JPS5827460Y2 - Kinsetsu Switch - Google Patents

Kinsetsu Switch

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JPS5827460Y2
JPS5827460Y2 JP18025275U JP18025275U JPS5827460Y2 JP S5827460 Y2 JPS5827460 Y2 JP S5827460Y2 JP 18025275 U JP18025275 U JP 18025275U JP 18025275 U JP18025275 U JP 18025275U JP S5827460 Y2 JPS5827460 Y2 JP S5827460Y2
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JP
Japan
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output
level
converter
negative feedback
conversion device
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JP18025275U
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Japanese (ja)
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JPS5292257U (en
Inventor
泰宏 山本
Original Assignee
オムロン株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案はループコイルのインダクタンス変化を利用し
て物体(特に金属)を検出する近接スイッチに関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a proximity switch that detects an object (particularly metal) by using a change in inductance of a loop coil.

従来の近接スイッチは例えば第1図に示すように構成さ
れている。
A conventional proximity switch is constructed, for example, as shown in FIG.

すなわち第1図は近接スイッチを金属検出器に適用した
場合で、第1図においてループコイル11が発振器12
に接続されており、金属の接近によりループコイルのイ
ンダクタンスが変化することにより発振器12の発振周
波数を変化させる。
That is, FIG. 1 shows a case where the proximity switch is applied to a metal detector, and in FIG. 1, the loop coil 11 is connected to the oscillator 12.
The oscillation frequency of the oscillator 12 is changed by changing the inductance of the loop coil due to the proximity of the metal.

この発振周波数の変化が周波数電圧変換装置13によっ
て電圧変化に変換される。
This change in oscillation frequency is converted into a voltage change by the frequency-voltage conversion device 13.

周波数電圧変換装置13は振巾制限回路14と周波数弁
別回路15と直流増巾回路16とから構成される。
The frequency-voltage converter 13 includes an amplitude limiting circuit 14, a frequency discrimination circuit 15, and a DC amplification circuit 16.

この変換装置13の出力は電圧弁別装置17に送られ、
その変化量が一定レベルに達したときリレー18を駆動
する検出信号を生じるようにしている。
The output of this converter 13 is sent to a voltage discriminator 17,
When the amount of change reaches a certain level, a detection signal that drives the relay 18 is generated.

更に変換装置13の出力は帰還制御回路20を経て可変
容量回路19に送られ周波数弁別回路15の弁別周波数
を変化させるようにしている。
Further, the output of the converter 13 is sent to a variable capacitance circuit 19 via a feedback control circuit 20 to change the discrimination frequency of the frequency discrimination circuit 15.

こうして装置13の負帰還回路が構成されている。In this way, the negative feedback circuit of the device 13 is constructed.

この第1図の金属検出器の動作は以下のようである。The operation of the metal detector shown in FIG. 1 is as follows.

金属がループコイル11に接近する以前には変換装置1
3の出力は第2図に示すレベルL。
Before the metal approaches the loop coil 11, the converter 1
The output of No. 3 is at level L shown in FIG.

で安定している。It is stable.

すなわち負帰還回路の働きによりり。に安定させられて
いるのである。
In other words, it depends on the function of the negative feedback circuit. It is stabilized by

金属が接近すると出力は上昇しレベルL1及びL2を越
える。
As the metal approaches, the output increases and exceeds levels L1 and L2.

レベルL2は動作レベルであり、このレベルL2を越え
たとき電圧弁別装置17が働いて検出信号を生じる。
Level L2 is an operating level, and when this level L2 is exceeded, voltage discriminator 17 operates to generate a detection signal.

そして帰還回路の働きにより出力はこのレベルL2に維
持される。
The output is maintained at this level L2 by the action of the feedback circuit.

金属が離れていくと出力はレベルL2からLl、Loを
経て下降するが、負帰還回路の作用により最初の状態と
同様にレベルL。
As the metal separates, the output drops from level L2 through Ll and Lo, but due to the action of the negative feedback circuit, it remains at level L, similar to the initial state.

で安定スる。It's stable.

レベルL1は復帰レベルでレベルL1を下まわるときに
電圧弁別装置17が復帰し検出信号が停止する。
The level L1 is a return level, and when the level falls below the level L1, the voltage discriminator 17 returns and the detection signal stops.

以上は通常の動作であるが、金属が振動したり跳ね上が
ったりするとループコイル11からの距離が変わるため
、第2図の点線に示すように出力が下がり復帰レベルL
1を越えることが生じる。
The above is a normal operation, but when the metal vibrates or jumps up, the distance from the loop coil 11 changes, so the output decreases to the return level L as shown by the dotted line in Figure 2.
It may occur that the value exceeds 1.

従来の近接スイッチではこのように検出信号がいったん
ONとなった後OFFするといういわゆるチャタリング
が生じる場合があり、これらが欠点となっていた。
In conventional proximity switches, so-called chattering, in which the detection signal once turns ON and then turns OFF, may occur, which has been a drawback.

この考案は上記の欠点を取り除きチャタリングを起こさ
ないように改善した近接スイッチを提供することを目的
とする。
The object of this invention is to provide an improved proximity switch that eliminates the above-mentioned drawbacks and does not cause chattering.

以下本考案に係る一実施例について第3図以降の図面を
参照しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 3 and subsequent drawings.

第3図は本考案を金属検出器に適用した一実施例を示す
もので、第1図と同一の部分は図示することを省略しで
あるかあるいは同一の番号が付されている。
FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a metal detector, and the same parts as in FIG. 1 are omitted from illustration or are given the same numbers.

第3図において電圧弁別装置21は金属体の接近を検出
する検出信号を生じるもので、その電圧弁別回路22の
弁別レベルは動作レベルL2である。
In FIG. 3, a voltage discrimination device 21 generates a detection signal for detecting the approach of a metal object, and the discrimination level of the voltage discrimination circuit 22 is an operating level L2.

帰還レベル切換え回路31はトランジスタ32とそのコ
レクタ・エミッタ間に接続された抵抗33とエミッタに
接続された抵抗34とからなっている。
The feedback level switching circuit 31 consists of a transistor 32, a resistor 33 connected between its collector and emitter, and a resistor 34 connected to its emitter.

負帰還装置41は差動増巾回路42とトランジスタ43
とコンデンサ44とFET45と可変容量ダイオード4
6とから構成されている。
The negative feedback device 41 includes a differential amplifier circuit 42 and a transistor 43.
, capacitor 44, FET 45, and variable capacitance diode 4
It consists of 6.

差動増巾回路42の基準電圧はレベルL。The reference voltage of the differential amplification circuit 42 is at level L.

である。帰還量補償回路51は差動増巾回路52とトラ
ンジスタ53とから構成されている。
It is. The feedback amount compensation circuit 51 is composed of a differential amplification circuit 52 and a transistor 53.

この差動増巾回路52の基準電圧はレベルLoである。The reference voltage of this differential amplification circuit 52 is at level Lo.

電圧弁別装置61.71.81.91は変換装置13の
出力のレベルを弁別するもので゛、それぞれ、電圧弁別
回路62,72,82.92と、これら各回路の出力端
子にダイオードを介して接続された抵抗63゜73.8
3.93とから構成されている。
The voltage discrimination devices 61, 71, 81, and 91 discriminate the level of the output of the converter 13, and are connected to the voltage discrimination circuits 62, 72, 82, and 92, respectively, and the output terminals of these circuits via diodes. Connected resistance 63°73.8
3.93.

各電圧弁別回路62.72,82.92は、その各弁別
レベルがそれぞれL3. L4. L5. Lsとなっ
ており、変換装置13の出力が各弁別レベルより小さい
ときはその出力端子がHとなり、大きいときはLとなっ
て各抵抗の一端がダイオードを介して接地される。
Each voltage discrimination circuit 62.72, 82.92 has its respective discrimination level L3. L4. L5. When the output of the conversion device 13 is smaller than each discrimination level, its output terminal becomes H, and when it is larger, it becomes L, and one end of each resistor is grounded via a diode.

まず金属が接近していないときには変換装置13の出力
は安定レベルL。
First, when metal is not close, the output of the converter 13 is at a stable level L.

を下まわろうとする。従って帰還量補償回路51の差動
増巾回路52の出力はOFFとなり、トランジスタ53
がOFFする。
trying to go below. Therefore, the output of the differential amplifier circuit 52 of the feedback amount compensation circuit 51 is turned OFF, and the transistor 53
turns off.

そのため負帰還装置41のコンデンサ44に帰還量補償
回路51から急速に充電が行われる。
Therefore, the capacitor 44 of the negative feedback device 41 is rapidly charged by the feedback amount compensation circuit 51.

そのため可変容量ダイオード46の容量が増大し、こう
して変換装置13の出力を増大させる。
Therefore, the capacitance of the variable capacitance diode 46 increases, thus increasing the output of the converter 13.

そのため金属体が接近していない場合でも変換装置13
の出力は安定レベルL。
Therefore, even if the metal objects are not close to each other, the converter 13
The output is at stable level L.

(第4図参照)に維持される。変換装置13の出力がレ
ベルL。
(See Figure 4). The output of the converter 13 is at level L.

を越えるが動作レベルL2に到らない場合には電圧弁別
回路22の出力はHレベルにある。
If the voltage exceeds the operating level L2 but does not reach the operating level L2, the output of the voltage discrimination circuit 22 is at the H level.

そのため帰還レベル切換え回路31のトランジスタ32
はON状態である。
Therefore, the transistor 32 of the feedback level switching circuit 31
is in the ON state.

そのため変換装置13の出力がトランジスタ32のコレ
クタ・エミッタ通路を経て負帰還装置41に送られる。
Therefore, the output of the converter 13 is sent to the negative feedback device 41 via the collector-emitter path of the transistor 32.

すなわち変換装置13の出力がそのまま負帰還装置41
に送られることになり、負帰還の作用により変換装置1
3の出力はレベルL。
In other words, the output of the conversion device 13 is sent directly to the negative feedback device 41.
, and due to the effect of negative feedback, the converter 1
The output of 3 is level L.

に落ち着き安定状態を保つ。Calm down and maintain a stable state.

金属が接近して第4図に示すように変換装置13の出力
がレベルLt、 L2. L3. L4を順次越えたと
する。
As the metal approaches, the output of the converting device 13 becomes level Lt, L2. as shown in FIG. L3. Assume that L4 is successively exceeded.

すると動作レベルL2を越えた時点で電圧弁別回路22
の出力がHからLへと変り、検出信号が生じる。
Then, when the operating level L2 is exceeded, the voltage discrimination circuit 22
The output changes from H to L, and a detection signal is generated.

そのため帰還レベル切換え回路31のトランジスタ32
はOFF L、その結果変換装置13の出力は抵抗33
と34とで分圧されることになる。
Therefore, the transistor 32 of the feedback level switching circuit 31
is OFF L, and as a result, the output of the converter 13 is at the resistor 33.
The pressure will be divided by and 34.

更にレベルL3. L4を越えたことにより電圧弁別回
路62.72の出力端子がそれぞれHからLとなる。
Furthermore, level L3. Since the voltage exceeds L4, the output terminals of the voltage discrimination circuits 62 and 72 change from H to L.

従って抵抗34に対して抵抗63.73が並列に接続さ
れることになり、変換装置13の出力はこの抵抗33,
34,63.73で構成される分圧回路により分圧され
て負帰還装置41に送られることとなる。
Therefore, the resistors 63 and 73 are connected in parallel to the resistor 34, and the output of the converter 13 is this resistor 33,
The voltage is divided by a voltage dividing circuit composed of 34, 63, and 73 and sent to the negative feedback device 41.

この分圧回路によれば変換装置13の出力は R1,R2,Ra、 R4:抵抗33,34,63.7
3の値式の倍となっている。
According to this voltage dividing circuit, the outputs of the converter 13 are R1, R2, Ra, R4: Resistors 33, 34, 63.7
It is double the value expression of 3.

ところで抵抗33,34,63.73・・・・・・の各
値は以下の式を満たすように設定されている。
By the way, the values of the resistors 33, 34, 63.73, . . . are set so as to satisfy the following formula.

すなわち第4図に示すようにレベルL4を越えた変換装
置13の出力はレベルL。
That is, as shown in FIG. 4, the output of the converter 13 that exceeds the level L4 is at the level L.

を越えた程度のレベルに変換されているわけである。In other words, it has been converted to a level that exceeds that level.

差動増巾回路42の基準電圧はり。Reference voltage level of the differential amplification circuit 42.

であるから負帰還の作用により差動増巾回路42の入力
がレベルL。
Therefore, the input of the differential amplifier circuit 42 is at level L due to the effect of negative feedback.

となるように制御される。It is controlled so that

そのため変換装置13の出力はレベルL4に落ち着くこ
とになる。
Therefore, the output of the converter 13 settles at level L4.

従って金属の跳ね上がりや振動などによって第4図に示
すように変換装置13の出力が減少した場合でも復帰レ
ベルL1にまで減少することなくチャタリングを起こす
恐れがない。
Therefore, even if the output of the converter 13 decreases as shown in FIG. 4 due to metal bounce or vibration, the output does not decrease to the recovery level L1 and there is no risk of chattering.

なおレベルL2. L3.L4. Ls・・・・・・を
それぞれ越えた場合に一番高い段階のレベルで安定しよ
うとすることは他のレベルについても同様である。
Note that level L2. L3. L4. The same goes for the other levels as well, as when each exceeds Ls..., it tries to stabilize at the highest level.

以上本考案の一実施例について説明したように、本考案
によれば変換装置13の出力を複数段のレベルで弁別し
、変換装置13の出力が越えたレベルのうちで一番高い
レベルにその出力を安定させようとする負帰還制御がな
されている。
As described above with respect to an embodiment of the present invention, according to the present invention, the output of the converting device 13 is discriminated at multiple levels, and the highest level among the levels exceeded by the output of the converting device 13 is determined. Negative feedback control is used to stabilize the output.

従ってより高い出力レベルで変換装置13の出力が安定
するため金属の跳ね上がりや振動などによってチャタリ
ングを起こすことがないのである。
Therefore, since the output of the converter 13 is stabilized at a higher output level, chattering due to metal bounce, vibration, etc. does not occur.

なお上記の説明のように本考案によれば近接体の接近に
よる変換装置の出力レベルが各段階で安定している。
As described above, according to the present invention, the output level of the converter is stabilized at each stage due to the approach of a nearby object.

そのためこのことを利用して近接体の大きさを判別する
ことが可能である。
Therefore, it is possible to use this fact to determine the size of the nearby object.

すなわち第5図に示すようにループコイル11が配置さ
れているとき、その上方を矢印に示すように板状の近接
体が通過していく場合に近接体が横切るコイル11の面
積の占有率によって変換装置13の出力が第6図に示す
ように変化する。
In other words, when the loop coil 11 is arranged as shown in FIG. 5, when a plate-shaped proximate object passes above it as shown by the arrow, the area occupied by the coil 11 that the proximate object crosses is determined by The output of the converter 13 changes as shown in FIG.

変換装置13の出力のレベルを知ることにより占有率が
求められ、従って近接体の大きさを知ることが可能とな
る。
By knowing the level of the output of the converting device 13, the occupancy rate can be determined, and it is therefore possible to know the size of the nearby object.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例を示すブロック図、第2図は第1図の動
作を説明するためのタイムチャート、第3図は本考案の
一実施例を示す回路図、第4図は第3図の動作を説明す
るためのタイムチャート、第5図はループコイルと近接
体との占有率の関係を示す模式図、第6図は占有率と出
力との関係を示すグラフである。 11・・・・・・ループコイル、12・・・・・・発振
器、13・・・・・・周波数電圧変換装置、14・・・
・・・振巾制限回路、15・・・・・・周波数弁別回路
、16・・・・・・直流増巾回路、17・・・・・・電
圧弁別装置、18・・・・・・リレー、19・・・・・
・可変容量回路、20・・・・・・帰還制御回路、21
.61.71.81.91・・・・・・電圧弁別装置、
31・・・・・・帰還レベル切換え回路、41・・・・
・・負帰還装置、51・・・・・・帰還量補償回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional example, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the occupancy rate of the loop coil and a nearby body, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the occupancy rate and the output. 11... Loop coil, 12... Oscillator, 13... Frequency voltage converter, 14...
... amplitude limiting circuit, 15 ... frequency discrimination circuit, 16 ... direct current amplification circuit, 17 ... voltage discrimination device, 18 ... ... relay , 19...
・Variable capacitance circuit, 20... Feedback control circuit, 21
.. 61.71.81.91...Voltage discrimination device,
31... Feedback level switching circuit, 41...
... Negative feedback device, 51 ... Feedback amount compensation circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 近接体の接近によって発振状態が変化する発振器と、こ
の発振器の発振出力を変換する変換装置と、この変換装
置の出力が入力され、この入力と基準レベルとの差をと
りこの差に応じた信号を前記変換装置の入力側に負帰還
することによって前記の差が無くなるよう動作させる負
帰還装置と、前記変換装置の出力が動作レベルに達した
ことを弁別して検出信号を生じる第1の弁別装置と、前
記変換装置の出力が前記動作レベルに達しない場合に前
記変換装置の出力を安定レベルに維持するよう前記負帰
還装置を制御する帰還量補償回路と、前記変換装置の出
力端子と前記負帰還装置の入力端子との間に挿入され、
前記変換装置の出力を前記動作レベル以上において複数
段のレベルに弁別する第2の弁別装置を備え、前記第1
の弁別装置の出力に応答して動作し、前記変換装置出力
が前記動作レベルより小さいときは前記変換装置出力を
そのまま前記負帰還装置入力端子に伝達し、前記変換装
置出力が前記動作レベルより大きいときは前記第2の弁
別装置により弁別されたレベルに応じて変えられた分圧
比で分圧した前記変換装置出力を前記負帰還装置の入力
端子に伝達する帰還レベル切換え回路とを有することを
特徴とする近接スイッチ。
An oscillator whose oscillation state changes when a nearby object approaches, a converter that converts the oscillation output of this oscillator, the output of this converter is input, the difference between this input and a reference level is calculated, and a signal corresponding to this difference is generated. a negative feedback device that operates to eliminate the difference by providing negative feedback to the input side of the conversion device; and a first discrimination device that generates a detection signal by discriminating when the output of the conversion device has reached an operating level. a feedback amount compensation circuit that controls the negative feedback device to maintain the output of the conversion device at a stable level when the output of the conversion device does not reach the operating level; inserted between the input terminal of the feedback device,
a second discrimination device that discriminates the output of the conversion device into a plurality of levels at or above the operation level;
operates in response to the output of the discriminator, and when the converter output is smaller than the operating level, the converter output is directly transmitted to the negative feedback device input terminal, and the converter output is higher than the operating level. and a feedback level switching circuit that transmits the output of the conversion device divided by a voltage division ratio changed according to the level discriminated by the second discrimination device to the input terminal of the negative feedback device. Proximity switch.
JP18025275U 1975-12-30 1975-12-30 Kinsetsu Switch Expired JPS5827460Y2 (en)

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