JP2009033387A - Operation distance adjusting method of proximity sensor, and proximity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出物体に当該近接センサが接近して動作する動作距離と、離れて復帰する復帰距離とに応差がある高周波発振・振幅検出型の近接センサにおいて上記動作距離を調整する方法ならびにその近接センサに関するものである。 The present invention relates to a method for adjusting the operating distance in a high-frequency oscillation / amplitude detection type proximity sensor having a difference between an operating distance in which the proximity sensor moves close to a detection object and a return distance in which the detection sensor returns to a detected object, and the method thereof It relates to a proximity sensor.
高周波発振・振幅検出型の近接センサは、一定の周波数で発振を行い金属体等の検出物体の接近によって発振の振幅の変化を検出するものである。この近接センサでは、高周波で発振する発振回路部を備え、金属体や磁性体等からなる検出物体が発振回路部内の発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部の発振振幅が変化することを利用したものであり、検出物体の近接状態に応じて発振回路部の発振振幅が跳躍的に変化して、発振または発振停止させることによる発振振幅の変化で検出物体の有無の判定を行うことができる(特許文献1参照)。この場合、発振回路部の出力を直流化してなる検出出力は、検出物体が接近すると小さくなり、検出物体が離れていくと大きくなっていく。 The proximity sensor of the high-frequency oscillation / amplitude detection type oscillates at a constant frequency and detects a change in the amplitude of oscillation by the approach of a detection object such as a metal body. This proximity sensor has an oscillation circuit section that oscillates at a high frequency. When a detection object made of a metal body or a magnetic body approaches the oscillation coil in the oscillation circuit section, an eddy current loss occurs due to electromagnetic induction and the oscillation coil becomes effective. It utilizes the fact that the oscillation amplitude of the oscillation circuit changes as the impedance, which is the resistance value, changes, and the oscillation amplitude of the oscillation circuit changes dramatically according to the proximity state of the detection object. Alternatively, the presence / absence of a detection object can be determined based on a change in oscillation amplitude caused by stopping oscillation (see Patent Document 1). In this case, the detection output obtained by converting the output of the oscillation circuit unit into a direct current decreases as the detection object approaches, and increases as the detection object moves away.
このような高周波発振・振幅検出型の近接センサでは、検出物体が接近して検出出力が小さくなって検出閾値と一致すると、検出物体有りとする信号を生成し、検出物体が離れて検出出力が大きくなると、検出物体無しとする信号を生成する。この検出物体有りの信号と,検出物体無しの信号とにヒステリシスを設けて信号のオンオフを行っている。この検出物体有りの信号と,検出物体無しの信号の生成をするための検出出力にレベル差を設けてチャタリングにより誤動作を防止している結果、動作距離と復帰距離との間に応差がある(特許文献2参照)。 In such a high-frequency oscillation / amplitude detection type proximity sensor, when the detection object approaches and the detection output becomes small and coincides with the detection threshold value, a signal indicating the presence of the detection object is generated, and the detection object is separated and the detection output is output. When it becomes larger, a signal indicating no detected object is generated. Hysteresis is provided between the signal with the detection object and the signal without the detection object to turn the signal on and off. As a result of providing a level difference in the detection output for generating the signal with the detection object and the detection output without the detection object to prevent malfunction by chattering, there is a difference between the operation distance and the return distance ( Patent Document 2).
上記構成において、同一の動作距離に対応する発振回路部の発振振幅は製品ごとに微妙に異なる。そのため、検出閾値を設定していても動作距離が製品ごとに微妙に異なっていることがある。そこで一般に、製品出荷前に発振回路部の発振振幅を調整することにより動作距離を正確に調整することが行われている。 In the above configuration, the oscillation amplitude of the oscillation circuit unit corresponding to the same operating distance is slightly different for each product. Therefore, even if the detection threshold is set, the operating distance may be slightly different for each product. In general, therefore, the operating distance is accurately adjusted by adjusting the oscillation amplitude of the oscillation circuit section before shipping the product.
この動作距離の調整方法として、従来では、製造工程で発振回路部に流れる発振電流を制限する抵抗器を付け替え変更したり、あるいは、抵抗値レーザトリミングにより抵抗値を調整したりすることにより行っている。 As a method of adjusting the operating distance, conventionally, the resistor for limiting the oscillation current flowing in the oscillation circuit section is changed or changed in the manufacturing process, or the resistance value is adjusted by resistance value laser trimming. Yes.
しかしながら、前者では抵抗器の付け替え変更を数度繰り返したうえで動作距離を測定しなおしたりする必要があるなど作業性が非常に悪く、また、後者では高価なレーザトリミング装置が必要であることに加えてレーザトリミングの作業効率が必ずしも高いものではない。
したがって、本発明により解決すべき課題は、検出物体に接近して動作する動作距離を動作距離調整点に容易に調整可能にすることである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to make it possible to easily adjust the operating distance that moves close to the detection object to the operating distance adjustment point.
本発明による方法は、検出物体の接近距離に応じて発振振幅レベルが変化する発振回路部と、検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが検出閾値に一致するまでに変化したことを検出して動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点の検出物体からの距離を動作距離とする近接センサに対して、上記検波回路部における検出閾値を補正することで動作距離を調整することを特徴としている。 The method according to the present invention operates by detecting an oscillation circuit unit in which the oscillation amplitude level changes according to the approach distance of the detection object, and that the oscillation amplitude level changes with the detection object approaching until it matches the detection threshold. A detection circuit unit that outputs a signal, and for a proximity sensor whose operation distance is the distance from the detection object at the time when the operation signal is output, the detection distance in the detection circuit unit is corrected to correct the operation distance. It is characterized by adjusting.
本発明によると、検出閾値を補正することにより動作距離を調整するので、動作距離の調整を行うのに、従来のように発振回路部の動作電流を制限する抵抗器の抵抗値を変更する必要なく、動作距離を動作距離調整点に調整することができる。例えば工場出荷前に、検波回路部の検出閾値を所定の動作距離に対応するように補正することで動作距離を調整することができ、従来の発振回路部における抵抗器の付け替え変更や高価なレーザトリミング装置による抵抗器のレーザトリミングが不要となる。 According to the present invention, the operating distance is adjusted by correcting the detection threshold. Therefore, in order to adjust the operating distance, it is necessary to change the resistance value of the resistor that limits the operating current of the oscillation circuit unit as in the past. The operating distance can be adjusted to the operating distance adjustment point. For example, the operating distance can be adjusted by correcting the detection threshold value of the detection circuit unit so as to correspond to a predetermined operating distance before shipment from the factory. Laser trimming of the resistor by the trimming device becomes unnecessary.
好ましい態様の1つは、検出閾値を記憶手段に記憶し、検出物体に接近して上記検出閾値で動作するときの動作距離が所定の動作距離に一致しないときは、上記検出閾値を上記定の動作距離に調整するための動作距離調整点に一致するように補正すると共に該補正した検出閾値を上記記憶手段に書き換えて記憶することにより動作距離を調整する。 One of the preferred embodiments stores the detection threshold value in the storage means, and when the operating distance when moving close to the detection object and operating at the detection threshold value does not match the predetermined operating distance, the detection threshold value is set to the predetermined value. The operating distance is adjusted by making correction so as to coincide with the operating distance adjustment point for adjusting to the operating distance and rewriting and storing the corrected detection threshold in the storage means.
この態様では、予め動作距離調整点が設定されているので、検出閾値を補正するに際してはこの動作距離調整点と一致するように補正することができ、補正が容易となる。また、検出閾値を記憶手段に記憶する場合、この記憶手段に対して検出閾値を書き換えて保存しておくことができるので、動作距離がずれてきた場合には、再度、検出閾値を補正して所定の動作距離に合わせ込むことができるなど、メンテナンスに際して好都合である。 In this aspect, since the operating distance adjustment point is set in advance, when the detection threshold value is corrected, it can be corrected so as to coincide with this operating distance adjustment point, and the correction becomes easy. In addition, when the detection threshold value is stored in the storage unit, the detection threshold value can be rewritten and stored in the storage unit. Therefore, when the operating distance is shifted, the detection threshold value is corrected again. It is convenient for maintenance because it can be adjusted to a predetermined operating distance.
本発明によれば、発振回路部の抵抗器を付け替えたり、あるいはレーザトリミングしたりする必要なく、動作距離を動作距離調整点に容易に調整することができる。 According to the present invention, the operating distance can be easily adjusted to the operating distance adjustment point without having to replace the resistor of the oscillation circuit section or perform laser trimming.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る高周波発振・振幅検出型の近接センサ(以下、近接センサという)の動作距離調整方法を詳細に説明する。図1に、実施の形態が適用される近接センサの概略ブロック構成を示す。この近接センサ1は、発振コイルを含む発振回路部3と、発振回路部3の発振出力を整流して直流化する整流回路部5と、この整流回路部5出力を検波する検波回路部7と、この検波回路部7の出力に応じて検出物体の有無を示す検出信号を発生する出力回路部9と、を備えている。
Hereinafter, a method for adjusting an operating distance of a high-frequency oscillation / amplitude detection type proximity sensor (hereinafter referred to as a proximity sensor) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic block configuration of a proximity sensor to which the embodiment is applied. The proximity sensor 1 includes an
発振回路部3は、金属体や磁性体等からなる検出物体11が発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部3の発振出力の振幅(発振振幅)レベルが変化するものであり、検出物体11の近接状態に応じて発振回路部3の発振振幅レベルが変化して、発振または発振停止することで検出物体の有無の検出を行うことができるようになっている。
When the
整流回路部5は、発振回路部3の発振出力を発振振幅レベルの大きさに対応して直流化し検出出力として出力するものであり、検出物体11が接近して発振振幅レベルが小さくなると検出出力が小さくなり、検出物体11が離れていき発振振幅レベルが大きくなると検出出力が大きくなっていく。
The
検波回路部7は、検出物体11が接近し発振振幅レベルが小さくなって検出出力が検出閾値になるまで小さくなると検出物体11有りと検出処理するマイクロコンピュータ構成の処理回路であり、検出物体11が接近して検出閾値で検出動作するときの動作距離が所定の動作距離に一致するよう検出閾値を補正できる機能を備える。この場合、所定の動作距離に対応する点を動作距離調整点と言い、この動作距離調整点は、検出閾値を補正するに際してこの動作距離調整点に合わせ込む目標点となる。
The
検波回路部7は、図2で示すように、動作距離換算の検出閾値を書き換え可能に記憶する検出閾値記憶手段71と、動作距離調整点を書き換え可能に記憶する動作距離調整点記憶手段72と、動作距離を所定の動作距離に一致させるよう検出閾値の補正演算を行う演算手段73と、上記両記憶手段71,72と演算手段73とを制御する制御手段74と、を有する。演算手段73と制御手段74とをまとめて制御手段と称することができる。この制御手段はCPUにより構成する。75は整流回路部5からの検出出力をAD変換するAD変換インターフェース、76は出力回路部9への信号を出力する出力ポート、77は制御手段74の制御プログラムが格納されるプログラムメモリ、78は上記両記憶手段71,72に検出閾値や動作距離調整点を設定するデータを外部から記憶手段71,72に取り込むための外部インターフェースである。なお、上記両記憶手段71,72は構成的に2つであるがデータメモリ1つで構成することができるものであり、また、制御手段74の作業エリアであるワークメモリやその他の図示は略する。
As shown in FIG. 2, the
制御手段74は、発振回路部3の発振振幅レベルに対応した整流回路部5からの検出出力OUTをAD変換インターフェース75を経由して演算手段73に入力すると共に検出閾値記憶手段71内のデジタル値である初期検出閾値Vst1を演算手段73に入力する。制御手段74は、演算手段73での演算の結果、Voffで検出物体無しのときは、その演算結果をAD変換インターフェース75でDA変換してローレベル信号Lを出力回路部9に出力する。制御手段74は、検出物体11が接近して演算手段73での演算結果が検出出力OUTが小さくなって初期検出閾値Vst1に一致することを示すときは、その演算結果を出力ポート76で検出物体有りとするハイレベル信号Hを出力回路部9に出力する。このハイレベル信号Hが出力される時点での検出物体11の近接センサ1に対する接近距離が動作距離となる。したがって、初期検出閾値Vst1が大きいと検出物体11が近接センサ1から接近する距離が遠い距離で動作することにより動作距離が長くなり、初期検出閾値Vst1が小さいと検出物体11が近接センサ1に接近する距離が近い距離で動作することにより動作距離が短くなる。いずれにしても動作距離が所定の動作距離と異なってずれているときは動作距離を所定の動作距離に調整する必要がある。
The
この場合、工場出荷前など動作距離を調整する前では、検出閾値記憶手段71には動作距離調整前の検出閾値としての初期検出閾値Vst1が記憶されているので、例えば、検出物体11が接近するに伴い所定の動作距離に対応して定められた動作距離調整点Vonに一致するレベルに整流回路部5からの検出出力OUTが小さくなる前に、検出出力OUTが初期検出閾値Vst1に一致してしまうと、所定の動作距離から外れた距離で検出物体有りとするハイレベル信号Hが出力されてしまう。これは、動作距離調整点Vonに動作距離が調整されていない状態である。
In this case, before adjusting the operating distance such as before shipment from the factory, the detection threshold
そこで、演算手段73では初期検出閾値Vst1と動作距離調整点Vonとの差分ΔVを演算する。初期検出閾値Vst1>動作距離調整点Vonであると、差分ΔVはプラスとなるので、演算手段73は、初期検出閾値Vst1から差分ΔVを減算する。この減算した値を補正検出閾値Vst2とする。制御手段74は、検出閾値記憶手段71に記憶されている検出閾値を初期検出閾値Vst1から補正検出閾値Vst2に書き換える。
Therefore, the calculation means 73 calculates a difference ΔV between the initial detection threshold value Vst1 and the operating distance adjustment point Von. If the initial detection threshold value Vst1> the operating distance adjustment point Von, the difference ΔV is positive, and the calculation means 73 subtracts the difference ΔV from the initial detection threshold value Vst1. This subtracted value is set as a correction detection threshold Vst2. The
また、演算手段73では初期検出閾値Vst1と動作距離調整点Vonとの差分ΔVを演算するが、この差分ΔVが、上記とは異なって、初期検出閾値がVst1´<動作距離調整点Vonである場合は、マイナスとなり、演算手段73は、初期検出閾値Vst1´から差分ΔVを加算した値を補正検出閾値Vst2とする。制御手段74は、検出閾値記憶手段71に記憶されている検出閾値を初期検出閾値Vst1´から補正検出閾値Vst2に書き換え制御する。
The calculating means 73 calculates a difference ΔV between the initial detection threshold value Vst1 and the operating distance adjustment point Von. Unlike the above, this difference ΔV is such that the initial detection threshold value is Vst1 ′ <the operating distance adjustment point Von. In this case, the calculation means 73 sets the value obtained by adding the difference ΔV from the initial detection threshold Vst1 ′ as the corrected detection threshold Vst2. The
以上に関する動作距離調整方法を図3、図4を参照して説明する。図3(a)、図4(a)は、動作距離調整前を示し、図3(b)、図4(b)は動作距離調整後を示す。図3(a)(b)でVoffは非検出時、Vst1は初期検出閾値、Vst2は補正検出閾値、Vonは動作距離調整点、ΔVは初期検出閾値Vst1と動作距離調整点Vonとの差分である。動作距離調整点Vonは所定の動作距離D2に対応する点である。 The operation distance adjustment method regarding the above is demonstrated with reference to FIG. 3, FIG. 3A and 4A show before the operating distance adjustment, and FIGS. 3B and 4B show after the operating distance adjustment. 3A and 3B, when Voff is not detected, Vst1 is an initial detection threshold, Vst2 is a correction detection threshold, Von is an operating distance adjustment point, and ΔV is a difference between the initial detection threshold Vst1 and the operating distance adjustment point Von. is there. The operating distance adjustment point Von is a point corresponding to a predetermined operating distance D2.
動作距離調整前において、図3(a)で示すように初期検出閾値Vst1は、復帰時である非検出時Voffと、動作距離調整点Vonとの間に位置するので、図4(a)の矢印で示すように近接センサ1が検出物体11に接近し、所定の動作距離D2に接近する以前の距離D1ですでに検出出力OUTが初期検出閾値Vst1に一致するために、その距離D1を動作距離として検出物体11有りとする信号Hが出力される。なお、図3、図4の例では動作距離調整点Vonでの動作距離D2は、動作距離D1より短い例を示す。
Before the operating distance adjustment, as shown in FIG. 3A, the initial detection threshold value Vst1 is located between the non-detection time Voff at the time of return and the operating distance adjustment point Von. As indicated by the arrow, since the proximity sensor 1 approaches the
動作距離調整後において、図3(b)、図4(b)において、演算手段73の演算結果に従う制御手段74により、図3(b)で示すように検出閾値記憶手段71に書き込まれる検出閾値は初期検出閾値Vst1から動作距離調整点Vonと一致する補正検出閾値Vst2に書き換えられて補正されて動作距離調整点Von=補正検出閾値Vst2になっているので、図4(b)の矢印で示すように近接センサ1が検出物体11に接近して検出出力OUTが小さくなると共に接近距離D2で検出出力OUTが補正検出閾値Vst2に一致したときに検出物体有りとする信号Hが出力される。このときの検出物体11と近接センサ1との距離はD2であり、動作距離調整点Vonに対応する所定の動作距離に一致する。
After adjustment of the operating distance, the detection threshold value written in the detection threshold value storage means 71 as shown in FIG. 3B by the control means 74 according to the calculation result of the calculation means 73 in FIGS. 3B and 4B. Is rewritten and corrected from the initial detection threshold value Vst1 to the correction detection threshold value Vst2 that coincides with the operating distance adjustment point Von so that the operating distance adjustment point Von = correction detection threshold value Vst2 is indicated by the arrow in FIG. As described above, when the proximity sensor 1 approaches the
以上では、初期検出閾値がVst1であり、Von以上であったが、図5、図6で示すように、初期検出閾値がVon以下であるVst1´の場合でも同様である。図5(a)、図6(a)は、動作距離調整前を示し、図5(b)、図6(b)は動作距離調整後を示す。 In the above, the initial detection threshold is Vst1, which is equal to or higher than Von. However, the same applies to the case of Vst1 ′ where the initial detection threshold is equal to or lower than Von as shown in FIGS. 5 (a) and 6 (a) show before operating distance adjustment, and FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b) show after operating distance adjustment.
この場合、動作距離調整前において、図5(a)、図6(a)で示すように、検出物体11が接近して検出出力OUTが小さくなって動作距離調整点Vonになっても、検出物体有りの信号Hは出力されず、検出出力OUTがさらに小さくなって検出閾値Vst1´のときに、検出物体有りの信号Hが出力される。その結果、検出物体11は近接センサ1に接近して動作距離調整点Von通過しても検出物体11有りとは検出せず、動作距離D1´になって検出する。
In this case, as shown in FIGS. 5A and 6A, even when the operating distance is adjusted, even if the
そして、動作距離調整後では、演算手段73の演算結果に従う制御手段74により、検出閾値記憶手段71に記憶されている初期検出閾値Vst1´は、動作距離調整点Vonに一致する検出閾値Vst2に書き換えられて補正される。この書き換えにより、図5(b)、図6(b)で示すように、検出物体11が接近して検出出力OUTが小さくなって動作距離調整点Vonになると検出閾値Vst2に一致して、検出物体有りの信号Hが出力され、検出出力OUTが出力される結果、動作距離調整点Vonで検出物体有りの信号Hが出力される。このときの検出物体11と近接センサ1との距離はD2であり、動作距離調整点Vonに一致する。
After the operating distance adjustment, the
上記では検波回路部7がマイクロコンピュータで構成されている例を示したが、図7で示すように、検波回路部7を、ロジック回路構成で構成してもよい。例えば、検波回路部7を、差分演算回路部7aと、補正回路部7bとで構成し、差分演算回路部7aには動作距離調整点Vonと初期検出閾値Vst1とを入力し、これらの差分ΔVを演算する。そして補正回路部7bでは、差分ΔVがプラスである場合は初期検出閾値Vst1から差分ΔVを減算し、マイナスである場合は初期検出閾値Vst1から差分ΔVを加算し、その結果を補正検出閾値Vst2とする。なお、図7では検出閾値記憶手段、動作距離調整点Vonの記憶手段の図示は略している。
Although the example in which the
以上のように実施の形態では、検出閾値記憶手段71に書き込む検出閾値を初期検出閾値Vst1、Vst1´から動作距離調整点Vonに一致する検出閾値Vst2に書き換えて補正するので、発振回路部3内の抵抗器の調整をする必要なく、動作距離を動作距離調整点Vonに自動調整することができる。
As described above, in the embodiment, the detection threshold value written in the detection threshold
1 近接センサ
3 発振回路部
5 整流回路部
7 検波回路部
71 検出閾値記憶手段
72 動作距離調整点記憶手段
73 演算手段
74 制御手段
9 出力回路部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
上記検波回路部における検出閾値を補正することで動作距離を調整することを特徴とする近接センサの動作距離調整方法。 An oscillation circuit unit whose oscillation amplitude level changes according to the approach distance of the detection object, and a detection circuit that detects that the oscillation amplitude level has changed until the detection object approaches the detection threshold and outputs an operation signal And a proximity sensor whose operation distance is the distance from the detection object at the time when the operation signal is output,
A method for adjusting an operating distance of a proximity sensor, wherein the operating distance is adjusted by correcting a detection threshold value in the detection circuit unit.
上記検波回路部は、検出物体に接近して上記検出閾値で動作したときの動作距離が所定の動作距離に一致しないときは、上記検出閾値を上記所定の動作距離に調整するための動作距離調整点に一致するように補正することで動作距離を調整する回路機能を備えた、ことを特徴とする近接センサ。 An oscillation circuit unit whose oscillation amplitude level changes according to the approach distance of the detection object, and a detection circuit that detects that the oscillation amplitude level has changed until the detection object approaches the detection threshold and outputs an operation signal A proximity sensor having an operating distance as a distance from a detection object at the time when the operation signal is output,
The detection circuit unit adjusts the operation distance to adjust the detection threshold to the predetermined operation distance when the operation distance when the detection object approaches the detection object and operates with the detection threshold does not match the predetermined operation distance. A proximity sensor comprising a circuit function of adjusting an operating distance by correcting so as to coincide with a point.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100629 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20120515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121009 |