JPS5926498Y2 - Proximity switch - Google Patents

Proximity switch

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JPS5926498Y2
JPS5926498Y2 JP11881278U JP11881278U JPS5926498Y2 JP S5926498 Y2 JPS5926498 Y2 JP S5926498Y2 JP 11881278 U JP11881278 U JP 11881278U JP 11881278 U JP11881278 U JP 11881278U JP S5926498 Y2 JPS5926498 Y2 JP S5926498Y2
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JP
Japan
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circuit
voltage
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capacitor
current
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JP11881278U
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JPS5535743U (en
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久敏 野寺
文男 神谷
建治 上田
敞行 宮本
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オムロン株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は金属物体の存在及び位置などを無接触で検出
する高周波発振形近接スイッチに関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a high frequency oscillation type proximity switch that detects the presence and position of a metal object without contact.

従来の近接スイッチは、一般に第1図のように構成され
る。
A conventional proximity switch is generally constructed as shown in FIG.

第1図において近接スイッチ10は、近接センサ回路を
なすIC回路11と、このIC回路11のみでは出力電
流容量が不足するので接続されたトランジスタ33とに
より主に構成されている。
In FIG. 1, the proximity switch 10 is mainly composed of an IC circuit 11 forming a proximity sensor circuit, and a transistor 33 connected to the IC circuit 11 since the output current capacity is insufficient by itself.

このIC回路11は、内部に発振回路12.コンパレー
タ13、積分回路14、コンパレータ15、出力回路1
6、定電圧回路17及び電源リセット回路18を有して
おり、検出コイル21.感度調整用可変抵抗22、側路
コンデンサ23、積分コンテ゛ンサ24、電源ノセット
用コンテ゛ンサ25などが外付けされる。
This IC circuit 11 has an oscillation circuit 12. Comparator 13, integration circuit 14, comparator 15, output circuit 1
6. It has a constant voltage circuit 17 and a power supply reset circuit 18, and has a detection coil 21.6. A variable resistor 22 for adjusting sensitivity, a bypass capacitor 23, an integrating capacitor 24, a capacitor 25 for power supply offset, etc. are externally attached.

発振回路12は検出コイル21を含んで形成されて発振
しており、物体が、この検出コイル21に近づくと発振
振巾が減衰し又は発振停止する。
The oscillation circuit 12 includes a detection coil 21 and oscillates, and when an object approaches the detection coil 21, the oscillation width attenuates or the oscillation stops.

その結果通常時(非検出時)にはNL (ノーマル・ロ
ー)出力が“L?+となっており、検出時に”H゛とな
る。
As a result, the NL (normal low) output is "L?+" during normal times (when not detected), and becomes "H" when detected.

そのため通常時には近接スイッチ10の出力端子から電
流が流れ出ており検出時には流れ出なくなる。
Therefore, current flows out from the output terminal of the proximity switch 10 during normal times, but does not flow out during detection.

ところで電源電圧Vccが第2図に示すように立ち上が
ったとすると発振出力は遅れて立ち上がることになる。
By the way, if the power supply voltage Vcc rises as shown in FIG. 2, the oscillation output will rise with a delay.

この発振出力が検出レベルに達する時までの時間T。Time T until this oscillation output reaches the detection level.

の間は物体が存在する時と同様に発振出力が小さいので
、物体が無いにもががわらず、物体が有る場合に生じる
のと同様の検出出力が誤って生じてしまう可能性がある
During this period, the oscillation output is small as when an object is present, so even though there is no object, there is a possibility that a detection output similar to that produced when an object is present may be erroneously generated.

したがって従来では第1図に示すように電源リセット回
路18を設けて、前記時間T。
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 1, a power supply reset circuit 18 is provided to adjust the time T.

より長い時間T3の間は出力回路16より出力信号が生
じないようにしている。
During the longer time T3, no output signal is generated from the output circuit 16.

しかしながら電源電圧Vccは第2図のように急峻に立
ち上がるものとは限らず、第3図に示すように徐々に立
ち上がる場合もある。
However, the power supply voltage Vcc does not necessarily rise sharply as shown in FIG. 2, but may rise gradually as shown in FIG. 3.

特にIC回路11をバイポーラICで構成した場合には
最大電圧は約30Vであるから、近接スイッチ10の電
源としては最大40Vまで使えるものとしたい場合には
、電圧降下用の抵抗31を挿入する必要があり、又電源
電圧Vccを安定化させるためなどにコンテ゛ンサ32
を接続するものであるから、すると電圧Vccは抵抗3
1とコンデンサ32の各定数によって決まる時定数に応
じて第3図に示すように緩やかに立ち上がることになる
In particular, when the IC circuit 11 is configured with a bipolar IC, the maximum voltage is approximately 30V, so if you want to be able to use a maximum of 40V as a power source for the proximity switch 10, it is necessary to insert a voltage drop resistor 31. There is also a capacitor 32 in order to stabilize the power supply voltage Vcc.
Therefore, the voltage Vcc is connected to the resistor 3.
1 and the time constant determined by the constants of the capacitor 32, the voltage rises gradually as shown in FIG.

この第3図に示すように電源電圧Vccが持間Tだけか
かつて緩やかに上昇する場合には、一定の電圧■1に達
するまでの時間T1では発振回路12は発振開始せず、
しかもさらに発振開始してから時間T2だけかかつて検
出レベルに達する発振出立力を得る。
As shown in FIG. 3, when the power supply voltage Vcc rises only during the holding time T or once, the oscillation circuit 12 does not start oscillating during the time T1 until it reaches a certain voltage 1.
Furthermore, after the start of oscillation, an oscillation output power that reaches the detection level is obtained only at a time T2.

この時間T2は源電圧Vccが徐々に立ち上がってきた
ことから第2図の時間T。
This time T2 is the time T2 in FIG. 2 because the source voltage Vcc gradually rises.

より短いが、電源電圧を印加し始めてからT1+T2と
いう長い時間の間、発振回路12は定常の発振状態とな
らず誤出力を生じるおそれがあるわけで゛ある。
Although it is shorter, the oscillation circuit 12 may not be in a steady oscillation state for a long period of time T1+T2 after the power supply voltage starts to be applied, and there is a possibility that an erroneous output may be generated.

したがってこのような場合に備えて時間T1+T2より
も長い電源リセット時間T3を設定する必要が生じてく
る。
Therefore, in preparation for such a case, it becomes necessary to set the power supply reset time T3 longer than the time T1+T2.

そして時間Tは極めて長い場合もあり得ることを想定し
なければならないので、電源リセット時間T3はかなり
長いものとする必要があるが、そうすると今度は第2図
のように急峻に電源電圧が立ち上がる場合には電源リセ
ット時間T3を長くとることが無駄となってしまう。
Since it must be assumed that the time T may be extremely long, the power supply reset time T3 must be made quite long, but in this case, if the power supply voltage rises suddenly as shown in Figure 2. In this case, it would be wasteful to take a long power supply reset time T3.

本考案は、上記に鑑み、電源電圧の立ち上り速度に応じ
て電源リセット時間を可変し、常に必要かつ十分な電源
リセット時間が得られるようにして無駄な時間を費すこ
となく確実に誤出力を禁止し、しかもノイズに対しても
誤動作することのない電源リセット回路を有する近接ス
イッチを提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention varies the power supply reset time according to the rise speed of the power supply voltage, so that the necessary and sufficient power supply reset time is always obtained, and erroneous output is reliably prevented without wasting time. It is an object of the present invention to provide a proximity switch having a power supply reset circuit that prevents malfunctions even in response to noise.

以下本考案の一実施例について第4図を参照しながら説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4.

第4図で電圧検出回路40は、ツェナダイオード41.
トランジスタ42.43.44から達成されており、定
電圧回路の出力電圧V5が所定の値V。
In FIG. 4, the voltage detection circuit 40 includes Zener diodes 41 .
This is achieved from transistors 42, 43, and 44, and the output voltage V5 of the constant voltage circuit is a predetermined value V.

以下でトランジスタ43がオン、以上でトランジスタ4
3がオフするようになっている。
Below, transistor 43 is on; above, transistor 4 is on.
3 is turned off.

タイマ回路50はトランジスタ51〜58、抵抗59.
60及び外付けされた電源リセット用コンデンサ61.
ダイオード62からなっている。
The timer circuit 50 includes transistors 51-58, resistors 59.
60 and an external power supply reset capacitor 61.
It consists of a diode 62.

前記のトランジスタ43がオンの時はコンデンサ61に
充電がなされず、オフとなって初めて充電される。
When the transistor 43 is on, the capacitor 61 is not charged, and is only charged when the transistor 43 is turned off.

トランジスタ55.56は電圧判別回路としてのコンパ
レータを構成しており、抵抗59.60で決まる基準電
圧よりもコンデンサ61の充電電圧が高くなった時に、
トランジスタ55がオンして、トランジスタ57に流れ
る電流によって決まる電流がトランジスタ54を流れる
Transistors 55 and 56 constitute a comparator as a voltage discrimination circuit, and when the charging voltage of capacitor 61 becomes higher than the reference voltage determined by resistor 59 and 60,
Transistor 55 turns on and a current flows through transistor 54, which is determined by the current flowing through transistor 57.

コンテ゛ンサ61の充電電圧が基準電圧より低い場合に
は、トランジスタ56がオンしており、トランジスタ5
5はオフであり、トランジスタ54には電流は流れない
When the charging voltage of the capacitor 61 is lower than the reference voltage, the transistor 56 is on and the transistor 56 is turned on.
5 is off, and no current flows through the transistor 54.

出力回路70はトランジスタ71.72.73から構成
されており、このトランジスタ71はトランジスタ51
とともに電流ミラー回路を構成している。
The output circuit 70 is composed of transistors 71, 72, and 73, and this transistor 71 is connected to the transistor 51.
Together with this, they form a current mirror circuit.

したがってトランジスタ54のエミッタ・コレクタパス
に流れる電流とほぼ等しい電流がトランジスタ71のエ
ミッタ・コレクタパスに流れることになる。
Therefore, a current approximately equal to the current flowing through the emitter-collector path of transistor 54 flows through the emitter-collector path of transistor 71.

そのためトランジスタ54に電流が流れていない時はト
ランジスタ72.73には電流供給されず、この両トラ
ンジスタ72.73はオフ状態となっている。
Therefore, when no current flows through transistor 54, no current is supplied to transistors 72 and 73, and both transistors 72 and 73 are in an off state.

したがってコンパレータ(第1図の15で示す)からの
信号がどのようなものであったとしても出力信号は無電
流、無電圧となる。
Therefore, no matter what the signal from the comparator (indicated by 15 in FIG. 1) is, the output signal will be no current and no voltage.

トランジスタ54に電流が流れているとトランジスタ7
1を経てトランジスタ72.73に電流供給されるので
、コンパレータ15からの信号に応じて出力信号が生じ
ることになる。
When current flows through transistor 54, transistor 7
Since current is supplied to the transistors 72 and 73 via the comparator 15, an output signal is generated in response to the signal from the comparator 15.

なお第4図の回路でトランジスタ44.51.52及び
53.57.58はそれぞれ電流ミラー回路を構成して
おり定電圧Vsが一定値の時には定電流の電流吸い込み
回路及び電流回路として機能する。
In the circuit shown in FIG. 4, the transistors 44, 51, 52 and 53, 57, 58 constitute a current mirror circuit, respectively, and function as a constant current sink circuit and a current circuit when the constant voltage Vs is a constant value.

又電圧検出回路40において電圧Vsがきわめて低い場
合には、電流源回路のトランジスタ44から与えられる
電流も小さいので、トランジスタ43がオンしないが、
このときにはトランジスタ51からコンデンサ61に流
入する電流も小さく、コンテ゛ンサ61の充電電圧が上
昇することはない。
Furthermore, when the voltage Vs in the voltage detection circuit 40 is extremely low, the current supplied from the transistor 44 of the current source circuit is also small, so the transistor 43 does not turn on.
At this time, the current flowing from the transistor 51 to the capacitor 61 is also small, and the charging voltage of the capacitor 61 does not rise.

したがってトランジスタ71を通じて電流供給されるこ
とはない。
Therefore, no current is supplied through transistor 71.

なおこの電圧検出回路40は他にも種々に構成できるも
のである。
Note that this voltage detection circuit 40 can be configured in various other ways.

このように第4図の回路によれば、電圧検出回路40で
電圧VsがV。
As described above, according to the circuit shown in FIG. 4, the voltage Vs in the voltage detection circuit 40 is V.

に達したことを検出しており、この検出した時点からタ
イマ回路50を動作させて一定時間電源リセットをかけ
るようにしている。
The timer circuit 50 is operated from the time of this detection to reset the power supply for a certain period of time.

このタイマ回路50の定める一定の時限をT5とすると
、第5図に示すように電源電圧Vccが緩やかに立ち上
がる場合には全体の電源リセット時間はT4+T5とな
るが電源電圧Vccが急峻に立ち上がってT4=0の時
には電源リセット時間はT5のみとなる。
Assuming that the fixed time limit set by this timer circuit 50 is T5, when the power supply voltage Vcc rises gradually as shown in FIG. When =0, the power supply reset time is only T5.

このように時間T4は電源電圧の立ち上り速度に応じて
変わる。
In this way, the time T4 changes depending on the rising speed of the power supply voltage.

この電圧検出回路40が検出すべき電圧■。The voltage ■ that this voltage detection circuit 40 should detect.

は発振回路が発振開始する時点の電圧レベルとし、タイ
マ時間T5は発振開始した時点から発振出力が所定値ま
で達するまでの時間として設定しておけばよい。
is the voltage level at the time when the oscillation circuit starts oscillating, and the timer time T5 may be set as the time from the time when the oscillation starts until the oscillation output reaches a predetermined value.

さらに定電圧Vsよりノイズが侵入した場合にも不都合
が出しない。
Furthermore, no problem occurs even when noise enters from the constant voltage Vs.

すなわち、ここでダイオード62が無いものと仮定する
と、第6図に示すように定電圧Vsにノイズがのった場
合には瞬間的にトランジスタ42がオフとなるのでトラ
ンジスタ43が瞬時の間オンとなる。
That is, assuming that there is no diode 62, as shown in FIG. 6, when noise is added to the constant voltage Vs, the transistor 42 is momentarily turned off, so the transistor 43 is momentarily turned on. Become.

そのためコンデンサ61に蓄えられていた電荷がこのト
ランジスタ43を経て放電してしまうことになるので、
オイズが去った後もこのコンテ゛ンサ61に再充電が行
われるまでの長い時間電流■の供給がストツピしてしま
う。
Therefore, the charge stored in the capacitor 61 will be discharged via this transistor 43.
Even after the oil has disappeared, the supply of current (2) is stopped for a long time until the capacitor 61 is recharged.

つまりダイオード62が無い場合、ノイズが到来すると
比較的長い時間電源リセットが作動してしまうという不
都合があるのである。
In other words, if the diode 62 is not provided, there is an inconvenience that the power supply reset will be activated for a relatively long time when noise arrives.

本考案では第4図に示すよのに止すように示すようにダ
イオード62がトランジスタ43のコレクタとコンテ゛
ンサ61の一端との間に接続されているため、トランジ
スタ43がノイズによってオンしたとしても、コンデン
サ61の放放電はなされず、その充電電圧Vcが下って
前記の不都合を起すことが解消されている。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the diode 62 is connected between the collector of the transistor 43 and one end of the capacitor 61, so even if the transistor 43 is turned on due to noise, The capacitor 61 is not discharged or discharged, and its charging voltage Vc decreases, thereby eliminating the problem described above.

なお、電源をオフした場合には、定電圧Vsを出力する
端子に、発振出力の定電圧Vsへの重畳を防止するため
に、接続された側路コンデンサ23の作用により、第7
図に示すように電源電圧Vccが零となっても定電圧V
sは遅れて零になる。
Note that when the power is turned off, the seventh voltage is connected to the terminal that outputs the constant voltage Vs by the action of the bypass capacitor 23 connected to the terminal that outputs the constant voltage Vs in order to prevent the oscillation output from being superimposed on the constant voltage Vs.
As shown in the figure, even if the power supply voltage Vcc becomes zero, the constant voltage V
s becomes zero with a delay.

そのため、定電圧Vsが零になるまでの間に、コンデン
サ61の電荷はトランジスタ55.57およびトランジ
スタ57のエミッタに接続された抵抗を経て放電してし
まう。
Therefore, until the constant voltage Vs becomes zero, the charge in the capacitor 61 is discharged through the transistors 55, 57 and the resistor connected to the emitter of the transistor 57.

したがって電源の再投入時にはコンデンサ61の電荷が
零の状態から充電が開始されるので、時限T5のタイマ
動作は支障なく行われる。
Therefore, when the power is turned on again, charging of the capacitor 61 is started from zero, so that the timer operation of the time limit T5 is performed without any problem.

本考案によれば、電圧検出回路により電源電圧を検出し
、電源電圧が所定値以下のときスイッチング素子をオン
、所定値以上のときスイッチング素子をオフとし、この
スイッチング素子により整流素子を介してタイマ回路の
コンデンサの充電電流を制御し、このタイマ回路のコン
デンサの充電電圧が高くなるまでの間出力回路をオフさ
せるようにしているので、電源電圧の立上りに応じてタ
イマ回路への電流供給開始時点が変化し、立上りが急峻
であれば早く電流供給し、立上りが遅ければその分遅ら
せて電流を供給することになり、この電流供給が開始さ
れた時点から一定時間後に出力回路が動作状態になる。
According to the present invention, the voltage detection circuit detects the power supply voltage, turns on the switching element when the power supply voltage is below a predetermined value, turns off the switching element when it exceeds the predetermined value, and uses the switching element to control the timer through the rectifier. Since the charging current of the capacitor in the circuit is controlled and the output circuit is turned off until the charging voltage of the capacitor of this timer circuit becomes high, the time point at which current supply to the timer circuit starts according to the rise of the power supply voltage is controlled. changes, and if the rise is steep, the current will be supplied earlier, and if the rise is slow, the current will be supplied with a corresponding delay, and the output circuit will be in operation after a certain period of time from the point when this current supply starts. .

したがって、電源電圧の立上りに応じ、時間的に効率良
く、がつ確実な電源リセットを行なうことができる。
Therefore, in response to the rise of the power supply voltage, the power supply can be reset efficiently and reliably in terms of time.

さらに、スイッチング素子とタイマ回路のコンテ゛ンサ
との間に接続された整流素子により、スイッチング素子
がノイズによりオンしてもこのコンデンサが放電してし
まう不都合を防止でき、ノイズの影響を受けない。
Furthermore, the rectifying element connected between the switching element and the capacitor of the timer circuit prevents the inconvenience of discharging the capacitor even if the switching element is turned on due to noise, and is not affected by noise.

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

第1図は従来例を示す回路図、第2図及び第3図は第1
図をそれぞれ説明するための波形図、第4図は本考案の
1実施例にががる近接スイッチの一部の回路を示す回路
図、第5図、第6図及び第7図は第5図をそれぞれ説明
するための波形図である。 10・・・・・・近接スイッチ、11・・・・・・近接
センサをなすIC回路、12・・・・・・発振回路、1
3.15・・・・・・コンパレータ、14・・・・・・
積分回路、16.70.80・・・・・・出力回路、1
7・・・・・・定電圧回路、18・・・・・・電源リセ
ット回路、40・・・・・・電圧検出回路、50・・・
・・・タイマ回路。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional example, Figures 2 and 3 are circuit diagrams showing a conventional example.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of the circuit of a proximity switch according to an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a waveform chart for explaining each figure. 10... Proximity switch, 11... IC circuit forming a proximity sensor, 12... Oscillation circuit, 1
3.15...Comparator, 14...
Integration circuit, 16.70.80... Output circuit, 1
7... Constant voltage circuit, 18... Power supply reset circuit, 40... Voltage detection circuit, 50...
...Timer circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 検出コイルを含んで発振回路を形威し、この発振回路の
発振振幅の変化に応じて出力信号を生じる近接スイット
チにおいて、電源電圧が所定値以下のときオン、所定値
以上のときオフするスイッチング素子を含む電圧検出回
路と、前記スイッチング素子によってその充電電流が制
御されるコンテ゛ンサとこのコンテ゛ンサの充電電圧が
所定のレベルに達したとき動作する電圧判別回路とを有
するタイマ回路と、このタイマ回路の出力に応じて電流
が供給される出力回路と、前記スイッチング素子の電源
側端子から前記コンデンサに向けて順方向に接続された
整流素子とを備えたことを特徴とする近接スイッチ。
A switching element that turns on when the power supply voltage is below a predetermined value and turns off when it exceeds a predetermined value in a proximity switch that forms an oscillation circuit that includes a detection coil and generates an output signal according to changes in the oscillation amplitude of this oscillation circuit. a timer circuit having a voltage detection circuit including a capacitor whose charging current is controlled by the switching element and a voltage discrimination circuit that operates when the charging voltage of the capacitor reaches a predetermined level; and an output of the timer circuit. 1. A proximity switch comprising: an output circuit to which a current is supplied according to the current; and a rectifying element connected in a forward direction from a power supply side terminal of the switching element toward the capacitor.
JP11881278U 1978-08-30 1978-08-30 Proximity switch Expired JPS5926498Y2 (en)

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