DE4332801A1 - Induktiver Näherungsschalter - Google Patents
Induktiver NäherungsschalterInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
- H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
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- H03K17/951—Measures for supplying operating voltage to the detector circuit
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Description
Die Erfindung betrifft einen induktiven
Näherungsschalter, mit einem durch einen Auslöser
beeinflußbaren Oszillator, mit einer Auswerteschaltung
für den Oszillatorzustand, die abhängig vom
Oszillatorzustand einen Lastschalter ansteuert, und mit
einer Stromversorgungsschaltung für den Oszillator.
Bei den bekannten derartigen Näherungsschaltern wird
eine Be- oder Entdämpfung des Oszillators durch einen
Auslöser von einer Auswerteschaltung erfaßt, die einen
Lastschalter zum Schalten der eigentlichen Last
ansteuert. Die Stromversorgung des Näherungsschalters
muß dabei für die Erregung des Oszillators und die
Versorgung der Steuerelektronik ausreichend bemessen
sein. Dieser Eigenstrombedarf kann, abhängig von der
Auslegung der Oszillatorschaltung, einige Milliampere
betragen, z. B. wenn Luftspulen geringer Güte verwendet
werden oder wenn ein großer Verstärkungsfaktor des
Oszillatorverstärkers bei hohen Frequenzen benötigt
wird.
Neben dem grundsätzlichen Bemühen um einen geringen
Eigenstrombedarf besteht insbesondere bei
Näherungsschaltern in sogenannter Zweidraht-Technik,
bei denen die Last permanent vom Eigenstrom
durchflossen wird, das Problem, daß die Last nicht
durch den Eigenstrom eingeschaltet oder angesprochen
werden darf. Zum Beispiel hat der Oszillator des in der
DE 40 31 252 C1 beschriebenen Näherungsschalters einen
so hohen Strombedarf, daß er kaum in Zweidraht-Technik
gebaut werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Näherungsschalter der eingangs genannten Art zu
schaffen, dessen Eigenstrom möglichst gering ist und
der insbesondere bei Näherungsschaltern in
Zweidraht-Technik so gering ist, daß bei nicht
eingeschalteter Last deren Fehlschaltung sicher
ausgeschlossen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß der Oszillator bei nichteingeschaltetem
Lastschalter von der Stromversorgungsschaltung mit
einem Strom gespeist wird, der nur ausreicht, um nach
Aufladung eines Kondensators für kurze Taktzeiten den
Oszillator zu erregen, und daß bei eingeschaltetem
Lastschalter die Stromversorgungsschaltung den
Laststrom zur Versorgung des Oszillators zur Verfügung
stellt.
Die Erfindung erbringt den Vorteil, daß der
Näherungsschalter bei nicht eingeschaltetem
Lastschalter und bei eingeschaltetem Lastschalter,
falls im letzteren Fall der Laststrom kleiner als der
Speisestrom für den Oszillator und die Steuerelektronik
ist, nur einen geringen Eigenstrombedarf hat, da sein
Oszillator in diesen Fällen nur im Taktbetrieb erregt
wird. Eine dauerhafte Erregung des Oszillators erfolgt
nur, wenn bei eingeschaltetem Lastschalter ein
entsprechend großer Laststrom zur Verfügung steht. In
diesem Fall ist aber hoher Eigenstrombedarf des
Näherungsschalters ohne Bedeutung für die dann ja
gewollt eingeschaltete Last.
In Ausgestaltung der Erfindung kann dabei vorgesehen
sein, daß im Stromversorgungspfad des Oszillators ein
Schaltelement liegt, welches von einem die Spannung am
Kondensator erfassenden Schwellwertschalter bei
Erreichen eines oberen Schwellwertes eingeschaltet und
bei Erreichen eines unteren Schwellwertes ausgeschaltet
wird. Diese Maßnahme erlaubt auf einfache Art und Weise
eine exakte Aufladung des Kondensators und stellt bei
Erreichen eines unteren Schwellwertes sicher, daß die
Steuerelektronik nach wie vor mit dem notwendigen Strom
versorgt wird. Hierbei kann vorgesehen werden, daß an
einem zwischen der Stromversorgungsschaltung und dem
Schaltelement liegenden Schaltungspunkt die
Versorgungsspannung für die Steuerelektronik abgenommen
wird.
Der Erfindung zufolge ist die Stromversorgungsschaltung
abhängig von der Präsenz eines
Lastschalter-Einschaltsignales umschaltbar.
Zweckmäßigerweise kann hierbei vorgesehen werden, daß
die Stromversorgungsschaltung ein im Laststromkreis
liegendes und den Lastschalter bildendes Schaltelement
aufweist, das von einem schwach leitenden Zustand in
einen voll leitenden Zustand umschaltbar ist. Gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen
werden, daß der Lastschalter ein mit seiner
Drain-Source-Strecke im Laststromkreis liegendes MOSFET
ist, dessen Gatespannung über einen Regelverstärker
gesteuert wird, der den Spannungsabfall an einem im
Laststromkreis liegenden Stromabfragewiderstand erfaßt
und hieraus eine Gatespannung für den schwach leitenden
Zustand des MOSFET′s erzeugt und der einen weiteren
Steuereingang für ein von der Auswerteschaltung
geliefertes Lastschalter-Einschaltsignal aufweist, bei
dessen Präsenz der Regelverstärker inaktiviert wird und
sich über einen zwischen Gate und Source geschalteten
Widerstand eine für eine volle Durchschaltung des
MOSFET′s notwendige Gatespannung aufbaut. Anstelle
eines MOSFET′s kann auch ein bipolarer Transistor
eingesetzt werden.
Der Erfindung zufolge kann weiter vorgesehen werden,
daß das Ausgangssignal der Auswerteschaltung über einen
in seinem Durchlaßverhalten steuerbaren Speicher an den
Regelverstärker geliefert wird und daß der Speicher
über einen Steuereingang vom Ausgangssignal des
Schwellwertschalters derart gesteuert wird, daß
Änderungen des Ausgangssignals der Auswerteschaltung
nur zu den Zeiten an den Regelverstärker weitergegeben
werden, zu denen ein entweder zur taktweisen oder zur
dauerhaften Erregung des Oszillators ausreichender
Strom geliefert wird. Diese Maßnahme stellt sicher, daß
das Abbrechen der Oszillatorschwingung nach Entladung
des Kondensators nicht fälschlich als ein Signal für
eine Bedämpfung des Oszillators durch den Auslöser
von der Auswerteschaltung an den Lastschalter
weitergegeben wird. Die Auswerteschaltung kann in der
einfachen Form eines Schmitt-Triggers ausgeführt sein,
dessen Ausgangssignal permanent den Oszillatorzustand
wiedergibt. Wird nun während einer Taktzeit, d. h.
während der Schwellwertschalter das Schaltelement
geschlossen hält und gleichzeitig den steuerbaren
Speicher durchschaltet, von der Auswerteschaltung eine
Änderung des Oszillatorzustandes infolge Annäherung
eines Auslösers festgestellt, so liefert die
Auswerteschaltung sofort über den Speicher und den
Regelverstärker ein Einschaltsignal an den
Lastschalter.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen werden, daß
zwischen dem Schwellwertschalter und dem Steuereingang
des Speichers ein Zeitglied geschaltet ist, welches ein
auf ein Durchschalten des Speichers gerichtetes
Ausgangssignal erst nach einer Verzögerungszeit an den
Speicher liefert, dagegen ein auf ein Sperren des
Speichers gerichtetes Ausgangssignal unverzögert an den
Speicher weiterleitet. Zwar wird durch diese Maßnahme
die Ansprechzeit des Näherungsschalters auf einen
Auslöser geringfügig verkürzt, aber es wird
sichergestellt, daß Einschwingvorgänge des Oszillators
nicht zu einem unerwünschten Auslösen des
Näherungsschalters führen.
Bevorzugt kann bei dem Näherungsschalter nach der
Erfindung ein Oszillator verwendet werden, bei dem
im Wechselfeld der Sendespule des Oszillators zwei
Sensorspulen in unmittelbarer Differenzschaltung zur
Erfassung der Differenz der in den beiden Sensorspulen
induzierten Spannungen angeordnet sind, bei dem die
Sensorspule durch ihre räumliche Lage zueinander und
durch die jeweiligen Windungszahlen derart ausgebildet
sind, daß die Differenzwechselspannung beim gewünschten
Ansprechabstand zu Null wird, und bei dem die
Differenzwechselspannung an den Eingang eines
Oszillatorverstärkers des Oszillators zurückgeführt ist
derart, daß bei einer Differenzwechselspannung Null der
Oszillator seinen Schwingungszustand sprunghaft ändert.
Ein solcher durch die DE 40 31 252 C1 bekannter
Oszillator, weist ein hervorragendes Schaltverhalten
auf, allerdings bei verhältnismäßig hoher
Stromaufnahme, da die Amplitude der in den Sensorspulen
induzierten Differenzwechselspannung direkt
proportional der von der Sendespule erzeugten
Feldstärke und damit dem Spulenstrom ist. Infolgedessen
wächst die Stabilität des Oszillators, je größer der
Spulenstrom bzw. das Produkt aus Spulenstrom und
Windungszahlen der Sendespule des Oszillators ist. Wird
die Versorgung in der vorbeschriebenen Weise
vorgenommen, bleibt der Eigenstrom auch bei diesem Typ
von Näherungsschaltern bei nicht eingeschalteter Last
gering.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben und in Verbindung mit der
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 2 jeweils über die gleiche Zeit aufgetragen,
den Verlauf der Kondensatorspannung
(Fig. 2a), die Schwingungszeiten des
Oszillators (Fig. 2b), die Durchlaßzeiten
des Speichers (Fig. 2c) und das
Ausgangssignal des steuerbaren Speichers
(Fig. 2d),
Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des bei der
Erfindung verwendeten Oszillators und
Fig. 4 ein Schaltbild einer zweiten
Ausführungsform des Näherungsschalters.
Fig. 1 zeigt einen induktiven Näherungsschalter 1 in
Zweidraht-Technik mit angeschalteter Last 2 und
Spannungsquelle 3. Die Spannung wird über eine
Gleichrichterbrücke mit den Dioden 4 bis 7
gleichgerichtet, und zwischen positiver und negativer
Gleichrichter-Brückenspannung liegt im Laststromkreis 8
in Reihe mit einer Stromversorgungsschaltung 9, die
einen elektronischen Lastschalter 10 umfaßt, eine
Zenerdiode 11, welche Strom und Spannung begrenzt.
Abhängig von der Annäherung eines Auslösers 12 wird ein
Oszillator 13 in seinem Schwingungsverhalten
beeinflußt, was von einer Auswerteschaltung 14, hier
ein einfacher Schmitt-Trigger, erfaßt wird, die
entsprechend einer Be- oder Entdämpfung des Oszillators
13 über einen steuerbaren Speicher 15 den Lastschalter
10 ansteuert. Der Oszillator 13 wird bei dem gezeigten
Zustand der Stromversorgungsschaltung 9 über eine
Stromquelle 16 und ein Schaltelement 17 mit einem
schwachen Strom versorgt. Zwischen dem Lastschalter 10
und dem Schaltelement 17 wird die Versorgungsspannung
für die Steuerelektronik, angedeutet durch den Pfeil
18, abgegriffen. An einem zwischen der
Stromversorgungsschaltung 9 und dem Schaltelement 17
liegenden Schaltpunkt sind ein Kondensator 19 und ein
Schwellwertschalter 20 angeschlossen. Der Ausgang des
Schwellwertschalters 20 steht einerseits über ein
Zeitglied 21 an dem Steuereingang 22 des Speichers 15
und dient andererseits zur Steuerung des
Schaltelementes 17.
Bei nicht präsentem Auslöser 12 wird während des ersten
Einschaltvorgangs TV, bei dem der Lastschalter 10 und
das Schaltelement 17 offen sind, der Kondensator 19 von
der Stromquelle 16 geladen, bis die Kondensatorspannung
UK einen oberen Schwellwert UH erreicht, vgl. auch Fig.
2a. Das Erreichen des oberen Schwellwertes UH wird vom
Schwellwertschalter 20 erfaßt, der das Schaltelement 17
einschaltet. Für eine kurze Taktzeit TK erregt die im
Kondensator 19 gespeicherte Energie den Oszillator 13,
bis die Kondensatorspannung UK auf einen unteren
Schwellwert UL wieder abgesunken ist. Wenn dies der
Schwellwertschalter 20 feststellt, öffnet er das
Schaltelement 17, und der Kondensator 19 wird erneut
geladen. Diese Vorgänge wiederholen sich, bis zum
Zeitpunkt tA eine Annäherung des Auslösers 12 vom
Oszillator 13 erfaßt wird. Fig. 2b zeigt in Form einer
Rechteckkurve die Taktzeiten TK, zu denen der Oszillator
13 erregt ist, und die Pausenzeiten TP. Der untere
Schwellwert UL ist so zu wählen, daß die
Steuerelektronik, also die Baukomponenten 14, 20, 21,
15 nach wie vor über die Stromquelle 16 sicher versorgt
werden. Der obere Schwellwert UH bleibt hierbei unter
der Durchbruchsspannung für die Zenerdiode 11.
Das durch die Spannung UH ausgelöste Ausgangssignal des
Schwellwertschalters 20 wird nach Beginn der Taktzeit
TK, allerdings um eine Verzögerungszeit TD durch das
Zeitglied 21 verzögert, an den Steuereingang 22 des
Speichers 15 weitergeleitet. Dieses verzögerte
Ausgangssignal S₁ bewirkt, daß der Speicher 15 das
Ausgangssignal der Auswerteschaltung 14 über seinen
Ausgang 23 unmittelbar an den Lastschalter 10
weiterleiten kann, vergleiche Fig. 2c, und damit auch
eine Annäherung des Auslösers 12 zum Zeitpunkt tA
erfassen kann.
Bei Beendigung der Taktzeit TK, d. h. nach Absinken
der Kondensatorspannung UK auf den unteren
Schwellwert UL, wird das durch die Spannung UL
ausgelöste Ausgangssignal S₀ des Schwellwertschalters
20 ohne jede Verzögerung durch das Zeitglied 21 an den
Speicher 15 geliefert. Über eine Speicherzeit TS,
bestehend aus einer Pausenzeit TP, während der der
Oszillator 13 nicht schwingt, und der Verzögerungszeit
TD, speichert der Speicher 15 das von der
Auswerteschaltung 14 zuletzt gelieferte Ausgangssignal
"kein Lastschalter-Einschaltsignal" L₀ und gibt es an
den Lastschalter 10 weiter. Damit wird sichergestellt,
daß das taktweise Abbrechen der Oszillatorschwingung
nicht selbst schon als Einschaltbefehl für den
Lastschalter 10 wirkt.
Fig. 2c zeigt in Form einer Rechteckkurve die Zeiten,
zu denen der Speicher 15 durchlässig für das
Ausgangssignal der Auswerteschaltung 14 ist, d. h. die
Erfassungszeiten TE = TK-TD und die
Oszillator-Bedämpfungszeit TB.
Fig. 2d zeigt die an den Lastschalter 10 während der
Erfassungszeiten TE von der Auswerteschaltung 14 und
die während der Speicherzeiten TS von dem Speicher 15
gelieferten Einschaltsignale, die alle L₀ sind, solange
keine Bedämpfung des Oszillators 13 durch den Auslöser
12 erfolgt.
Ändert sich während einer Erfassungszeit TE zu einem
Auslösezeitpunkt tA der Zustand des Oszillators 13
durch die Annäherung eines Auslösers 12, liefert die
Auswerteschaltung 14 ein Lastschalter-Einschaltsignal
L₁, welches unmittelbar über den durchgeschalteten
Speicher 15 den Lastschalter 10 einschaltet, vergleiche
Fig. 2d. Jetzt stellt die Stromversorgungsschaltung 9
den vollen Laststrom zur Erregung des Oszillators 13
zur Verfügung. Wenn der Laststrom ausreichend groß ist,
um den Oszillator 13 dauerhaft zu erregen und die
Steuerelektronik bei 18 zu versorgen, bleibt das
Schaltelement 17 während der Präsenz des
Lastschalter-Einschaltsignales L₁ geschlossen.
Wenn der Auslöser 12 sich entfernt und der Oszillator
13 ab einem Abschaltzeitpunkt tE nicht mehr bedämpft
ist, liefert die Auswerteschaltung 14 das
Lastschalter-Einschaltsignal L₀ über den
durchgeschalteten Speicher 15 an den Lastschalter 10,
der daraufhin abschaltet. Die Erregung des Oszillators
bleibt durch den aufgeladenen Kondensator 19 zunächst
nur noch für eine Taktzeit Tk erhalten und setzt sich
nach Öffnen des Schaltelementes 17 im Taktbetrieb
fort.
Wenn dagegen der Laststrom, z. B. bei einer sehr
hochohmigen Last 2, kleiner als der erforderliche
Speisestrom für Oszillator und Steuerelektronik ist,
bleibt es auch bei Präsenz des Einschaltsignales L₁ bei
einer taktweisen Erregung des Oszillators 13. Die
Betriebsbereitschaft des Näherungsschalters wird in
allen Zuständen durch eine Leuchtdiode 24 angezeigt,
die über einen Widerstand 25 an den
Stromversorgungseingang 26 des Oszillators 13
angeschlossen ist.
Fig. 3 zeigt eine spezielle Schaltung für den
Oszillator 13 mit dem Versorgungseingang 26, dem
Masseanschluß 27 und dem Ausgang 28. Dort wird von dem
Oszillator 13 über eine Sendespule 29, die als
Induktivität zusammen mit einem Kondensator 30 einen
LC-Schwingkreis 31 des Oszillators 13 bildet, ein
Wechselfeld erzeugt. Der LC-Schwingkreis 31 liegt in
dem Kollektorkreis 32 eines Verstärkertransistors 33,
der bei geringen Anforderungen an den Näherungsschalter
bereits als Oszillatorverstärker 34 ausreicht. Im
Wechselfeld der Sendespule 29 befinden sich zwei
Sensorspulen 35, 36 in unmittelbarer Differenzschaltung
zwischen einem Spannungsteiler 37 und der Basis 38 des
Verstärkertransistors 33 bzw. dem hochohmigen Eingang
39 des Oszillatorverstärkers 34. Die Widerstände 40, 41
sowie die im Emitterkreis liegende RC-Kombination 52 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 13.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines
Näherungsschalters nach der Erfindung. Die
Stromversorgungsschaltung 9 umfaßt hier einen mit seiner
Drain-Source-Strecke im Laststromkreis 8 liegenden
MOSFET 42, dem ein Stromabfragewiderstand 43
nachgeschaltet ist. Der Spannungsabfall am
Stromabfragewiderstand 43 wird von einem
Regelverstärker 44 erfaßt, der an seinem Ausgang 45
eine geregelte Gate-Spannung liefert, bei der der
MOSFET schwach leitend ist, so daß der Oszillator 13 in
der beschriebenen Weise im Taktbetrieb erregt wird. Als
Schaltelement 17 ist hier ein Transistor 46 vorgesehen,
dessen Basispotential vom Schwellwertschalter 20 über
einen Inverter 47 und einen Widerstand 48 gesteuert
wird. Der Ausgang des Speichers 15 ist hier an einen
weiteren Eingang 49 des Regelverstärkers 44 geführt,
und solange vom Speicher das Einschaltsignal L₀
geliefert wird, ist der Regelverstärker 44 aktiviert.
Wenn der Speicher 15 ein Einschaltsignal L₁ liefert,
wird der Regelverstärker 44 hochohmig, so daß sich über
den zwischen Source und Gate geschalteten Widerstand 50
eine Gatespannung aufbaut, bei der der MOSFET 42 voll
leitend ist. Der Laststrom fließt dann über die zum
Widerstand 43 parallel geschaltete Diode 51 und die
Zenerdiode 11.
Bezugszeichenliste
1 Induktiver Näherungsschalter
2 Last
3 Spannungsquelle
4 Diode
5 Diode
6 Diode
7 Diode
8 Laststromkreis
9 Stromversorgungsschaltung
10 Lastschalter
11 Zenerdiode
12 Auslöser
13 Oszillator
14 Auswerteschaltung
15 Speicher
16 Stromquelle
17 Schaltelement
18 Stromversorgung der Steuerelektronik
19 Kondensator
20 Schwellwertschalter
21 Zeitglied
22 Steuereingang von 15
23 Ausgang von 15
24 Leuchtdiode
25 Widerstand
26 Stromversorgungseingang von 13
27 Masseanschluß
28 Oszillatorausgang
29 Sendespule
30 Kondensator
31 LC-Schwingkreis
32 Kollektorkreis
33 Verstärkertransistor
34 Oszillatorverstärker
35 Sensorspule
36 Sensorspule
37 Spannungsteiler
38 Basis
39 Eingang von 34
40 Widerstände
41 Widerstände
42 MOSFET
43 Stromabfragewiderstand
44 Regelverstärker
45 Ausgang von 44
46 Transistor
47 Inverter
48 Widerstand
49 3. Eingang von 44
50 Widerstand
51 Diode
52 RC-Kombination
UK Kondensatorspannung
UH oberer Schwellwert
UL unterer Schwellwert
Tv Einschaltvorgang
Tk Taktzeit
TD Verzögerungszeit
TP Pausenzeit
TS Speicherzeit
TE Erfassungszeit
tA Auslösezeitpunkt
tE Abschaltzeitpunkt
TB Oszillator-Bedämpfungszeit
t Zeit
S₁ verzögertes Ausgangssignal von 19
S₀ unverzögertes Ausgangssignal von 19
L₁ Lastschalter-Einschaltsignal Ein
L₀ Lastschalter-Einschaltsignal Aus
UD Differenzwechselspannung
U₁ induzierte Spannung
U₂ induzierte Spannung
2 Last
3 Spannungsquelle
4 Diode
5 Diode
6 Diode
7 Diode
8 Laststromkreis
9 Stromversorgungsschaltung
10 Lastschalter
11 Zenerdiode
12 Auslöser
13 Oszillator
14 Auswerteschaltung
15 Speicher
16 Stromquelle
17 Schaltelement
18 Stromversorgung der Steuerelektronik
19 Kondensator
20 Schwellwertschalter
21 Zeitglied
22 Steuereingang von 15
23 Ausgang von 15
24 Leuchtdiode
25 Widerstand
26 Stromversorgungseingang von 13
27 Masseanschluß
28 Oszillatorausgang
29 Sendespule
30 Kondensator
31 LC-Schwingkreis
32 Kollektorkreis
33 Verstärkertransistor
34 Oszillatorverstärker
35 Sensorspule
36 Sensorspule
37 Spannungsteiler
38 Basis
39 Eingang von 34
40 Widerstände
41 Widerstände
42 MOSFET
43 Stromabfragewiderstand
44 Regelverstärker
45 Ausgang von 44
46 Transistor
47 Inverter
48 Widerstand
49 3. Eingang von 44
50 Widerstand
51 Diode
52 RC-Kombination
UK Kondensatorspannung
UH oberer Schwellwert
UL unterer Schwellwert
Tv Einschaltvorgang
Tk Taktzeit
TD Verzögerungszeit
TP Pausenzeit
TS Speicherzeit
TE Erfassungszeit
tA Auslösezeitpunkt
tE Abschaltzeitpunkt
TB Oszillator-Bedämpfungszeit
t Zeit
S₁ verzögertes Ausgangssignal von 19
S₀ unverzögertes Ausgangssignal von 19
L₁ Lastschalter-Einschaltsignal Ein
L₀ Lastschalter-Einschaltsignal Aus
UD Differenzwechselspannung
U₁ induzierte Spannung
U₂ induzierte Spannung
Claims (11)
1. Induktiver Näherungsschalter (1), mit einem durch
einen Auslöser (12) beeinflußbaren Oszillator (13),
mit einer Auswerteschaltung (14) für den
Oszillatorzustand, die abhängig vom
Oszillatorzustand einen Lastschalter (10)
ansteuert, und mit einer Stromversorgungsschaltung
(9) für den Oszillator (13), dadurch
gekennzeichnet, daß der Oszillator (13) bei
nichteingeschaltetem Lastschalter (10) von der
Stromversorgungsschaltung (9) mit einem Strom
gespeist wird, der nur ausreicht, um nach Aufladung
eines Energiespeicher-Kondensators (19) für kurze
Taktzeiten (TK) den Oszillator (13) zu erregen, und
daß bei eingeschaltetem Lastschalter (10) die
Stromversorgungsschaltung (9) den Laststrom zur
Versorgung des Oszillators (13) zur Verfügung
stellt.
2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Stromversorgungspfad des
Oszillators (13) ein Schaltelement (17) liegt,
welches von einem die Spannung (UK) am Kondensator
(19) erfassenden Schwellwertschalter (20) bei
Erreichen eines oberen Schwellwertes (UH)
eingeschaltet und bei Erreichen eines unteren
Schwellwertes (UL) ausgeschaltet wird.
3. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an einem zwischen der
Stromversorgungsschaltung (9) und dem Schaltelement
(17) liegenden Schaltungspunkt die
Versorgungsspannung für die Steuerelektronik
(14, 15, 20 bis 25) abgenommen wird.
4. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromversorgungsschaltung (9) abhängig von der
Präsenz eines Lastschalter-Einschaltsignales (L₁)
umschaltbar ist.
5. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromversorgungsschaltung (9) ein im Laststromkreis
(8) liegendes und den Lastschalter (10) bildendes
Schaltelement (42) aufweist, das von einem schwach
leitenden Zustand in einen voll leitenden Zustand
umschaltbar ist.
6. Näherungsschalter nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lastschalter ein mit seiner
Drain-Source-Strecke im Laststromkreis (8)
liegender MOSFET (42) ist, dessen Gatespannung über
einen Regelverstärker (44) gesteuert wird, der den
Spannungsabfall an einem im Laststromkreis
liegenden Stromabfragewiderstand (43) erfaßt und
hieraus eine Gatespannung für den schwach leitenden
Zustand des MOSFET′s erzeugt und der einen weiteren
Steuereingang (49) für ein von der
Auswerteschaltung (14) geliefertes
Lastschalter-Einschaltsignal (L₁) aufweist, bei
dessen Präsenz der Regelverstärker (44) inaktiviert
wird und sich über einen zwischen Gate und Source
geschalteten Widerstand (50) eine für eine volle
Durchschaltung des MOSFET′s ausreichende
Gatespannung aufbaut.
7. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der
Auswerteschaltung (14) über einen in seinem
Durchlaßverhalten steuerbaren Speicher (15) an den
Regelverstärker (44) geliefert wird und daß der
Speicher (15) über einen Steuereingang (22) vom
Ausgangssignal des Schwellwertschalters (20) derart
gesteuert wird, daß Änderungen des Ausgangssignals
der Auswerteschaltung (14) nur zu den Zeiten an den
Regelverstärker (44) weitergegeben werden, zu denen
ein entweder zur taktweisen oder zur dauerhaften
Erregung des Oszillators (13) ausreichender Strom
geliefert wird.
8. Näherungsschalter nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem
Schwellwertschalter (20) und dem Steuereingang (22)
des Speichers (15) ein Zeitglied (21) geschaltet
ist, welches ein auf ein Durchschalten des
Speichers (15) gerichtetes Ausgangssignal (S₁) erst
nach einer Verzögerungszeit (TD) an den Speicher
(15) liefert, dagegen ein auf Sperren des Speichers
(15) gerichtetes Ausgangssignal (S₀) unverzögert an
den Speicher (15) weiterleitet.
9. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Laststromkreis (8) über eine zum
Stromabfragewiderstand (43) parallele Diode (51)
und über eine Zenerdiode (11) verläuft, die
zwischen Stromabfragewiderstand (43) und dem
Schaltelement (17) bzw. Transistor (46) an den
Stromversorgungspfad für den Oszillator (13)
angeschlossen ist.
10. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine über einen Widerstand (25) an den
Stromversorgungseingang (26) des Oszillators (13)
angeschlossene Leuchtdiode (24) zur Anzeige der
Betriebsbereitschaft.
11. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die
Verwendung eines Oszillators (13), bei dem im
Wechselfeld der Sendespule (29) des Oszillators
(13) zwei Sensorspulen (35, 36) in unmittelbarer
Differenzschaltung zur Erfassung der Differenz der
in den beiden Sensorspulen (35, 36) induzierten
Spannungen (U₁, U₂) angeordnet sind, bei dem die
Sensorspulen durch ihre räumliche Lage zueinander
und durch die jeweiligen Windungszahlen derart
ausgebildet sind, daß die Differenzwechselspannung
(UD) beim gewünschten Ansprechabstand zu Null wird,
und bei dem die Differenzwechselspannung (UD) an
den Eingang (39) eines Oszillatorverstärkers (34)
des Oszillators (13) zurückgeführt ist, derart, daß
bei einer Differenzwechselspannung (UD) Null der
Oszillator (13) seinen Schwingungszustand
sprunghaft ändert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934332801 DE4332801A1 (de) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Induktiver Näherungsschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934332801 DE4332801A1 (de) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Induktiver Näherungsschalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4332801A1 true DE4332801A1 (de) | 1995-03-30 |
Family
ID=6498707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934332801 Withdrawn DE4332801A1 (de) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Induktiver Näherungsschalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4332801A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001024365A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Abb Research Ltd. | Näherungssensor mit geringer leistungsaufnahme |
DE102007034270A1 (de) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung mit einer mit einem Oszillator verbundenen Spule sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Schaltungsanordnung |
-
1993
- 1993-09-27 DE DE19934332801 patent/DE4332801A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001024365A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Abb Research Ltd. | Näherungssensor mit geringer leistungsaufnahme |
DE102007034270A1 (de) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung mit einer mit einem Oszillator verbundenen Spule sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Schaltungsanordnung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |