DE2727525A1 - Absorption measuring appts. with evaluating and switching system - has damped oscillator coupled to remote resonant circuit and damping is reduced with object near sensor - Google Patents

Absorption measuring appts. with evaluating and switching system - has damped oscillator coupled to remote resonant circuit and damping is reduced with object near sensor

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Abstract

An evaluating and switching circuit (1, 2) in a housing has a transmitting element (3) comprising a radiating resonant circuit which is positionally fixed in relation to a sensor element (4). The sensor comprises a resin encapsulated resonant circuit coupled so that the oscillator circuit does not oscillate. When a conducting object (5) is brought up to the sensor element (4), the damping is reduced and the oscillation recommences, releasing an impulse. In an alternative embodiment, a coupling element is used comprising coupling windings for the transmitter and sensor components. The windings are interconnected by twin lines and this system may be used in place of the stray coupling field. In this case the transmitter coil (3) may have a low stray field.

Description

Absorbtions Meßanordnung Absorbtions measuring arrangement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorbtions Meßanordnung , bestehend aus einer Auswertungs- und Schaltelektronik, die ein Steuersignal abgeben kann , aus einem Geberteil mit Oszillator sowie einem in einer diskreten Entfernung angebrachten Sensorteil, welche dem Geber über einen Kopplungsmechanismus Energie entzieht und bei Näherung eines Materials an den Sensorteil mit einer schaltimpulsauslösenden Systementkopplung reagiert.The invention relates to an absorption measuring arrangement, consisting from evaluation and switching electronics that can emit a control signal, consisting of a transmitter part with an oscillator as well as one attached at a discrete distance Sensor part that draws energy from the transmitter via a coupling mechanism and when a material approaches the sensor part with a switching pulse trigger System decoupling reacts.

In vielen Anwendungen ist es heute erforderlich, Gegenstände berührungslos zu erfassen. Bei Metallen wird weitgehend in -duktiv gearbeitet, d.h. der durch Wirbelstromverluste im Metall auftretende und in den Oszillatorkreis transformierte Verlustwiderstand dämpft den Oszillator so, daß die Schwingung abreißt. Bei Nichtmetallen wird weitgehend kapazitiv gearbeitet, d.h. ein Dielektrikum erhöht die Kapazität einer Meßelektrode die, an einen Oszillator gekoppelt, diesen anschwingen läßt.In many applications today it is necessary to make objects contactless capture. In the case of metals, work is largely carried out inductively, i.e. the through Eddy current losses occurring in the metal and transformed into the oscillator circuit Loss resistance dampens the oscillator so that the oscillation stops. With non-metals the work is largely capacitive, i.e. a dielectric increases the capacitance a measuring electrode which, coupled to an oscillator, makes it oscillate.

Der Zustand des Oszillators, schwingend oder nicht schwingend , wird zur Ableitung eines Schaltimpulses ausgewertet.The state of the oscillator, oscillating or not oscillating, becomes evaluated to derive a switching pulse.

Für Anwendungsfälle, in denen es erforderlich ist, Abtast -elektrode und Auswertungselektronik voneinander getrennt auf -zubauen, z.B. bei Hochtemperatur-Anwendungen, muß die Abtast -elektrode elektrisch und mechanisch sehr stabil sein.For applications in which it is necessary, a scanning electrode and evaluation electronics to be set up separately from each other, e.g. for high-temperature applications, the scanning electrode must be very stable electrically and mechanically.

Bekannt ist, daß in solchen Fällen hochfrequente Differentialschaltungen angewendet werden, in denen die Umwelteinflüsse weitgehend aufgehoben werden. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß die Erreichung und Erhaltung des Brückengleichgewichtes schwer realisierbar ist.It is known that in such cases high-frequency differential circuits are used, in which the environmental influences are largely canceled out. In however, practice shows that achieving and maintaining the bridge equilibrium difficult to achieve.

Nach der Erfindung soll eine elektrisch und mechanisch stabile Meßanordnung angegeben werden, die eine räumliche Trennung von Auswertungselektronik und Sensorteil erlaubt.According to the invention, an electrically and mechanically stable measuring arrangement is intended be specified, which is a spatial separation of evaluation electronics and sensor part permitted.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß demséliitB magnetischen oder dem statischen Feld eines Geberteils durch den separiertenSensorteil Energie entzogen wird. Die Kopplung zwischen Geber und Sensorteil ist hierbei so gewählt, daß eine Störung des Sensorteiles den Energieentzug aufhebt, worauf der Geberteil mit einer schaltauslösenden Zustandsänderung re -agiert.According to the invention, this is achieved in that the magnet is magnetic or the static field of a transmitter part through the separated energy sensor part is withdrawn. The coupling between the encoder and the sensor part is selected in such a way that that a malfunction of the sensor part cancels the withdrawal of energy, whereupon the transmitter part reacts with a change of state that triggers a switch.

Für induktiv arbeitende Anordnungen wird dies nach der Erfindung dadurch realisiert, daß ein Oszillator mit einer Geber -spule in einem festen Abstand zu einer auf Resonanz abgestimmten Sensorspule so aufgebaut wird, daß die Schwingung des Oszillators gerade abreißt. Nähert sich ein leitender Gegenstand der Sensorspule, so wird der Sensorkreis verstimmt, der energieentziehende Resonanzeffekt wird aufgehoben, und der Oszillator schwingt wieder an. Diese Zustandsänderung des Oszillators löst über eine Auswertungselektronik einen Schaltimpuls aus.According to the invention, this is thereby achieved for arrangements operating inductively realized that an oscillator with a transmitter coil at a fixed distance too a sensor coil tuned to resonance is built up in such a way that the oscillation of the oscillator just breaks. If a conductive object approaches the sensor coil, so the sensor circuit is detuned, the energy-draining resonance effect is canceled, and the oscillator starts to oscillate again. This change in state of the oscillator triggers a switching pulse is sent out via evaluation electronics.

Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus -führungsbeispiels, welches praktisch angewendet werden kann , wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing, which can be used in practice, the invention is explained in more detail.

Der in einem Gehäuse mit der Auswerte- und Schaltelektronik 1,2 untergebrachte Geberteil 3 , bestehend aus einem streufeld -behafteten Resonanzkreis, ist in einem festen Abstand A zu dem Sensorteil 4 , bestehend aus einem gießharzvergossenen Resonanzkreis, so gekoppelt, daß der Oszillatorkreis 3 nicht schwingt.The one accommodated in a housing with the evaluation and switching electronics 1,2 Encoder part 3, consisting of a stray field -affected resonance circuit, is in one fixed distance A to the sensor part 4, consisting of a cast-resin-encapsulated resonance circuit, coupled so that the oscillator circuit 3 does not oscillate.

Nähert sich dem Sensorteil 4 ein leitender Gegenstand 5 , so wird der Oszillator entdämpft und seine Schwingung setzt wieder ein. Dieser Schwingungseinsatz löst einen Schaltimpuls aus.If a conductive object 5 approaches the sensor part 4, then the oscillator undamped and its oscillation starts again. This use of vibrations triggers a switching pulse.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann statt des koppelden Streufeldes zwischen Geber- und Sensorteil auch eine Koppelleitung 6 verwendet werden, derart, daß die Resonanzspulen von Geber- und Sensorteil eine zusätzliche, wenige Windungen aufweisende Koppelwicklung erhalten, die beide Teile über eine zweiadrige Leitung miteinander verbindet. In diesem Fall kann die Geberspule 3 streufeldarm aufgebaut sein.According to an expedient development of the invention, instead of the A coupling line 6 is also used to couple the stray field between the encoder and sensor part in such a way that the resonance coils of the encoder and sensor part have an additional, Get a few turns having coupling winding, both parts via a two-core cable connects with each other. In this case, the transmitter coil 3 can have little stray field be constructed.

Eine die Stabilität der Gesamtanordnung wesentlich ver -bessernde Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Frequenz des Geberkreises kontinuierlich, z.B. durch einen Phasendiskriminator 7 , so nachgesteuert wird, daß das Absorbtionsmaximum, d.h. die effektive Resonanz , immer vorliegt. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß das Sensorelement nicht besonders stabil sein muß.One that significantly improves the stability of the overall arrangement A further development of the invention consists in the fact that the frequency of the encoder circuit is continuous, e.g. by a phase discriminator 7, is readjusted so that the absorption maximum, i.e. the effective resonance, always present. This has the major advantage that the sensor element does not have to be particularly stable.

Realisiert wird diese Weiterbildung der Erfindung auch dadurch, daß der Geberoszillator mit einer vorgegebenen Mittenfrequenz und einem festen Frequenzhub mittels einer Wobbelstufe 8 gewobbelt wird. Da die Oszillatorschwingung des Gebers nur im Resonanzfall abreißt, kann man am Ausgang der Auswerteelektronik bei Nichtbedämpfung des Geberkreises eine Frequenz ableiten, die gerade der Wobbelfrequenz entspricht.This development of the invention is also implemented in that the transmitter oscillator with a specified center frequency and a fixed frequency deviation is wobbled by means of a wobble stage 8. Because the oscillator vibration of the encoder breaks only in the case of resonance, you can at the output of the evaluation electronics with no attenuation derive a frequency of the encoder circuit that corresponds to the wobble frequency.

Ein Ausfall dieser Frequenz bedeutet daher,. daß der Sensorteil bedämpft wurde. Selbverständlich ist in diesem Falle auch ein inverser Betrieb möglich.A failure of this frequency therefore means. that the sensor part is damped became. In this case, of course, inverse operation is also possible.

Statt der Beeinflussung des elektromagnetischen Streufeldes einer Spule, kann natürlich auch deren Schwingkreiskonden -sator als Elektrode ausgebildet sein, ggf. besteht der Geber und/oder Sensorteil nur aus RC-Kombinationen, so daß dann die Anordnung auf das elektrostatische Feld reagiert.Instead of influencing the electromagnetic stray field one Coil, of course, its resonant circuit capacitor can also be designed as an electrode be, if necessary, the encoder and / or sensor part only consists of RC combinations, so that then the arrangement reacts to the electrostatic field.

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Claims (10)

Patentansprüche Absorbtions Meßanordnung, bestehend aus einer Auswertungs-und Schaltelektronik, die ein Steuersignal abgeben kann aus einem Geberteil mit Oszillator , sowie einem in einer diskreten Entfernung angebrachten Sensorteil, welcher dem Geberteil über einen Kopplungsmechanismus Energie entzieht und bei Annäherung eines Materials an den Sensorteil einen Schaltimpuls auslöst, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Energieaufnahme des Sensorteils aus dem Geberteil bei Annäherung von Materialien an den Sensorteil vermindert ist, und/oder eine Systementkopplung zwischen Sensor- und Geberteil eintritt. Absorbtions measurement arrangement, consisting of an evaluation and Switching electronics that can emit a control signal from a transmitter part with an oscillator , as well as a sensor part attached at a discrete distance, which the Encoder part draws energy via a coupling mechanism and when one approaches Material triggers a switching pulse on the sensor part, which is not possible n -z e i c h n e t that the energy consumption of the sensor part from the encoder part Approach of materials to the sensor part is reduced, and / or a system decoupling occurs between the sensor and encoder part. 2. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Sensor- und Geberteil über ein induktives Streufeld gekoppelt sind.2. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k It is noted that the sensor and transmitter parts have an inductive stray field are coupled. 3. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Sensor- und Geberteil über ein kapazitives Streufeld gekoppelt sind.3. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k It is noted that the sensor and transmitter parts have a capacitive stray field are coupled. 4. Absorbtions Meßanordnung nach Ansprucb 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Sensor- und Geberteil über ein elektromagnetisches Feld gekoppelt sind.4. Absorbtion measuring arrangement according to claims 1, d a d u r c h g e k It is noted that the sensor and transmitter part have an electromagnetic field are coupled. 5. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Sensor- und Geberteil über eine Koppelleitung miteinander gekoppelt sind.5. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k It is noted that the sensor and transmitter parts are connected to one another via a coupling line are coupled. 6. Absorbtions Meßanordnuiig nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Sensor- und/oder Geberteil ausschließlich aus RC-, RL- und/oder aus CL- Bau -gruppen aufgebaut sind.6. Absorbtions Meßanordnuiig according to claim 1, d a d u r c h g e k It is noted that the sensor and / or encoder part is made up exclusively of RC, RL and / or are made up of CL building groups. 7. Absorbtions Meßanordnung nach einem oder mehren der Ansprüche 1 bis 6 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Sensor- und/oder Geberteil Resonanzkreise sind.7. Absorption measuring arrangement according to one or more of claims 1 to 6, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t, that the sensor and / or encoder part Are resonance circles. 8. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 7 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz des Geberteils langsam so nachgesteuert wird, daß eine selbsttätige Resonaznachsteurung er -folgt.8. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1 to 7 2 d a d u r c h it is not noted that the frequency of the encoder part is slowly readjusted in such a way that an automatic resonance adjustment takes place. 9. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Geberteil mit einem deCinieten Frequenzhub gewobbelt ist.9. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1 to 8, d a d u r c h it is not noted that the encoder part has a declining frequency deviation is wobbled. 10. Absorbtions Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaltimpulsauslösung durch ein verändertes Stehwellen -verhältnis zwischen Sensor und Geberteil erfolgt.10. Absorbtions measuring arrangement according to claim 1 to 9, d a d u r c h it is not noted that the switching impulse is triggered by a changed There is a standing wave ratio between the sensor and the encoder part.
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