JPH05110412A - 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ - Google Patents
発振回路及び高周波発振型近接スイツチInfo
- Publication number
- JPH05110412A JPH05110412A JP3296202A JP29620291A JPH05110412A JP H05110412 A JPH05110412 A JP H05110412A JP 3296202 A JP3296202 A JP 3296202A JP 29620291 A JP29620291 A JP 29620291A JP H05110412 A JPH05110412 A JP H05110412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- oscillation
- proximity switch
- capacitor
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
- H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
- H03K17/9542—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator
- H03K17/9545—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable frequency
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属の種類にかかわらず同一の感度で金属を
検出するための高周波発振型近接スイッチ及びこれに用
いられる発振回路を提供すること。 【構成】 コンパレータ１の出力側に抵抗Ｒ１，コンデ
ンサＣ１の直列回路、及びコンデンサＣ１に並列に発振
コイルＬとコンデンサＣ２を接続する。そしてこれらの
容量と抵抗値を適宜設定することによって、近接する金
属体の種類にかかわらず、距離に対する発振周波数の変
化を同一となるようにしている。
検出するための高周波発振型近接スイッチ及びこれに用
いられる発振回路を提供すること。 【構成】 コンパレータ１の出力側に抵抗Ｒ１，コンデ
ンサＣ１の直列回路、及びコンデンサＣ１に並列に発振
コイルＬとコンデンサＣ２を接続する。そしてこれらの
容量と抵抗値を適宜設定することによって、近接する金
属体の種類にかかわらず、距離に対する発振周波数の変
化を同一となるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属の種類にかかわらず
物体を検出できるようにした高周波発振型近接スイッチ
及びこれに用いられる発振回路に関するものである。
物体を検出できるようにした高周波発振型近接スイッチ
及びこれに用いられる発振回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常高周波発振型近接スイッチは、発振
コイルを含む発振回路によって一定の周波数で発振して
おり、金属物体が接近すれば渦電流損によって検出コイ
ルのコンダクタンスが変化する。従って発振回路の発振
レベルが低下又は発振が停止するので、発振レベルの変
化を検出することによって物体の近接を検出していた。
このような検出方法では、渦電流損が多く発生する鉄等
の磁性体金属は良好な感度で検出することができるが、
アルミニウム等の非磁性体金属では渦電流損の発生が少
なく、磁性体金属に比べて検出感度が低いという欠点が
ある。そこで検出物体の材質、即ち金属の種類によら
ず、一定の感度を持ったオールメタル型の近接スイッチ
が要望されている。
コイルを含む発振回路によって一定の周波数で発振して
おり、金属物体が接近すれば渦電流損によって検出コイ
ルのコンダクタンスが変化する。従って発振回路の発振
レベルが低下又は発振が停止するので、発振レベルの変
化を検出することによって物体の近接を検出していた。
このような検出方法では、渦電流損が多く発生する鉄等
の磁性体金属は良好な感度で検出することができるが、
アルミニウム等の非磁性体金属では渦電流損の発生が少
なく、磁性体金属に比べて検出感度が低いという欠点が
ある。そこで検出物体の材質、即ち金属の種類によら
ず、一定の感度を持ったオールメタル型の近接スイッチ
が要望されている。
【０００３】従来のオールメタル型の近接スイッチは、
例えば特開昭55-72329号に示されているように、発振回
路に帰還回路を設けこの帰還回路の周波数を共振回路の
周波数より高い周波数でインピーダンスが大きくなるよ
うに構成して、磁性体金属では渦電流損により従来通り
の原理で検出し、非磁性体金属では発振周波数の変化を
利用しフィルタによる帰還量の減衰によって検出するよ
うにした近接スイッチが提案されている。
例えば特開昭55-72329号に示されているように、発振回
路に帰還回路を設けこの帰還回路の周波数を共振回路の
周波数より高い周波数でインピーダンスが大きくなるよ
うに構成して、磁性体金属では渦電流損により従来通り
の原理で検出し、非磁性体金属では発振周波数の変化を
利用しフィルタによる帰還量の減衰によって検出するよ
うにした近接スイッチが提案されている。
【０００４】又実公昭53-30672号に示されているよう
に、２つのコイルを用い一方を検出回路、他方を基準回
路とし、検出回路のＱの低下による発振停止によって磁
性体を、インダクタンスの変化による基準回路との共振
周波数の差の拡大による発振停止によって非磁性体を、
夫々検出するようにした近接スイッチも知られている。
に、２つのコイルを用い一方を検出回路、他方を基準回
路とし、検出回路のＱの低下による発振停止によって磁
性体を、インダクタンスの変化による基準回路との共振
周波数の差の拡大による発振停止によって非磁性体を、
夫々検出するようにした近接スイッチも知られている。
【０００５】更に従来の他の形式の近接スイッチとして
は、特公昭50-14749号に示されているように、並列共振
回路と、この共振回路に電磁結合された直列共振回路と
を有し、並列共振回路側から見たインピーダンス特性を
双峰特性として形成し、金属体の種類によらずに減衰特
性を結果的に一定として出力するようにした近接スイッ
チも知られている。
は、特公昭50-14749号に示されているように、並列共振
回路と、この共振回路に電磁結合された直列共振回路と
を有し、並列共振回路側から見たインピーダンス特性を
双峰特性として形成し、金属体の種類によらずに減衰特
性を結果的に一定として出力するようにした近接スイッ
チも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のオールメタル型の近接スイッチでは、いずれも
複数のコイルが必要となり、小型化することが難しいだ
けでなく、複数のコイルがある一定関係の特性を持って
いなければ出力特性を安定化させることができない。し
かし実際には大きなばらつきがあり、又温度によってイ
ンダクタンス等が変動するため、安定性が悪くなるとい
う欠点がある。又複数のコイルを用いる必要があるた
め、構造が複雑なだけでなく調整に手間がかかり、価格
を低減することが難しいという欠点もあった。
な従来のオールメタル型の近接スイッチでは、いずれも
複数のコイルが必要となり、小型化することが難しいだ
けでなく、複数のコイルがある一定関係の特性を持って
いなければ出力特性を安定化させることができない。し
かし実際には大きなばらつきがあり、又温度によってイ
ンダクタンス等が変動するため、安定性が悪くなるとい
う欠点がある。又複数のコイルを用いる必要があるた
め、構造が複雑なだけでなく調整に手間がかかり、価格
を低減することが難しいという欠点もあった。
【０００７】本発明はこのような従来の近接スイッチの
問題点に鑑みてなされたものであって、１つのコイルを
用いて磁性体金属と非磁性体金属とを同一の感度で検出
できるようにすることを技術的課題とする。
問題点に鑑みてなされたものであって、１つのコイルを
用いて磁性体金属と非磁性体金属とを同一の感度で検出
できるようにすることを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力が閾値を越えたときに出力を反転させるスイッ
チング回路と、スイッチング回路の出力側に出力と接地
端間に接続され、抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１を有する直
列回路と、コンデンサＣ１に並列に接続された検出コイ
ルＬ及びコンデンサＣ２の直列回路と、を有し、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２の容量及び抵抗Ｒ１の抵抗値を接近する
金属体の種類にかかわらず発振周波数の変化が一定とな
るように設定したことを特徴とするものである。
は、入力が閾値を越えたときに出力を反転させるスイッ
チング回路と、スイッチング回路の出力側に出力と接地
端間に接続され、抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１を有する直
列回路と、コンデンサＣ１に並列に接続された検出コイ
ルＬ及びコンデンサＣ２の直列回路と、を有し、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２の容量及び抵抗Ｒ１の抵抗値を接近する
金属体の種類にかかわらず発振周波数の変化が一定とな
るように設定したことを特徴とするものである。
【０００９】又本願の請求項２の発明は、請求項１の発
振回路を有し、該発振回路の発振周波数の変化によって
物体までの距離を検出する信号処理回路を有することを
特徴とするものである。
振回路を有し、該発振回路の発振周波数の変化によって
物体までの距離を検出する信号処理回路を有することを
特徴とするものである。
【００１０】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、発振回路によって一定の周波数で発振してお
り、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１，Ｃ２の値を適宜設定す
ることによって、物体までの距離に応じて金属の材質に
かかわらず距離に応じて発振周波数が変化する発振回路
とすることができる。又本願の請求項２の発明では、こ
の発振回路を用いその発振周波数の変化を測定すること
によって物体までの距離を検出するようにしている。
によれば、発振回路によって一定の周波数で発振してお
り、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１，Ｃ２の値を適宜設定す
ることによって、物体までの距離に応じて金属の材質に
かかわらず距離に応じて発振周波数が変化する発振回路
とすることができる。又本願の請求項２の発明では、こ
の発振回路を用いその発振周波数の変化を測定すること
によって物体までの距離を検出するようにしている。
【００１１】
【実施例】まず本発明の原理について説明する。図２
（ａ）は発振回路の発振コイルＬの等価回路であって、
そのインダクタンスをＬ１、その直流抵抗をｒ１として
いる。そして発振コイルに近接して物体が接近したとき
には、物体を等価的にコイルＬ２と直流抵抗ｒ２で示す
ことができる。ここで相互インダクタンスをＭとすれ
ば、発振コイルの両端から見たインピーダンスＺは次の
式（１）で示される。
（ａ）は発振回路の発振コイルＬの等価回路であって、
そのインダクタンスをＬ１、その直流抵抗をｒ１として
いる。そして発振コイルに近接して物体が接近したとき
には、物体を等価的にコイルＬ２と直流抵抗ｒ２で示す
ことができる。ここで相互インダクタンスをＭとすれ
ば、発振コイルの両端から見たインピーダンスＺは次の
式（１）で示される。
【数１】 従って式１を便宜上Ｒｘ，Ｌｘの記号を用いて実数部，
虚数部に分けて表すと、コイルの両端は等価的には図２
（ｂ）のように示されることとなる。本発明はこのよう
な特性から、発振回路の発振周波数の変化を磁性金属及
び非磁性金属のいずれが接近しても、同様になるように
構成することとしている。
虚数部に分けて表すと、コイルの両端は等価的には図２
（ｂ）のように示されることとなる。本発明はこのよう
な特性から、発振回路の発振周波数の変化を磁性金属及
び非磁性金属のいずれが接近しても、同様になるように
構成することとしている。
【００１２】図１（ａ）は本発明の基本的な構成を示す
回路図である。本図において１はコンパレータであり、
その非反転入力端子には電圧Ｖthの基準電源２が接続さ
れる。コンパレータ１の出力は抵抗Ｒ１，コンデンサＣ
１の直列接続体を介して接地され、その中点が発振コイ
ルＬとコンデンサＣ２の直列接続体を介して接地され
る。又発振コイルＬとコンデンサＣ２との中点がコンパ
レータ１の反転入力端子に接続されて高周波発振型近接
スイッチの発振回路が構成される。ここで図１（ｂ）に
示すように検出物体３が接近したときに、発振コイルＬ
を図２（ａ）と同じくＬ１，ｒ１、検出物体３をインダ
クタンスＬ２と抵抗ｒ２によって表現すれば、前述した
ように図１（ｃ）に示すように表現されることとなる。
又コンパレータ１はＨレベル又はＬレベルの信号を出力
するスイッチング回路であるので、これをスイッチ４に
置き換えれば図３のように示される。
回路図である。本図において１はコンパレータであり、
その非反転入力端子には電圧Ｖthの基準電源２が接続さ
れる。コンパレータ１の出力は抵抗Ｒ１，コンデンサＣ
１の直列接続体を介して接地され、その中点が発振コイ
ルＬとコンデンサＣ２の直列接続体を介して接地され
る。又発振コイルＬとコンデンサＣ２との中点がコンパ
レータ１の反転入力端子に接続されて高周波発振型近接
スイッチの発振回路が構成される。ここで図１（ｂ）に
示すように検出物体３が接近したときに、発振コイルＬ
を図２（ａ）と同じくＬ１，ｒ１、検出物体３をインダ
クタンスＬ２と抵抗ｒ２によって表現すれば、前述した
ように図１（ｃ）に示すように表現されることとなる。
又コンパレータ１はＨレベル又はＬレベルの信号を出力
するスイッチング回路であるので、これをスイッチ４に
置き換えれば図３のように示される。
【００１３】ここで抵抗Ｒ１の端子を接地又は電圧Ｅを
持つ電源に択一的に接続するものとし、抵抗Ｒｘとコン
デンサＣ２の共通接続端となる出力電圧をＶｘとすれ
ば，Ｖinは以下のように示される。 Ｖｘ≧Ｖthのとき、Ｖin＝Ｅ Ｖｘ＜Ｖthのとき、Ｖin＝０ そしてコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷を夫々ｑ1 ，ｑ2 と
すると、次式が成り立つ。
持つ電源に択一的に接続するものとし、抵抗Ｒｘとコン
デンサＣ２の共通接続端となる出力電圧をＶｘとすれ
ば，Ｖinは以下のように示される。 Ｖｘ≧Ｖthのとき、Ｖin＝Ｅ Ｖｘ＜Ｖthのとき、Ｖin＝０ そしてコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷を夫々ｑ1 ，ｑ2 と
すると、次式が成り立つ。
【数２】
【００１４】ここでラプラス変換子Ｓを用いて表すと、
以下のようになる。 Ｖin＝Ｅのとき Ｅ／Ｓ＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ ・・・（５） 又Ｖin＝０のとき ０＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ ・・・（６） となる。従ってこれらの式より、特性方程式Ｆ（Ｓ）は
以下のように示される。 Ｆ（Ｓ）＝Ｒ１Ｃ１Ｃ２ＬｘＳ3 ＋（Ｒ１Ｃ１Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ２Ｌｘ）Ｓ2 ＋（Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ１Ｒ１＋Ｃ２Ｒ１）Ｓ＋１ ・・・（７）
以下のようになる。 Ｖin＝Ｅのとき Ｅ／Ｓ＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ ・・・（５） 又Ｖin＝０のとき ０＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ ・・・（６） となる。従ってこれらの式より、特性方程式Ｆ（Ｓ）は
以下のように示される。 Ｆ（Ｓ）＝Ｒ１Ｃ１Ｃ２ＬｘＳ3 ＋（Ｒ１Ｃ１Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ２Ｌｘ）Ｓ2 ＋（Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ１Ｒ１＋Ｃ２Ｒ１）Ｓ＋１ ・・・（７）
【００１５】この特性方程式より発振周波数ωOSC は次
式（８）で示される。
式（８）で示される。
【数３】 このため発振周波数ｆは次式（９）で示される。
【数４】
【００１６】さて式（９）においてＬｘは分母，Ｒｘは
分子にあるから、磁性体金属が近接すればＲｘの増大に
よって発振周波数が増加し、非磁性体金属が近接すれば
Ｌｘが増加することで発振周波数が増加する。そのため
抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１，Ｃ２の値を選定することに
よって、式（６）内の第１項と第２項の比率とを調整
し、磁性体金属と非磁性体金属の接近に伴う感度を同一
にすることができる。
分子にあるから、磁性体金属が近接すればＲｘの増大に
よって発振周波数が増加し、非磁性体金属が近接すれば
Ｌｘが増加することで発振周波数が増加する。そのため
抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１，Ｃ２の値を選定することに
よって、式（６）内の第１項と第２項の比率とを調整
し、磁性体金属と非磁性体金属の接近に伴う感度を同一
にすることができる。
【００１７】図４（ａ）は距離ｄに対する抵抗Ｒｘ、図
４（ｂ）は距離ｄに対するインダクタンスＬｘの磁性体
金属（鉄）と非磁性体金属（アルミニウム）の変化を示
すグラフである。本図に示すように抵抗値及びインダク
タンスはいずれも指数関数的に変化しており、その係数
のみが相違している。ここでコンデンサＣ１，Ｃ２及び
抵抗Ｒ１は以下のようにして定める。発振回路の発振コ
イルＬに対応してコンデンサＣ１，Ｃ２は近接スイッチ
として適した発振周波数となるように選択する。又特定
の距離ｄ１における鉄の抵抗値をＲｘ１（Ｆｅ），アル
ミニウムをＲｘ１（Ａｌ）とし、これと同一の距離にお
ける鉄のインダクタンスをＬｘ１（Ｆｅ），アルミニウ
ムをＬｘ１（Ａｌ）とする。そしてそのときの発振周波
数に等しいものとして次式（１０）を立てる。
４（ｂ）は距離ｄに対するインダクタンスＬｘの磁性体
金属（鉄）と非磁性体金属（アルミニウム）の変化を示
すグラフである。本図に示すように抵抗値及びインダク
タンスはいずれも指数関数的に変化しており、その係数
のみが相違している。ここでコンデンサＣ１，Ｃ２及び
抵抗Ｒ１は以下のようにして定める。発振回路の発振コ
イルＬに対応してコンデンサＣ１，Ｃ２は近接スイッチ
として適した発振周波数となるように選択する。又特定
の距離ｄ１における鉄の抵抗値をＲｘ１（Ｆｅ），アル
ミニウムをＲｘ１（Ａｌ）とし、これと同一の距離にお
ける鉄のインダクタンスをＬｘ１（Ｆｅ），アルミニウ
ムをＬｘ１（Ａｌ）とする。そしてそのときの発振周波
数に等しいものとして次式（１０）を立てる。
【数５】
【００１８】これはこの式を満足するＣ１，Ｃ２，Ｒ１
を選定することによって発振周波数が等しくなることを
示している。従ってＣ１，Ｃ２は発振周波数によって決
めるものとすれば、この式をＲ１について解いたとき得
られた値となるように抵抗Ｒ１の値を設定する。ここで
無限遠点では磁性体金属及び非磁性体金属共にインダク
タンスと抵抗値が等しいため、その発振周波数は一致し
ており、前述した距離ｄ１でこれらの発振周波数を一致
させることにより二点で物体までの距離に対する発振周
波数の変化率が一致する。そして図４に示すように抵抗
ＲｘとインダクタンスＬｘはいずれも係数のみが異な
り、ほぼ同一の変化を有する曲線として示されるため、
ｄ１以外の検出距離についてもその発振周波数の変化率
はほぼ一致することとなる。これは実験的にも確かめら
れ、図５に示す特性が得られている。図５において〇は
磁性体金属である鉄、×は非磁性体金属であるアルミニ
ウムの物体までの距離に対する発振周波数の変化率をプ
ロットしたものである。
を選定することによって発振周波数が等しくなることを
示している。従ってＣ１，Ｃ２は発振周波数によって決
めるものとすれば、この式をＲ１について解いたとき得
られた値となるように抵抗Ｒ１の値を設定する。ここで
無限遠点では磁性体金属及び非磁性体金属共にインダク
タンスと抵抗値が等しいため、その発振周波数は一致し
ており、前述した距離ｄ１でこれらの発振周波数を一致
させることにより二点で物体までの距離に対する発振周
波数の変化率が一致する。そして図４に示すように抵抗
ＲｘとインダクタンスＬｘはいずれも係数のみが異な
り、ほぼ同一の変化を有する曲線として示されるため、
ｄ１以外の検出距離についてもその発振周波数の変化率
はほぼ一致することとなる。これは実験的にも確かめら
れ、図５に示す特性が得られている。図５において〇は
磁性体金属である鉄、×は非磁性体金属であるアルミニ
ウムの物体までの距離に対する発振周波数の変化率をプ
ロットしたものである。
【００１９】尚距離ｄ１だけでなく更に他の距離ｄ２，
ｄ３を選定して、それによって式（１０）と同一の式を
解き、コンデンサＣ１，Ｃ２と抵抗Ｒ１との値を全て連
立方程式によって決定することも考えられる。こうすれ
ば特性を完全に一致させることができる。しかしこの場
合には発振周波数を任意に決定することができないた
め、近接スイッチとしては返って不都合なものとなる恐
れがある。そこで本実施例では特定の距離ｄ１について
のみ式（１０）を立て、Ｃ１，Ｃ２を適宜選択して発振
周波数を選択すると共に、金属の種類に応じて周波数変
化の特性とを一致させるようにしている。
ｄ３を選定して、それによって式（１０）と同一の式を
解き、コンデンサＣ１，Ｃ２と抵抗Ｒ１との値を全て連
立方程式によって決定することも考えられる。こうすれ
ば特性を完全に一致させることができる。しかしこの場
合には発振周波数を任意に決定することができないた
め、近接スイッチとしては返って不都合なものとなる恐
れがある。そこで本実施例では特定の距離ｄ１について
のみ式（１０）を立て、Ｃ１，Ｃ２を適宜選択して発振
周波数を選択すると共に、金属の種類に応じて周波数変
化の特性とを一致させるようにしている。
【００２０】図６は本発明の第２実施例による発振回路
の一例を示す回路図である。本実施例では前述した第１
実施例のコンパレータ１に代えてインバータ１１を用い
て構成している。インバータ１１の出力側に接続された
抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１及び検出コイルＬとコンデン
サＣ２については前述した第１実施例と同様であるの
で、詳細な説明を省略する。尚本実施例のインバータ１
１に代えて増幅率の高い反転増幅器を用いてもよく、入
力信号を所定の閾値で弁別し、出力を反転してスイッチ
ング信号を出力する種々のスイッチング回路によって実
現することができる。
の一例を示す回路図である。本実施例では前述した第１
実施例のコンパレータ１に代えてインバータ１１を用い
て構成している。インバータ１１の出力側に接続された
抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１及び検出コイルＬとコンデン
サＣ２については前述した第１実施例と同様であるの
で、詳細な説明を省略する。尚本実施例のインバータ１
１に代えて増幅率の高い反転増幅器を用いてもよく、入
力信号を所定の閾値で弁別し、出力を反転してスイッチ
ング信号を出力する種々のスイッチング回路によって実
現することができる。
【００２１】図７は本発明の第３実施例による発振回路
の一例を示す回路図である。本実施例では図７に示すよ
うにコンデンサＣ２に並列に抵抗Ｒ２を接続している。
こうすれば発振周波数は次の式（１１）で示される。
の一例を示す回路図である。本実施例では図７に示すよ
うにコンデンサＣ２に並列に抵抗Ｒ２を接続している。
こうすれば発振周波数は次の式（１１）で示される。
【数６】 この場合には式１１の平方根内の第３項に示されるよう
に、Ｌｘ，Ｒｘに無関係の項が存在するため、抵抗Ｒ２
の抵抗値を適宜設定することによって発振周波数ｆを所
望の周波数となるように調整することができる。尚この
場合にもコンパレータ１に代えてインバータや高い増幅
率の反転増幅器等を用いて構成することが可能である。
に、Ｌｘ，Ｒｘに無関係の項が存在するため、抵抗Ｒ２
の抵抗値を適宜設定することによって発振周波数ｆを所
望の周波数となるように調整することができる。尚この
場合にもコンパレータ１に代えてインバータや高い増幅
率の反転増幅器等を用いて構成することが可能である。
【００２２】又図８は第１実施例による発振回路を用い
た高周波発振型近接スイッチの一実施例を示すブロック
図である。本実施例においてはコンパレータ１の出力は
抵抗Ｒ１に加えてＦ／Ｖ変換回路２１に接続される。Ｆ
／Ｖ変換回路２１は入力信号の周波数を電圧に変換する
ものであって、その出力は信号処理回路２２に与えられ
る。信号処理回路２２は物体が近接していないときの電
圧信号と物体が近接したときの電圧信号の比に基づいて
前述した図５のグラフにより物体までの距離を識別する
ものであって、その出力は出力回路２３を介して外部に
出力される。信号処理回路２２は例えば非線形出力回路
によって構成してもよく、又ＲＯＭテーブル等に距離信
号を保持しておきこの信号を出力するようにしてもよ
い。
た高周波発振型近接スイッチの一実施例を示すブロック
図である。本実施例においてはコンパレータ１の出力は
抵抗Ｒ１に加えてＦ／Ｖ変換回路２１に接続される。Ｆ
／Ｖ変換回路２１は入力信号の周波数を電圧に変換する
ものであって、その出力は信号処理回路２２に与えられ
る。信号処理回路２２は物体が近接していないときの電
圧信号と物体が近接したときの電圧信号の比に基づいて
前述した図５のグラフにより物体までの距離を識別する
ものであって、その出力は出力回路２３を介して外部に
出力される。信号処理回路２２は例えば非線形出力回路
によって構成してもよく、又ＲＯＭテーブル等に距離信
号を保持しておきこの信号を出力するようにしてもよ
い。
【００２３】尚この発振回路を用いた近接スイッチでは
図５に示すように、発振の断続ではなく検出距離に対応
して連続的に変化する信号が得られる。従って近接スイ
ッチと物体までの距離に応じて最適な検出範囲を設定し
ておき、この領域から外れた場合に報知信号を出力する
等の自己診断機能を付加することも可能である。
図５に示すように、発振の断続ではなく検出距離に対応
して連続的に変化する信号が得られる。従って近接スイ
ッチと物体までの距離に応じて最適な検出範囲を設定し
ておき、この領域から外れた場合に報知信号を出力する
等の自己診断機能を付加することも可能である。
【００２４】又図９は第１実施例による発振回路を用い
た高周波発振型近接スイッチの他の実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例においてはコンパレータ１の出力
端は抵抗Ｒ１に加えて計数回路３１にも接続される。計
数回路３１は発振周波数のパルス数を計数するものであ
って、その出力は演算回路３２に与えられる。演算回路
３２は、通常の発振時と物体が近接したときの発振周波
数の比に基づいて物体までの距離を出力するものであ
り、その信号は出力回路３３を介して外部に出力され
る。
た高周波発振型近接スイッチの他の実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例においてはコンパレータ１の出力
端は抵抗Ｒ１に加えて計数回路３１にも接続される。計
数回路３１は発振周波数のパルス数を計数するものであ
って、その出力は演算回路３２に与えられる。演算回路
３２は、通常の発振時と物体が近接したときの発振周波
数の比に基づいて物体までの距離を出力するものであ
り、その信号は出力回路３３を介して外部に出力され
る。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、極めて簡単な構成で磁性体金属と非磁性体金属とを
同一感度で検出することができる。又１つの発振コイル
を用いているため、調整に手間がかかることがなく、高
い安定性を得ることができるという効果が得られる。更
に従来の発振回路のようにある閾値を境にして発振，停
止が切換わるのではなく、検出物体の距離に応じて連続
的に周波数が変化するため、発振回路の検知領域を限定
する自己診断機能を容易に付加することも可能である。
ば、極めて簡単な構成で磁性体金属と非磁性体金属とを
同一感度で検出することができる。又１つの発振コイル
を用いているため、調整に手間がかかることがなく、高
い安定性を得ることができるという効果が得られる。更
に従来の発振回路のようにある閾値を境にして発振，停
止が切換わるのではなく、検出物体の距離に応じて連続
的に周波数が変化するため、発振回路の検知領域を限定
する自己診断機能を容易に付加することも可能である。
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施例に
よる発振回路の基本的な構成を示す回路図であり、
（ｂ）は近接する物体の等価回路、（ｃ）はこの等価回
路を含めた発振回路の等価回路を示す回路図である。
よる発振回路の基本的な構成を示す回路図であり、
（ｂ）は近接する物体の等価回路、（ｃ）はこの等価回
路を含めた発振回路の等価回路を示す回路図である。
【図２】（ａ）は発振コイルと検出物体の等価回路、
（ｂ）はこれを含めた等価回路である。
（ｂ）はこれを含めた等価回路である。
【図３】本発明の発振回路の基本的な回路構成を示す回
路図である。
路図である。
【図４】（ａ）は距離に対するＲｘの値、（ｂ）は距離
に対するＬｘの変化を示すグラフである。
に対するＬｘの変化を示すグラフである。
【図５】本実施例の距離に対する発振周波数の変化率を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施例による発振回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図７】本発明の第３の実施例による発振回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図８】本発明の第１実施例による発振回路を用いた高
周波発振型近接スイッチの一例を示すブロック図であ
る。
周波発振型近接スイッチの一例を示すブロック図であ
る。
【図９】第１実施例による発振回路を用いた高周波発振
型近接スイッチの他の例を示すブロック図である。
型近接スイッチの他の例を示すブロック図である。
Ｌ 発振コイル Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ １ コンパレータ ２ 基準電源 ３ 検出物体 １１ インバータ ２１ Ｆ／Ｖ変換回路 ２２ 信号処理回路 ２３，３３ 出力回路 ３１ 計数回路 ３２ 演算回路
Claims (2)
- 【請求項１】 入力が閾値を越えたときに出力を反転さ
せるスイッチング回路と、 前記スイッチング回路の出力側に出力と接地端間に接続
され、抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１を有する直列回路と、 前記コンデンサＣ１に並列に接続された検出コイルＬ及
びコンデンサＣ２の直列回路と、 を有し、前記コンデンサＣ１，Ｃ２の容量及び前記抵抗
Ｒ１の抵抗値を接近する金属体の種類にかかわらず発振
周波数の変化が一定となるように設定したことを特徴と
する発振回路。 - 【請求項２】 請求項１の発振回路を有し、該発振回路
の発振周波数の変化によって物体までの距離を検出する
信号処理回路を有することを特徴とする高周波発振型近
接スイッチ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296202A JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
| US07/959,926 US5264809A (en) | 1991-10-15 | 1992-10-14 | Oscillator circuit and proximity switch using |
| EP19920117642 EP0537747A3 (en) | 1991-10-15 | 1992-10-15 | Oscillator circuit and proximity switch using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296202A JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110412A true JPH05110412A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17830496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3296202A Pending JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5264809A (ja) |
| EP (1) | EP0537747A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05110412A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103427764A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-04 | 高玉琴 | 一种金属探测器用的振荡器 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427990C2 (de) * | 1994-08-08 | 2000-11-23 | Becker Wolf Juergen | Induktiver Näherungssensor zur materialunabhängigen Abstandsmessung |
| DE19611810C2 (de) * | 1996-03-26 | 2000-12-28 | Balluff Gebhard Gmbh & Co | Berührungslos arbeitender Näherungsschalter |
| US5880681A (en) * | 1997-09-16 | 1999-03-09 | Caterpillar Inc. | Apparatus for determining the position of a work implement |
| US6446012B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-09-03 | Bfcs Technology, Inc. | Proximity detector for hard-to-detect materials |
| DE10004718C5 (de) * | 2000-02-03 | 2008-06-19 | Balluff Gmbh | Induktiver Näherungssensor |
| DE10242385B4 (de) * | 2002-09-12 | 2005-09-01 | Cherry Gmbh | Induktive Sensoreinheit |
| ATE359620T1 (de) * | 2003-09-11 | 2007-05-15 | Cherry Gmbh | Induktiver schalter |
| US7719263B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-05-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Inductive position measuring device or goniometer |
| US7667547B2 (en) * | 2007-08-22 | 2010-02-23 | Cardiomems, Inc. | Loosely-coupled oscillator |
| EP2911299B1 (de) | 2014-02-20 | 2020-08-26 | Pepperl + Fuchs GmbH | Verfahren und Schaltung zum Auswerten einer von einem Sensor erfassten physikalischen Messgröße |
| DE202020105904U1 (de) | 2020-10-15 | 2021-10-18 | Cherry Europe Gmbh | Einrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks eines Tastenmoduls und Tastatur |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186614A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 近接スイツチ |
| DE3912946C3 (de) * | 1989-04-20 | 1996-06-20 | Turck Werner Kg | Induktiver Näherungsschalter |
| JPH02312316A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-27 | Omron Corp | 高周波発振型近接スイッチ |
| JPH0514749A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Toshiba Corp | カラーコピー制御装置 |
| JPH05330672A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-14 | Fuji Electric Co Ltd | 紙幣繰出装置 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3296202A patent/JPH05110412A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-14 US US07/959,926 patent/US5264809A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-15 EP EP19920117642 patent/EP0537747A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103427764A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-04 | 高玉琴 | 一种金属探测器用的振荡器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0537747A3 (en) | 1993-06-02 |
| US5264809A (en) | 1993-11-23 |
| EP0537747A2 (en) | 1993-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6515107B2 (ja) | 複数の共振センサに対する単一チャネルインタフェースを備えた誘導性位置感知 | |
| AU662739B2 (en) | Vehicle detector with series resonant oscillator drive | |
| JPH05110412A (ja) | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ | |
| US6836128B2 (en) | Inductive flow sensor for determining the position of flowing elements and method of determining the position of flow | |
| JPH10513549A (ja) | 副ループ動作された電流変圧器を有する直流及び交流電流センサ | |
| EP0305013A2 (en) | Inductive proximity sensor | |
| US4553040A (en) | Inductive proximity switch | |
| JPH02312316A (ja) | 高周波発振型近接スイッチ | |
| JPH0614604B2 (ja) | 共振回路の温度補償方法 | |
| US6384596B1 (en) | Variable inductance transducer circuit producing an electrical current and voltage output | |
| JPH0614383B2 (ja) | コイン検査装置 | |
| JPH0613876A (ja) | 近接スイッチ | |
| JPH0252220A (ja) | 信号形成装置 | |
| CN104729544A (zh) | 基于halios的抗强磁干扰的电涡流传感器 | |
| JPH0629817A (ja) | 近接スイッチ | |
| JPS60173475A (ja) | 自励発振形電流センサ | |
| JP3297933B2 (ja) | 近接スイッチ | |
| JP3330450B2 (ja) | 変位検出器 | |
| JPH0224476B2 (ja) | ||
| JP3505961B2 (ja) | 近接センサ | |
| JP3033272B2 (ja) | 高周波磁気特性測定システム | |
| JPS5923054B2 (ja) | 近接スイツチ | |
| JPS601481Y2 (ja) | 三軸方向を検出する近接スイツチ | |
| JPS57179682A (en) | Metal detector | |
| JPS60235524A (ja) | 近接スイツチ |