DE3322701A1

DE3322701A1 - Elektronischer naeherungsschalter mit einem dem oszillator nachgeschalteten gleichrichter

Info

Publication number: DE3322701A1
Application number: DE19833322701
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. 5226 Reichshof Jacob
Original assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Current assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3322701C2

Description

Der störende Einfluß der temperaturabhängigen Erholzeit
nimmt bei Signalen mit kleiner Periodendauer zÜ.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Näherungsschalter der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sehr kleine Ausgangssignale (< 0,7 Volt) des Oszillators sowie sehr kleine Amplitudenänderungen ausgewertet werden können, wobei die Stromaufnahme, insbesondere des Gleichrichters, gering sein soll und dem Oszillator wenig Energie entzogen wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Näherungsschalter der eingangs beschriebenen Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Maßnahmen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die DE-AS 2 154 414 ist ein Näherungsschalter bekanntgeworden, bei dem der Oszillator-Ausgang mit dem Steuereingang eines Feldeffekt-Transistors verbunden list. Diese Lösung ist jedoch relativ teuer und sehr temperaturempfindlich. Die erfindungsgemäße Lösung ist im Gegensatz dazu sehr preiswert und erreicht darüber hinaus eine größere Empfindlichkeit, da bereits Signale unter 0,7'Volt und sehr kleine Amplitudenänderungen des Oszillator-Ausgangssignals ausgewertet werden können. Dadurch, daß zwischen dem Emitter von T 1 und dem Kollektor von T 2 eine Diode mit der Anode am Emitter von T 1 angeschlossen ist, wird der Transistor T 2 nicht mehr übersteuert und daher der Transistor T 1 während der gesamten negativen Halbwelle des Eingangsstrqmes leitend. Eine temperaturabhängige Beeinflussung der Gleichrichtspannung wird vermieden, so daß eine gleichbleibende Proportionalität der Gleichrichtspannung zum Effektivwert der Eingangs-Wechselspannung, unabhängig von der Umgebungstemperatur, erreicht wird. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die FlußSpannung der Diode D 1 so gering ist, daß der Transistor T 2 nicht in den übersteuerten Zustand gelangt.
Germanium- oder Schottky-Dioden haben eine geringere Flußspannung als Silicium-Dioden und sind deshalb besser geeignet (Anspruch 2 und 3).
Der Vorteil gemäß Anspruch 4 besteht darin, daß für die Diode D 1 jede beliebige Diode, z.B. eine Silicium-Diode, verwendet werden kann.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild eines Näherungsschalters.
Der elektronische Näherungsschalter besteht aus einem Oszillator 3, einem dem Oszillator 3 nachgeschalteten Gleichrichter 4, einem Schwellwert-Schalter 5, einem Last-Schalter 6 (Thyristor oder Triac) und einer Stromversorgung 7 für den Oszillator 3 und die nachgeschalteten Baugruppen 4,5,6,7.
Der Oszillator 3 besteht aus einem parallelgeschalteten LC-Schwingkreis 8, dessen Spule als Sensorfläche für eine Steuerfahne aus Metall ausgebildet ist. Der Oszillator 3 enthält ferner eine an den hochohmigen Punkt "A" des Schwingkreises angeschlossene schaltbare Stromquelle 9 und einen mit seinem hochohmigen Eingang an den hochohmigen Punkt "A"> des Schwingkreises 8 und mit seinem Ausgang an den Steuereingang der schaltbaren Stromquelle 9 angeschlossenen Nullkomparator 10, wobei der Stromwert der schaltbaren Stromquelle 9 durch einen einstellbaren Widerstand 11 extern einstellbar ist. Die schaltbare Stromquelle 9 wird mit der Frequenz der Oszillator-Schwingung geschaltet und regt den Schwingkreis 8 des Oszillators 3 an. Sie ist in beiden oder nur in einer Halbwelle der Oszillator-Schwingung wirksam. Ein derartiger Oszillator hat eine sehr geringe Stromaufnahme (50 ßA) und eine große. Ansprechempfindlichkeit. Dabei verhält sich das Ausgangssignal proportional zur Bedampfung des Schwincikreises 8. Ilm die dabei auftretenden geringen Signalspannungen und Amplituden-Anderungen auswerten zu können, wird ein mittelwertbildender Gleichrichter 4 verwendet, der an den hochohmigen Punkt "A" des Schwingkreises 8 des Oszillators 3 angeschlossen ist. Der Ausgang des Gleichrichters 4 ist mit dem Eingang des - Schwellwert-Schalt ers (Schmitt-Trigger) 5 verbunden. Der Gleichrichter 4 enthält zwei Transistoren-T 1 und T 2, von denen die Basis von T 2 über die Diode D 2 mit dem Emitter von T 1 und die Basis von T 1 mit dem Kollektor von T 2 verbunden ist. Die Diode D 2 ist mit der Anode am Emitter von T 1 angeschlossen. Parallel zur Diode D 2 liegt der Kondensator C 2.
Zwischen dem Emitter von T 1 und dem Kollektor von T 2 bzw.
der Basis von T 1 liegt die Diode D 1 mit der Anode am Emitter von T 1.
Der gemeinsame Verbindungspunkt von Emitter T 1, Anode D 1, Anode D 2 und Kondensator C 2 ist über den Koppelkondensator C 1 an Punkt "A" des Schwingkreises 8 des Oszillators -angeschlossen.
Der gemeinsame Anschlußpunkt der Basis des Transistors T 1 und des Kollektors von T 2 ist über den hochohmigen Widerstand R 2 am Pluspol der Spannungsversorgung angeschlossen.
Er wirkt als Konstantstromquelle zur Arbeitspunkteinstellung des Transistors T 2.
Der Emitter von T 2 liegt auf Bezugspotential. Am Kollektorwiderstand R 1 des Transistors T 1 fällt die Gleichrichtspannung ab, die in Abhängigkeit von der Bedämpfung des Oszillators 3 den Schwellwert-Schalter (Schmitt-Trigger) über die Verbindung 12 ansteuert. Durch den Kondensator C 3 wird der Wechselspannungsanteil ausgesiebt.

Claims

Patentansprüche: 1.) Elektronischer Näherungsschalter mit einem Oszillator, einem dem Oszillator nachgeschalteten Schwellwert-Schalter, z.B.

Schmitt-Tsrigger, und einem durch den Schwellwert-Schalter betätigbaçen Last-Schalter, wie Thyristor oder Triac, wobei zwischen dem Oszillator und dem Schwellwert-Schalter ein Gleichrichter geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der GleicXhrichter (4) in an sich bekannter Weise als mittelwertbildepder Gleichrichter ausgebildet ist und weniqstens zwei Transistoren T 1 und T 2 enthält, von denen die Basis von T 2 mit dem Emitter von T 1 und die Basis von T 1 mit dem Kollektor von T 2 verbunden ist und daß zwischen dem Emitter von T 1 und dem Kollektor von T 2 bzw. der Basis von T 1 eine Diode D 1 mit der Anode am Emitter von T 1 angeschlossen* ist und an den Verbindungspunkt von Emitter T 1, Basis T t und Anode D 1 der Oszillator-Ausgang ggf. über einen Kondensator C 1 und an den Kollektor von T 1 der Schwellwert-Schalter (5) angeschlossen ist.
2.) Elektroniächer Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeigchnet, daß die Diode D 1 eine Germanium-Diode ist.
3.) Elektronischer Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeil-chnet, daß die Diode D 1 eine Schottky-Diode ist.
4.) Elektronischer Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindung des Anschlußpunktes Emitter T 1, Anode D 1 und der Basis von T 2 eine Diode D 2 mit der Kathode an der Basis von T 2 angeschlossen und parallel zur Diode D 2 ein Kondensator C 2 geschaltet ist.