JP2635959B2 - High frequency oscillation type proximity sensor - Google Patents
High frequency oscillation type proximity sensorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、高周波発振形近接センサ、特に検出コイ
ルの断線検出機能を備えた高周波発振形近接センサに関
する。The present invention relates to a high-frequency oscillation type proximity sensor, and more particularly to a high-frequency oscillation type proximity sensor having a detection coil disconnection detecting function.
（ロ）従来の技術 従来の近接センサの一つに高周波発振形近接センサが
ある。この種の近接センサは、発振用トランジスタと、
このトランジスタの直流バイアス回路と、この直流バイ
アス回路に直列接続される検出コイルとコンデンサから
なる共振回路で高周波発振回路が構成され、さらに発振
回路の高種波出力を検波回路で検波し、電圧弁別回路で
電圧弁別することにより、検出コイルに近接・離反する
物体の有無を検出していた。(B) Conventional technology One of the conventional proximity sensors is a high-frequency oscillation type proximity sensor. This type of proximity sensor includes an oscillation transistor,
A high frequency oscillation circuit is composed of a DC bias circuit of this transistor and a resonance circuit including a detection coil and a capacitor connected in series to the DC bias circuit, and further detects a high seed wave output of the oscillation circuit by a detection circuit, and performs voltage discrimination. The presence or absence of an object approaching or moving away from the detection coil was detected by voltage discrimination in the circuit.
（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の高周波発振形の近接センサにおいて、検出
コイルは線材としてUSTCやZUEN等の極細線を使用してい
るため、他の部品との接触部分での振動や、充填樹脂の
周囲温度変化による膨張・収縮によって、断線を生じる
ことがある。(C) Problems to be solved by the invention In the conventional high-frequency oscillation type proximity sensor described above, since the detection coil uses a very thin wire such as USTC or ZUEN as a wire material, the detection coil may be in contact with other parts. Disconnection may occur due to vibration or expansion or contraction due to a change in ambient temperature of the filling resin.
断線が生じると、発振回路の機能が停止し、物体検出
が不可能となる。しかしながら、この断線による発振停
止の事実は、現像発生と同時に報知されるものでないた
めに、近接センサを製品ラインに用いていると、製品に
多額の損害を与えたり、また近接センサを機械の暴走防
止の安全スイッチとして用いている場合には、機械損傷
や人身事故を起こしかねないという危険性があった。When the disconnection occurs, the function of the oscillation circuit stops, and the object cannot be detected. However, the fact that oscillation is stopped due to this disconnection is not notified at the same time as the occurrence of development.Therefore, if a proximity sensor is used in a product line, it may cause a large amount of damage to the product, or the proximity sensor may run away from the machine. When used as a safety switch for prevention, there is a danger that mechanical damage or personal injury may occur.
この発明は、上記に鑑み、検出コイルの断線が発生す
ると、直ちにこれを検出し、未然に危険状態の発生を防
止し得る高周波発振形近接センサを提供することを目的
としている。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a high-frequency oscillation proximity sensor capable of detecting a disconnection of a detection coil as soon as it occurs and preventing a dangerous state from occurring.
（ニ）問題点を解決するための手段及び作用 この発明の高周波発振形近接センサは、発振用トラン
ジスタ（Q3）と、この発振用トランジスタにバイアスを
与える直流バイアス回路（３）と、検出コイル（L1）を
有し、前記直流バイアス回路を直列に接続される共振回
路（４）と、発振用トランジスタの出力を入力として受
け、共振回路の発振状態に基づいて検出信号を生じる信
号処理回路とを含むものにおいて、直流バイアス回路は
第１と第２のトランジスタ（Q7、Q8）と抵抗（R4）とか
らなり、かつ第１のトランジスタのベ−スと第２のトラ
ンジスタのコレクタが共通接続されてバイアス電流が供
給され、第１のトランジスタのエミッタと第２のトラン
ジスタのベ−スが共通接続されて、抵抗を介して前記共
振回路に接続され、さらに第１のトランジスタのコレク
タ側にバイアス電流検出回路（９）が特徴的に設けられ
て構成されている。(D) Means and Action for Solving the Problems The high-frequency oscillation type proximity sensor of the present invention comprises an oscillation transistor (Q 3 ), a DC bias circuit (3) for applying a bias to the oscillation transistor, and a detection coil. (L 1 ), a resonance circuit (4) having the DC bias circuit connected in series, and a signal processing circuit receiving an output of an oscillation transistor as an input and generating a detection signal based on an oscillation state of the resonance circuit. Wherein the DC bias circuit comprises first and second transistors (Q 7 , Q 8 ) and a resistor (R 4 ), and has a base of the first transistor and a collector of the second transistor. Are connected in common to supply a bias current, the emitter of the first transistor and the base of the second transistor are connected in common, and connected to the resonance circuit via a resistor. Bias current sensing circuit (9) is configured provided characteristically to the collector of the first transistor.
この近接センサでは、検出コイルが断線していない場
合には、バイアス回路にバイアス電流が流れ、この電流
がバイアス電流検出回路で検出されるので、検出コイル
の故障信号が出力されない。しかし、検出コイルが断線
すると、バイアス回路にバイアス電流が流れなくなり、
従ってバイアス電流検出回路でその電流が検出されず、
検出コイルの故障を示す信号が出力される。In this proximity sensor, when the detection coil is not disconnected, a bias current flows through the bias circuit, and this current is detected by the bias current detection circuit, so that a failure signal of the detection coil is not output. However, when the detection coil is disconnected, the bias current stops flowing through the bias circuit,
Therefore, the current is not detected by the bias current detection circuit,
A signal indicating a failure of the detection coil is output.
（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。(E) Examples Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図面は、この発明の一実施例を示す近接スイッチ（近
接センサ）の回路接続図である。The drawing is a circuit connection diagram of a proximity switch (proximity sensor) showing one embodiment of the present invention.
図面において、電源端子１に回路電源（図示せず）の
正側（＋Vs）が、また電源端子２に回路電源の基準電圧
側（OV）が接続されるようになっている。In the drawing, a positive terminal (+ Vs) of a circuit power supply (not shown) is connected to a power supply terminal 1, and a reference voltage side (OV) of the circuit power supply is connected to a power supply terminal 2.
トランジスタQ1とQ2は電流ミラ−回路を構成してお
り、従って、トランジスタQ1のコレクタと基準電位（電
源端子２）間に接続される抵抗R1に流れる電流とほぼ等
しい電流がトランジスタQ2に流れ、この電流が増幅（発
振）用トランジスタQ3の直流バイアス用電流として供給
されるようになっている。Transistors Q 1 and Q 2 current mirror - constitute a circuit, therefore, approximately equal current to the current flowing in the resistor R 1 is connected between the collector and the reference potential of the transistor Q 1 (the power supply terminal 2) is a transistor Q It flows to 2, so that this current is supplied as a DC bias current of the amplifier (oscillation) transistor Q 3.
トランジスタQ2のコレクタは、バイアス回路（電流制
限回路）３とトランジスタQ3のベ−スに接続され、バイ
アス回路３に検出コイルL1と共振用コンデンサC2で形成
される並列共振回路４が直列に接続され、この並列共振
回路４の他端が、基準電位に接続されている。これによ
り、トランジスタQ2を流れる電流、つまりバイアス電流
は、バイアス回路３と並列共振回路４の直列回路及びト
ランジスタQ3のベ−スに供給されるようになっている。The collector of the transistor Q 2 is, the base bias circuit (current limiting circuit) 3 and the transistor Q 3 - is connected to the scan, the parallel resonant circuit 4 formed by the detection coil L 1 and the resonance capacitor C 2 to the bias circuit 3 The other end of the parallel resonance circuit 4 is connected in series, and is connected to a reference potential. Thus, the current flowing through the transistor Q 2, i.e. the bias current, the bias circuit 3 and the parallel resonant circuit 4 of the series circuit and the transistor Q 3 base - are supplied to the scan.
バイアス回路３は、トランジスタQ7、Q8と抵抗R4から
構成され、トランジスタQ7のベ−スとトランジスタQ8の
コレクタが共通接続されて、トランジスタQ2のコレクタ
に接続され、またトランジスタQ7のエミッタとトランジ
スタQ8のベ−スが共通接続され、抵抗R4を介して共振回
路４に接続されている。トランジスタQ8のエミッタも、
共振回路４に接続されている。検出コイルL1は、直流的
には低インピ−ダンスなので、トランジスタQ3のベ−ス
は、トランジスタQ7、Q8の各Ｂ−Ｅ間の和で直流的にバ
イアスされる。Bias circuit 3 is composed of transistors Q 7, Q 8 and the resistor R 4, the transistor Q 7 base - collector of the scan and the transistor Q 8 is commonly connected, is connected to the collector of the transistor Q 2, also the transistor Q 7 the emitter and the transistor Q 8 base - scan is commonly connected to the resonant circuit 4 through the resistor R 4. The emitter of the transistor Q 8 also,
It is connected to the resonance circuit 4. Detection coil L 1 is the direct current low Inpi - so dance, the base transistor Q 3 - scan is DC biased by the sum between the B-E of the transistor Q 7, Q 8.
トランジスタQ3のコレクタは、トランジスタQ5とで電
流ミラ−回路を構成するトランジスタQ4のコレクタ及び
ベ−スに接続され、トランジスタQ5のコレクタは共振回
路４の高電位側に接続されている。これにより、トラン
ジスタQ3のコレクタに流れる電流とほぼ等しい電流がト
ランジスタQ5に流れ、共振回路４に帰還されるようにな
っている。The collector of the transistor Q 3 are current mirror with a transistor Q 5 - collector of the transistor Q 4 constituting the circuit and base - is connected to the scan, the collector of the transistor Q 5 is connected to the high potential side of the resonant circuit 4 . Thus, approximately equal current to the current flowing in the collector of the transistor Q 3 flows through the transistor Q 5, is adapted to be fed back to the resonant circuit 4.
トランジスタQ3のエミッタは、抵抗R2、R3を介して基
準電位に接続されている。抵抗R3の両端には、トランジ
スタQ6のコレクタ−エミッタが接続され、トランジスタ
Q6がオンすると、短絡されるようになっている。The emitter of the transistor Q 3 are connected to the reference potential via a resistor R 2, R 3. At both ends of the resistor R 3, the collector of the transistor Q 6 - emitter is connected, the transistor
When the Q 6 is turned on, it is adapted to be short-circuited.
交流的に並列共振回路４の両端の電圧が上昇すると、
応じてトランジスタQ3のベ−ス電圧が上昇し、同エミッ
タ電圧も上昇する。トランジスタQ3のエミッタ電圧が上
昇すると、抵抗R2、R3の抵抗値に応じた電流がコレクタ
に流れ、このコレクタ電流にほぼ等しい電流がトランジ
スタQ5に流れ、並列共振回路４に電流を供給する。この
場合、抵抗R2、R3の抵抗値が、並列共振回路４へトラン
ジスタQ5から発振を持続するに十分な電流を供給する値
であれば、発振が持続されることになる。When the voltage at both ends of the parallel resonance circuit 4 rises in an AC manner,
In response of the transistor Q 3 base - the scan voltage is increased, the emitter voltage is also increased. Supply the emitter voltage of the transistor Q 3 is increased, a current corresponding to the resistance value of the resistor R 2, R 3 flows to the collector, approximately equal current to the collector current flows through the transistor Q 5, the current in the parallel resonant circuit 4 I do. In this case, if the resistance values of the resistors R 2 and R 3 are values that supply a sufficient current from the transistor Q 5 to the parallel resonance circuit 4 to maintain the oscillation, the oscillation will be continued.
トランジスタQ3のエミッタは、検波回路５に接続さ
れ、検波回路５は、発振出力を検波し、電圧弁別回路６
に入力するようになっている。電圧弁別回路６は、検波
回路５よりの電圧が所定レベル以上か否か弁別し、その
弁別出力を出力回路７に入力するようになっている。出
力回路７は、出力端子８より外部に検出信号を出力す
る。The emitter of the transistor Q 3 are connected to the detection circuit 5, the detection circuit 5 detects the oscillation output, voltage discrimination circuit 6
Is entered. The voltage discrimination circuit 6 discriminates whether or not the voltage from the detection circuit 5 is equal to or higher than a predetermined level, and inputs the discrimination output to the output circuit 7. The output circuit 7 outputs a detection signal from the output terminal 8 to the outside.
トランジスタQ3のエミッタ側に接続される抵抗の抵抗
値が小さい程、帰還電流が多く、発振が強くなり、逆に
抵抗値が大きい程、帰還電流が少なく、発振が弱くな
る。それゆえ、検出物体が存在せず、検波回路５の出力
が所定レベル以上の場合は、電圧弁別回路６よりの信号
でトランジスタQ6をオンにしており、検出物体が近接
し、共振回路４のコンダクタンスが大きくなり、発振振
幅が下がり、検波出力が一定レベル以下になると、電圧
弁別回路６より出力回路７に出力を供給すると同時に、
トランジスタQ6をオフし、トランジスタQ3のエミッタ側
抵抗値を大きくして、さらに発振振幅を小さくする。As the resistance value of the resistor connected to the emitter of the transistor Q 3 is small, the feedback current is large, the oscillation becomes strong, the larger the resistance value Conversely, the feedback current is small, the oscillation is weakened. Therefore, when the detection object does not exist and the output of the detection circuit 5 is equal to or higher than the predetermined level, the transistor Q 6 is turned on by the signal from the voltage discrimination circuit 6. When the conductance increases, the oscillation amplitude decreases, and the detection output falls below a certain level, the output is supplied from the voltage discrimination circuit 6 to the output circuit 7 at the same time.
Turning off the transistor Q 6, by increasing the emitter-side resistor of the transistor Q 3, further reduce the oscillation amplitude.
逆に、検出物体が離反し、一定振幅レベルで電圧弁別
回路６で出力回路７への出力の供給を停止すると同時
に、トランジスタQ6をオンにし、さらに発振振幅を増大
するようにし、これにより発振振幅にヒステリシスを持
たせ、近接スイッチとしての応差を付けている。Conversely, the detection object is separated, and the supply of the output to the output circuit 7 is stopped by the voltage discriminating circuit 6 at a constant amplitude level, and at the same time, the transistor Q 6 is turned on to further increase the oscillation amplitude, thereby oscillating. The amplitude has hysteresis, and the hysteresis as a proximity switch is added.
トランジスタQ7のコレクタは、バイアス電流検出回路
９のトランジスタQ9のコレクタ及びベ−スに接続されて
いる。バイアス電流検出回路９はトランジスタQ9、
Q10、Q11から構成され、トランジスタQ9、Q10は電流ミ
ラ−回路を構成しており、従って、トランジスタQ7のコ
レクタに流れる電流とほぼ等しい電流がトランジスタQ
10を流れるようになっている。またトランジスタQ10の
コレクタがトランジスタQ11のベ−スに接続されるとと
もに、抵抗R5を介して基準電位に接続されており、トラ
ンジスタQ10を流れる電流を抵抗R5とトランジスタQ11で
検出するようになっている。The collector of the transistor Q 7, the collector and base of the transistor Q 9 in the bias current detecting circuit 9 - are connected to the scan. The bias current detecting circuit 9 includes a transistor Q 9 ,
Consists Q 10, Q 11, transistors Q 9, Q 10 is a current mirror - constitute a circuit, therefore, approximately equal current to the current flowing in the collector of the transistor Q 7 is a transistor Q
Flows through 10 . The collector of the transistor Q 10 is of the transistor Q 11 base - is connected to the scan, is connected to reference potential via a resistor R 5, detecting the current flowing through the transistor Q 10 in the resistor R 5 and the transistor Q 11 It is supposed to.
トランジスタQ11のコレクタは、故障出力回路10に接
続されている。故障出力回路10は、トランジスタQ11が
オフの時、出力を出力端子11より導出するために設けら
れている。The collector of the transistor Q 11 is connected to the failure output circuit 10. Trouble output circuit 10, transistor Q 11 is off, it is provided for deriving from the output terminal 11 an output.
次に、この実施例近接スイッチにおける故障検出（断
線検出）動作について説明する。Next, a failure detection (disconnection detection) operation in the proximity switch of this embodiment will be described.
検出コイルL1が正常である場合、つまり検出コイルL1
が断線していない場合は、トランジスタQ2より供給され
るバイアス電流は、トランジスタQ3のベ−スとバイアス
回路３に流れる。そして、トランジスタQ9には、トラン
ジスタQ8のＢ−Ｅ間電圧と抵抗R4で決まる電流が流れ、
これとほぼ等しい電流がトランジスタQ10に流れる。こ
の場合、トランジスタQ7のコレクタは、ダイオ−ド構成
のトランジスタQ9を通して、正の電源端子１に接続（接
地）されており、トランジスタQ3のベ−ス、すなわちト
ランジスタQ8のベ−ス側での発振は、トランジスタQ10
の出力には表れない。When the detection coil L 1 is normal, that is, the detection coil L 1
But if not broken, the bias current supplied from the transistor Q 2 is, base of the transistor Q 3 - flows to the scan bias circuit 3. Then, the transistor Q 9, a current determined by the B-E voltage and the resistance R 4 of the transistor Q 8 flows,
At approximately the same current flows through the transistor Q 10. In this case, the collector of the transistor Q 7 is diode - through the transistor Q 9 de configuration, is connected to the positive power supply terminal 1 (ground), transistor Q 3 base - scan, i.e. the transistor Q 8 base - scan the oscillation of the side, the transistor Q 10
Does not appear in the output of
従って、トランジスタQ10を流れる電流は、トランジ
スタQ8のＢ−Ｅ間電圧と抵抗R4によって決まる直流電流
分だけである。この直流電流分は、抵抗R5を流れ、トラ
ンジスタQ11のベ−ス電圧を持ち上げるので、トランジ
スタQ11はオンしている。故障出力回路10は、このトラ
ンジスタQ11のオン信号出力を受けている場合には、検
出コイルL1が正常であるとし、出力端子11に故障出力を
出さない。Thus, the current flowing through the transistor Q 10 is only a direct current component determined B-E voltage of the transistor Q 8 and the resistor R 4. The direct current component is a resistor R 5 flows, base of the transistor Q 11 - so lifting the scan voltage, the transistor Q 11 is ON. Trouble output circuit 10, when receiving an ON signal output of the transistor Q 11 is set as a detection coil L 1 is normal, not issue a fault output to the output terminal 11.
一方、検出コイルL1が断線すると、トランジスタQ2よ
りバイアス電流がバイアス回路３に流れない。そのた
め、トランジスタQ7がオフとなり、トランジスタQ9に電
流が流れなくなり、トランジスタQ10にも電流が流れな
い。もちろん、発振も停止する。On the other hand, when the detection coil L 1 is disconnected, the bias current does not flow through the bias circuit 3 from the transistor Q 2. Therefore, the transistor Q 7 is turned off, no current flows through the transistor Q 9, no current flows in the transistor Q 10. Of course, the oscillation also stops.
トランジスタQ10に電流が流れないと、トランジスタQ
11もオフとなる。故障出力回路10は、このトランジスタ
Q11のオフ信号出力を受けると、検出コイルL1が故障
（断線）であるとし、出力端子11より故障を示す信号を
出力する。If no current flows through the transistor Q 10, transistor Q
11 is also off. The fault output circuit 10 uses this transistor
When receiving the OFF signal output Q 11, the detection coil L 1 is assumed to be faulty (disconnection), and outputs a signal indicating a failure from the output terminal 11.
（ヘ）発明の効果 この発明によれば、直流バイアス回路と検出コイルが
直列に接続されてなる高周波発振形の近接センサにおい
て、直流バイアス電流を検出することにより、検出コイ
ルの断線の有無を検出できるから、断線を検出すると、
この検出出力で警報器を動作させれば、製品ラインにお
ける製品の多額の損害発生を回避できるし、また機械の
暴走防止の安全スイッチとして用いている場合は、近接
センサの故障を事前に知ることにより、良品と交換で
き、機械損傷や人身事故を起こす危険から免れることが
できる。(F) Effects of the Invention According to the present invention, in a high-frequency oscillation type proximity sensor in which a DC bias circuit and a detection coil are connected in series, the presence or absence of disconnection of the detection coil is detected by detecting the DC bias current. Because it is possible, when the disconnection is detected,
By operating the alarm with this detection output, it is possible to avoid a large amount of damage to the product in the product line, and if it is used as a safety switch to prevent machine runaway, know the failure of the proximity sensor in advance Thus, it can be exchanged for a non-defective product, and the risk of mechanical damage or personal injury can be avoided.
図面は、この発明の一実施例を示す高周波発振形近接ス
イッチの回路接続図である。 3:バイアス回路、4:共振回路、 9:バイアス電流検出回路、 L1:検出コイル。The drawing is a circuit connection diagram of a high-frequency oscillation type proximity switch showing one embodiment of the present invention. 3: Bias circuit, 4: resonant circuit, 9: bias current detecting circuit, L 1: Detection coil.
Claims (1)
ジスタにバイアスを与える直流バイアス回路と、検出コ
イルを有し、前記直流バイアス回路に直列に接続される
共振回路と、前記発振用トランジスタの出力を入力とし
て受け、前記共振回路の発振状態に基づいて検出信号を
生じる信号処理回路と、 を含む高周波発振形近接センサにおいて、 前記直流バイアス回路は第１と第２のトランジスタと抵
抗とからなり、かつ第１のトランジスタのベ−スと第２
のトランジスタのコレクタが共通接続されてバイアス電
流が供給され、第１のトランジスタのエミッタと第２の
トランジスタのベ−スが共通接続されて、抵抗を介して
前記共振回路に接続され、さらに前記第１のトランジス
タのコレクタ側にバイアス電流検出回路を設け、このバ
イアス電流検出回路によるバイアス電流の検出有無によ
り、前記検出コイルの故障を検出するようにしたことを
特徴とする高周波発振形近接センサ。An oscillation transistor, a DC bias circuit for applying a bias to the oscillation transistor, a resonance circuit having a detection coil and connected in series to the DC bias circuit, and an output of the oscillation transistor. A signal processing circuit which receives as an input and generates a detection signal based on the oscillation state of the resonance circuit; and a high frequency oscillation type proximity sensor comprising: a DC bias circuit comprising first and second transistors and a resistor; The base of the first transistor and the second
The collectors of the transistors are commonly connected to supply a bias current, the emitter of the first transistor and the base of the second transistor are commonly connected, and connected to the resonance circuit via a resistor. A high frequency oscillation type proximity sensor, wherein a bias current detection circuit is provided on the collector side of one of the transistors, and a failure of the detection coil is detected based on whether or not a bias current is detected by the bias current detection circuit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP60262138A JP2635959B2 (en) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | High frequency oscillation type proximity sensor |
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|---|---|---|---|
| JP60262138A JP2635959B2 (en) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | High frequency oscillation type proximity sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120716A JPS62120716A (en) | 1987-06-02 |
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| JP60262138A Expired - Lifetime JP2635959B2 (en) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | High frequency oscillation type proximity sensor |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009033390A (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | Oscillation circuit portion fault diagnosing method for proximity sensor, and proximity sensor with oscillation circuit portion diagnosing function |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5120576A (en) * | 1974-08-12 | 1976-02-18 | Omron Tateisi Electronics Co | KINSETS SUUITSUCHI |
| JPS59112524A (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-29 | 株式会社山武 | Proximity switch |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP60262138A patent/JP2635959B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPS62120716A (en) | 1987-06-02 |
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