DE4232426A1 - Schaltung zur induktiven distanzerfassung eines metallteiles - Google Patents
Schaltung zur induktiven distanzerfassung eines metallteilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur induktiven Erfas
sung der Distanz eines Metallteiles, bei der ein Oszillator
einen Parallel-Resonanzkreis, einen Verstärker und einen Wi
derstand umfaßt, bei der der Parallel-Resonanzkreis mit einer
einen Kern aufweisenden Spule vorgesehen ist, in deren Mag
netfeld das distanzvariierende Metallteil anzuordnen ist, und
bei der der Oszillator auf einen Demodulator arbeitet, an den
eine Auswertungselektronik angeschlossen ist.
Bei herkömmlichen Schaltungen dieser Art ist der Oszillator
so aufgebaut, daß von einem Verstärker ein Wechselstrom in
einen Parallel-Resonanzkreis eingespeist wird und die Reso
nanzkreisspannung wieder an den Eingang des Verstärkers zu
rückgeführt wird. Mit kleinerer Eingangsspannung wird auch
der Ausgangsstrom des Verstärkers geringer und umgekehrt. Der
Zusammenhang zwischen Eingangsspannung und Ausgangsstrom des
Verstärkers beeinflußt den Zusammenhang zwischen Distanz und
Resonanzkreisspannung und unterliegt meist Bauteilstreuungen
und Temperatureinflüssen, was einen individuellen Abgleich
sowie Temperatur-Kompensationsmaßnahmen notwendig macht. Die
Verringerung der Distanz zwischen Spule und Metallteil
bewirkt eine stärkere Bedämpfung, d. h. eine Verringerung des
virtuellen Verlustwiderstandes des Resonanzkreises und damit
eine Abnahme der Resonanzkreisamplitude (Amplitudenmodula
tion). Somit geht jedoch auch der Ausgangsstrom des Verstär
kers zurück und die Spannung bricht stärker ein, als es der
Änderung des virtuellen Verlustwiderstandes entspricht. Ist
die Bedämpfung so stark, daß die Resonanzkreisverluste durch
den Ausgangsstrom des Verstärkers nicht mehr ausgeglichen
werden können, reißt die Schwingung ganz ab und kleinere Di
stanzen können nicht mehr erfaßt werden. Bei großen Distan
zen wirkt sich bei herkömmlichen Schaltungen die Bedämpfung
des Resonanzkreises durch den Oszillator selbst störend aus,
da diese gegenüber der distanzabhängigen Bedämpfung nun
nicht mehr zu vernachlässigen ist. Die Distanzerfassung kann
zur Drehzahlerfassung genutzt werden, indem sich abwechselnd
Zähne und Lücken eines Zahnrades durch das Spulenfeld bewe
gen. Diese bekannte Anordnung ist aufgrund des eingeschränk
ten Distanzerfassungsbereiches sehr empfindlich gegen Ände
rungen der Einstellung des Zahnrades relativ zum Magnetfeld
bzw. zur Spule, sei es dadurch, daß die Lagerung des Zahnra
des ausgeschlagen ist und von einem vorgegebenen Wert ab
weicht oder daß die Konfiguration der Zähne und/oder Lücken
von vergegebenen Abmessungswerten abweicht. Reißt bei der
Drehzahlerfassung die Schwingung ab, so verursacht die lange
Wiedereinschwingzeit des Oszillators außerdem eine Ein
schränkung der maximal detektierbaren Drehzahl.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die bei großen Distanzen
den Resonanzkreis selbst nur wenig bedämpft und die auch
noch bei Distanz O schwingt, so daß ein maximaler Distanz
variationsbereich mit intakter Amplitudenmodulation zur Ver
fügung steht. Die Schaltung soll eine distanzabhängig repro
duzierbare und temperaturstabile Oszillatoramplitude lie
fern, keinen individuellen Abgleich erfordern und leicht an
verschiedenste Spulenbauformen und Distanzbereiche adaptier
bar sein.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist, diese Aufgabe lösend,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker invertierend ist
und der Parallel-Resonanzkreis zwischen invertierendem Ein
gang und Ausgang des Verstärkers angeordnet ist, daß an den
Ausgang des Verstärkers der invertierende Eingang eines Kom
parators angeschlossen ist, daß der nichtinvertierende Ein
gang des Verstärkers zusammen mit dem nichtinvertierenden
Eingang des Komparators mit einer Bezugsspannungsquelle ver
bunden ist, und daß der Ausgang des Komparators über einen
Widerstand auf den nichtinvertierenden Eingang des Verstär
kers arbeitet.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung kann die Schwingung auch
bei Berührung von Metallteil und Spule nie abreißen, da der
in den Resonanzkreis eingeprägte Wechsel-Konstantstrom unab
hängig von der Ausgangsamplitude des Oszillators ist und
kleinste Ausgangsamplituden genügen, um den Komparator umzu
schalten.
Die Amplitudendynamik beträgt z. B. von einigen Millivolt bis
zu einigen Volt. Aufgrund der Strom-Einprägung folgt die
Ausgangsamplitude linear dem distanzabhängigen Verlustwider
stand des Resonanzkreises. Bei gegebener Betriebsspannung
kann die für einen bestimmten distanzabhängigen Verlustwi
derstand gewünschte Ausgangsamplitude über die rechnerische
Dimensionierung des Widerstandes zwischen Komparator und
Verstärker mit hinreichender Genauigkeit eingestellt werden.
Der Demodulator kann, mit allen bekannten Nachteilen (Breit
bandigkeit, Temperaturdrift, Nichtlinearität), als Spitzen
wertdemodulator ausgeführt sein, wie er bisher verwendet
werden muß, weil mit dem Abreißen der Oszillatorschwingung
zu rechnen ist. Die bei der erfindungsgemäßen Schaltung immer
vorhandene Oszillatorschwingung erlaubt jedoch den vorteil
haften Einsatz eines weit zweckmäßigeren Synchrondemodula
tors. Ein Synchrondemodulator ist ein getakteter Gleichrich
ter, der das zu demodulierende Signal mit einem synchronen
Taktsignal in der Polarität umschaltet und über einen Tief
paß (z. B. RC-Tiefpaß) integriert. Es tragen dabei nur Spek
tralanteile innerhalb einer bestimmten Bandbreite um die
Taktfrequenz herum zur Ausgangsspannung bei (Bandpaßcharak
teristik) . Die Bandbreite des Synchrondemodulators ent
spricht der des Tiefpasses und kann über dessen Dimensionie
rung sehr einfach verschiedenen maximalen Modulationsfre
quenzen angepaßt werden. Der Synchrondemodulator spricht
nicht auf Störungen an, wie sie z. B. beim Schalten eines
Elektromotors auftreten und unterdrückt ebenfalls Schwankun
gen in der dem Oszillator-Wechselsignal überlagerten Gleich
spannung (Drift des Arbeitspunktes). Besonders zweckmäßig
und vorteilhaft hinsichtlich Linearität und Temperaturstabi
lität ist es dabei, wenn der Synchrondemodulator ohne
PN-Übergänge im Signalpfad nur aus Halbleiterschaltern, Kapazi
täten und Widerständen aufgebaut ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich zur Messung der
Lineardistanz eines sich geradlinig hin- oder herbewegenden
Metallteiles, z. B. eines Maschinensupportes in Relation zu
einem Anschlag einsetzen, in dem sich die Spule des Reso
nanzkreises befindet. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Schaltung in Verbindung mit einem
das Metallteil bildenden Zahnrad als Drehzahlmeßgerät vorge
sehen ist, wobei die Auswertungselektronik zur Zählung von
am Ausgang des Demodulators auftretenden Zahn/Lücke-Signal
ausgebildet ist.
Bei diesem Drehzahlmeßgerät haben ein Spiel im Lager des
Zahnrades oder Toleranzen in den Abmessungen der Zahnung des
Zahnrades keinen Einfluß auf die Funktion der Schaltung. Das
Drehzahlmeßgerät läßt sich also mit Vorteil an
Personenkraftwagen in Verbindung mit Antiblockiersystemen
anwenden. Die Schaltung läßt auch einen stark erweiterten
Drehzahlbereich zu, über den sie ohne Abreißen der Oszilla
torschwingung funktionsfähig ist. Es lassen sich Drehzahlen
von z. B. 0,1 Hz bis z. B. 10 kHz oder mehr bei großer Funk
tionssicherheit messen. Auch bei dem Drehzahlmeßgerät ist
die erheblich verbesserte Temperaturstabilität von Bedeu
tung.
Der Verstärker und der Komparator sind für die hohen Fre
quenzen ausgelegt, mit denen die erfindungsgemäße Schaltung
arbeitet, und besitzen hohe Eingangsimpedanzen. Die Frequenz
der Oszillatorschwingung (Trägerfrequenz) ist erheblich,
z. B. 10 mal größer als die Modulationsfrequenz. Indem der
Komparator die Ausgangsspannung des Verstärkers mit dessen
Gleichspannungs-Arbeitspunkt vergleicht, schaltet er während
der positiven Halbwelle der Oszillatorschwingung seinen Aus
gang auf Masse und während der negativen Halbwelle auf Be
triebsspannung. Ist der Verstärker als Differenzverstärker
ausgelegt, so stimmt sein Arbeitspunkt mit der Vergleichs
spannung des Komparators überein, wenn die nichtinvertieren
den Eingänge von Komparator und Verstärker an eine gemein
same Bezugsspannung gelegt werden. Der Kern ist in der Regel
ein Ferritkern.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Er
findung dargestellt und zeigt
Fig. 1 eine Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines
Metallteiles,
Fig. 2 Spannungsverläufe an einigen Punkten der Schaltung
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 weitere Spannungsverläufe an einigen Punkten der
Schaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 4 eine Schaltung zur induktiven Drehzahlerfassung mit
CMOS-Invertern als Verstärker und Komparator und
Fig. 5 eine Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines
Metallteiles in elektromagnetisch gestörter Umgebung
bei hoher Umgebungstemperatur.
Bei der Schaltung gemäß Fig. 1 dient als induktiver Aufneh
mer bzw. Sensor eine Induktivität Lr bzw. Spule 11 eines Re
sonanzkreises 12 eines Oszillators 13, an der ein Zahnkranz
14 eines Zahnrades 15 vorbeiläuft. Das Zahnrad 15 hat eine
Drehachse 16 und der Zahnkranz 14 taucht in das Magnetfeld 17
der Spule 12 ein. Der Resonanzkreis 12 umfaßt in Parallel
schaltung einen Kondensator 18 mit der Kapazität Cr und
einen virtuellen Verlustwiderstand 19 mit dem dämpfungsabhän
gigen Widerstandswert Rr.
Der Oszillator 13 besteht aus dem Resonanzkreis 12 (Lr, Cr)
mit dem virtuellen Verlustwiderstand 19 (Rr), einem virtu
ellen Innenwiderstand 35 (Ro), einem Differenzverstärker 20
und einem Komparator 21. Um bei einer gegebenen Betriebs
spannung Us maximalen Amplitudenhub zu erzielen, ist es sinn
voll, den Arbeitspunkt des Verstärkers 20 über die Bezugs
spannungsquelle 2 auf U20 = Us/2 einzustellen. Die Aus
gangsspannung U30 am Ausgang 3 des Komparators 21 ist gleich
Null bei positiven Halbwellen (U50 < Us/2) und gleich einer
Speisespannung Us eines Pols 1 bei negativen Halbwellen (U50
< Us/2) der Oszillatorschwingung, so daß Mitkopplung ent
steht. Zwischen dem Ausgang 3 des Komparators 21 und dem Ein
gang 4 des Differenzverstärkers 20 befindet sich ein Wi
derstand 22 mit dem Widerstandswert Ra. Weil am Eingang 4
eine kontante Spannung 1/2 Us ist (U20) , fließt durch den
Widerstand 22 ein Strom ± Us/ (2Ra), je nach Halbwelle der
Schwingung. Der Komparator 21 bildet also zusammen mit dem
Arbeitswiderstand 22 und dem Verstärker 20 eine Stromquelle,
die den Konstantstrom + Us/ (2Ra) in den Eingang 4 und damit
in den Parallelresonanzkreis einprägt und mit den Halbwellen
der Schwingung umgeschaltet wird. Die Wechselspannung U50
liegt im distanzabhängiger Amplitude am Ausgang 5 des Os
zillators 13 an.
Es gilt folgende Beziehung:
Û50=Rr/Ra×2/π×Us.
Mit der Größe des Widerstandswertes Ra läßt sich im Zusammen
hang mit dem distanzabhängigen Widerstandswert Rr des virtu
ellen Verlustwiderstandes 19 des Resonanzkreises 12 die er
wünschte Amplitude der Oszillatorschwingung einstellen. Die
Oszillatorschwingung reißt auch bei stärkster Dämpfung des
Resonanzkreises 12 nicht ab (Distanz D), da schon sehr kleine
Ausgangsamplituden (U52) genügen, um den
Halbwellenkomparator 21 zu schalten. Da die Oszillator
schwingung nie abreißt, sind auch sehr schnelle Änderungen
der Dämpfung detektierbar, z. B. mehr als 10 kHz.
Der Oszillator 13 ist so aufgebaut, daß die Amplitude der
Schwingung am Ausgang 5 zum Verlustwiderstand des Resonanz
kreises 12 in einem linearen Zusammenhang steht. Durch wech
selnde Bedämpfung des Resonanzkreises 12 wird Rv und damit
die Ausgangsschwingung amplitudenmoduliert, wobei der Modu
lationshub unterhalb einer bestimmten Modulationsfrequenz
unabhängig von der Drehzahl des Zahnrades 15 ist. Der den
Resonanzkreis parallel zu Rr bedämpfende virtuelle Innen
widerstand Ro der Stromquelle, die aus dem Widerstand 22 und
dem Verstärker 20 besteht, berechnet sich mit der Beziehung
Ro = Ra (V+1),
mit V Spannungsverstärkung des Verstärkers 20,
Ra Wert des Widerstandes 22.
Ra Wert des Widerstandes 22.
Da der Widerstand 22 etwa auf den Wert Rr des virtuellen
Verlustwiderstandes 19 für maximale Distanz abzugleichen
ist, ist der parasitäre Widerstand Ro bei Verstärkung V < 10
ein Vielfaches von Rr und damit zu vernachlässigen. Da die
Oszillatorschwingung auch bei maximaler Bedämpfung nie ab
reißt, sind sehr hohe Modulationsfrequenzen (Drehzahlen)
möglich.
An den Ausgang 5 des Oszillators 13 schließt ein Synchron
demodulator 23 an, der vier Halbleiter-Schalter 24 aufweist,
die über eine Steuerleitung 25 vom Ausgang 3 des Halbwellen
komparators 21 her angesteuert werden. Jeder Schalter 24 ist
zum wechselnden Anschluß eines Poles 26 eines Integrations
kondensators 27 mit der Kapazität Cd1 bzw. Cd2 vorgesehen.
Der Ausgang 5 des Oszillators 13 ist über einen Integra
tionswiderstand 28 mit dem Widerstandswert Rd1 an einen
Knoten 6 gelegt und die Spannungswelle 2 mit der Arbeits
spannung Us/2 ist über einen Anschlußwiderstand mit dem Wi
derstandswert Rd2 an einen Knoten 7 gelegt. Von dem einen
Knoten 6 aus ist Verbindung zu einem Schaltpunkt 29 auf der
einen Seite des einen Integrationskondensators 27 und zu
einem Schaltpunkt auf der gleichen Seite des anderen Integra
tionskondensators vorgesehen. Von dem anderen Knoten 7 ist
Verbindung zu einem Schaltpunkt 30 auf der anderen Seite des
erstgenannten Integrationskondensators 27 und zu einem
Schaltpunkt auf der gleichen Seite des anderen Integra
tionskondensators vorgesehen. Die Schalter 24 liegen ab
wechselnd an einem der vom Oszillator 13 herkommenden Schalt
punkt 29, 30 oder an einem der Schaltpunkte 31, die gemäß
Fig. 1 entweder mit dem einen Anschluß 8 oder dem anderen An
schluß 9 eines Ladekondensators 32 mit der Kapazität Cd3 ver
bunden sind.
Der Synchrondemodulator 23 gewinnt aus dem Oszillatorsignal
U50 die Ausgangsspannung U89, die linear proportional zu des
sen Amplitude ist. Es gilt folgende Beziehung:
U89=2/π×Û50.
Gesteuert wird der Sychrondemodulator 23 mit dem Komparator
21, der wieder mit den Halbwellen der Schwingungen umgeschal
tet wird. Der Synchrondemodulator 23 hat zwei Zustände:
- a) Während der positiven Halbwelle des Oszillatorsignals wird die Ladung über die Anschlußwiderstände 28 (Rd1, Rd2) und die Schalter 24 (B, B′) auf den einen Integrationskon densators 27 (Cd2) aufintegriert, wobei zugleich der an dere Integrationskondensator (Cd1), der im vorherigen Takt mit der negativen Halbwelle geladen worden ist, mit der umgekehrten Polarität über andere Umschalter (A, A′) an den Ladekondensator 32 (Cd3) angeschlossen wird.
- b) Während der negativen Halbwelle des Oszillatorsignals wird die Ladung über die Anschlußwiderstände 28 (Rd1, Rd2) und die zwei Schalter 24 (A, A′) auf den einen Integrations kondensator 27 (Cd1) aufintegriert, wobei zugleich der an dere Intergrationskondensator (Cd2) , der im vorherigen Takt mit der positiven Halbwelle geladen worden ist, über andere Schalter (B, B′) an den Ladekondensator (Cd3) ange schlossen wird.
Gegenüber den Demodulatoren, die für die Funktion die
nichtlineare, temperaturabhängige Charakteristik eines
P-N-Übergangs ausnutzen, weist diese Schaltung hohe Dyna
mik, Linearität und Temperaturunabhängigkeit auf. Die er
wünschte Bandbreite des Synchronmodulators läßt sich durch
die Zeitkonstante
T = (Rd1 × Rd2) × Cd3,
bestimmen. In bestimmten Fällen kann statt Rd1 (Rd2) eine
aufwendigere R + L-Kombination vorteilhaft sein. Die Aus
gänge 8 oder 9 lassen sich an ein beliebiges Potential an
schließen, solange dieses nicht die Funktion der Schalter
24 (A, A′ und B, B′) beeinflußt.
Der vom Oszillator 13 getaktete Synchrondemodulator 23 de
moduliert die Ausgangsspannung des Oszillators 13 mit
hoher Linearität und Temperaturkonstanz. Der Synchrondemo
dulator 23 wirkt als Bandpaß, dessen Mittenfrequenz der
Frequenz der Oszillatorschwingung entspricht. Seine Band
breite kann sehr einfach an verschiedene maximale Modula
tionsfrequenzen angepaßt werden. Da nur mit der Oszilla
torschwingung korellierte Frequenzanteile demoduliert wer
den, ist die Schaltung äußerst störsicher.
Eine Auswertungselektronik 33 verarbeitet das Ausgangs
signal U89 (Rr) des Synchrondemodulators 23 und wird an
die konkreten Anforderungen angepaßt. Vorteilhaft ist z. B.
ein Schmitt-Trigger, Fensterkomparator, A/D- oder V/F-
Wandler. Das Ausgangssignal des Synchrondemodulators wird
im vorliegenden Fall durch einen Schmitt-Trigger in ein
digitales Rechtecksignal umgesetzt, dessen Zustand an
zeigt; ob sich vor der Resonanz-Induktivität gerade ein
Zahn oder eine Lücke des Zahnkranzes befindet. Diese
Rechtecksignale werden pro Zeiteinheit gezählt, woraus
unter Berücksichtigung der Zähnezahl des Zahnkranzes die
Drehzahl des Rades errechnet wird.
Fig. 2 verdeutlicht den Verlauf der Spannung U50 am Aus
gang 5, der Spannung U20 der Spannungsquelle 2 und der
Spannung U89 an den Anschlüssen 8, 9 des Ladekondensators
32. Fig. 3 verdeutlicht den Verlauf der Spannung U50 am
Ausgang 5 des Verstärkers 20, der Spannung U30 am Ausgang
des Komparators 21 und der Spannung U40 am Eingang des
Verstärkers 20, die von U20 nur minimal abweicht.
Die Schaltung gemäß Fig. 4 ist weitgehend ebenso wie die
gemäß Fig. 1 aufgebaut, so daß insoweit auf deren Be
schreibung verwiesen wird. In Abweichung zu Fig. 1 sind
hier der Verstärker 20 und der Komparator 21 als CMOS-In
verter ausgebildet. Da die Arbeitspunkte der auf einem
Chip befindlichen Inverter absolut gleich sind und etwa
bei Us/2 liegen, kann für den Oszillator 13 auf eine Be
zugsspannungsquelle 2 verzichtet werden. Für Knoten 7 muß
diese Arbeitspunktspannung jedoch mittels eines weiteren
Inverters durch eine gesonderte Spannungsquelle 34 gene
riert werden. Da hier Knoten 9 geerdet ist, ist für den
zweiten Integrationskondensator 27 (Cd2) nur ein Schalter
erforderlich. Gemäß Fig. 4 ist die Auswertungselektronik
33 als dynamisch gekoppelter Schmitt-Trigger für Dreh
zahlerfassung ausgelegt und ebenfalls mit CMOS-Inverter
aufgebaut.
Die Schaltung gemäß Fig. 5 stimmt weitgehend mit der
gemäß Fig. 1 überein, so daß insoweit auf deren Beschrei
bung verwiesen wird. In Abweichung zu Fig. 1 ist hier die
Spule 11 über eine Leitung 37 und einen Übertrager 36 mit
dem Kondensator 18 verbunden. Es handelt sich dabei um
eine Ausführungsform für den Einsatz in elektromagnetisch
gestörter Umgebung bei hoher Umgebungstemperatur.
Da Halbleiter bei Temperaturen oberhalb von 125-150°C
nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten und sogar geschädigt
oder zerstört werden können, darf beim Einsatz des induk
tiven Sensors an sehr heißen Metallteilen nur die Meß
spule 11 höheren Temperaturen ausgesetzt werden. Die üb
rige Elektronik mußt dort angebracht werden, wo der zu
lässige Temperaturbereich nicht überschritten wird. Die
Verbindung zwischen Spule und Elektronik kann durch eine
mehrere Meter lange Verbindungsleitung hergestellt
werden.
Die Leitung 37 ist als verdrillte Doppelader ausgeführt,
um die über sie in die Elektronik eingekoppelten Gegen
taktstörungen minimal zu halten. Die Eigenschaften des
Resonanzkreises 12 werden durch die zusätzliche Leitung
37 nicht beeinflußt, wenn der Kondensator 18 am
elektronikseitigen Ende der Leitung angebracht ist. Um
die Elektronik auch gegen starke Gleichtaktstörungen, die
durch die Leitung 37 eingekoppelt werden können
unempfindlich zu machen, kann am elektronikseitigen Ende
der Leitung ein Übertrager zur galvanischen Trennung von
Leitung und Elektronik in die Verbindung vorgesehen
werden.
Claims (5)
1. Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines Metall
teiles,
bei der ein Oszillator einen Parallel-Resonanzkreis, einen Verstärker und einen Widerstand umfaßt,
bei der der Resonanzkreis mit einer einen Kern aufweisen den Spule vorgesehen ist, in deren Magnetfeld das distanzvariierende Metallteil anzuordnen ist, und
bei der der Oszillator auf einen Demodulator arbeitet, an den eine Auswertungselektronik angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärker (20) invertierend ist und der Pa rallel-Resonanzkreis (12) zwischen invertierendem Eingang und Ausgang des Verstärkers (20) angeordnet ist, daß an den Ausgang (5) des Verstärkers (20) der invertierende Eingang eines Komparators (21) angeschlossen ist, daß der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers (20) zusammen mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators (21) mit einer Bezugsspannungsquelle (2) verbunden ist und daß der Ausgang (3) des Komparators (21) über einen Wider stand (22) auf den nichtinvertierenden Eingang (4) des Verstärkers (20) arbeitet.
bei der ein Oszillator einen Parallel-Resonanzkreis, einen Verstärker und einen Widerstand umfaßt,
bei der der Resonanzkreis mit einer einen Kern aufweisen den Spule vorgesehen ist, in deren Magnetfeld das distanzvariierende Metallteil anzuordnen ist, und
bei der der Oszillator auf einen Demodulator arbeitet, an den eine Auswertungselektronik angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärker (20) invertierend ist und der Pa rallel-Resonanzkreis (12) zwischen invertierendem Eingang und Ausgang des Verstärkers (20) angeordnet ist, daß an den Ausgang (5) des Verstärkers (20) der invertierende Eingang eines Komparators (21) angeschlossen ist, daß der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers (20) zusammen mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators (21) mit einer Bezugsspannungsquelle (2) verbunden ist und daß der Ausgang (3) des Komparators (21) über einen Wider stand (22) auf den nichtinvertierenden Eingang (4) des Verstärkers (20) arbeitet.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Demodulator ein Synchrondemodulator (23) ist, der
durch den Ausgang (3) des Oszillators (13) getaktet wird.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Synchrondemodulator (23) mittels getakteter Halb
leiter-Schalter (24) die Spannungsdifferenz zwischen der
Ausgangsspannung des Oszillators (12) und einer
Spannungsquelle (2, 34) über einen Integrationswiderstand
(28) abwechselnd an einen von zwei Integrationskondensa
toren (27) legt und den jeweils anderen Integrationskon
densator mit inverser (Cd1) bzw. nichtinverser (Cd2)
Polarität an einen ausgangsseitigen Ladekondensator (32)
legt.
4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß sie in Verbindung mit einem das
Metallteil bildenden rotierenden Zahnrad (15) als Dreh
zahlmeßgerät vorgesehen ist, wobei die Auswertungselek
tronik (33) zur Zählung von am Ausgang (8, 9) des Demodu
lators (23) auftretenden Zahn/Lücke-Signalen ausgebildet
ist.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß eine Spule (11) des Resonanz
kreises (12) über eine Leitung (37) und einen Übertrager
(36) mit einem Kondensator (18) des Resonanzkreises ver
bunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4232426A DE4232426C2 (de) | 1991-10-01 | 1992-09-29 | Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines Metallteiles |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4132619 | 1991-10-01 | ||
DE4232426A DE4232426C2 (de) | 1991-10-01 | 1992-09-29 | Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines Metallteiles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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