JPS61284115A - 近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は検出物体までの距離に比例した出力を与えるリ
ニア出力型の近接センサに関し、特に温度補償回路に特
徴を有する近接センサに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明による近接センサは、検出コイルを含む共振回路
から成るセンサ部に感温素子を設けると共に、感温素子
の温度検知出力を電圧信号に変換し検波回路の出力と加
算又は減算することによって温度特性を補償するように
したものである。こうすれば共振回路の損失を増加させ
ることなく共振回路とは独立して温度補償を行うことが
可能となる。

〔従来技術とその問題点〕

近接センサの発振回路として電流ミラー回路を用いた負
性抵抗型発振回路を用いたものがある。

このような発振回路は、例えば第３図に示すように検出
コイルｌにコンデンサ２を設けて共振回路を構成し、こ
の共振回路に並列に抵抗Ｒ１とサーミスタ等の感温特性
を有する抵抗Ｒ２を接続し、抵抗Ｒ２に抵抗Ｒ３を並列
接続した温度補償回路を接続してセンサ部３とする。そ
して電流ミラー回路４の一方のトランジスタ４ａのコレ
クタ端を検出コイル１のホットエンド側に接続し、他方
のトランジスタ４ｂのコレクタをトランジスタ５に接続
している。検出コイル１のホットエンド側は抵抗Ｒ４と
トランジスタ６．７のダイオード接続を介してトランジ
スタ８のベースに与えられる。

トランジスタ８はエミッタ端に抵抗Ｒ５が接続されたエ
ミッタフォロワ型トランジスタであり、エミッタ端には
更に抵抗Ｒ６を介してトランジスタ５のベースに接続さ
れる。そしてトランジスタ８の出力がトランジスタ５に
より電流増幅され、その電流と等しい電流が電流ミラー
回路４を介して検出コイル１に帰還されて発振する。こ
の発振回路はトランジスタ５に接続されるエミッタ抵抗
Ｒ７によって発振回路の負性コンダクタンスが定まる負
性抵抗型発振回路を構成しており、検出コイル１に近接
する物体までの距離！に対応して共振回路の損失を示す
コンダクタンスｇが低下する。

このような従来の発振回路ではセンサ部の共振回路に並
列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を選択すること
によって温度補償がなされるが、共振回路に並列に抵抗
を接続するため共振回路の損失の増加を避けることはで
きなかった。又損失を最小限に保ちつつ補償を行うため
に検出コイルや回路定数の選択が困難になるという問題
点があった。更に感温素子の温度特性によって温度補償
の方向性が限定されるという問題点があった。即ち通常
は温度上昇によって共振回路のコンダクタンスも上昇す
るためその変化に対応するようにサーミスタ等が用いら
れるが、選択されるコイルによってはコンダクタンスが
減少する場合もあり得る。このような場合には回路構成
を変更したりポジスタを用いて補償する必要があるため
、同一の回路構成で温度補償を行うことができなくなる
という問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の近接センサの問題点に鑑みて
なされたものであって、共振回路の損失なく温度補償回
路の設定の自由度を増加させると共に、正負いずれの温
度特性を有する発振回路であっても常に適切な温度補償
を行うことができる近接センサを提供することを目的と
する。

〔発明の構成と効果〕

本発明は検出コイルを含む共振回路ををするセンサ部と
、共振回路の共振周波数により発振する発振回路と、発
振回路の発振出力を検波する検波回路とを有し、検波出
力に基づいて物体までの距離を検出する近接センサであ
って、共振回路のセンサ部に設けられた感温素子と、感
温素子の温度変化に基づく出力を電圧信号に変換する電
圧変換手段と、電圧変換手段の出力を前記検波回路出力
と演算する演算手段と、電圧変換手段の出力を演算手段
の加算端子及び減算端子に切換え接続するスイッチと、
を具備することを特徴とするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、共振回路を含
むセンサ部に感温素子が設けられるが感温素子は共振回
路に並列に挿入されていないため損失を増加させること
がない。又共振回路とは独立に発振回路と感温素子との
温度特性に基づいて温度補償回路を自由に設定すること
が可能となる。

そして温度補償回路の出力は電圧出力として取出される
ため、検波出力と加算又は減算することによって正負い
ずれの温度特性を有する発振回路に対しても温度補償を
行うことができる近接センサとすることが可能である。

〔実施例の説明〕

（実施例の構成） 第１図は本発明による近接センサの一実施例を示す回路
図である。本図において従来例と同一部分は同一符号を
付している。本実施例ではセンサ部３に検出コイル１と
コンデンサ２から成る共振回路と、この共振回路とアー
スを共通にする感温素子、例えばサーミスタＲ１１が設
けられる。そして検出コイル１のホットエンド側は従来
例と同様にトランジスタ４ａ、４ｂから成る電流ミラー
回路４の一方のトランジスタ４ａのコレクタ端に接続さ
れる。トランジスタ４ａ、４ｂのエミッタは電源端より
図示のように抵抗Ｒ８，Ｒ９が接続されている。更に抵
抗Ｒ４，トランジスタ６．７のベース・エミッタ接続体
を介してトランジスタ８のベースに接続されている。ト
ランジスタ８はエミッタフォロワ型トランジスタであり
、エミッタ端の電圧変化分が後段の検波回路１１及びト
ランジスタ５のベースに伝えられる。

さて本発明においてはトランジスタ５のエミッタは電流
ミラー回路１２より構成される定電流回路に接続されて
いる。トランジスタ１２ａ、１２ｂは電流ミラー回路１
２を構成するペアトランジスタであり、夫々エミッタが
抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を介して接地されている。そしてト
ランジスタ１２ｂのコレクタは共通ベースに接続される
と共に抵抗Ｒ１４を介して電源端子に接続され、他方の
トランジスタ１２ａのコレクタはトランジスタ５のエミ
ッタ端に接続される。

更に本発明では感温素子の出力を電圧信号に変換する電
圧変換回路が設けられる。電圧変換回路は電源電圧を分
圧する抵抗Ｒ１５〜ＲＬ７を有しており、サーミスタＲ
１１が抵抗Ｒ１７に並列に接続され抵抗Ｒ１５，Ｒ１６
の共通接続点が演算増幅器１３の非反転入力端に接続さ
れる。演算増幅器１３は電圧フォロワ型増幅器であって
、サーミスタＲ１１の抵抗値の変化を電圧信号に変換し
て抵抗Ｒ１Ｂを介してスイッチ１４の共通接点に伝える
。検波回路１１は発振出力をその振幅値に対応した直流
レベルに変換するものであり、その出力を抵抗Ｒ１９を
介して演算増幅器１５に与える。演算増幅器１５は出力
端と反転入力端間に帰還用抵抗Ｒ２０が接続されており
、反転入力端及び非反転入力端にスイッチ１４の各接点
が接続される。更に非反転入力端子には、電源電圧を分
圧する可変抵抗Ｒ２１の可動接点が抵抗Ｒ２２を介して
接続される。演算増幅器１５は検波出力をスイッチ１４
の切換えに応じてサーミスタの出力と加算及び減算する
ことによって温度補償された出力を得るものである。

（実施例の動作） 次に本実施例の動作について説明する。今検出コイルｌ
に物体が近接していなければ検出コイル１とコンデンサ
２に抵抗ＲＩＱ、）ランジスタロ。

７及び抵抗Ｒ４を介して電流が流れ込み、その電圧がエ
ミッタフォロワ型トランジスタ８によってインピーダン
ス変換されてトランジスタ５に加わる。このときトラン
ジスタ５を流れる電流は電流ミラー回路１２で定める電
流値以下であるため、トランジスタ１２ａのコレクタは
大きなコンダクタンスとして動作し、電流ミラー回路４
を介して共振回路に正帰還が成される。従って発振振幅
が急激に上昇しトランジスタ４ｂのコレクタ電流が電流
ミラー回路１２により定められる電流値に等しくなれば
、電流ミラー回路１２は定電流回路として動作しトラン
ジスタ４ｂのコレクタ電流は一定値に制限される。従っ
てトランジスタ４ａのコレクタよりコイル１及びコンデ
ンサ２から成る共振回路に帰還される電流も定電流化さ
れることとなる。そのため共振回路のコンダクタンスに
等゛しい振幅で発振回路が発振し、その出力が検波回路
１１によって直流電圧に変換されて演算増幅器１５に伝
えられる。この共振回路のコンダクタンスは物体までの
距離ｌにほぼ反比例するため、第２図の実線Ｖｏに示す
ように発振回路より距離ｌに対応して減少する出力が得
られる。従ってこの出力に基づいて物体までの距離！を
検出する近接センサを構成することが可能となる。

ここでセンサ部３の温度上昇及び下降によって検波回路
１１の出力は例えば第２図に破線■１又はｖ２で示すよ
うに変化する。このときセンサ部３での温度変化はサー
ミスタＲ１１の抵抗値の変化として電圧変換回路に与え
られるため、演算増幅器１３の入力電圧が変化する。こ
の発振回路の温度特性が温度上昇によって出力が上昇し
温度低下により出力も下降する正の温度特性を有するも
のとすれば、あらかじめスイッチ１４を切換え演算増幅
器１３の出力によって減算されるように構成しておく。

そうすれば演算増幅器１３の出力がスイッチ１４を介し
て演算増幅器１５の反転入力端に加えられ、温度補償が
成されて出力される。

このとき演算増幅器１５の非反転入力端の電圧Ｖｄを調
整することによって常温における演算増幅器１５の出力
をあらかじめ所定値に調整しておく。

こうすれば抵抗値Ｒ１５〜Ｒ１７の値を発振回路とサー
ミスタＲ１１との温度特性に対応させて選択しておくこ
とによってセンサ部３の共振回路に損失を与えることな
く温度補償を行うことができる。又センサ部３の検出コ
イル１の特性によって負の温度補償を必要とする場合に
は、スイッチ１４の共通接点を切換え演算増幅器１３の
出力を演算増幅器１５の非反転入力端に与えることによ
って同様にして温度補償を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による近接センサの一実施例を示す回路
図、第２図は距離βに対応する発振回路の振幅変化を示
すグラフ、第３図は従来の検出スイッチ発振回路の一例
を示す回路図である。 １−・・−検出コイル　　２・−・−コンデンサ　　３
・−一・センサ部　　４，１２・−・・−・電流ミラー
回路Ｒ１〜Ｒ２２−−−〜−−−抵抗　　１１−・−検
波回路１３．１５−・−演算増幅器　　１４・−−−−
−−スイッチ特許出願人　　　立石電機株式会社 代理人　弁理士　岡本宜喜（他１名） 手　　続　　補　　正　　書（自発） 昭和６０年　７月１６日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出コイルを含む共振回路を有するセンサ部と、
   前記共振回路の共振周波数により発振する発振回路と、
   前記発振回路の発振出力を検波する検波回路とを有し、
   検波出力に基づいて物体までの距離を検出する近接セン
   サであって、 前記共振回路のセンサ部に設けられた感温素子と、 前記感温素子の温度変化に基づく出力を電圧信号に変換
   する電圧変換手段と、 前記電圧変換手段の出力を前記検波回路出力と演算する
   演算手段と、 前記電圧変換手段の出力を前記演算手段の加算端子及び
   減算端子に切換え接続するスイッチと、を具備すること
   を特徴とする近接センサ。
2. （２）前記感温素子は、サーミスタであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の近接センサ。