückenzweig 21 keine Spannung vorhanden ist und daß daher kein Schwingungsausgang aus dem Verstärker 12 erhalten wird. Unter solchen Bedingungen stellt c3er 5 V - Gleichspannungsausgang des Verstärkers 12 den Zustand der Ausgangseinrichtung 17 ein. Der Widerstand 75 in der Vorspanneinrichtung 72" ist größer als der Widerstand 74 und der Widerstand ?6. Bei 5»0 V-Gleichspannung an dem Leiter 65 stellt der 0,7 V - Spannungsabfall an der Diode 73 das Potential an der Anschlußstelle 136 auf 4,3 V ein. Das Potential an der Basis des Transistors 59 beträgt dann etwa 4,9 V. Dies ist eine feste Vorspannung, während der Transistor 60 sich über den '"iderstand 7? selbst vorspannt. Da die Basis

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des Transistors GO sich auf 5»0 V befindet, so bedeutet dies, daß der Transistor 60 eingeschaltet ist und der Transistor 59 abgeschaltet bleibt. In ähnlicher Weise ist Transistor 61 durch sein Selbstvorspannen über den Widerstand 78 eingeschaltet, während der Transistor 62 durch die 4,3 V- GIeichstromvorspannung an seiner Basis abgeschaltet ist.

Der v/ert des Detektorbelastungswiderstandes 71 ist etwas größer als der '.Vert des Detektorbelastungswiderstandes 70. Dies bedeutet, daß, wenn die Transistoren 60 und 61 voll leitend sind, das Potential an der Anschlußstelle 102 auf einen Wert herabgesetzt ist, der kleiner als der des Potentials an der Anschlußstelle 101 ist. Bei einem tatsächlich ausgeführten Stromkreis gemäß der Erfindung hatte das Potential an der Anschlußstelle 101 einen V/ert von 14,7 V,.während das Potential an der Anschlußstelle 102 einen Wert von 12,4 V hatte. Dadurch wird der Transistor 98 eingeschaltet und der Transistor 97 abgeschaltet. Daher ist an dem Hauptaus^angsanschluß 105 kein Ausgang vorhanden, während ein komplementärer Ausgang an dem sekundären Ausgangsanschluß 112 vorhanden ist. Die lichtaussendende Diode 103 ist dunkel, was anzeigt, daß kein Ausgang vorhanden ist, und somit ist dies der "NO GO"- Zustand. Dies würde der Fall sein, xvenn der Verstärker 12 versagt oder die Sondenspule 18 entweder kurzgeschlossen oder unterbrochen ist, wie dies auftreten kann, weil die Sonde zerbrochen oder in irgendeiner ^kIse beschädigt worden ist, oder weil Kühl- oder Schmiermittel in das Gehäuse der Sonde eingedrungen ist. Dies würde auch der Fall sein bei einem schlechten Kontakt des Schiebers des Potentiometers 35» wodurch die positive Rückkopplung beendet würde.

Es sei nunmehr angenommen, daß das Ziel 31 sich nahe an der Sonde 14, d. h. innerhalb des Auslösepunktes befindet, und daß die Sonde jetzt an den Stromkreis 11 angeschlossen ist. VJenn sich das Ziel nahe der Sonde befindet, ist die

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Sondenspannung gering, und zwar wegen eines niedrigen Pegels des Schwingunirsaus,?;angs aus den. Verstärker 12. Dieser niedrige Schwingungspegel, der, wie oben erläutert, von der Hilfsenergiepumpe 16 aufrechterhalten wird, läßt die Basis des Transistors 60 mit den positiven und negativen Halbperioden der Schwingung mehr oder weniger positiv schwingen. Da die Basis des Transistors 59 teilweise zur Erde überbrückt ist, ist das Schwingen oder Auswandern mit dem Oszillatorausgang an der Basis des Transistors 59 geringer als an der Basis des Transistors 60. Demgemäß wird während der negativen Halbperioden des Oszillatorausgangs die Basis des Transistors 60 stärker negativ getrieben als die Basis des Transistors 59* wodurch der Transistor 59 teilweise eingeschaltet wird. Wie an einen tatsächlich ausgeführten Stromkreis geprüft, macht dies etwa einen 50 % - Arbeitszyklus für jeden der Transistoren 59 und 60 aus. Dadurch wird der Stromfluß durch den Detektorbelastungswiderstand 70 hindurch erhöht und gleichzeitig der Belastungsstromfluß durch den Detektorbelastungswiderstand 71 hindurch herabgesetzt. Bei dem tats?'uilich ausgeführten Stromkreis hatte das Potential an der Anschlußstelle 101 einen Wert von 13,1 ν und das Potential an der Anschlußstelle 102 einen Wert von 15»2 V relativ zu Erde. Dadurch ist der Transistor 97 eingeschaltet und der Transistor 98 ausgeschaltet.

Wenn der Transistor 97 eingeschaltet ist, wird an dem Hauptausgangsanschluß 105 ein Ausgang geliefert, was von der lichtaussendenden Diode 103 angezeigt wird. Dies ist der "GO"- Zustand, der zeigt, daß das Ziel 31 sich in der Nähe der Sonde 14- befindet, und zwar naher als der Auslösepunkt.

Wenn jetzt das Ziel 31 von der Sonde 14 entfernt wird, und zwar über den Auslösepunkt hinaus, wie den Auslösepunkt 131 bzw. 133, dann hat der Verstärker 12, wie oben beschrieben, einen vollen Schwingungsausgang. Der zweite Detektor

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stellt den Umstand fest, daß der Knick der Kurve an dam •Auslösepunkt 133 passiert worden ist, und die Ausgangseinrichtung 17 ändert sich in einen "NO GO"- Zustand. Der zweite Detektor 56 führt diese Aufgabe aufgrund der Vorspannung aus, die von der Vorspanneinrichtung 72 eingestellt ist. Die Basis des Transistors-62 ist in dem vorstehend erläuterten Beispiel auf einen Gleichstroimvert von 4,3 V vorgespannt. Dies bedeutet, daß, wenn der Oszillator 12 einen vollen Ausgang hat, die großen Ausschläge des Wechselstronsignals die Basis des Transistor?62 in den negativen Falbperioden derart vorspannen, daß er für etwa einen 50 %- Arbeitszyklus zwischen den Transistoren 61 und 62 teilweise eingeschaltet wird. Dadurch wird der Stromfluß durch den Detektorbelastungswiderstand 71 hindurch relativ zu dem Stromfluß ^_ durch den Detektorbelastungswiderstand 70 hindurch erhöht, so daß das Potential an der Anschlußstelle 102 vermindert und das Potential an der Anschlußstelle 101 erhöht wird. In dem tatsächlich ausgeführten Stromkreis gemäß der Erfindung ergibt dies ein Potential von etwa 14-,7 V an der Anschlußstelle 101 und ein Potential von 12,4 V an der Anschlußstelle 102. Dadurch wird der Transistor 98 eingeschaltet und der Transistor 97 abgeschaltet, um den Ausgang an dem Hauptausgangsanschluß 105 zu beenden.

Figur 3 veranschaulicht die sich ändernden Spannungen an den Detektorbelastungswiderständen 70 und 71 in Abhängigkeit von dem Weehselstromausgang aus dem Oszillator 12, in mV ausgedrückt. Die Kurve 138 gibt die Detektorbelastungsspannung in Volt an dem Belastungswiderstand 70 wieder, und die Kurve 139 gibt die Detektorbelastungsspannung in Volt an dem Belastungswiderstand 7^ wieder. Bei dem obigen Beispiel liegen die Kreuzungspunkte bei 120 und 4-00 mV, und dies ergibt den unteren Schv/ellenwert-Arbeitszustand 140 gemäß Figur 2 A und den oberen Schwellenwert-Arbeitszustand 141 gemäß Figur 2 A wieder.

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Wie oben erläutert, kann der A-uslcsepunit längs der Kurve -130 in Figur 2 B geändert werden, beispielsweise an die Stelle 142 oder 143 bzv/. 144 verlegt -»erden, indem lediglich die Einstellung des loüentioraeters 35 geändert wird. Diese verschiedenen Auslösepunkte ergeben in der Kurve des Oszillatoraus^mgs entsprechende Knickstellen 146, 147, 148, an welchen der Oszillator 12 in volles Schwingen gelangt.

In Figur 3 stellt der z\visehen den Kreuzun-rrsstellen 149 und 150 liegende Teil der Kurve den "EO GO"- Zustand dar, während der Bereich unter der unteren Schnelle an der Kreuzung 149 und der Bereich über der oberen Schwelle an der Kreuzungsstelle 150 ebenfalls "NO GO"- Zustände darstellen.

Wenn der Näherungsscbalterstronkz'eis lediglich dazu verwendet werden soll, Behälter zu zählen, die sich auf einer Fördervorrichtung bewegen, dann kann es ohne Bedeutung sein, ob bei 10 000 Behälternein oder zwei Behälter nicht gezählt werden. Wenn jedoch ein Eaheruxigs schal te rstromkreis dazu verwendet werden soll, einen elektromechanischen Grenzschalter in einer Werkzeugmaschine zu ersetzen, und wenn ein solcher Näherungsschalter einen Schlitten 3^ der Werkzeugmaschine stoppt und unikehrt, dann kann ein Ausfall sehr teuer werden, falls die P;Iaschine beschädigt wird oder_; was noch schlimmer ist, falls ein Arbeiter verletzt wird. Unter solchen Bedingungen ist ein ausfallsicheres Arbeiten erwünscht.

Der 'Verkzeugmaschinenschlitten 31 darf nicht die Möglichkeit haben, sich über das Ende seiner Bet/egungsbahn hinaus zu bewegen, und die oben genannten Bedingungen, gewährleisten, daß eine ausfallsichere Bedingung eines "NO GO"-Ausgangszustands mittels des Näherungsstro:akreises gemäß der Erfindung geschaffen wird.

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Die vorstehende Beschreibung ist auf ein leitendes Ziel abgestellt worden. Falls ein magnetisch permeables Ziel von geringem Verlust verwendet wird, dann wird der Ausgangszustand für - Bewegungen des Ziels auf der einen oder der anderen Seite eines Auslcsepunktes umgekehrt. Solche magnetischen Materialien von geringem Verlust können aus verschiedenen Zink- oder Mangankeramikstoffen bestehen, die oft als Ferrite bezeichnet werden. Es kann auch Eisenpulver verwendet werden. Bei einem solchen Ziel, das hier als Ferrit- Ziel bezeichnet wird, übersteigt die magnetisch permeable 'wirkung die in einem leitenden Ziel auftretenden Wirbelstromverluste, obwohl es magnetisch permeabel ist, wie z. B. massives Eisen. Der aus den Gleichungen (2), (3) oder (7) berechnete 7/ert von R-,- nimmt daher zu,' da die Induktanz der Sondenspule 18 rascher als R ansteigt.

Wenn ein aus massivem Eisen bestehendes oder leitendes Ziel verwendet wird, kann das Potentiometer 35 derart eingestellt werden, daß der Verstärker 12 voll schwingt, wenn das Ziel entfernt liegt. 'Venn sich dann das Ziel nähert, vermindert sich der 7/ert von R^-i i ^an ^^ΘΠ1 Auslösepunkt sinken die'Schwingungen auf eine niedrige Höhe und an den. \xi-Schluß 105 beginnt ein Ausgang aufzutreten. Falls das hier ein Ferrit-Ziel ist, kann das Potentiometer 35 derart eingestellt werden, daß der Verstärker 12 bei anwesendem Ziel voll schwingt, "/enn das Ziel sich über den Auslösepunkt hinausbewegt, fallen die .Schwingungen auf eine niedrige Höhe, die von der Energiepumpe 16 aufrechterhalten wird. In beiden Fällen herrschen die oben genannten ausfallsicheren Bedingungen, weil der Verstärker iait Schwingungen geringer Höhe während der Zeit schwingt, in welcher der "GO"- Ausgangszustand an dem Anschluß 105 hergestellt ist. Wenn die Schwingungen aufhören oder wenn sie in einen Zustand vollen Schwingens übergehen, dann wird der Ausgang in einen "NO GO"- Zustand geändert.

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Der erste Ausgangsanschluß 105 und der zweite Ausgangsanschluß 112 ergeben komplementäre Ausgangszustände. Ein Wert davon ist derart, daß eine aus zwei verseilten Adern bestehende Übertragungsleitung, die beispielsweise zu einem Rechner führt, von den Anschlüssen 105 und _V112 gespeist werden kann, wobei das Relais 106 vorhanden oder nicht vorhanden sein kann« Die beiden komplementären Ausgänge an den Anschlüssen 105 und 112 ermöglichen ferner die Verwendung eines mit diesen Anschlüssen verbundenen exklusiven OR - Tores zur G-eräuschunterdrückung und zum Schutz gegen Störungen in der Verbindungsleitung des Abnehmers, die an die Anschlüsse 105 und 112 angeschlossen ist.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Näherungsschalterstromkreis, der erheblich empfindlicher als bekannte Stromkreise ist. Die Änderung des Abstandes des Ziels von der Sonde, um das Kurvenknie 146 bzw. 147, 148 (Fig. 2 A) zu umlaufen, ist beträchtlich kleiner als bei bekannten Anordnungen.

Beispielsweise kann bei bekannten Stromkreisen, wenn zwischen Sonde und Ziel ein Abstand von 1" vorhanden ist, die Abstandsänderung für einen Wechsel zwischen "GO" und ⁿN0 G0ⁿ 0,3" betragen, während bei einem Stromkreis gemäß der Erfindung die Abstandsänderung in der Größenordnung einiger Tausendstel Zoll liegt. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar. Die Gründe für diese Verbesserung gehen aus der oben beschriebenen Analyse klar hervor.

Der Kondensator 19 ist in Figur 1 als in der Brücke angeordnet dargestellt, jedoch könnte ein solcher Kondensator oder ein Teil von ihm auch physikalisch innerhalb des Gehäuses der Sonde angeordnet werden. Dies würde den Vorteil haben, daß vermieden wird, daß die umlaufenden Ströme des Oszillatorschwingungskreises durch die Leiter des Kabels 40 hindurchfließen.

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Claims

Patentansprüche

1. Häherungsschalterstromkreis, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Bestandteile:

a) einen Verstärker nit einem Ausgang und einem Eingang,

b) einer liäherungssonde,

c) einer Ruckkopplungseinrichtung, welche den Verstärkerausgang mit dem Verstärkereingang verbindet,

d).einer Einrichtung zum Anschließen der Sonde als Teil der Ruckkopplungseinrichtung, um an dem Eingang des Verstärkers ein Signal zu erzeugen, welches gemäß dem Abstand zwischen der Sonde und einem leitenden Ziel änderbar ist,

e) einer Hilfsvorrichtung,

f) einer Einrichtung, welche die Hilfsvorrichtung als Teil der Rückkopplungseinrichtung anschließt, um den Verstärkereingang zu ändern, und

g) einer Detektoreinrichtung, die einen reduzierten Ausgang des Verstärkers feststellt und die Hilfsvorrichtung steuert, um den Ausgang des Verstärkers zu erhöhen.

2. Stromkreis nach Anspruch 1_{ dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung^einrichtung einen Brückenkreis, der Brückenzweige, einen Eingang und einen Ausgang aufweist, eine Einrichtung zum Verbinden des Brückenausgangs mit dem Verstärkereingang und eine Einrichtung umfaßt, welche die Brückenzweige in die Rückkopplungseinrichtung schaltet.

3. Stromkreis nach Anspruch 1_/dadurch gekennzeichnet, daß er eine induktive Einrichtung und eine kapazitive Einrichtung, die so geschaltet sind, daß sie sich bei einer

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gegebenen Frequenzin Resonanz befinden, und eine Einrichtung enthält, welche die Sonde als Teil der induktiven und der kapazitiven Einrichtung anschließt.

4-, Sfcrovi'ireis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

eine
daß die Sonde/vuriuble Reaktanz als Teil der induktiven

Einrichtung oder der kapazitiven Einrichtung aufweist.

5. Stromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen negativen und einen positiven Rückkopplungsteil aufweist, von denen jeder mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist.

6. Stromkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen Brückenkreis riit vier Brückenzweigen, eine Einrichtung, welche den negativen Rückkopplungsteil als zwei Zweige des Brückenkreises anschließt, und eine Einrichtung aufweist, v/elche den positiven Rückkopplungsteil als 'zwei v/eitere Zweige des' Brückenkreises anschließt.

7. Stromkreis nach Anspruch Λ₍ dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplnngseinrichung einen positiven Rückkopplungsteil aufweist, in welchen die Sonde geschaltet ist.

8. Stromkreis nach Anspruch Λ_/ dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen positiven Rückkopplungsteil aufweist, in welchen die Hilfsvorrichtung geschaltet ist.

9· Stromkreis nach Anspruch Λ_ί dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung eine Hilfsenergiepumpe ist, die einen mit der Sonde verbundenen Ausgang und einen von der Detektoreinrichtung gesteuerten Eingang aufweist.

10. Stromkreis nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß er einen mit dem Ausgang der Detektoreinrichtung verbundenen Ausgangskreis und eine'Vorspanneinrichtung enthält, die einen Schwellenwertarbeitszustand der Detektoreinrichtung einstellt, um die Detektoreinrichtung für Ausgänge des Verstärkers empfindlich zu machen, die kleiner als"der Schwellen-

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wert sind, so daß an dem Ausgangskreis ein Ausgang erzeugt wird.

11. Strompreis nach Anspruch" 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung den Ausgang des Ausgangskreises beendet, wenn der Ausgang des Verstärkers größer als der Schwellenwert ist.

12. Stromkreis nach Anspruch 1_/ dadurch gekennzeichnet, daß er einen mit dem Ausgang der Detektoreiririchtung verbundenen Ausgangskreis und eine Vorspanneinrichtung enthalt, die einen oberen und einen unteren Scirvellemvert-Arbeitszustand einstellt, um die Detektoreinrichtung für kleine Ausgänge des Verstärkers, welche zwischen, dem oberen und dem unteren Schwellenwert liegen, empfindlich zu machen, um einen Ausgang aus dem Ausgangskreis zu erzeugen und den Ausgang des Ausgangskreises zu beenden, wenn der Ausgang des Verstärkers entweder kleiner als der untere Schwellenwert oder größer als der obere Schwellenwert ist.

13· Stromkreis nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen negativen Rückkopplungsteil und einen positiven Rückkopplungsteil aufweist und daß die Sonde in den positiven Rückkopplungsteil geschaltet ist, um ein Schwingen des Verstärkers hervorzurufen, wenn ein leitendes Ziel sich in einem Abstand von der Sonde befindet, der größer als ein Auslösepunkt ist.

14-. Stromkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Andern des Auslösepunktes aufweist, bei welchem die Detektoreinrichtung einen Wechsel an dem oberen Schwellenwert feststellt.

15· Stromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung folgende Bestandteile aufweist: Einen Hilfsdetektor, einen ersten Detektor und einen zweiten Detektor, eine Einrichtung,welche den Hilfsdetektor anschließt, um die genannte Hilfsvorrichtung zu steuern, eine Vorspanneinrichtung, die für den ersten Detektor einen unteren

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Sch-vellen-vert-Arbeitszustand und far den zuzeiten Detektor einen oberen Scir.vellen^.-ert-Ai'beitszustand einstellt, und einen Ausgangskreis, der mit dem Ausgang.des ersten Detektors und mit den Ausgang des zweiten Detektors verbunden ist, wobei der untere und der obere Sch^r.vellenv.ert-Arbeitszustand ein Fenster mit einem Ausgang aus dem ^usgangskreis in Übereinstimmung mit dem Fenster ergeben.

16. Stromkreis nach Anspruch 15_fdadurch gekennzeichnet, daß. der untere und der obere Schwellemvert-arbeitszustand einen Ausgang aus dem Aus gangs kreis beenden, "Λ-enn die Verstärkerausgänge kleiner als der untere Sch-vellemvert und größer als der obere Schwellenwert sind.

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