JP2774104B2

JP2774104B2 - 検出器

Info

Publication number: JP2774104B2
Application number: JP63060749A
Authority: JP
Inventors: 建治上田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH01233913A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、近接スイッチや光電スイッチ等の検出
器、特に温度補償回路に特徴を有する検出器に関する。

（ロ）従来の技術一般に、近接スイッチや光電スイッチ等の検出器で
は、周囲温度の変化によって、検出特性に著しく影響を
受ける。これは、例えば近接スイッチでは、検出コイル
や発振回路等の特性が、又光電スイッチでは、発光素子
や受光素子の特性が、周囲温度の影響を受ける為であ
る。そのため、従来は、検出器の温度補償用として、サ
ーミスタ等の感温抵抗素子を設け、この感温抵抗素子に
直列、並列に固定抵抗を接続し、所望の温度特性を有す
る抵抗回路として、検出器のセンサ回路（検出回路）に
接続し、検出器の検出性能を安定化させていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記、従来の温度補償技術では、感温抵抗素子と固定
抵抗を用いて、周囲温度が変化した場合、その温度変化
に対する特性変化を、打消す態様で、一義的に補償を行
うものである。したがって、個々の構成部品の温度特性
のバラツキによる温度特性の差異までは補償し得なかっ
た。そのため、小型高感度の検出器の製作を企図して
も、構成部品の温度特性を安定化させない限り、感温抵
抗素子を用いた温度補償では、安定化に限界があり、目
的とする高感度検出器を得ることができなかった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであ
って、個々の構成部品の温度特性のバラツキや組合せを
全部含めて、製品個々につき、温度環境を体験させて、
個々に必要な温度補償用の定数回路素子、例えば抵抗を
自動的に選択し、固定する学習型の温度補償回路を提供
することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段この発明の検出器は、周囲温度の変化によって検出特
性が変化するものにおいて、複数の回路定数に設定可能
な回路定数変換回路（61）と、周囲温度を検出する温度
センサ（62）と、学習モードと検出モードとを選択指定
するモード指定手段と（9,P₄）と、学習モード設定下
で、回路定数変換回路の回路定数の設定条件を変換する
変換手段（64,65）と、学習モード設定下で、検出器の
使用温度範囲で周囲温度を順に変化させ、各周囲温度で
前記変換手段により設定条件を順に変換し、検出器が動
作した時点での設定条件と前記温度センサの検出結果と
の対を固定させる動作確認手段（67）と、動作確認手段
に基づいて各周囲温度で検出器が動作する設定条件と検
出結果とを対で記憶する記憶手段（66）とを備え、検出
モードで、前記記憶手段の記憶内容に基づいて、温度セ
ンサの検出結果に対応する設定条件で回路定数変換回路
を設定する手段を備えている。

（ホ）作用この温度補償回路では、先ず学習モードを指定し、温
度体験をさせる。つまり学習させる。学習モード下で
は、ステップパルス発生手段から、スッテプパルスを出
力し、定数コード発生手段より出力される定数コードを
時間順次に変化させ、定数変換回路の定数回路素子を切
替選択する。なお、この場合、周囲温度を一定としてお
く。定数変換回路の定数が順次切替えられ、その温度で
最も適性な定数となると、検出器が出力を出すので、こ
の出力に応答して記憶手段に記憶される温度コードと定
数コードを固定する。次に、周囲温度を、検出器使用温
度範囲で順次変化させ、各周囲温度において、上記した
定数変換回路の定数回路素子の切替えを行い、それぞれ
検出器が動作した時点の定数コードと温度コードを、記
憶手段で固定記憶する。

以上のように、温度と、その温度において、検出器が
動作する定数との関係を学習させ、記憶手段に記憶して
おく。

検出モードでは、温度センサで温度を検出すると、こ
の温度に対応する温度コードが記憶手段に入力され、対
応する定数コードがその記憶手段から読出され、定数変
換回路に入力される。定数変換回路は、入力された定数
コードに応じ、定数回路素子を選択し、検出器にとっ
て、その温度における最適な定数回路が接続される。

（ヘ）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。

第２図は、この発明が実施される近接スイッチの回路
ブロック図である。この近接スイッチは、検出コイル
Ｌ、定電流源Ｉ、トランジスタQ_a、Q_b、Q_c、抵抗Ｒ及び
学習型の温度補償回路６とからなる発振回路１と、この
発振回路１の出力を検波する検波回路２と、検波回路２
の出力を受け、検波出力が所定レベル以上の場合に出力
ONする電圧コンパレータ３と、このコンパレータ３の出
力ONに応答して、ハイレベル出力を出す出力回路４と、
内部定電圧源５とから構成されている。温度補償回路６
以外の回路部は、すでによく知られた近接スイッチの回
路と特に変わるところはない。なお、電源端子P₁、P₂に
は、電源８が接続され、また、出力端子P₃には、リレー
７が接続されている。さらに特別に、書込み端子P₄が設
けられ、この書込み端子P₄と、電源８の＋側間に書込み
スイッチ９が接続され、この書込みスイッチ９がONされ
ると、書込み信号が温度補償回路６に入力される。ま
た、出力回路４の出力も、温度補償回路６に入力されて
いる。この実施例近接スイッチでは、温度補償回路６と
書込みスイッチ９を新設し、出力回路４の出力と、書込
みスイッチ９の信号を、温度補償回路６に入力している
点に特徴がある。書込みスイッチ９は、学習モードと検
出モードを選択指定するためのスイッチであり、ONされ
ると、書込み信号が入力され、学習モードとなり、OFF
状態で検出モードが指定される。

第１図に、本願発明の要部である学習型の温度補償回
路６のブロック図を示している。この温度補償回路６
は、抵抗変換回路61と、周囲温度を検出するサーミスタ
62と、検出された温度をデジタルのコード信号に変換す
る温度範囲コード変換回路63と、ステップアップパルス
信号を順次出力するステップアップパルス信号発生回路
64と、このステップアップパルス信号を受ける毎に出力
する抵抗コードを更新する抵抗コード発生回路65と、温
度範囲コード変換回路63より出力される温度アドレスコ
ードと、抵抗コード発生回路65より出力される抵抗コー
ドを対で記憶するメモリ66と、書込みパルス入力状態
で、出力回路４からの動作信号が入力されると、これに
応答して、メモリ66の温度アドレスコードと抵抗コード
の対を固定させる動作確認回路67とから構成されてい
る。

抵抗変換回路61は、複数の抵抗が、切替可能に構成さ
れており、入力される抵抗コードによって、各抵抗がO
N、あるいはOFFされ、端子P₅、P₆間の抵抗値が変化す
る。この抵抗変換回路61の具体回路例については後述す
る。

サーミスタ62で検出される周囲温度は、温度範囲コー
ド変換回路63でA/D変換され、温度コードがメモリ66に
入力される。メモリ66は、電源が断されても、温度コー
ドと抵抗コードの対データが消失しないように、EE・PR
OMを使用する。

ステップアップパルス発生回路64、抵抗コード発生回
路65及び動作確認回路67は、端子P₄に、書込みパルスが
入力される間、つまり学習モードで作動するが、書込み
パルスが入力されない検出モードでは消勢される。つま
り、機能しない。

次に、この温度補償回路６の全体動作を説明する。

＜学習モード＞温度補償回路６に、予想される周囲温度の変化を体験
させ、学習させる場合には、被検出物体Ｗを、検出コイ
ルＬから、設定距離ｌの位置に配置した状態で、周囲温
度として、温度範囲の、例えば先ず下限温度を与える。
この周囲温度は、サーミスタ62で検出され、温度範囲コ
ード変換回路63でデジタルコードに変換されて、メモリ
66に入力される。

一方、書込みスイッチ９がONされ、書込みパルスが入
力されると、ステップアップパルス発生回路64、抵抗コ
ード発生回路65及び動作確認回路67が動作を開始し、先
ずステップアップパルス発生回路64より、１個のパルス
が出力され、抵抗コード発生回路65でカウントされ、抵
抗コード発生回路65は、このカウント値に相当する最初
のコード（抵抗コード）を出力し、この抵抗コードがメ
モリ66と抵抗変換回路61に入力される。抵抗変換回路61
では、入力される抵抗コードに対応した抵抗素子が組合
せ接続され、端子P₅、P₆間に対応した抵抗値が接続され
る。接続された抵抗値で、近接スイッチの検出部が動作
しないと、端子P₃に動作信号が出力されず、この場合
は、ステップアップパルス発生回路64から順次、ステッ
プアップパルス信号が出力され、これに応じて、抵抗コ
ード発生回路65は、順次更新されてゆく。この抵抗コー
ドの変化に応じて、抵抗変換回路61の抵抗素子の接続組
合せも順次変化する。やがて、近接スイッチの動作する
適正な抵抗値になると、近接スイッチが動作し、出力回
路４からハイレベルの出力信号が導出される。

一方、ステップアップ信号は、動作確認回路67に入力
され、確認回路67は、ゲート回路としての機能を果た
し、端子P₃の信号を出力する。近接スイッチが動作しな
い間は、端子P₃はローレベルであるが、近接スイッチが
動作状態になると、動作確認回路67に、ハイレベル信号
が出力される。このハイレベル信号が書込命令信号とし
て、メモリ66に入力され、メモリ66の温度コードと、そ
の時点の抵抗コードを１対で固定記憶する。また、動作
確認回路67のハイレベル出力でステップアップパルス発
生回路64のステップアップパルス出力がストップされ
る。

次に、今度は周囲温度を変化して、その温度を温度範
囲コード変換回路63を経て、メモリ66に記憶させる一
方、書込みスイッチ９を再度ONして、ステップアップパ
ルス発生回路64を動作させ、上記と同様に、抵抗コード
発生回路65より、順次更新される抵抗コードを抵抗変換
回路61に入力し、近接スイッチが動作する抵抗値の組合
せとする。そして、その時の温度コードと抵抗コードの
組合せをメモリ66に固定記憶する。

以後も同様にして、周囲温度を変化し、その温度で動
作する抵抗コードを、温度コードとの組合せで、順次メ
モリ66に固定記憶する。この記憶を、近接スイッチの使
用温度範囲について行う。

＜検出モード＞書込みスイッチ９がONされない状態、つまり書込みパ
ルスが入力されない状態が検出モードとなり、このモー
ドでは、ステップアップパルス発生回路64、抵抗コード
発生回路65及び動作確認回路67が動作せず、サーミスタ
62で検出される周囲温度が温度範囲コード変換回路63で
アドレスされ、対応する抵抗コードが出力され、この抵
抗コードに対応した組合せの抵抗素子が選択される。こ
の状態で、近接スイッチに物体Ｗが到来すると、出力回
路４より検出出力が導出される。

周囲温度が変化すれば、アドレスされる抵抗コードも
変化するので、抵抗変換回路61の抵抗素子の組合せも変
化し、やはり、物体Ｗが所定の距離に到来すると、検出
部がこれを検出し、出力回路４より、出力信号が導出さ
れる。

上記、抵抗変換回路61の具体的な回路例を第３図に示
している。同図において、i₁、i₂、i₃、i₄に、４ビット
の抵抗コードが入力され、これらの抵抗コードの各ビッ
ト信号が抵抗r₁、r₂、r₃、r₄を介して、スイッチングト
ランジスタQ₁、Q₂、Q₃、Q₄に加えられ、各トランジスタ
Q₁、Q₂、Q₃、Q₄は、入力される各ビットの″１″、″
０″に応じて、ON、OFFされる。そして、このトランシ
ズタQ₁、Q₂、Q₃、Q₄のON/OFFに対応して、アナログスイ
ッチS₁、S₂、S₃、S₄をON/OFFする。このアナログスイッ
チS₁、S₂、S₃、S₄は、増幅器A₁、A₂、A₃で構成される増
幅系の利得Ｇを可変にする抵抗R₁、R₂、R₃、R₄をON/OFF
し、これらの抵抗を互いに並列接続し、あるいは切離し
ている。

今、端子P₅、P₆からみた抵抗R₅₆は、抵抗Ｒに、増幅
器A₁、A₂、A₃のフィードバックがかかっており、このフ
ィードバック系の電圧利得をＧとすれば、抵抗R₅₆は、となり、増幅回路系の電圧利得の変化で、抵抗値が変え
られる。そこで、増幅器A₂にかけるフィードバックを
R₁、…、R₄の抵抗組合せで、決めることで、増幅器A₂の
電圧利得G₂を変える。ここで、上記したように、端子
i₁、…、i₄への抵抗コードの入力により、それぞれ抵抗
R₁、…、R₄の接続をON/OFFする。これにより、外付けの
抵抗Ｒ、１個で、４ビット、16段階の抵抗変化が作られ
る。ビット数を５とすれば、32段階の抵抗変化が得られ
る。

なお、上記実施例では、この発明の温度補償回路を、
近接スイッチに適用した場合を例に上げて説明したが、
この発明は光電スイッチ等、他の検出器にも適用でき
る。

また、上記実施例では、温度に応じて、抵抗の組合せ
を変化させる場合を示したが、抵抗に代えて、コンデン
サ、その他の定数回路素子の組合せを変化させてもよ
い。

（ト）発明の効果この発明によれば、予め使用温度について、動作体験
させ、温度変化と、最適な定数回路素子の関係を記憶手
段に記憶しておき、検出時には、周囲温度に対応した、
最適な回路定数を選択するものであるから、作成される
製品個々の、温度特性のバラツキをすべて含めて、温度
補償が可能である。また、学習させた温度で、希望する
性能が得られるので、ユーザの使用条件に合った温度補
償を簡単に行うことができる。その上、製品として、完
成された状態で、温度補償の設定や修正が自由にでき
る。以上より、結果として高感度、高安定の検出器（セ
ンサ）が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例近接スイッチの要部を示
す温度補償回路のブロック図、第２図は、この発明の一
実施例近接スイッチのブロック図、第３図は、上記温度
補償回路を構成する抵抗変換回路の具体的な回路例を示
す回路図である。６……温度補償回路、９……書込スイッチ、 61……抵抗変換回路、62……サーミスタ、 63……温度範囲コード変換回路、 64……ステップアップパルス発生回路、 65……抵抗コード発生回路、 66……メモリ、67……動作確認回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周囲温度の変化によって検出特性が変化す
る検出器において、複数の回路定数に設定可能な回路定数変換回路と、周囲温度を検出する温度センサと、学習モードと検出モードとを選択指定するモード指定手
段と、学習モード設定下で、回路定数変換回路の回路定数の設
定条件を変換する変換手段と、学習モード設定下で、検出器の使用温度範囲で周囲温度
を順に変化させ、各周囲温度で前記変換手段により設定
条件を順に変換し、検出器が動作した時点での設定条件
と前記温度センサの検出結果との対を固定させる動作確
認手段と、動作確認手段に基づいて各周囲温度で検出器が動作する
設定条件と検出結果とを対で記憶する記憶手段と、を備
え、検出モードで、前記記憶手段の記憶内容に基づいて、温
度センサの検出結果に対応する設定条件で回路定数変換
回路を設定する手段を備えた、ことを特徴とする検出器。