JP2982912B2 - Sensitivity adjustment volume of object detection sensor - Google Patents
Sensitivity adjustment volume of object detection sensorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光電スイッチや近接ス
イッチなどの感度調整ボリウムの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a sensitivity adjusting volume of a photoelectric switch, a proximity switch, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば反射形光電スイッチでは、検出
物体の後方にある非検出物による誤動作を防止したり、
微妙な反射率の差を検出するためには感度調整は不可欠
であり、また透過形光電スイッチにおいても微妙な透過
率を検出しようとすればやはり感度調整が必要である。
そこで従来からもボリウムによってこの感度調整を行っ
てきた。2. Description of the Related Art For example, in a reflection type photoelectric switch, a malfunction due to a non-detection object behind a detection object is prevented.
Sensitivity adjustment is indispensable in order to detect a delicate difference in reflectance, and sensitivity adjustment is also necessary in a transmission type photoelectric switch in order to detect delicate transmittance.
Therefore, this sensitivity adjustment has been conventionally performed with a volume.
【0003】ところで、感度調整ボリウムにおいて解決
すべき課題としては、先ず直線性を良好にしてボリウム
調整作業を容易にすることがある。しかし、光電スイッ
チにおいて投光器から一定レベルの光を放射する場合に
は、投光器から受光器までの距離Lと、受光器に達する
光の受光量Vとの間には次の指数的な関係がある。 V=KL-2 K:光電スイッチの特性で定まる係数As a problem to be solved in the sensitivity adjustment volume, there is a problem that the linearity is improved to facilitate the volume adjustment operation. However, when a certain level of light is emitted from the light projector in the photoelectric switch, the following exponential relationship exists between the distance L from the light projector to the light receiver and the light reception amount V of the light reaching the light receiver. . V = KL -2 K: coefficient determined by the characteristics of the photoelectric switch
【0004】一方、反射形光電スイッチでは、投光器か
ら放射された光が任意の距離Lに位置する物体によって
反射して受光器に達するが、透過形光電スイッチとは異
なりL=0のときの受光量Vは0に等しく、受光量が最
大になるのはL=0ではなく、特定の距離が必要であ
る。従って、この距離をaとすると、前式は次のように
なる。 V=K(L+a)-2 ……式 何れにしても、受光器に到達する光の受光量は光電スイ
ッチと検出物体の距離の指数関数として変化する。図9
が一般の反射形光電スイッチの「距離−受光レベル特
性」であり、aで示した間隔が上述の特定の距離に相当
する。On the other hand, in a reflection type photoelectric switch, light emitted from a projector is reflected by an object located at an arbitrary distance L and reaches a light receiving unit. The amount V is equal to 0, and the maximum amount of received light is not L = 0, but requires a specific distance. Therefore, assuming that this distance is a, the above equation becomes as follows. V = K (L + a) -2 In any case, the amount of light that reaches the light receiver changes as an exponential function of the distance between the photoelectric switch and the detection object. FIG.
Is a “distance-light receiving level characteristic” of a general reflection type photoelectric switch, and the interval indicated by a corresponds to the above-mentioned specific distance.
【0005】次に、図10に従来の光電スイッチの受光
回路のブロック図を示すと、1は受光回路、2は増幅回
路、3は感度調整ボリウム、4は増幅回路、5は入力信
号が所定レベルを越えたか否かを判定し、ON・OFF
信号を出力するコンパレータ回路、6は波形整形回路、
7は出力回路である。この回路では感度調整はボリウム
3を受光信号の減衰器として利用しているが、このボリ
ウムは一般的な可変抵抗器であるから特性としては図1
1に表したように回転角θに対する直線的な変化を示す
B特性である。従って、受光レベルはボリウム3の回転
角に比例するために、ボリウム3の回転角に対する動作
距離の変化は式の性格をそのまま継承し、指数的に変
化する特性になる。図12にその特性を示す。Next, FIG. 10 shows a block diagram of a light receiving circuit of a conventional photoelectric switch. Reference numeral 1 denotes a light receiving circuit, 2 denotes an amplifier circuit, 3 denotes a sensitivity adjustment volume, 4 denotes an amplifier circuit, and 5 denotes an input signal. Judge whether the level has been exceeded and turn it ON / OFF
A comparator circuit for outputting a signal, 6 a waveform shaping circuit,
7 is an output circuit. In this circuit, the sensitivity adjustment uses the volume 3 as an attenuator for the received light signal. Since this volume is a general variable resistor, its characteristics are shown in FIG.
1 is a B characteristic showing a linear change with respect to the rotation angle θ. Therefore, since the light receiving level is proportional to the rotation angle of the volume 3, the change in the operating distance with respect to the rotation angle of the volume 3 inherits the character of the equation as it is and has a characteristic that changes exponentially. FIG. 12 shows the characteristics.
【0006】一方、コンパレータ回路5には出力時のチ
ャタリングを防止するために、一定の電圧幅でヒステリ
シスを与えるのが一般的である。そして、このヒステリ
シスが光電スイッチの応差(スイッチONのタイミング
とスイッチOFFのタイミングとの距離的なずれ)にな
るが、応差が小さい程微小な光量の変化を確実に捉える
ことができる。特に検出物体までの距離が短い場合に
は、応差の大小は光電スイッチの検出精度にそのまま反
映してしまうことになる。さらに、高利得の交流増幅器
を用いるほうが光電スイッチとしての動作距離を長くす
ることができるので、これら両者共に満足できるように
することが最良である。On the other hand, the comparator circuit 5 is generally provided with a hysteresis with a constant voltage width in order to prevent chattering at the time of output. This hysteresis is the hysteresis of the photoelectric switch (distance shift between the switch-on timing and the switch-off timing). The smaller the hysteresis is, the more surely the change in the amount of light can be detected. In particular, when the distance to the detection object is short, the magnitude of the hysteresis directly reflects on the detection accuracy of the photoelectric switch. Furthermore, using an AC amplifier with a high gain can increase the operating distance as a photoelectric switch, and it is best to satisfy both of them.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、先ずボリウムの回転角に対する出力特性は指数関数
的な特性がそのまま現れるので、感度調整が困難であ
り、特に図12における原点に近い側、即ちボリウムの
回転角が小さい部分ではその角度に対する動作距離の変
化が大きく、感度調整には極めて専門的な技術を必要と
した。これを解消するために固定抵抗を組み合わせるこ
とも試みられているが、根本的な改善には至っていない
のが現状である。In the prior art described above, first, the output characteristic with respect to the rotation angle of the volume shows an exponential function as it is, so that it is difficult to adjust the sensitivity. That is, in a portion where the rotation angle of the volume is small, the change of the operating distance with respect to the angle is large, and the sensitivity adjustment requires an extremely specialized technique. Attempts have been made to combine fixed resistors in order to solve this problem, but at present there has not been a fundamental improvement.
【0008】一方、応差の改良および高利得の問題につ
いても、従来の技術では致命的な欠陥がある。即ち、高
利得の増幅を行えば受光回路やコンパレータ回路5の前
段の増幅回路において検出信号に重畳されているノイズ
成分まで同等に増幅してしまうので、増幅後のノイズ成
分がコンパレータのヒステリシス電圧に近づくほどチャ
タリングのおそれが大きくなる。このことは、チャタリ
ングを防止するためにコンパレータの動作域にヒステリ
シスを与えたことと矛盾してしまう。従って、応差を小
さくしようとすれば利得を抑えなければならないという
相反する結果となる。On the other hand, with respect to the problems of improvement of hysteresis and high gain, the conventional technique has a fatal defect. That is, if high gain amplification is performed, the noise component superimposed on the detection signal in the light receiving circuit and the amplifier circuit preceding the comparator circuit 5 is equally amplified, so that the amplified noise component becomes the hysteresis voltage of the comparator. The closer it is, the greater the risk of chattering. This is inconsistent with providing hysteresis to the operation area of the comparator to prevent chattering. Therefore, an attempt to reduce the hysteresis has the contradictory result that the gain must be suppressed.
【0009】このように、光電スイッチの利用者は設置
に際して感度調整を必ず行わなければならないので非常
に煩わしく、たとえ出荷時に説明書などで調整手続きや
グラフを明示していてもその通りの調整ができないこと
もあり、利用者と製造者の間でトラブルが生じる原因と
なるものであった。As described above, since the user of the photoelectric switch must adjust the sensitivity at the time of installation, it is very troublesome. Even if the adjustment procedure and the graph are specified in the manual at the time of shipment, the adjustment can be performed in the same manner. In some cases, this was not possible, causing trouble between the user and the manufacturer.
【0010】本発明ではこれら従来の課題を解決しよう
とするもので、感度調整ボリウムの直線性を向上して調
整作業を容易にできると共に、小さい応差で高い利得を
あげることができる光電スイッチなどの感度調整ボリウ
ムを提供することを目的とする。The present invention is intended to solve these conventional problems, and can improve the linearity of the sensitivity adjustment volume to facilitate the adjustment operation, and can provide a high gain with a small hysteresis. It is an object to provide a sensitivity adjustment volume.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明では検出信号を増幅し、この増幅信号を
可変抵抗を介して一定の基準電位およびヒステリシスを
有するコンパレータに入力する物体検出センサにおい
て、上記可変抵抗の一方側に上記増幅信号の入力と共に
直流電位を印加するという手段を用いた。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a detection signal is amplified, and the amplified signal is input to a comparator having a constant reference potential and hysteresis via a variable resistor. In the sensor, means for applying a DC potential to one side of the variable resistor together with the input of the amplified signal was used.
【0012】[0012]
【作用】可変抵抗が感度調整ボリウムとして機能するも
のであるが、これによって検出信号の利得を調整する作
用を行っている。また、一方側に直流電位をさらに印加
するという手段は、増幅信号の電位にさらに予め設定し
た固定的な直流電位を加算することになり、増幅信号の
対距離特性を直線的に補正する作用を行うと共に、増幅
信号に含まれているノイズ成分の比率を抑制するという
作用も行うものである。従って、この直流電位によって
感度調整の直線性および応差の抑制、高利得という機能
が獲得できる。The variable resistor functions as a sensitivity adjustment volume, which acts to adjust the gain of the detection signal. Means for further applying a DC potential to one side means that a preset fixed DC potential is further added to the potential of the amplified signal, which has the effect of linearly correcting the distance characteristic of the amplified signal. In addition to this, it also has the effect of suppressing the ratio of noise components contained in the amplified signal. Therefore, the function of linearity of sensitivity adjustment, suppression of hysteresis, and high gain can be obtained by this DC potential.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に従
って詳述すると、図1は今回改良した感度調整ボリウム
のブロック図であり、1は受光素子を含む受光回路、2
は増幅回路、3は可変抵抗で構成された感度調整ボリウ
ム、4は増幅回路、5は入力信号が所定レベルを越えた
か否かを判定し、ON・OFF信号を出力するコンパレ
ータ回路、6は波形整形回路、7は出力回路、8は感度
調整ボリウム3における欠陥を是正するための抵抗であ
る。また、これらを回路図として表せば、図2のように
なる。この回路においては、フォトダイオードPDと抵
抗R1によって受光回路1を構成する。また、オペアン
プIC1は抵抗R2・R3およびコンデンサC2と共に
増幅回路2を構成し、VRは感度調整ボリウム、R4が
図1に示した抵抗8であり、この抵抗8によって感度調
整ボリウムVRに対して直流電位を与えている。IC2
はコンパレータであり、抵抗R5・R6によって基準電
圧であるしきい値が決定され、さらに抵抗R7によって
コンパレータIC2にヒステリシスを与えており、これ
らによって図1のコンパレータ回路5を構成している。
なお、図1における波形整形回路6、出力回路7は従来
と同様の回路および機能を採用するので、省略してお
り、増幅回路4についても単に利得と考えるほうが説明
が容易であるので、同様に省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a sensitivity adjustment volume improved this time.
Is an amplifying circuit, 3 is a sensitivity adjusting volume constituted by a variable resistor, 4 is an amplifying circuit, 5 is a comparator circuit which determines whether an input signal has exceeded a predetermined level, and outputs an ON / OFF signal, and 6 is a waveform. A shaping circuit, 7 is an output circuit, and 8 is a resistor for correcting a defect in the sensitivity adjustment volume 3. FIG. 2 shows these as a circuit diagram. In this circuit, the light receiving circuit 1 is constituted by the photodiode PD and the resistor R1. The operational amplifier IC1 constitutes an amplifier circuit 2 together with the resistors R2 and R3 and the capacitor C2. VR is a sensitivity adjustment volume, and R4 is the resistance 8 shown in FIG. Has given a rank. IC2
Is a comparator, a threshold value which is a reference voltage is determined by the resistors R5 and R6, and a hysteresis is given to the comparator IC2 by the resistor R7, and these constitute the comparator circuit 5 of FIG.
It should be noted that the waveform shaping circuit 6 and the output circuit 7 in FIG. 1 employ the same circuits and functions as those in the related art, so they are omitted, and it is easier to explain the amplifier circuit 4 simply by considering it as a gain. Omitted.
【0014】ところで、図2の回路上で、説明のため増
幅回路2から出力された信号レベルをVa、感度調整ボ
リウムVRに与えられた直流電位をVd、感度調整ボリ
ウムVRの摺動端子VR2 の直流電位をvd、抵抗R5
・R6で与えられたコンパレータIC2のしきい値電位
をVp、感度調整ボリウムVRの摺動端子VR2 を通じ
てコンパレータIC2に入力される信号レベルをvaと
し、入出力関係を示せば、次のように表現することがで
きる。In the circuit shown in FIG. 2, the signal level output from the amplifier circuit 2 is Va for explanation, the DC potential given to the sensitivity adjustment volume VR is Vd, and the sliding terminal VR 2 of the sensitivity adjustment volume VR is used. DC potential of vd, resistance R5
- the threshold potential of the comparator IC2 given in R6 Vp, the signal level input to the comparator IC2 through sliding pin VR 2 of the sensitivity adjuster VR and va, if Shimese the input-output relationship, as follows Can be expressed.
【0015】先ず、コンパレータIC2の入力電位はv
a+vdで表すことができ、またこの入力電位がVp以
上になればコンパレータIC2からON出力がされるの
で、その基準レベルを示すため、 Vp=va+vd とする。 ……式 次に感度調整ボリウムVRの回転角をθとし、最大側の
固定端子VR3 まで回転したときをθ=1、最小側の固
定端子VR1 側にある場合をθ=0とすると、上記va
とvdは次の式で示される。 va=Va×θ vd=Vd×θ ……式 従って式は Vp=θ(Va+Vd) となり、 ……式 これを変形して Va=(Vp−Vd・θ)/θ ……式 また受光レベルと動作距離Lとは式の関係にあるか
ら、 Va=K/(L+a)2 ……式 で表される。そこで式と式によってLを求めると、 L=K′{θ/(Vp−Vd・θ)}1/2 −a ……式 で表され、これが本発明回路における感度調整ボリウム
の回転角θと動作距離Lの関係式になる。First, the input potential of the comparator IC2 is v
When the input potential becomes equal to or higher than Vp, the comparator IC2 outputs an ON output. Therefore, Vp = va + vd to indicate the reference level. ...... formula then with the rotation angle of the sensitivity adjuster VR theta, a theta = 1 when rotated to the fixed terminal VR 3 of the maximum side and a and theta = 0 when in the fixed terminal VR 1 side of the minimum side, The above va
And vd are given by the following equations. va = Va × θ vd = Vd × θ Expression: Accordingly, the expression becomes Vp = θ (Va + Vd). Expression ## EQU2 ## This expression is modified to obtain Va = (Vp−Vd · θ) / θ Expression Since the operating distance L is related to the equation, Va = K / (L + a) 2 ... Then, when L is obtained by the equation and the equation, the following equation is obtained: L = K ′ {θ / (Vp−Vd · θ)} 1/2 −a Equation The relational expression of the operating distance L is obtained.
【0016】そして、コンパレータIC2がva=0.
3でONするように定数を設定し、Vp=1、a=0.
15に設定した場合の最大感度(θ=1)のときを計算
値によって求めると、次のようになる。なお、K′は比
例係数であるから説明を容易にするためにK′=1とす
る。先ずvdを求めると、式からvd=0.7とな
る。次に式に各数値を代入すればVd=0.7が求め
られる。続いてこれらを式に代入し、感度調整ボリウ
ムVRの任意の回転角θに対する距離Lを求めれば、表
1の通りになった。さらに、動作距離L=1を最大とし
てグラフで示したものが図3のAに示した曲線である。The comparator IC2 determines that va = 0.
3, a constant is set so that Vp = 1, a = 0.
When the maximum sensitivity (θ = 1) when set to 15 is obtained by a calculation value, the following is obtained. Since K 'is a proportional coefficient, K' = 1 is set for ease of explanation. First, when vd is obtained, vd = 0.7 from the equation. Next, Vd = 0.7 is obtained by substituting each numerical value into the equation. Subsequently, these values were substituted into the equation to obtain the distance L for an arbitrary rotation angle θ of the sensitivity adjustment volume VR, as shown in Table 1. Further, the graph shown with A in FIG. 3 shows a graph in which the operating distance L = 1 is maximized.
【0017】一方、本発明回路との比較のために従来の
回路で式と同様の関係式を求めれば、Vd=0である
から、 L=K′(θ/Vp)1/2 −a で示される。これを上述の通りの数値の下に回転角θに
対する動作距離を求めれば、表2の通りであった。また
これを図3に表せば、Bに示した曲線になる。On the other hand, if a relational expression similar to the above expression is obtained in a conventional circuit for comparison with the circuit of the present invention, since Vd = 0, L = K ′ (θ / Vp) 1/2 −a Is shown. Table 2 shows the operating distance with respect to the rotation angle θ under the above-mentioned numerical values. If this is shown in FIG. 3, the curve shown by B is obtained.
【0018】ここで本実施例と従来例を比較すると、従
来は感度調整ボリウムの回転角に対して動作距離が指数
的に変化しているのに対して、本実施例ではより直線的
な変化をしている。さらに図4において本発明回路と従
来例とを実際に応用した場合の「回転角θ−動作距離特
性」を示した。このうち、C曲線が本発明回路における
もの、D曲線が従来例におけるものである。図4からも
明らかなように、従来の製品では回転角θが小さい部分
では急激に動作距離が変化するので調整が非常に困難で
あるのに対して、本実施例では直線的に動作距離が変化
するので、調整は極めて容易である。Here, when comparing the present embodiment with the conventional example, the operating distance conventionally changes exponentially with respect to the rotation angle of the sensitivity adjustment volume, whereas the present embodiment shows a more linear change. You are. Further, FIG. 4 shows “rotation angle θ-operating distance characteristic” when the circuit of the present invention and the conventional example are actually applied. Among them, the curve C is for the circuit of the present invention, and the curve D is for the conventional example. As is clear from FIG. 4, in the conventional product, the adjustment is very difficult because the operating distance changes abruptly in a portion where the rotation angle θ is small. Because it changes, the adjustment is very easy.
【0019】続いて第2の解決課題であるコンパレータ
のヒステリシスにおける応差と利得の関係について以下
に説明する。図5にヒステリシスを与えたコンパレータ
の動作特性を示す。図中、波形Eはコンパレータの入力
部に与えられた受光信号であり、波形Fはコンパレータ
の出力信号である。ここでヒステリシス電圧をVhとす
れば、波形Eと波形Fの関係で示すように、va=Vp
−vdのときにコンパレータはONし、va=Vp−v
d−VhのときにコンパレータはOFFとなる。そし
て、ヒステリシス電圧Vhはしきい値電圧Vpに対して
一定であるから、このときの電気的な応差としては、 応差(%)=Vh/va×100 ……式 ここで、vaは式と式によって、va=Vp−Vd
・θ となり、これを式に代入すれば、 応差(%)=Vh/(Vp−Vd・θ)×100 …式 で表すことができる。従ってこの式からも、感度調整ボ
リウムVRがθ=1で応差が最も大きく、θ=0に近づ
くに従って応差が小さくなるという特性を持っている。
図6にこの特性を示す。Next, the relationship between the hysteresis and the gain in the hysteresis of the comparator, which is the second problem to be solved, will be described below. FIG. 5 shows the operation characteristics of the comparator provided with hysteresis. In the figure, a waveform E is a light receiving signal given to the input part of the comparator, and a waveform F is an output signal of the comparator. Here, assuming that the hysteresis voltage is Vh, as shown by the relationship between the waveforms E and F, va = Vp
When −vd, the comparator is turned on, and va = Vp−v
At d-Vh, the comparator is turned off. Since the hysteresis voltage Vh is constant with respect to the threshold voltage Vp, the electrical hysteresis at this time is: hysteresis (%) = Vh / va × 100 where va is a formula and a formula Va = Vp−Vd
.Theta., And when this is substituted into the equation, it can be expressed by the following equation: Hysteresis (%) = Vh / (Vp-Vd..theta.). Times.100. Therefore, according to this equation, the hysteresis is the largest when the sensitivity adjustment volume VR is θ = 1, and the hysteresis becomes smaller as θ = 0 approaches.
FIG. 6 shows this characteristic.
【0020】ところで、従来の技術ではVd=0である
から、応差は式を基礎とすると、 応差(%)=Vh/Vp×100 になり、感度調整ボリウムVRの回転角には関係なく一
定値になる。By the way, since Vd = 0 in the prior art, the hysteresis is expressed as follows based on the equation: hysteresis (%) = Vh / Vp × 100, and a constant value regardless of the rotation angle of the sensitivity adjustment volume VR. become.
【0021】従って、本発明回路では感度調整ボリウム
の回転角によって応差を変化することができるという特
徴を持っている。即ち、このことから本発明回路では回
転角を小さくして検出距離を短くしてゆくに伴って応差
は小さくなり、検出精度が高くなるのに比べ、従来例で
は検出距離を短くしても精度は全く向上しないという顕
著な違いが生ずることになる。Therefore, the circuit of the present invention has a feature that the hysteresis can be changed depending on the rotation angle of the sensitivity adjustment volume. That is, from this fact, in the circuit of the present invention, the hysteresis becomes smaller as the rotation angle is reduced and the detection distance is shortened, and the detection accuracy is increased. Will not be improved at all.
【0022】ところで、記述したように実際の回路では
信号レベルVaには幾分のノイズ成分が重畳している。
図5ではノイズ成分を無視したときのコンパレータIC
2の理想波形を示したが、ノイズ成分が重畳すれば図7
のように信号に一定の幅が生ずることになる。ここで信
号レベルVaに電圧をVn、vaに含まれるノイズ電圧
をvnとすると、ノイズを考慮した場合のヒステリシス
電圧はノイズ電圧分だけ小さくなるので、式は、 応差(%)=(Vh−Vn・θ)/(Vp−Vd・θ)×100 式 として表される。ここで、Vh=0.02、Vn=0.
014というように最大感度(θ=1)におけるノイズ
成分をヒステリシス電圧の70%に設定すると、式
は、 応差(%)=(0.02−0.014 ・θ)/(Vp−Vd・θ)×100 で示されることになる。このときのVp、Vdに適当な
値を設定して、感度調整ボリウムVRの回転角に対する
応差を求めれば、表3のようになった。ここでVd=0
の場合は従来例の回路に相当する。As described above, in an actual circuit, some noise components are superimposed on the signal level Va.
In FIG. 5, the comparator IC when the noise component is ignored
FIG. 7 shows the ideal waveform of FIG.
As shown in FIG. Here, assuming that the signal level Va is Vn and the noise voltage included in va is vn, the hysteresis voltage when noise is considered is reduced by the noise voltage. Therefore, the equation is as follows: Hysteresis (%) = (Vh−Vn .Theta.) / (Vp-Vd..theta.). Times.100. Here, Vh = 0.02, Vn = 0.
When the noise component at the maximum sensitivity (θ = 1) is set to 70% of the hysteresis voltage as in 014, the equation is as follows: Hysteresis (%) = (0.02−0.014 · θ) / (Vp−Vd · θ) × 100 Will be shown. At this time, Vp and Vd were set to appropriate values, and the response to the rotation angle of the sensitivity adjustment volume VR was determined, as shown in Table 3. Here, Vd = 0
The case corresponds to the conventional circuit.
【0023】表3からも明らかなように、従来例では回
転角が最大のときには他の場合と同一であるが、回転角
θを絞りこめば逆に応差が大きくなってしまう。従っ
て、回転角が小さい範囲で従来例を使用すれば検出精度
が低くなるという特性を持っていた。そこで、従来例の
応差を小さくするにはヒステリシス電圧Vhを低くすれ
ばよいのであるが、Vhがvnに近づくほどコンパレー
タ出力にチャタリングが生ずる機会が増大することにな
る。従って、応差を小さくするためにVhを低くするに
は、増幅回路の利得を犠牲にして信号レベルVaに含ま
れるノイズ成分vnの絶対値を小さくするという択一的
な選択が迫られた。本発明回路では、表3にも示したよ
うに、回転角θに対する応差の変化が少なく、特にVp
=1、Vd=0.7に設定した場合には応差は2%で一
定するようになった。これは、感度調整ボリウムVRの
操作によって検出可能な距離をどのように可変しても検
出精度が一定であることを意味する。図8に従来例と本
発明の「動作距離−応差特性」を示す。As is clear from Table 3, in the conventional example, when the rotation angle is the maximum, the operation is the same as in other cases. However, if the rotation angle θ is reduced, the hysteresis increases. Therefore, if the conventional example is used in a range where the rotation angle is small, there is a characteristic that the detection accuracy is reduced. Therefore, the hysteresis voltage Vh may be reduced in order to reduce the hysteresis of the conventional example. However, as Vh approaches vn, the chance of chattering in the comparator output increases. Therefore, in order to reduce Vh in order to reduce the hysteresis, an alternative option has been urged to reduce the absolute value of the noise component vn included in the signal level Va at the expense of the gain of the amplifier circuit. In the circuit of the present invention, as shown in Table 3, the change in the hysteresis with respect to the rotation angle θ is small, and in particular, Vp
= 1 and Vd = 0.7, the hysteresis became constant at 2%. This means that the detection accuracy is constant regardless of how the detectable distance is changed by operating the sensitivity adjustment volume VR. FIG. 8 shows the “operating distance-hysteresis characteristic” of the conventional example and the present invention.
【0024】なお、本実施例では主に反射形の光電スイ
ッチを前提として説明したが、これに限るものではな
く、検出距離と検出信号レベルに指数関数的な関係があ
る検出手段を利用するものであれば、たとえば透過形の
光電スイッチや、近接スイッチでも同等である。また、
電源供給を本実施例の説明とは逆方向の位相にしても、
出力波形の位相が逆転するだけであって、回路自体の機
能および効果には何ら変わるところはない。Although the present embodiment has been described mainly on the premise that a reflection type photoelectric switch is used, the present invention is not limited to this, and a detection means having an exponential relationship between a detection distance and a detection signal level is used. Then, for example, the same applies to a transmission type photoelectric switch or a proximity switch. Also,
Even if the power supply is in the opposite phase to the description of this embodiment,
Only the phase of the output waveform is reversed, and there is no change in the function and effect of the circuit itself.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明では、従来は可変抵抗のみによっ
て感度調整を行っていたものが、可変抵抗の一方側にさ
らに直流電位を加算するようにしたので、増幅信号の電
位に直流電位を加えたものが可変抵抗の一方側に印加さ
れることになる。従って、指数関数的な特性を有する増
幅信号の低電位の部分では特に直流電位の比率が大きく
なるので補正幅が高くなり、急激な立ち上がりの指数曲
線を補正して、より直線的な特性とすることができた。
そして、これによって本発明では感度調整ボリウムの回
転角と検出距離が直線的な変位をすることから、調整作
業が飛躍的に容易になった。According to the present invention, the sensitivity is adjusted by using only the variable resistor, but the DC potential is further added to one side of the variable resistor. Therefore, the DC potential is added to the potential of the amplified signal. Will be applied to one side of the variable resistor. Therefore, in the low potential portion of the amplified signal having exponential characteristics, the ratio of the DC potential is particularly large, so that the correction width is increased, and the exponential curve with a sharp rise is corrected to have a more linear characteristic. I was able to.
As a result, in the present invention, since the rotation angle and the detection distance of the sensitivity adjustment volume are linearly displaced, the adjustment work is greatly facilitated.
【0026】また、ノイズ成分を含んだ増幅信号に対し
て非ノイズ成分である直流電位を加算したので、コンパ
レータに入力される信号は従来と比較して格段とノイズ
成分を抑制することができたので、高利得の増幅を行っ
てもノイズによるチャタリングのおそれを極めて少なく
することが可能となった。さらに加えて、高利得を維持
しながら、回路定数を適当な値に設定することによって
感度調整ボリウムの回転角にかかわらず応差を一定にす
ることができるので、検出距離の長短に影響されずに検
出精度を維持することができるという極めて信頼性の高
い回路を提供することができた。Further, since the DC potential which is a non-noise component is added to the amplified signal including the noise component, the noise component of the signal input to the comparator can be remarkably suppressed as compared with the related art. Therefore, even when high-gain amplification is performed, the possibility of chattering due to noise can be extremely reduced. In addition, the hysteresis can be kept constant irrespective of the rotation angle of the sensitivity adjustment volume by setting the circuit constant to an appropriate value while maintaining high gain, so that it is not affected by the length of the detection distance. An extremely reliable circuit capable of maintaining the detection accuracy could be provided.
【図1】本発明回路のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a circuit of the present invention.
【図2】本発明回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of the circuit of the present invention.
【図3】本発明回路と従来例の回転角−距離特性を示す
グラフ。FIG. 3 is a graph showing a rotation angle-distance characteristic between the circuit of the present invention and a conventional example.
【図4】本発明回路と従来例の回転角−動作距離特性を
示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing rotation angle-operating distance characteristics of the circuit of the present invention and a conventional example.
【図5】コンパレータの入出力特性を示す波形図。FIG. 5 is a waveform chart showing input / output characteristics of a comparator.
【図6】本発明回路の回転角−応差特性を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing a rotation angle-hysteresis characteristic of the circuit of the present invention.
【図7】コンパレータのノイズ成分を含んだ入出力特性
を示す波形図。FIG. 7 is a waveform diagram showing input / output characteristics including a noise component of a comparator.
【図8】本発明回路と従来例の動作距離−応差特性を示
すグラフ。FIG. 8 is a graph showing operating distance-hysteresis characteristics of the circuit of the present invention and a conventional example.
【図9】反射形光電スイッチの距離−受光レベル特性を
示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a distance-light receiving level characteristic of a reflection type photoelectric switch.
【図10】従来例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a conventional example.
【図11】感度調整ボリウム自体の回転角−抵抗値特性
を示すグラフ。FIG. 11 is a graph showing a rotation angle-resistance value characteristic of the sensitivity adjustment volume itself.
【図12】 従来例による感度調整の回転−動作距離特
性を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing rotation-movement distance characteristics of sensitivity adjustment according to a conventional example.
【表1】 本発明の感度調整ボリウムの特定回転角に対する距離を
表わしたもの、[Table 1] What represents the distance to a specific rotation angle of the sensitivity adjustment volume of the present invention,
【表2】 従来例の感度調整ボリウムの特定回転角に対する距離を
表わしたもの、[Table 2] A representation of the distance to a specific rotation angle of the sensitivity adjustment volume of the conventional example,
【表3】 感度調整ボリウムの特定回転角に対する応差を表わした
ものである。[Table 3] This shows the hysteresis of the sensitivity adjustment volume with respect to a specific rotation angle.
Claims (1)
抗を介して一定の基準電位およびヒステリシスを有する
コンパレータに入力する物体検出センサにおいて、上記
可変抵抗の一方側に上記増幅信号の入力と共に直流電位
を印加したことを特徴とする物体検出センサの感度調整
ボリウム。1. An object detection sensor for amplifying a detection signal and inputting the amplified signal to a comparator having a constant reference potential and hysteresis via a variable resistor. A sensitivity adjustment volume of an object detection sensor to which a DC potential is applied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2417385A JP2982912B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Sensitivity adjustment volume of object detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPH04347928A JPH04347928A (en) | 1992-12-03 |
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- 1990-12-28 JP JP2417385A patent/JP2982912B2/en not_active Expired - Fee Related
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