DE3213602A1 - Electronic device - Google Patents

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DE3213602A1 DE19823213602 DE3213602A DE3213602A1 DE 3213602 A1 DE3213602 A1 DE 3213602A1 DE 19823213602 DE19823213602 DE 19823213602 DE 3213602 A DE3213602 A DE 3213602A DE 3213602 A1 DE3213602 A1 DE 3213602A1
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Abstract

The invention relates to an electronic device for status acquisition with a receiving unit and an evaluating circuit. A pulse applied to a resonant circuit results in an oscillation which periodically decays within a certain time and thus determines the voltage peaks which can be detected within a predetermined time by a threshold switch and the number of which changes when the resonant circuit is damped. The difference is detected via a comparison circuit (16) and a counter (17) and indicated via a signal output by the electromagnetic switching device (18). The circuit is used, in particular, as a sensor, for example a proximity switch. <IMAGE>

Description

Elektronisches GerätElectronic device

Die Erfindung bezieht ih auf ein elektronisches Gerät zur Zustandserfassung mit einer Aufnahmeeinheit und einer Auswerteschaltung.The invention relates to an electronic device for status detection with a recording unit and an evaluation circuit.

Bei bekannten Geräten der obengenannten Art wird zur Zustandserfassung eine Rückkopplungsschaltung mit von außen zur Stbrung der Rtlckkopplungsbedingungen bedämpfbarem Schwingkreis benutzt, dessen Schwingungsänderung mehr oder weniger analog infolge äußerer Beeinflussung in einer Auswerteschaltung erfaßt wird und zu einem Signal verarbeitet wird. Derartige Geräte haben sich in der Praxis an sich recht gut bewährt, es ist 3edoch bei der Bauelementeauswahl eine besondere Sorgfalt erforderlich, da nur mit geringen Toleranzen gearbeitet werden kann, weil die Toleranzen und die Temperaturkoeffizienten, sowie die Langzeitdrift der an der RUckkopplungsschaltung beteiligten Bauelemente in das Schwingungsverhalten des Oszillators eingehen. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit einer geringen Anzahl von Bauelementen und geringen Aufwand, insbesondere in bezug auf Einhaltung von Toleranzen bei einfachem Aufbau ausgekommen werden kann.In known devices of the above-mentioned type, condition detection is used a feedback circuit with external to disrupt the feedback conditions Dampable resonant circuit is used, its oscillation change more or less is detected analogously as a result of external influences in an evaluation circuit and is processed into a signal. Such devices are common in practice Tried and tested quite well, but special care must be taken when selecting components required, because it is only possible to work with small tolerances, because the tolerances and the temperature coefficients, as well as the long-term drift at the feedback circuit components involved in the oscillation behavior of the oscillator. Of the The present invention is therefore based on the object of a device of the above Kind to the effect that with a small number of components and little effort, especially with regard to compliance with tolerances with simple Construction can be done.

Diese Aufgabe wird auf einfache Weise bei einem Gerät der obengenannten Art dadurch gelöst, daß eine Impulsabgabeeinheit mit der Aufnahmeeinheit derart verbunden iat, daß die zu erwartende Schwingungsabklingzeit mit der durch äußere Einflüsse veränderten in der Auswerteschaltung vergleichbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Schaltung wird die Bauelemente zahl auf die Oszillatorinduktivität und -kapazität beschränkt, die insbesondere in ihrem Temperatur- und Langzeitwerhalten als passive Bauelemente leicht zu stabilisieren sind. Die Ankopplung der Auswerteschaltung an dem Oszillator kann praktisch rückwirkungsfrei erfolgen. Ein IC zur Auswertung kann besonders leicht ausgeführt werden, da bis auf Comperator, alles digitale Schaltung ist.This task is accomplished in a simple manner with a device of the above mentioned Art solved in that a pulse delivery unit with the receiving unit in such a way connected iat that the expected oscillation decay time with the changed by external influences in the evaluation circuit is comparable. at the inventive design of the circuit is the number of components on the Oscillator inductance and capacitance are limited, especially in their temperature and long-term performance as passive components are easy to stabilize. the Coupling of the evaluation circuit to the oscillator can be practically free of feedback take place. An IC for evaluation can be carried out particularly easily, since up to on comperator, everything is digital circuit.

Um mit handelsüblichen Mitteln d.n Aufbau des erz in dungsgemäßen Gerätes zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Impulsabgabeeinheit ein Rechteckgenerator und die Aufnahmeeinheit ein durch äußere Einflüsse bedämpfbarer LC-Schwingkreis ist. Weiterhin kann ohne speziell zu konzipierende Mittel ausgekommen werden, wenn die Auswerteschaltung einen Schwellwertsohalter (Comperator) enthält, der die Amplitude der abklingenden Spannung erfaßt und einen Zähler, der die Anzahl der Schwingungen bis ZUM Durchlaufen des Schwellwertes zählt, sowie eine Vergleichsschaltung, die sollistwertabhängig ein Ausgangesignal abgibt. Das erfindungsgemäße Gerät ist nicht nur bei beruhrungslosen Oszillatoren als Sensoren anwendbar, es ist auch mit Vorteil zur Überwachung von Strömungen eines Mediums verwendbar, wie beispielsweise aus der DE-AS 14 73 190 als bekannt zu entnehmen. Hierzu ist es vorteilhaft,*wenn die Impulsabgabeeinheit eine einen Meßwiderstand impulsartig aufheizende Einrichtung ist und die Aufnahieeinheit ein durch äußere Einflüsse kühlbare Widerstand ist. Das hierfür verwendbare Gerät wird mit Vorteil derart weitergebildet, daß die Auswerteschaltung ein die Schwellenteaperatur des Widerstandes in Abhängigkeit von der Iipulsfolge (Zeit) erfußendes Gerät enthält, Anhand der Zeichnung werden Ausftihrungsbeispiele gemäß der Erfindung und die Grundidee näher erläutert.In order to use commercially available means to build the ore in the proper way To enable the device, it is advantageous if the pulse output unit is a square-wave generator and the recording unit is an LC resonant circuit that can be damped by external influences is. Furthermore, it can be done without specially designed means, if the evaluation circuit contains a Schwellwertsohalter (comparator), which the amplitude the decaying voltage is recorded and a counter showing the number of oscillations counts until the threshold value is passed, as well as a comparison circuit that emits an output signal dependent on the actual value. The device according to the invention is not Can only be used as sensors for non-contact oscillators; it is also advantageous can be used to monitor the flow of a medium, for example from the DE-AS 14 73 190 as known. For this it is advantageous * if the Pulse output unit a device that heats up a measuring resistor in a pulse-like manner and the receiving unit is a resistor that can be cooled by external influences. The device that can be used for this purpose is advantageously developed in such a way that the evaluation circuit on the threshold temperature of the resistance as a function of the pulse sequence Contains (time) sensing device, The drawings are used to provide examples according to the invention and the basic idea explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm des Schwingungskonzepts Spannung Uber Zeit, Fig. 2 die an einen Schwellwertschalter entsprechend dem Diagramm cUuii Fig. 1 anstehenden Impulse, Fig. 3 eine prinzipielle Schaltungadarstellung unter Verwendung eines Schwingkreises als Aufnahmeeinheit, Fig. 4 eine mögliche Schaltungsform unter Verwendung eines Widerstandes als Aufnahmeeinheit.1 shows a diagram of the voltage Uber oscillation concept Time, Fig. 2, which is connected to a threshold switch according to the diagram cUuii Fig. 1 pending pulses, FIG. 3 shows a basic circuit diagram using an oscillating circuit as a recording unit, FIG. 4 shows a possible circuit form Use of a resistor as a recording unit.

Eg.1 zeigt den Abklingvorgang eines impulsartig erregten Schwingkreises Spannung über der Zeit; die in diesem Vorgang dargestellte Kurve ist mit 1 bezeichnet. Die diesen Abklingvorgang einhüllende Einhüllkurve 2 ändert sich je nach Bedämpfung des Schwingkreises. Die gestriche lot dargestellte Schwingkurve für einen bedämpften Schwingkreis ist mit 3 und die diesen zugehörige, ebenfalls gestrichelt dargestellte EinhUllkurve mit 4 bezeichnet. Weiterhin ist diesem Diagramm eine waagrechte Linie 5 zu entnehmen, die die Schaltschwelle eines nachgeschalteten Comparators darstellt.Eg.1 shows the decay process of a pulse-like excited oscillating circuit Tension over time; the curve shown in this process is denoted by 1. The envelope curve 2 enveloping this decay process changes depending on the damping of the oscillating circuit. The oscillation curve shown with a broken line for a damped Resonant circuit is indicated by 3 and the associated one, also shown in dashed lines Envelope curve denoted by 4. Furthermore, this diagram is a horizontal line 5, which shows the switching threshold of a downstream comparator.

Wird nun durch einen Impuls eine Schwingung angeregt, so zeigt diese Schwingung 1 Schnittpunkte 6, 7 und 8 mit der Linie 5, d.h. bei Erreichen dieser Schnittpunkte spricht der Schwellwertschalter an. Nach dem Schwellwertschalter ergibt sich praktisch die aus Fig. 2 ersichtliche Impulstolge. Im vorliegenden Fall werden drei Impulse weitergegeben, die entsprechend gezählt werden können. Wird nun der Schwingkreis, der in derselben Art und Weise angeregt wird, durch äußere Einflüsse zusätzlich gedämpft, so ergibt sich die gestrichelte Kurve.If an oscillation is excited by an impulse, it shows Vibration 1 intersection points 6, 7 and 8 with line 5, i.e. when it is reached The threshold switch addresses intersections. After the threshold switch results practically the pulse sequence evident from FIG. In the present case it will be three pulses passed on, which can be counted accordingly. Will now be the Oscillating circuit that is excited in the same way by external influences additionally damped, the dashed curve results.

Als Schnittpunkt mit der Schwellwertlinie 5 ergeben sich lediglich die Schnittpunkte 9, d.h., wie aus Fig.The only point of intersection with the threshold value line 5 is the intersection points 9, i.e., as shown in Fig.

2 gestrichelt zu entnehmen ist, es ist lediglich ein Impuls vom Schwellwertschalter erfaßt worden. Eine nachgeschaltete Zähleinrichtung stellt somit ohne Schwierigkeiten durch Vergleich den Unterschied fest, so daß das Gerät ein Signal abgeben kann. Im vorliegenden Beispiel wäre somit der Sollwert drei Impulse, während der Istwert lediglich ein Impuls ist.2 can be seen in dashed lines, it is only a pulse from the threshold switch has been captured. A downstream counting device thus provides without difficulty the difference is determined by comparison so that the device can emit a signal. In the present example, the setpoint would be three pulses, while the actual value is just an impulse.

Zur Erzeugung dieser den Schwingkreis anregenden Einzelimpulse kann, wie aus der Prinzipschaltung Fig. 3 zu ersehen ist, ein Rechteckimpulsgenerator 10 dienen. Die Impulse werden auf den Schwingkreis 11 gegeben. Die vom Schwingkreis 11 erzeugten Schwingungsamplituden, in der aus Fig. 1 ersichtlichen Folge, werden einem Impedanzwandler 12 weitergegeben, der mit dem eigentlichen Schwellwertschalter 13 elektrisch leitend verbunden ist.To generate these single pulses that stimulate the resonant circuit, as can be seen from the basic circuit of FIG. 3, a square-wave pulse generator 10 serve. The pulses are sent to the resonant circuit 11. The one from the oscillating circuit 11 generated vibration amplitudes, in the sequence shown in FIG. 1, are an impedance converter 12 passed on to the actual threshold switch 13 is electrically connected.

Die Schwelle des Schwellwertschalters 13 ist über eine Widerstandskombination einstellbar. Ein zweiter Rechteckgenerator 15 gibt die Vergleichsimpulse ab, die über eine Vergleichsschaltung 16 dem eigentlichen Zähler 17 zugeführt werden. Der Zähler 17 gibt bei nicht erreichter vorgegebener Impulszahl ein Ausgangssignal auf beispielsweise das elektromagnetische Schaltgerät 18, das die Schalt- oder Anzeigefunktion übernimmt.The threshold of the threshold switch 13 is a combination of resistors adjustable. A second square wave generator 15 outputs the comparison pulses that are fed to the actual counter 17 via a comparison circuit 16. Of the Counter 17 gives an output signal if the predetermined number of pulses is not reached For example, the electromagnetic switching device 18, which the switching or display function takes over.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 gibt der Rechteckgenerator 10 Impulse auf einen als Fühler dienenden Widerstand 19, dessen Temperatur von einem Temperaturgeber 20 über den Impedanzwandler 12 weitergegeben wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the square-wave generator outputs 10 pulses to a resistor 19 serving as a sensor, the temperature of which is from a temperature sensor 20 is passed on via the impedance converter 12.

Der hier abgegebene Temperaturwert fällt ebenfalls wie die Schwingung, entsprechend einer E-Funktion ab, so daß eine Abweichung von dem normalen Abfall der Wärme, beispielsweise bei Fremdlüftung durch Strömung, was angedeutet ist durch die Pfeile 21, über den Impedanzwandler 12 durch eine nicht näher dargestellte Auswerteschaltung feststellbar ist.The temperature value given here also falls like the oscillation, according to an E-function, so that a deviation from the normal drop the heat, for example with external ventilation by flow, which is indicated by the arrows 21, via the impedance converter 12 by an evaluation circuit not shown in detail is detectable.

Die erfindungsgemäße Geräteaus£ührung kommt zusätzlich zu den oben geschilderten Vorteilen mit einem geringen Energiebedarf aus.The device implementation according to the invention is in addition to the above outlined advantages with a low energy requirement.

5 PatentansprUche 4 Figuren Leerseite5 claims 4 figures Blank page

Claims (5)

PatentansprUche 1. Elektronisches Gerät zur Zustandserfassung mit einer Aufnahmeeinheit und einer Auswerteschaltung, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Impulsabgabeeinheit (10) mit der Aufnahmeeinheit derart verbunden ist, daß die zu erwartende Schwingungsabklingzeit mit der durch äußere Einflüsse veränderten in der Auswerteschaltung (13, 16, 17) vergleichbar ist.Claims 1. Electronic device for condition detection with a recording unit and an evaluation circuit, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a pulse delivery unit (10) with the receiving unit in such a way is connected that the expected oscillation decay time with the by external Influences changed in the evaluation circuit (13, 16, 17) is comparable. 2. Gerät 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 die Impulrabgabeeinheit ein Rechteckgenerator (10) und die Aufnahieeinheit ein durch äußere Einflüsse bedäipfbarer Lc-Schwingkreis (11) ist.2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pulse output unit is a square wave generator (10) and the recording unit is an Lc oscillating circuit (11) that can be covered by external influences. 3. Gerät nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Auswerteschaltung einen Schwellwertschalter (13) enthält, der die Amplitude der abklingenden Spannung erfaßt und einen Zähler (17) der die Anzahl der Schwingungen biß zum Durchlaufen des Schwellwertes zählt, sowie eine Vergleichsschaltung (16), die soll/istwertabhängig ein Ausgangssignal (18) zu 8 ) abgibt.3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the evaluation circuit contains a threshold switch (13) that the amplitude the decaying voltage is detected and a counter (17) which shows the number of oscillations bit counts for passing through the threshold value, as well as a comparison circuit (16), the target / actual value emits an output signal (18) to 8). 4. Gerät 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 die Impulsabgabeeinheit (10) eine einen Meßwiderstand (19) impulsartig aufheizende Einrichtung ist und die Aufnahmeeinheit ein durch äußere Einflüsse kühlbare Widerstand (20) ist.4. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, that the pulse output unit (10) has a measuring resistor (19) which heats up a measuring resistor (19) in a pulse-like manner The device is and the receiving unit is a resistor that can be cooled by external influences (20) is. 5. Gerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Auswerteschaltung ein die Schwellentemperatur des Widerstandes (20) in Abhängigkeit von der Impulsfolge (Zeit) erfaßendes Gerät enthält.5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the evaluation circuit a the threshold temperature of the resistor (20) as a function of the pulse sequence (time) contains device.
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