JPH0425217A - High frequency oscillation type proximity switch - Google Patents
High frequency oscillation type proximity switchInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高周波発振型近接スイッチに関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a high frequency oscillation type proximity switch.
(従来の技術)
第2図は、従来例のこの種の近接スイッチの概略化回路
ブロック図である。(Prior Art) FIG. 2 is a schematic circuit block diagram of a conventional proximity switch of this type.
同図において、2は発振回路、4はスイッチ出力処理回
路である。発振回路2は、コルピッツ型とかハートレー
型の発振回路であって、検出部2a、および発振回路本
体2bから構成されている。In the figure, 2 is an oscillation circuit, and 4 is a switch output processing circuit. The oscillation circuit 2 is a Colpitts-type or Hartley-type oscillation circuit, and includes a detection section 2a and an oscillation circuit main body 2b.
検出部2aは、フェライトコアFCに発振コイルHCを
取り付けてなるものである。発振回路本体2bは、発振
回路2の他の回路部分を構成するものである。The detection unit 2a is formed by attaching an oscillation coil HC to a ferrite core FC. The oscillation circuit main body 2b constitutes another circuit portion of the oscillation circuit 2.
検出部2aにおける発振コイルHCの漏洩磁場に検出対
象物である金属が、接近していないときは該漏洩磁場に
変化がなく、発振回路2は、そのときの発振コイルHC
のコンダクタンスによって発振条件が成立して発振状態
となる。一方、発振コイルHCの漏洩磁場に該金属が接
近したときは該漏洩磁場によって金属に渦電流損が発生
し、これによって発振コイルHCのコンダクタンスが増
大し、これによって発振回路2は発振条件が不成立とな
って発振停止状態となる。When the metal object to be detected does not approach the leakage magnetic field of the oscillation coil HC in the detection unit 2a, there is no change in the leakage magnetic field, and the oscillation circuit 2 detects the leakage magnetic field of the oscillation coil HC at that time.
The oscillation condition is satisfied by the conductance of , and the oscillation state is established. On the other hand, when the metal approaches the leakage magnetic field of the oscillation coil HC, eddy current loss occurs in the metal due to the leakage magnetic field, which increases the conductance of the oscillation coil HC, causing the oscillation circuit 2 to fail to meet the oscillation conditions. As a result, oscillation is stopped.
スイッチ出力処理回路4は、検波回路4a、シュミット
トリガ回路4b、および出力回路4Cから構成されてい
るものであって、発振回路2からの発振周波数出力を検
波回路4aによって検波し、発振回路2が発振状態にあ
るときの検波出力と、発振持続状態にあるときの検波出
力とを、あるしきい値を持ったシュミットトリガ回路4
bで弁別し、この弁別出力を出力回路4Cからスイッチ
オフ信号(金属が非接近状態のため発振回路2が発振持
続状態にあるときの信号)として、またはスイッチオン
信号(金属が接近状態のため発振回路2が発振停止状態
にあるときの信号)として出力するようになっている。The switch output processing circuit 4 is composed of a detection circuit 4a, a Schmitt trigger circuit 4b, and an output circuit 4C.The detection circuit 4a detects the oscillation frequency output from the oscillation circuit 2, and the oscillation circuit 2 A Schmitt trigger circuit 4 with a certain threshold value detects the detection output when the oscillation is in progress and the detection output when the oscillation is sustained.
b, and this discrimination output is sent from the output circuit 4C as a switch-off signal (a signal when the oscillation circuit 2 is in a continuous oscillation state because the metal is in a non-approaching state) or a switch-on signal (a signal when the oscillation circuit 2 is in a continuous oscillation state because the metal is in a non-approaching state) The signal is output as a signal when the oscillation circuit 2 is in an oscillation stopped state.
上記動作をさらに詳しく説明する。The above operation will be explained in more detail.
まず、発振コイルHC自体のインダクタンスを11%フ
ェライトコアF’Cの見掛は上の透磁率をμappとす
ると、検出部2aの全体のインダクタンスしは、次式■
であられされる。First, if the inductance of the oscillation coil HC itself is 11% and the apparent permeability of the ferrite core F'C is μapp, then the overall inductance of the detection section 2a is calculated by the following formula
Hail to you.
L−μappL+ ・・・・・・■
発振回路2の発振周波数fは、当該発振回路2の発振容
量をCとすると、前記式■から次式■であられされる。L-μappL+ . . . ■ The oscillation frequency f of the oscillation circuit 2 is calculated from the above formula (2) by the following formula (2), assuming that the oscillation capacitance of the oscillation circuit 2 is C.
f=1/2πF下
=1/2πbT丁「「ズ ・・・・・・■また、発振コ
イルHCのコンダクタンスgQは、次式■であられされ
る。f = 1/2 πF lower = 1/2 πb T d ``Z...■ Also, the conductance gQ of the oscillation coil HC is expressed by the following formula (■).
sl!=1/2πfLQ
=1/2yrf ua I) pL+Q −■ただし
、Qは発振回路2のキュー値である。sl! =1/2πfLQ =1/2yrf ua I) pL+Q −■ However, Q is the cue value of the oscillation circuit 2.
さらに、発振回路2の負性コンダクタンスをgi とす
ると、発振回路2は次式〇が成立するきに発振する。Further, assuming that the negative conductance of the oscillation circuit 2 is gi, the oscillation circuit 2 oscillates when the following formula (0) holds.
g12+(−gi)≦0 ・・・・■このような関係
式において、金属が発振コイルHCに非接近状態と接近
状態にあるときについて第3図を参照して説明する。第
3図において、横軸は発振回路2の発振周波数「を示し
、縦軸は発振コイルHCのコンダクタンスgQを示して
いる。g12+(-gi)≦0 . . . ■ In such a relational expression, the cases in which the metal is in a non-approaching state and in an approaching state to the oscillation coil HC will be explained with reference to FIG. 3. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the oscillation frequency of the oscillation circuit 2, and the vertical axis indicates the conductance gQ of the oscillation coil HC.
まず、発振コイルHCに金属が非接近状態にあるときは
、発振コイルHCのコンダクタンスgQの周波数特性は
Iになっている。そして、この場合の発振回路2の発振
周波数が11であると、第3図に示すように、発振コイ
ルHCのコンダクタンスgQは負性コンダクタンス−g
iよりも絶対値で小さくなって、前記式■の発振条件が
成立し、発振回路2は発振状態にある。その結果、スイ
ッチ出力処理回路4からは、金属が近接していないこと
を示すスイッチオフ信号が出力されることになる。First, when metal is not close to the oscillation coil HC, the frequency characteristic of the conductance gQ of the oscillation coil HC is I. If the oscillation frequency of the oscillation circuit 2 in this case is 11, the conductance gQ of the oscillation coil HC is negative conductance - g, as shown in FIG.
The absolute value is smaller than i, the oscillation condition of the above formula (2) is satisfied, and the oscillation circuit 2 is in an oscillation state. As a result, the switch output processing circuit 4 outputs a switch-off signal indicating that metal is not in close proximity.
これに対して、発振コイルHCに金属が接近すると、発
振コイルHCのコンダクタンスgQが増大して、そのコ
ンダクタンスの特性は■になる。On the other hand, when metal approaches the oscillation coil HC, the conductance gQ of the oscillation coil HC increases, and the conductance characteristic becomes ■.
ここで、式■から明らかなように、発振回路2の発振周
波数はflのままであるから、結局、発振コイルHCは
コンダクタンスがその発振周波数flにおいてはΔge
分だけ増大することになる結果、前記式■の発振条件が
不成立となって発振回路2の発振が停止し、スイッチ出
力処理回路4からは金属が近接していることを示すスイ
ッチオン信号が出力されることになる。Here, as is clear from equation (2), since the oscillation frequency of the oscillation circuit 2 remains fl, the conductance of the oscillation coil HC is Δge at the oscillation frequency fl.
As a result, the oscillation condition of equation (2) above is no longer satisfied, the oscillation circuit 2 stops oscillating, and the switch output processing circuit 4 outputs a switch-on signal indicating that metal is in close proximity. will be done.
このようにして、従来例の近接スイッチでは、金属の近
接状態を検知することができる。In this way, the conventional proximity switch can detect the proximity state of metal.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、この近接スイッチにおいては、検出部2aの
フェライトコアFCに検出対象物である金属ではなく、
例えば磁石のような直流磁界が与えられると、そのフェ
ライトコアFCの見掛は上の透磁率μappが徐々に低
下し、例えばμapp′(〈μapp)となる。そうす
ると、式■から明らかなように、発振回路2の発振周波
数f1が次式■であられされるようにfl’にまで上昇
する。(Problem to be Solved by the Invention) By the way, in this proximity switch, the ferrite core FC of the detection unit 2a is not made of metal, which is the object to be detected.
For example, when a direct current magnetic field such as from a magnet is applied, the apparent magnetic permeability μapp of the ferrite core FC gradually decreases to, for example, μapp'(<μapp). Then, as is clear from the equation (2), the oscillation frequency f1 of the oscillation circuit 2 increases to fl' as expressed by the following equation (2).
f 1’ =1/2tr 4app’ L+c +++
■また、式■から明らかなように発振コイルHCのコン
ダクタンスgQも増大してその特性は第3図の■のよう
になる。f 1' = 1/2tr 4app' L+c +++
(2) Furthermore, as is clear from the equation (2), the conductance gQ of the oscillation coil HC also increases, and its characteristics become as shown in (2) in FIG.
そして、その発振周波数fl’での発振コイルHCのコ
ンダクタンスg (1’は次式■で与えられることにな
る。The conductance g (1') of the oscillation coil HC at the oscillation frequency fl' is given by the following equation (2).
g 12’−¥1/2πf 1’ μapI)’ L+
Q・・・■
その結果、第3図に示される発振コイルHCのコンダク
タンスの増大分Δgρ′によって、発振条件の成立式で
ある式■が成立できなくなって、発振回路2は発振停止
状態となってしまう。g 12'-¥1/2πf 1'μapI)' L+
Q...■ As a result, due to the increased conductance Δgρ' of the oscillation coil HC shown in Fig. 3, the formula (■) that satisfies the oscillation condition no longer holds true, and the oscillation circuit 2 enters the oscillation stopped state. It ends up.
このような発振停止は、金属の近接を検知する近接スイ
ッチとしては誤動作となるからたいへん不都合なことで
ある。Such stoppage of oscillation is very inconvenient because it causes a malfunction in a proximity switch that detects the proximity of metal.
したがって、本発明においては、直流磁界が検出部に印
加されても誤動作することのないようにすることを目的
としている。Therefore, an object of the present invention is to prevent malfunction even if a DC magnetic field is applied to the detection section.
(課題を解決するための手段)
このような目的を達成するために、本発明の高周波発振
型近接スイッチにおいては、発振回路、スイッチ出力処
理回路、および誤動作防止回路を有しており、発振回路
は、フェライトコアに発振コイルを取り付けてなる検出
部を有しており、かつ、発振コイルの漏洩磁場に金属が
接近していないときの該発振コイルのコンダクタンスに
よって発振条件が成立して発振状態にある一方、前記漏
洩磁場に金属が接近しているときの該発振コイルのコン
ダクタンスの増大によって前記発振条件が不成立となっ
て発振停止状態になるものであり、スイッチ出力処理回
路は、発振状態にある該発振回路出力に応答してスイッ
チオフ信号を出力し、発振停止状態にある該発振回路出
力に応答してスイッチオン信号を出力するものであり、
誤動作防止回路は、前記発振回路の発振周波数の上昇を
検出するものであり、かつ、該発振周波数が所定値以上
に上昇したときの検出に基づきスイッチ出力処理回路に
対して前記スイッチオン信号の出力を禁止するものであ
ることを特徴としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, the high frequency oscillation type proximity switch of the present invention includes an oscillation circuit, a switch output processing circuit, and a malfunction prevention circuit. has a detection unit consisting of an oscillation coil attached to a ferrite core, and the oscillation condition is established by the conductance of the oscillation coil when no metal comes close to the leakage magnetic field of the oscillation coil, resulting in an oscillation state. On the other hand, the oscillation condition is not satisfied due to an increase in the conductance of the oscillation coil when a metal approaches the leakage magnetic field, and the oscillation is stopped, and the switch output processing circuit is in the oscillation state. A switch-off signal is output in response to the oscillation circuit output, and a switch-on signal is output in response to the oscillation circuit output in a stopped oscillation state,
The malfunction prevention circuit detects an increase in the oscillation frequency of the oscillation circuit, and outputs the switch-on signal to the switch output processing circuit based on the detection when the oscillation frequency increases to a predetermined value or more. It is characterized by the fact that it prohibits
(作用)
発振コイルの漏洩磁場に金属が接近していないときは、
該発振コイルのコンダクタンスによって発振条件が成立
して発振回路は、発振状態にある。(Function) When metal is not close to the leakage magnetic field of the oscillation coil,
The oscillation condition is satisfied by the conductance of the oscillation coil, and the oscillation circuit is in an oscillation state.
この発振状態にある発振回路出力に応答して、スイッチ
出力処理回路はスイッチオフ信号を出力している。In response to the oscillation circuit output in this oscillation state, the switch output processing circuit outputs a switch-off signal.
また、発振コイルの漏洩磁場に金属が接近しているとき
は、該発振コイルのコンダクタンスが増大し、これによ
って、発振条件が不成立となって発振回路は発振停止状
態となる。この発振停止状態にある発振回路出力に応答
してスイッチ出力処理回路は、スイッチオン信号を出力
する。Further, when a metal is close to the leakage magnetic field of the oscillation coil, the conductance of the oscillation coil increases, and as a result, the oscillation condition is no longer satisfied, and the oscillation circuit enters the oscillation-stop state. In response to the oscillation circuit output in the oscillation stopped state, the switch output processing circuit outputs a switch-on signal.
一方、検出部のフェライトコアに直流磁界が印加される
と、発振回路の発振周波数が上昇するが、この発振周波
数の上昇が所定値になったことが、誤動作防止回路で検
出されると、誤動作防止回路は、スイッチ出力処理回路
に対して前記スイッチオン信号の出力を禁止する。On the other hand, when a DC magnetic field is applied to the ferrite core of the detection unit, the oscillation frequency of the oscillation circuit increases, but when the malfunction prevention circuit detects that this oscillation frequency has increased to a predetermined value, a malfunction occurs. The prevention circuit prohibits output of the switch-on signal to the switch output processing circuit.
したがって、本発明の近接スイッチでは、金属が接近し
ておらず、直流磁界がフェライトコアに印加されただけ
であることによるスイッチの誤動作を防止することがで
きる。Therefore, in the proximity switch of the present invention, it is possible to prevent the switch from malfunctioning due to the direct current magnetic field being merely applied to the ferrite core without metal being close to each other.
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例に係る近接スイッチの概略化回
路ブロック図であり、第2図と対応する部分には同一の
符号を付し、その同一の符号に係る部分についてのここ
での詳しい説明は省略する。FIG. 1 is a schematic circuit block diagram of a proximity switch according to an embodiment of the present invention. Parts corresponding to those in FIG. Detailed explanation will be omitted.
本実施例における近接スイッチは、誤動作防止回路6を
具備したことに特徴を有している。すなわち、この誤動
作防止回路6は、F−V変換回路6a、比較回路6b、
および出力禁止回路6cから構成されている。The proximity switch in this embodiment is characterized in that it includes a malfunction prevention circuit 6. That is, this malfunction prevention circuit 6 includes an F-V conversion circuit 6a, a comparison circuit 6b,
and an output inhibit circuit 6c.
F−V変換回路6aは、発振回路2の発振周波数を電圧
に変換するものであって、該発振周波数の上昇に対応し
た検出出力を出力するようになっている。比較回路6b
は、F−V変換回路6aの検出出力を基準値と比較する
ことによって、発振周波数が所定値を越えて上昇したか
どうかを弁別する。出力禁止回路6cは、比較回路6b
からの発振周波数が所定値を越えて上昇したことに対応
した出力に応答して、出力回路4cに対して出力禁止信
号を出力する。出力回路4cは、この出力禁止信号の入
力に応答してスイッチオン信号の出力を禁止される。The F-V conversion circuit 6a converts the oscillation frequency of the oscillation circuit 2 into a voltage, and outputs a detection output corresponding to an increase in the oscillation frequency. Comparison circuit 6b
determines whether the oscillation frequency has increased beyond a predetermined value by comparing the detection output of the F-V conversion circuit 6a with a reference value. The output prohibition circuit 6c is the comparison circuit 6b.
In response to an output corresponding to an increase in the oscillation frequency exceeding a predetermined value, an output prohibition signal is output to the output circuit 4c. The output circuit 4c is prohibited from outputting a switch-on signal in response to the input of this output prohibition signal.
したがって、本実施例の近接スイッチでは、フェライト
コアFCに磁石のような直流磁界が印加されて、該フェ
ライトコアFCの透磁率が低下した結果、発振回路2の
発振条件が不成立となってその発振が停止する結果、ス
イッチ出力処理回路4がスイッチオン信号を形成しても
、そのスイッチオン信号が、出力回路4Cから出力され
ることが禁止できるから、直流磁界の印加による誤動作
を防止することができる。Therefore, in the proximity switch of this embodiment, a direct current magnetic field like a magnet is applied to the ferrite core FC, and as a result, the magnetic permeability of the ferrite core FC decreases, and as a result, the oscillation condition of the oscillation circuit 2 is not satisfied, and the oscillation occurs. As a result, even if the switch output processing circuit 4 forms a switch-on signal, the switch-on signal can be prohibited from being output from the output circuit 4C, so malfunctions due to the application of a DC magnetic field can be prevented. can.
(発明の効果)
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
発振コイルの漏洩磁場に金属が接近していないときは、
該発振コイルのコンダクタンスによって発振条件が成立
して発振回路を、発振状態にするとともに、この発振状
態にある発振回路出力に応答−して、スイッチ出力処理
回路はスイッチオフ信号から出力させる一方、発振コイ
ルの漏洩磁場に金属が接近しているときの該発振コイル
のコンダクタンスの増大による発振条件の不成立によっ
て発振回路を発振停止状態にするとともに、この発振停
止状態にある発振回路出力に応答してスイッチ出力処理
回路からスイッチオン信号を出力させるようにし、かつ
、検出部のフェライトコアに直流磁界が印加されて、発
振回路の発振周波数が所定値にまで上昇したときは、誤
動作防止回路でもって、スイッチ出力処理回路に対して
前記スイッチオン状態信号の出力を禁止するようにした
から、直流磁界がフェライトコアに印加されることによ
る誤動作を確実に防止することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the present invention,
When metal is not close to the leakage magnetic field of the oscillation coil,
The oscillation condition is satisfied by the conductance of the oscillation coil, and the oscillation circuit is put into an oscillation state.In response to the oscillation circuit output in this oscillation state, the switch output processing circuit outputs the switch-off signal, and the oscillation circuit is turned off. When the oscillation condition is not met due to an increase in the conductance of the oscillation coil when a metal is close to the leakage magnetic field of the coil, the oscillation circuit is brought to a halt state, and a switch is activated in response to the output of the oscillation circuit in the halt state. A switch-on signal is output from the output processing circuit, and when a DC magnetic field is applied to the ferrite core of the detection section and the oscillation frequency of the oscillation circuit rises to a predetermined value, the malfunction prevention circuit turns on the switch. Since output of the switch-on state signal to the output processing circuit is prohibited, malfunctions caused by application of a DC magnetic field to the ferrite core can be reliably prevented.
第1図は本発明の実施例に係る近接スイッチの概略化回
路ブロック図、第2図は従来例の近接スイッチの概略化
回路ブロック図、第3図は金属の接近状態、および非接
近状態と、直流磁界の印加状態とのそれぞれに対応した
発振コイルのコンダクタンスの周波数特性を示す図であ
る。
2・・・発振回路、2a・・・検出部、FC・・フェラ
イトコア、HC・・・発振コイル、4・・・スイッチ出
力処理回路、6・・・誤動作防止回路、6a・・・F−
V変換回路。FIG. 1 is a schematic circuit block diagram of a proximity switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic circuit block diagram of a conventional proximity switch, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the frequency characteristics of the conductance of the oscillation coil corresponding to the application state of a DC magnetic field. 2... Oscillation circuit, 2a... Detection unit, FC... Ferrite core, HC... Oscillation coil, 4... Switch output processing circuit, 6... Malfunction prevention circuit, 6a... F-
V conversion circuit.
Claims (1)
および誤動作防止回路(6)を有しており、発振回路(
2)は、フェライトコア(FC)に発振コイル(HC)
を取り付けてなる検出部(2a)を有しており、かつ、
発振コイル(HC)の漏洩磁場に金属が接近していない
ときの該発振コイル(HC)のコンダクタンスによって
発振条件が成立して発振状態にある一方、前記漏洩磁場
に金属が接近しているときの該発振コイル(HC)のコ
ンダクタンスの増大によって前記発振条件が不成立とな
って発振停止状態になるものであり、スイッチ出力処理
回路(4)は、発振状態にある該発振回路(2)出力に
応答してスイッチオフ信号を出力し、発振停止状態にあ
る該発振回路(2)出力に応答してスイッチオン信号を
出力するものであり、 誤動作防止回路(6)は、前記発振回路(2)の発振周
波数の上昇を検出するものであり、かつ、該発振周波数
が所定値以上に上昇したときの検出に基づきスイッチ出
力処理回路(4)に対して前記スイッチオン信号の出力
を禁止するものであることを特徴とする高周波発振型近
接スイッチ。(1) Oscillation circuit (2), switch output processing circuit (4),
and a malfunction prevention circuit (6), and an oscillation circuit (
2) The oscillation coil (HC) is attached to the ferrite core (FC).
It has a detection part (2a) attached to it, and
The oscillation condition is established by the conductance of the oscillation coil (HC) when no metal is close to the leakage magnetic field of the oscillation coil (HC), and the oscillation state is established. Due to an increase in the conductance of the oscillation coil (HC), the oscillation condition is no longer satisfied and the oscillation is stopped, and the switch output processing circuit (4) responds to the output of the oscillation circuit (2) in the oscillation state. The malfunction prevention circuit (6) outputs a switch-off signal in response to the output of the oscillation circuit (2) in the oscillation stopped state, and the malfunction prevention circuit (6) outputs a switch-off signal in the oscillation circuit (2). The device detects an increase in the oscillation frequency, and prohibits the switch output processing circuit (4) from outputting the switch-on signal based on the detection when the oscillation frequency increases to a predetermined value or more. A high frequency oscillation type proximity switch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12991290A JPH0425217A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | High frequency oscillation type proximity switch |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0425217A true JPH0425217A (en) | 1992-01-29 |
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ID=15021470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP12991290A Pending JPH0425217A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | High frequency oscillation type proximity switch |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0425217A (en) |
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1990
- 1990-05-18 JP JP12991290A patent/JPH0425217A/en active Pending
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