DE4031252C1

DE4031252C1 - Inductive proximity switch - detects coil induced voltage difference which is fed to input of oscillator amplifier

Info

Publication number: DE4031252C1
Application number: DE19904031252
Authority: DE
Inventors: Burkhard 5983 Balve De Tigges
Original assignee: Werner Turck & Co Kg 5884 Halver De GmbH
Current assignee: Werner Turck & Co Kg 5884 Halver De GmbH
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1991-10-31
Anticipated expiration: 2010-10-05

Abstract

The inductive proximity switch has an oscillator (1) feeding a transmitting coil (2) and this produces an alternating magnetic field. The oscillator is affected by a metallic trigger (25) as this penetrates the magnetic field and changes the pattern of the oscillations. There is an evaluating unit (8) for obtaining a switching signal from this change in pattern. In the magnetic field there are mounted two sensing coils (12,13) for detecting the difference in the voltages (U1,U2) induced in the coils. The coils have winding and are arranged so that the difference in the alternating voltage (UD) is zero with a certain distance between the trigger and the coils. The difference is fed to the input (16) of the oscillator amplifier (7) in such a way that, when the difference is zero, the oscillator abruptly changes its oscillating state. ADVANTAGE - Improved in sensitivity for relatively small coil diameter.

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter mit einem Oszillator, der eine Sendespule speist, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, wobei der Oszillator durch einen in das Wechselfeld eindringenden metallischen Auslöser in seinem Schwingungszustand beeinflußt wird, und mit einer Auswerteschaltung zur Gewinnung eines Schaltsignals aus der Änderung des Schwingungszustandes.The invention relates to an inductive proximity switch with an oscillator that has a transmitter coil feeds, which generates an alternating magnetic field, wherein the oscillator is penetrated by an alternating field metallic trigger in his Vibration condition is affected, and with a Evaluation circuit for obtaining a switching signal from the change in the state of vibration.

Es sind verschiedene Verfahren zur Erfassung der Annäherung eines leitfähigen Auslösers bekannt.There are different methods of detecting the approximation of a conductive trigger known.

Beim Wirbelstromverfahren werden die durch einen Auslöser in einem magnetischen Wechselfeld hervorgerufenen Wirbelstromverluste ausgewertet. Es wird dabei das Wechselfeld meist von einem Oszillator mit LC-Schwingkreis erzeugt, welcher auf die Wirbelstromverluste mit verminderter Güte reagiert. Die daraus resultierende Änderung der Schwingungsamplitude wird bei Erreichen eines Schaltkriteriums von einer Auswerteschaltung dazu benutzt, einen Lastschalter anzusteuern. Derartige induktive Näherungsschalter sind in zahlreichen Varianten, z. B. durch die DE-AS 12 86 099, bekannt. Als nachteilig erweist sich bei diesem Verfahren, daß unterschiedlich leitende Auslöser zu unterschiedlich großen Wirbelstromverlusten und somit zu unterschiedlichen Ansprechabständen des Näherungsschalters führen. Es reduziert sich der Ansprechabstand z. B. um den Reduktionsfaktor 1/2 bis 1/3 bei Buntmetallen gegenüber magnetischen Stählen. Bei diesem Verfahren kommt es neben den "gewollten" Verlusten auch zu "parasitären" Verlusten, z. B. Verlusten durch den Wicklungswiderstand oder im Ferritmaterial und in der Vergußmasse, welche in hohem Maß von der Umgebungstemperatur abhängig sind. Derartige Näherungsschalter sind in der EP-OS 00 70 796 und in der DE-OS 38 14 131 beschrieben, wo spezielle Maßnahmen zur Verringerung der Temperaturabhängigkeit angegeben sind, die jedoch mit einem erheblichen technischen Schaltungsaufwand verbunden sind. Die beschriebenen Nachteile weisen auch ein modifiziertes Auswerteverfahren der Bedämpfung eines Oszillators durch einen metallischen Auslöser auf, das aus der DE-OS 35 27 650 bekannt ist. Dort wird der Oszillator periodisch zum Schwingen angeregt, und das Ausbleiben der Schwingung während einer Periode läßt den Näherungsschalter ansprechen. Dazu wird der Oszillator in einer modifizierten "Meißner"-Schaltung betrieben, bei der die Rückkopplung des Oszillators über einen Transformator erfolgt, dessen eine Wicklung die Schwingkreisinduktivität bildet. Die andere Wicklung ist so geschaltet, daß der Transformator eine Phasenverschiebung des rückgekoppelten Signals um 180° bewirkt. Damit weist das an den Eingang des Oszillatorverstärkers zurückgeführte Signal keine Phasenverschiebung auf.In the eddy current process, they are triggered by a trigger caused in an alternating magnetic field Eddy current losses evaluated. It will be there the alternating field is usually from an oscillator LC resonant circuit generated, which on the Eddy current losses react with reduced quality. The resulting change in the vibration amplitude when a switching criterion is reached used by an evaluation circuit, a load switch head for. Such inductive Proximity switches are available in numerous variants, e.g. B. by DE-AS 12 86 099 known. As a disadvantage this method proves to be different Conductive triggers for eddy current losses of different sizes and therefore different Lead response distances of the proximity switch. It the response distance is reduced z. B. the reduction factor 1/2 to 1/3 compared to non-ferrous metals magnetic steels. It happens with this procedure in addition to the "wanted" losses, also to "parasitic" Losses, e.g. B. Losses from winding resistance or in the ferrite material and in the sealing compound, which is highly dependent on the ambient temperature are dependent. Such proximity switches are in the EP-OS 00 70 796 and in DE-OS 38 14 131 described where special measures to reduce the temperature dependency are given, however with a considerable amount of technical circuitry are connected. The disadvantages described have also a modified damping evaluation method an oscillator through a metallic trigger, that is known from DE-OS 35 27 650. There the Periodically excited oscillator, and that Absence of vibration during a period address the proximity switch. For this the Oscillator in a modified "Meißner" circuit operated in which the feedback of the oscillator via a transformer, one winding of which forms the resonant circuit inductance. The other Winding is switched so that the transformer is a Phase shift of the feedback signal by 180 ° causes. This points to the input of the oscillator amplifier returned signal no phase shift on.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Näherungsschalter einen materialabhängigen Ansprechabstand dadurch zu vermeiden, daß das geänderte Durchlaßverhalten eines LC-Kreises in Abhängigkeit von der Frequenz als Maß für die Annäherung des Auslösers genommen wird. Neben den Wirbelstromverlusten wird dabei auch die Induktivitätsänderung der Spule ausgewertet. Bei richtiger Bauteildimensionierung, insbesondere bei Verwendung hochstabiler Komponenten, gelingt es, gleiche und nahezu temperaturunabhängige Ansprechabstände für Eisen- und Nichteisenmetalle zu erzielen. Temperaturunabhängige Ansprechabstände, die über den Spulendurchmesser hinausgehen, sind über einen großen Temperaturbereich nicht zu erreichen.Furthermore, it has already been proposed that a Proximity switch a material-dependent response distance by avoiding that the changed Passage behavior of an LC circuit as a function of the frequency as a measure of the approach of the trigger is taken. In addition to the eddy current losses the inductance change of the coil is also evaluated. With correct component dimensioning, in particular when using highly stable components, manages to be the same and almost temperature-independent Response distances for ferrous and non-ferrous metals too achieve. Temperature-independent response distances that go beyond the coil diameter are over cannot reach a wide temperature range.

Schließlich ist es durch die DE-OS 38 40 532 bei induktiven Näherungsschaltern bekannt, über zwei räumlich getrennte Sensorspulen die komplexe Verlustleistung im Wechselfeld selbst zu messen und auszuwerten. Durch dieses Verfahren werden zwar die Einflüsse parasitärer Verluste auf den Ansprechabstand vermieden, jedoch erweist sich die direkte Messung des Sensorsignals über unbelastete Feldmeßspulen als sehr störempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Ferner ist der schaltungstechnische Aufwand zur dort erforderlichen mathematischen Verknüpfung eines zusätzlich notwendigen Referenzsignals mit dem Sensorsignal sehr groß.Finally, it is in DE-OS 38 40 532 inductive proximity switches known, over two spatially separated sensor coils the complex power loss to measure and evaluate in alternating fields. Through this process, the influences parasitic losses on the response distance avoided, but the direct measurement of Sensor signal over unloaded field measuring coils as very sensitive to electromagnetic interference Disorders. Furthermore, the circuitry complexity for the mathematical connection required there an additionally necessary reference signal with the Sensor signal very large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Näherungsschalter zu schaffen, der nur einen geringen Herstellungsaufwand erfordert und einen gegenüber dem Spulendurchmesser großen Ansprechabstand aufweisen kann, wobei der Ansprechabstand einerseits für Auslöser aus Eisen- und Nichteisenmetallen und andererseits auch über einen weiten Temperaturbereich von beispielsweise -25°C bis +100°C gleich bleibt. The invention has for its object an inductive To create proximity switches that only have one requires little manufacturing effort and one large response distance compared to the coil diameter can have, the response distance on the one hand for triggers made of ferrous and non-ferrous metals and on the other hand also over a wide temperature range from -25 ° C to + 100 ° C, for example, remains the same.

Ausgehend von einem gattungsgemäßen, z. B. durch die DE-AS 12 86 099 bekannten Näherungsschalter, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Wechselfeld zwei Sensorspulen in unmittelbarer Differenzschaltung zur Erfassung der Differenz der in den beiden Sensorspulen induzierten Spannungen angeordnet sind, daß die Sensorspulen durch ihre räumliche Lage zueinander und durch die jeweiligen Windungszahlen derart ausgebildet sind, daß die Differenzwechselspannung beim gewünschten Ansprechabstand zu Null wird, und daß die Differenzwechselspannung an den Eingang des Oszillatorverstärkers zurückgeführt ist derart, daß bei einem Nulldurchgang der Differenzwechselspannung der Oszillator seinen Schwingungszustand sprunghaft ändert. Starting from a generic, for. B. by the DE-AS 12 86 099 known proximity switch, the Object achieved in that in Alternating field two sensor coils in the immediate Differential circuit for detecting the difference in voltages induced by the two sensor coils are arranged that the sensor coils through their spatial position to each other and by the respective Number of turns are designed such that the Differential AC voltage at the desired response distance becomes zero, and that the differential AC voltage to the input of the oscillator amplifier is returned such that at a zero crossing the differential AC voltage of the oscillator Vibration status changes suddenly.

Bei einem Näherungsschalter nach der Erfindung sind die in den beiden Sensorspulen induzierten Spannungen ein Maß für die jeweilige magnetische Durchflutung, die durch das von der Sendespule ausgehende Wechselfeld erzeugt wird. Bei einem hochohmigen Abgriff sind diese Spannungen dem magnetischen Fluß am Ort der entsprechenden Sensorspule proportional, und die Differenz der induzierten Spannungen, im folgenden Differenzwechselspannung genannt, ist dem Gradienten des Flusses proportional. Bei Eindringen eines leitfähigen Auslösers in das Wechselfeld werden in dem Auslöser Ringströme hervorgerufen, die ihrerseits ein Magnetfeld aufbauen, das dem erzeugenden Wechselfeld entgegengerichtet ist. Proportional zu der dadurch hervorgerufenen Änderung des Gradienten ändert sich auch die Differenzwechselspannung. Da für Annäherungsabstände eines Auslösers, die groß gegenüber dem Durchmesser der Sendespule sind, die Änderung des Gradienten nahezu unabhängig von der Materialart des Auslösers ist, ist auch die Differenzwechselspannung unabhängig von der Materialart des Auslösers, wodurch der Ansprechabstand des Näherungsschalters in weiten Bereichen nicht mehr von der Leitfähigkeit des Auslösers abhängt.In a proximity switch according to the invention the voltages induced in the two sensor coils a measure of the magnetic flux, by the alternating field emanating from the transmitter coil is produced. With a high-resistance tap these tensions the magnetic flux at the location of the corresponding sensor coil proportional, and the Difference of induced voltages, in the following Differential alternating voltage is called the gradient proportional to the flow. When penetrating a conductive Triggers in the alternating field are in the Triggered ring currents, which in turn a Build up the magnetic field that the generating alternating field is opposite. Proportional to that The change in the gradient changes also the differential AC voltage. As for approach distances a trigger that is large compared to that Diameter of the transmitter coil are changing the Gradients almost independent of the material type of the The trigger is the differential AC voltage regardless of the material type of the trigger, whereby the response distance of the proximity switch in wide Areas no longer of the conductivity of the Trigger depends.

Im unbeeinflußten Zustand hängt die Größe der in den Sensorspulen induzierten Spannungen ab von der räumlichen Anordnung der Sensorspulen und ihren jeweiligen Windungszahlen sowie von der Feldstärke und der Frequenz des sie durchflutenden Wechselfeldes. Um den Temperatureinfluß auf die Größen Feldstärke und Frequenz zu eliminieren, sind bei der Erfindung die räumlichen Lagen der Sensorspulen und ihre Windungszahlen derart aufeinander abgestimmt, daß bei dem jeweils gewünschten Ansprechabstand die Differenzwechselspannung Null wird. Zudem ist vorteilhafterweise der erforderliche Schaltungsmehraufwand sehr gering, da wegen der Ausnutzung des Oszillators als Vorab-Auswertestufe zusätzlich zu ohnehin bei üblichen Näherungsschaltern vorhandenen Bauteilen nur die beiden Sensorspulen und eine gewisse Anpassung des Oszillatorverstärkers erforderlich sind, wobei die Stabilität des Oszillators sogar nur geringen Anforderungen genügen muß.In the unaffected state, the size depends on the Sensor coils induced voltages from the spatial arrangement of the sensor coils and their respective number of turns as well as the field strength and the frequency of the alternating field flowing through them. Around the influence of temperature on the quantities field strength and To eliminate frequency are the invention spatial positions of the sensor coils and their number of turns so coordinated that at the the required alternating voltage the differential AC voltage Becomes zero. It is also advantageous the required additional circuitry very much low because of the exploitation of the oscillator Pre-evaluation level in addition to the usual ones Proximity switches existing components only the two sensor coils and a certain adjustment of the Oscillator amplifier are required, the Stability of the oscillator even minimal requirements must suffice.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Sendespule als Induktivität des LC-Schwingkreises des Oszillators geschaltet ist, daß der Eingang des Oszillatorverstärkers hochohmig ist und daß die beiden Sensorspulen mit entgegengesetzter Polarisierung in Reihe zwischen einem Spannungsteiler und dem hochohmigen Eingang des Verstärkers geschaltet sind.According to a preferred embodiment of the invention can be provided that the transmitter coil as an inductor of the LC resonant circuit of the oscillator is that the input of the oscillator amplifier is high impedance and that the two sensor coils with opposite polarization in series between a voltage divider and the high impedance input of the Amplifier are switched.

Es entsteht so eine Oszillatorschaltung, die auf zwei verschiedene Arten arbeiten kann:This creates an oscillator circuit that is based on two can work in different ways:

In einer ersten Betriebsart kann die Differenzwechselspannung den Oszillatorverstärker so ansteuern, daß die Schwingbedingung des Oszillators im unbeeinflußten Zustand erfüllt ist. Bei einer Annäherung eines Auslösers fällt die Differenzwechselspannung ab, bis sie beim gewünschten Ansprechabstand den Wert Null annimmt. Bei diesem Schaltkriterium reißen die Schwingungen ab, was von der Auswertstufe festgestellt und in ein Schaltsignal für den Lastschalter umgewandelt wird. Bei weiterer Annäherung des Auslösers würde der Betrag der Differenzwechselspannung wieder ansteigen, ist aber in seiner Phasenlage gegenüber dem vorherigen Zustand um 180° gedreht, so daß die Schwingbedingung nicht erfüllt wird. Erst wenn der Auslöser sich wieder aus dem Ansprechbereich entfernt hat, schwingt der Oszillator wieder an und baut erneut ein Wechselfeld auf.In a first operating mode, the differential AC voltage control the oscillator amplifier so that the oscillation condition of the oscillator in the unaffected Condition is fulfilled. When a The differential AC voltage drops until the value at the desired response distance is zero assumes. With this switching criterion they tear Vibrations depend on what is determined by the evaluation stage and into a switching signal for the load switch is converted. As the trigger approaches further would be the amount of differential AC voltage rise again, but is opposite in phase the previous state rotated by 180 ° so that the vibration condition is not met. Only when the Trigger moves away from the response area again the oscillator swings back and builds again an alternating field.

In einer zweiten Betriebsart kann der Oszillatorverstärker von der Differenzwechselspannung so angesteuert werden, daß im unbeeinflußten Zustand die Schwingungsbedingung nicht erfüllt wird und der Oszillator erst nach dem, bei Überschreiten des Ansprechabstandes durch den Auslöser bewirkten, Phasenwechsel der Differenzwechselspannung zu schwingen beginnt.In a second operating mode, the oscillator amplifier controlled by the differential AC voltage be that in the uninfluenced state Vibration condition is not met and the Oscillator only after, when the Response distance caused by the trigger, Phase change of the differential AC voltage too begins to swing.

Die erste Betriebsart weist gegenüber der zweiten den Vorteil auf, daß der Oszillator beim Aufbau des Wechselfeldes nicht durch die Wirbelstromverluste, die durch einen sehr nahen Auslöser bewirkt werden, zusätzlich belastet wird, so daß er insgesamt leistungsärmer ausgelegt werden kann. Vorteilhafterweise wird bei beiden Betriebsarten das Schwingungsverhalten des Oszillators bei ausreichend großem Verstärkungsfaktor des Oszillatorverstärkers ausschließlich von dem Nulldurchgang der Differenzwechselspannung bestimmt und nicht von den Eigenschaften der Sendespule oder des Oszillatorverstärkers. Der Ansprechabstand des Näherungsschalters hängt bei vorgegebenen Sensorspulen allein von der räumlichen Lage der Sensorspulen ab, wodurch die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Bauteile ohne Einfluß auf den Ansprechabstand bleibt. The first operating mode has the opposite to the second Advantage on that the oscillator when building the Alternating field not caused by the eddy current losses caused by a very close trigger is additionally charged, so that he overall can be designed with less power. Advantageously the vibration behavior in both operating modes of the oscillator with a sufficiently large one Gain factor of the oscillator amplifier exclusively from the zero crossing of the differential AC voltage determined and not by the Properties of the transmitter coil or the oscillator amplifier. The response distance of the proximity switch hangs alone with given sensor coils on the spatial position of the sensor coils, whereby the temperature dependence of the electrical components remains without influence on the response distance.

Zur Gewinnung der notwendigen Differenzwechselspannung werden die zwei Sensorspulen in unmittelbarer Differenzschaltung betrieben, d. h. sie sind in Reihe geschaltet, wobei aber die Wicklungen gegenläufig sind, wodurch es zu einer Phasenverschiebung von 180° zwischen den induzierten Spannungen kommt und so über die in Reihe geschalteten Spulen die Differenzwechselspannung direkt abgreifbar anliegt.To obtain the necessary differential AC voltage the two sensor coils are in immediate Differential circuit operated, d. H. they are in line switched, but the windings run in opposite directions are, causing a phase shift of 180 ° comes between the induced voltages and so over the coils connected in series the differential AC voltage directly accessible.

Die Gewinnung des Schaltsignals erfolgt in bekannter Weise durch die Abfrage der Oszillatoramplitude mit Hilfe einer Aufwerteschaltung, die ihrerseits einen Lastschalter ansteuert. Hierbei erweist sich die große Störsicherheit der Anordnung durch das frequenzselektive Verhalten und die integrierende Wirkung des Oszillators als vorteilhaft.The switching signal is obtained in a known manner Way by querying the oscillator amplitude with Help of an upgrade circuit, which in turn a Controlled load switch. Here the big one turns out Interference immunity of the arrangement through the frequency selective Behavior and the integrating effect of Oscillator as advantageous.

Mögliche räumliche Anordnungen der Sende- und der beiden Sensorspulen sind in den Unteransprüchen angegeben. Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zeigtPossible spatial arrangements of the transmit and the Both sensor coils are in the subclaims specified. The object of the invention is based on of the drawing explained in which shows

Fig. 1 ein Schaltungsbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Näherungsschalters nach der Erfindung und Fig. 1 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a proximity switch according to the invention and

Fig. 2 bis Fig. 7 verschiedene räumliche Anordnungen der Sende- und Sensorspulen des Näherungsschalters. Fig. 2 to Fig. 7 different spatial arrangements of the transmitter and sensor coils of the proximity switch.

Bei dem Näherungsschalter nach Fig. 1 wird von einem Oszillator 1 über eine Sendespule 2, die als Induktivität zusammen mit einem Kondensator 3 einen LC-Schwingkreis 4 des Oszillators 1 bildet, ein Wechselfeld erzeugt. Der LC-Schwingkreis 4 liegt in dem Kollektorkreis 5 eines Verstärkertransistors 6, der bei geringen Anforderungen an den Näherungsschalter bereits als Oszillatorverstärker 7 ausreicht. Der Schwingungszustand des Oszillators wird von einer Auswerteschaltung 8 über eine Gleichrichterschaltung 9 am Kollektorkreis 5 abgegriffen und von ihr in ein binäres Schaltsignal für einen Lastschalter 10 umgewandelt. Der Oszillator 1, die Gleichrichterschaltung 9 und die Auswerteschaltung 8 werden über die Anschlüsse 11 mit Strom versorgt.In the proximity switch according to FIG. 1, an alternating field is generated by an oscillator 1 via a transmission coil 2 , which forms an LC resonant circuit 4 of the oscillator 1 as an inductor together with a capacitor 3 . The LC resonance circuit 4 is in the collector circuit 5 of an amplifier transistor 6 that is sufficient at low demands on the proximity switch as already oscillator amplifier. 7 The oscillation state of the oscillator is picked up by an evaluation circuit 8 via a rectifier circuit 9 on the collector circuit 5 and converted by it into a binary switching signal for a load switch 10 . The oscillator 1 , the rectifier circuit 9 and the evaluation circuit 8 are supplied with current via the connections 11 .

Im Wechselfeld der Sendespule 2 befinden sich zwei Sensorspulen 12, 13 in unmittelbarer Differenzschaltung zwischen einem Spannungsteiler 14 und der Basis 15 des Verstärkertransistors 6 bzw. dem hochohmigen Eingang 16 des Oszillatorverstärkers 7. Die Widerstände 17, 18 sowie die im Emitterkreis liegende RC-Kombination legen den Arbeitspunkt des Transistors fest. Die Differenzwechselspannung UD, die sich aus der Differenz der in den Sensorspulen induzierten Spannungen U1 bis U2 ergibt, steuert das Schwingungsverhalten des Oszillators 1.In the alternating field of the transmission coil 2 there are two sensor coils 12, 13 in the direct differential circuit between a voltage divider 14 and the base 15 of the amplifier transistor 6 or the high-resistance input 16 of the oscillator amplifier 7 . The resistors 17, 18 and the RC combination located in the emitter circuit determine the operating point of the transistor. The differential AC voltage UD, which results from the difference between the voltages U 1 to U 2 induced in the sensor coils, controls the oscillation behavior of the oscillator 1 .

Sein Schwingungszustand wird von der Auswerteschaltung 8 festgestellt, die entsprechend den Lastschalter 10 ansteuert, der eine in seinem Lastkreis 19 liegende, nicht dargestellte Last schaltet.Its oscillation state is determined by the evaluation circuit 8 , which correspondingly controls the load switch 10 , which switches a load, not shown, located in its load circuit 19 .

Die Fig. 2 bis Fig. 5 und Fig. 7 zeigen verschiedene räumliche, koaxiale Anordnungen von Sendespule und Sensorspulen.The Fig. 2 to Fig. 5 and Fig. 7 show different spatial arrangements of coaxial coil and sensor coils.

In Fig. 2 ist die Sendespule 20 in einem Ferrittopf 21 auf einem Mittelbutzen 22 angeordnet. Beide Sensorspulen 23, 24 liegen axial vor der Sendespule 20 auf der Seite des Auslösers 25. In FIG. 2, the transmitting coil 20 is disposed in a ferrite pot 21 on a middle bleb 22nd Both sensor coils 23, 24 lie axially in front of the transmission coil 20 on the trigger 25 side .

In Fig. 3 sind Sende- und eine der Sensorspulen als bifilare Wicklung 26 in einem Ferrittopf 27 auf dessen Mittelbutzen 28 angeordnet, und die andere Sensorspule 29 liegt koaxial im Wechselfeld vor der bifilaren Wicklung 26.In FIG. 3, transmitting and one of the sensor coils are arranged as a bifilar winding 26 in a ferrite pot 27 on its central slug 28 , and the other sensor coil 29 lies coaxially in the alternating field before the bifilar winding 26 .

In Fig. 4 befinden sich die bifilare Wicklung 30 und die andere Sensorspule 31 koaxial hintereinander auf dem Mittelbutzen 32 des Ferrittopfes 33, während in Fig. 5 eine konzentrische Anordnung von der bifilaren Wicklung 34 auf dem Mittelbutzen 36 und der Sensorspule 35 innerhalb des Ferrittopfes 37 gezeigt ist.In FIG. 4, the bifilar winding 30 and the other sensor coil 31 are located coaxially one behind the other on the central slug 32 of the ferrite pot 33 , while in FIG. 5 a concentric arrangement of the bifilar winding 34 on the central slug 36 and the sensor coil 35 within the ferrite pot 37 is shown.

Fig. 6 zeigt eine räumliche Anordnung, bei der die Sendespule 38 auf einem Ferritkern 39 mittig zwischen den beiden Sensorspulen 40, 41 angeordnet ist, wobei alle Spulen mit ihren Ringebenen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Fig. 6 shows a spatial arrangement in which the transmitter coil 38 is arranged on a ferrite core 39 centrally between the two sensor coils 40, 41, whereby all coils are located with their ring planes in a common plane.

Schließlich zeigt Fig. 7 eine koaxiale Anordnung der Sendespule 42 mittig zwischen den Sensorspulen 43, 44, wobei alle Spulen bündig mit der Innenwand eines Rohres 45 liegen, so daß der Näherungsschalter auf einen durch das Rohr und die Spulen hindurchfallenden Auslöser 46 anspricht.Finally, FIG. 7 shows a coaxial arrangement of the transmitter coil 42 centrally between the sensor coils 43, 44 , all coils lying flush with the inner wall of a tube 45 , so that the proximity switch responds to a trigger 46 falling through the tube and the coils.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Oszillator
2 Sendespule
3 Kondensator
4 LC-Schwingkreis
5 Kollektorkreis
6 Verstärkertransistor
7 Oszillatorverstärker
8 Auswerteschaltung
9 Gleichrichterschaltung
10 Lastschalter
11 Anschlüsse
12 Sensorspule
13 Sensorspule
14 Spannungsteiler
15 Basis
16 Eingang
17 Widerstand
18 Widerstand
19 Lastkreis
20 Sendespule
21 Ferrittopf
22 Mittelbutzen
23 Sensorspule
24 Sensorspule
25 Auslöser
26 bifilare Wicklung
27 Ferrittopf
28 Mittelbutzen
29 Sensorspule
30 bifilare Wicklung
31 Sensorspule
32 Mittelbutzen
33 Ferrittopf
34 bifilare Wicklung
35 Sensorspule
36 Mittelbutzen
37 Ferrittopf
38 Sendespule
39 Ferritkern
40 Sensorspule
41 Sensorspule
42 Sendespule
43 Sensorspule
44 Sensorspule
45 Rohr
46 Auslöser
UD Differenzwechselspannung
U1 Spannung
U2 Spannung 1 oscillator
2 transmitter coil
3 capacitor
4 LC resonant circuit
5 collector circuit
6 amplifier transistor
7 oscillator amplifiers
8 evaluation circuit
9 rectifier circuit
10 load switches
11 connections
12 sensor coil
13 sensor coil
14 voltage divider
15 base
16 entrance
17 resistance
18 resistance
19 load circuit
20 transmitter coil
21 ferrite pot
22 central slugs
23 sensor coil
24 sensor coil
25 triggers
26 bifilar winding
27 ferrite pot
28 central slugs
29 sensor coil
30 bifilar winding
31 sensor coil
32 central slugs
33 ferrite pot
34 bifilar winding
35 sensor coil
36 central slugs
37 ferrite pot
38 transmitter coil
39 ferrite core
40 sensor coil
41 sensor coil
42 transmitter coil
43 sensor coil
44 sensor coil
45 pipe
46 triggers
UD differential AC voltage
U 1 voltage
U 2 voltage

Claims

1. Inductive proximity switch with an oscillator ( 1 ) which feeds a transmitter coil ( 2 ) which generates an alternating magnetic field, the oscillator ( 1 ) being influenced in its oscillating state by a metallic trigger ( 25 ) penetrating the alternating field, and with an evaluation circuit ( 8 ) for obtaining a switching signal from the change in the oscillation state, characterized in that two sensor coils ( 12, 13 ) are arranged in the alternating field in a direct differential circuit for detecting the difference between the voltages (U 1 , U 2 ) induced in the two sensor coils are that the sensor coils ( 12, 13 ) due to their spatial position to each other and the respective number of turns are designed such that the differential AC voltage (UD) becomes zero at the desired response distance, and that the differential AC voltage (UD) to the input ( 16 ) the oscillator amplifier ( 7 ) of the oscillator ( 1 ) is fed back in such a way that b When the differential AC voltage (UD) crosses zero, the oscillator ( 1 ) changes its oscillation state suddenly.

2. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the transmitter coil ( 2 ) is connected as an inductor of the LC resonant circuit ( 4 ) of the oscillator ( 1 ), that the input ( 16 ) of the oscillator amplifier ( 7 ) is high-impedance and that the two Sensor coils ( 12, 13 ) with opposite polarization are connected in series between a voltage divider ( 14 ) and the high-resistance input ( 16 ) of the oscillator amplifier ( 7 ).

3. Proximity switch according to claim 1 or 2, characterized in that the transmitter coil ( 20 ) and the two sensor coils ( 23, 24 ) are arranged coaxially to one another.

4. Proximity switch according to claim 3, characterized in that the transmitter coil ( 20 ) is arranged in a ferrite pot ( 21 ) with central slug ( 22 ) and both sensor coils ( 23, 24 ) in front of the ferrite pot ( 21 ) on the side of the trigger ( 25th ) are arranged.

5. Proximity switch according to claim 3, characterized in that the transmitter coil and one of the sensor coils are wound bifilar and that the bifilar winding ( 26 ) is arranged within the ferrite pot ( 27 ).

6. Proximity switch according to claim 5, characterized in that the other sensor coil ( 29 ) is arranged in front of the ferrite pot ( 27 ).

7. Proximity switch according to claim 5, characterized in that the other sensor coil ( 35 or 31 ) is also arranged in the ferrite pot ( 37 or 33 ) either concentrically with the bifilar winding ( 34 ) of the first sensor coil and the transmitter coil or axially of the bifilar winding ( 30 ) is.

8. Proximity switch according to claim 3, characterized in that the transmitter coil ( 42 ) between the two sensor coils ( 43, 44 ) is arranged within a tube ( 45 ).

9. Proximity switch according to claims 1 and 2, characterized in that the two sensor coils ( 40, 41 ) lie with their ring planes in one plane and that the sensor coils ( 40, 41 ) surround the transmitter coil ( 38 ) centrally between them.