DE4114110C1

DE4114110C1 - Inductive proximity sensor monitoring arrangement - has HF frequency generator divided into two oscillators, with evaluation of total current from DC source

Info

Publication number: DE4114110C1
Application number: DE19914114110
Authority: DE
Inventors: Gerno 5884 Halver De Soyck
Original assignee: Gerno Soyck 5885 Schalksmuehle De GmbH
Current assignee: SOYCK GMBH, 58579 SCHALKSMUEHLE, DE
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2011-05-01

Abstract

The arrangement monitors the functioning of inductive proximity sensors (2) by using a sensitive high-frequency generator, an evaluating unit which converts the degree of external influence, the approach of somebody or something, into useful signals, and a direct voltage supply for the HF generator and the evaluating unit. The HF generator is subdivided into at least two part oscillators (1a,1b) sensing in common and simultaneously. A self-monitoring process for faults or interference is effected by monitoring the current taken from a direct current source (3), constant in normal operation. USE/ADVANTAGE - Allows self-monitoring without additional circuitry.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Funktionsüberwachung von induktiven Näherungssensoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for function monitoring of inductive proximity sensors according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Überwachung ist erforderlich, da mit Hilfe solcher Näherungssensoren häufig eine Mehrzahl technischer Vorgänge getätigt, gesteuert und geregelt werden, wobei schon der Defekt eines Sensors äußerst nachteilige Auswirkungen auf einen vorgesehenen Programmablauf bzw. auf die Gesamtfunktion der betreffenden Einrichtung zur Folge hat.Such monitoring is necessary because with help such proximity sensors often a number of technical Processes are made, controlled and regulated, and yes the defect of a sensor has extremely adverse effects a planned program sequence or the overall function of the institution concerned.

Zu diesem Zweck ist beispielsweise aus der DE 39 14 387 C2 ein Näherungsschalter bekannt, bei dem an Stelle des einen Oszillators sicherheitshalber zwei mit unterschiedlicher Frequenz arbeitende Oszillatoren vorgesehen sind, die im Wechsel ein- bzw. ausgeschaltet werden und ihre Nutzsignale über zwei gesonderte Kanäle an eine räumlich nachgeordnete Auswertungseinheit weitergeben, aus welcher auch "nach vorn" die taktmäßige Umschaltung erfolgt. Wie ohne weiteres er sichtlich, ist ein solcher Näherungsschalter insgesamt ge sehen elektronisch relativ aufwendig ausgelegt und dement sprechend wiederum in sich selber störanfällig sowie aufgrund der Wechselschaltung zeitlich verzögert wirksam. Hinzu kommt, daß dabei erst in der gemeinsamen Auswertungseinheit die im Takt gewechselten Ausgangssignale der beiden Oszillatoren elektronisch miteinander verglichen und zur Bildung eines Störsignals in Betracht gezogen werden können.For this purpose, for example, from DE 39 14 387 C2 a proximity switch is known in which instead of one To be on the safe side, two oscillators with different ones Frequency-operating oscillators are provided, which in Changes can be switched on or off and their useful signals via two separate channels to a spatially subordinate one Pass on the evaluation unit, from which also "forward" the changeover is carried out in cycles. How he easily obviously, such a proximity switch is overall ge see electronically relatively complex and demented speaking in turn prone to failure as well as due to the changeover circuit is effective with a time delay. Come in addition, that it is only in the common evaluation unit that in Clock-changed output signals of the two oscillators electronically compared with each other and to form a Interference signal can be considered.

Um diesbezüglich Abhilfe zu schaffen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eigentliche Sensorstufe eines indukti ven Näherungsschalters in sich selbstüberwachend auszubilden, um eine Überprüfung mit zusätzlichem Schaltungsaufwand und erst im nachgeordneten Laststromkreis oder von dort aus gehend zu vermeiden.In order to remedy this, the invention is the Task based on the actual sensor level of an indukti training the proximity switch in self-monitoring, for a check with additional circuitry and only in the downstream load circuit or from there to avoid going.

Zur Lösung dieser Aufgabe bildet die Erfindung eine Anordnung zur Funktionsüberwachung induktiver Näherungssensoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemäß dem Kennzeichen teil desselben dahingehend aus, daß eine Unterteilung des Hochfrequenzgenerators in mindestens zwei gleichzeitig und gemeinsam sensierende Teiloszillatoren erfolgt, die als solche unmittelbar in eine Schaltungsanordnung eingegliedert werden, mit welcher eine Selbstüberwachung des Näherungssensors gegen Betriebsstörungen im Wege der Kontrolle einer bei normalem Betriebsablauf konstant bleibenden Stromaufnahme aus der Gleichspannungsversorgung erfolgt.To achieve this object, the invention forms an arrangement for function monitoring of inductive proximity sensors the preamble of claim 1 according to the character part of the same in that a subdivision of the High frequency generator in at least two at the same time and jointly sensing partial oscillators takes place as such can be integrated directly into a circuit arrangement, with which a self-monitoring of the proximity sensor against Malfunctions by way of checking one at normal Operating sequence constant current consumption from the DC voltage supply takes place.

Auf diese Weise wird durch die Bildung von zwei simultan sen sierenden Teiloszillatoren und deren spezielle Zusammenschal tung erreicht, daß sich innerhalb der betreffenden Schaltungs anordnung bei ungestörter Funktion beider Teile eine konstante Gesamtstromaufnahme oder ein konstantes Spannungsabfallver hältnis messen und funktionell umsetzen bzw. auswerten läßt. Dementsprechend ermöglicht die Abweichung von diesem Festwert infolge eines (Teil-)Sensordefekts oder einer andersartigen Betriebsstörung eine unmittelbare Meldung, ohne dazu auf um fangreiche und komplizierte Prüfeinrichtungen im Laststrom kreis eines Näherungssensors zurückgreifen zu müssen.This way, by forming two simultaneously partial oscillators and their special interconnection tion achieved that within the circuit concerned arrangement with undisturbed function of both parts a constant Total current consumption or a constant voltage drop measure ratio and implement or evaluate function. Accordingly, the deviation from this fixed value enables due to a (partial) sensor defect or another type Malfunction an immediate report without going to extensive and complicated test facilities in the load current circuit of a proximity sensor.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung weisen die sen sierenden Teiloszillatoren zur Bildung des Meßwertes für eine Störungsmeldung nach den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 zueinander ein äquivalentes oder ein antivalentes Kennlinien verhalten auf. In einer dieser Zusammenstellungen sind die Teiloszillatoren gemäß den Merkmalen der Ansprüche 4 bis 6 zudem in Reihen-, Parallel- oder Mischschaltung mit der Gleich spannungsversorgung für das betreffende Gesamtsensorelement verbunden. In an expedient embodiment of the invention, the sen Partial oscillators to form the measured value for a fault report according to the features of claims 2 and 3 an equivalent or an antivalent characteristic to each other behave on. In one of these compilations they are Partial oscillators according to the features of claims 4 to 6 also in series, parallel or mixed connection with the equal power supply for the relevant overall sensor element connected.

Einer Weiterbildung der Erfindung gemäß können die Oszillator spulen der Teiloszillatoren nach dem Merkmal des Anspruchs 7 zu einem gemeinsam sensitiven Bauelement zusammengefaßt sein. Aufgrund dessen ergeben sich für die selbstüberwachten Teil oszillatoren in bezug auf die geometrische Raumform vorteil hafterweise keine Unterschiede zu der bisherigen Ausführung eines Näherungssensors, der erst im nachgeordneten Laststrom kreis mit einer zusätzlichen Prüfeinrichtung versehen ist.According to a development of the invention, the oscillator coil the partial oscillators according to the feature of claim 7 be combined to form a sensitive component. Because of this arise for the self-monitored part oscillators advantageous in terms of the geometric spatial shape unfortunately no differences from the previous version of a proximity sensor that is only in the downstream load current circuit is provided with an additional test facility.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem Umstand, daß die erfindungsgemäße Anordnung aufgrund ihrer hohen Ansprech empfindlichkeit bereits die Früherkennung eines erst ent stehenden Fehlers, sei es durch schadhafte Lötstellen, mangelnde Isolation, eindringende Feuchtigkeit od. dgl., ermöglicht, was mit den bisher bekannten Prüf- und Über wachungseinrichtungen nicht realisierbar ist.Another advantage arises from the fact that the arrangement according to the invention due to its high response sensitivity is already the early detection of an ent standing error, be it through defective solder joints, lack of insulation, penetrating moisture or the like, enables what with the previously known test and over security devices is not feasible.

In der anliegenden Zeichnung ist die erfindungsgemäße Anord nung zur Funktionsüberwachung induktiver Näherungssensoren anhand mehrerer Blockschaltbilder dargestellt und erläutert.The arrangement according to the invention is shown in the attached drawing for monitoring the function of inductive proximity sensors shown and explained using several block diagrams.

Fig. 1 zeit eine Unterteilung des Hochfrequenzgenerators in die in Reihe hintereinander geschalteten Teiloszillatoren 1a und 1b mit antivalentem Kennlinienverhalten und einem gemein samen Sensorelement 2. Infolge dessen bewirkt die simultane Beeinflussung beider Teiloszillatoren 1a und 1b stets eine entgegengesetzte Änderung der betreffenden Innenwiderstände und über den resultierenden Gesamtwert der Reihenschaltung eine konstante Stromaufnahme aus der Gleichspannungsversorgung was sich z. B. bei Pos. 3) bereits bei einer geringfügigen Abweichung von dem gegebenen Festwert mit an sich bekannten und daher hier nicht besonders angegebenen Mitteln in eine Störungsmeldung umsetzen läßt. Fig. 1 time a subdivision of the high-frequency generator into the series oscillators 1 a and 1 b connected in series with antivalent characteristic behavior and a common sensor element. 2 As a result, the simultaneous influencing of both partial oscillators 1 a and 1 b always causes an opposite change in the internal resistances concerned and, over the resulting total value of the series connection, a constant current consumption from the DC voltage supply, which is e.g. B. at item 3 ) can be implemented with a known deviation and therefore not particularly specified means in a fault report even with a slight deviation from the given fixed value.

Andererseits erfolgt gemäß der Darstellung in Fig. 2 der Zeichnung die Funktionsüberwachung des Näherungssensors (2) im Wege einer Parallelschaltung der Teiloszillatoren 1a und 1b mit antivalentem Kennlinienverhalten, um eine Abweichung von der konstanten Gesamtstromaufnahme wiederum bei Pos. 3) als Störungsmeldung auswerten zu können.On the other hand, as shown in Fig. 2 of the drawing, the function of the proximity sensor ( 2 ) is monitored by connecting the partial oscillators 1 a and 1 b in parallel with an equivalent characteristic behavior in order to evaluate a deviation from the constant total current consumption again at item 3) as a fault message can.

Demgegenüber zeigt das Blockschaltbild in Fig. 3 der Zeichnung die beiden Teiloszillatoren 1a und 1b mit einem äquivalenten Kennlinienverhalten innerhalb einer Brückenschaltung mit den Abgleichwiderständen 4, wobei die Störungsselbstüberwachung mittels einer Nullspannungskontrolle in der Brückendiagonalen bei Pos. 3) erfolgen kann.In contrast, the block diagram in Fig. 3 of the drawing shows the two sub-oscillators 1 a and 1 b with an equivalent characteristic behavior within a bridge circuit with the balancing resistors 4 , the fault self-monitoring can be carried out by means of a zero voltage control in the bridge diagonal at item 3).

Claims

1. Arrangement for the function monitoring of inductive proximity sensors with a sensitive high-frequency generator, an evaluation circuit that converts the degree of external influence into useful signals, and a DC voltage supply for the high-frequency generator and the evaluation circuit, characterized by a subdivision of the high-frequency generator into at least two simultaneously and jointly sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) and their direct incorporation into a circuit arrangement with which self-monitoring against operating faults takes place via the control of a constant current consumption from the DC voltage supply (at 3 ) during normal operation.

2. Self-monitoring arrangement according to claim 1, characterized in that the sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) have an equivalent characteristic behavior for checking.

3. Self-monitoring arrangement according to claim 1, characterized in that the sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) have an antivalent characteristic behavior for checking.

4. Self-monitoring arrangement according to claims 1 and 2 or 3, characterized in that the sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) are connected in series with the DC voltage supply.

5. Self-monitoring arrangement according to claims 1 and 2 or 3, characterized in that the sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) are connected in parallel with the DC voltage supply.

6. Self-monitoring arrangement according to claims 1 and 2 or 3, characterized in that the sensing partial oscillators ( 1 a, 1 b) are connected in a bridge circuit to the DC voltage supply.

7. Self-monitoring arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the oscillator coils of the partial oscillators ( 1 a, 1 b) are combined to form a common sensitive component ( 2 ).