DE1623102A1

DE1623102A1 - Annaeherungsfuehler

Info

Publication number: DE1623102A1
Application number: DE19671623102
Authority: DE
Inventors: Alain Carnel
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1966-04-15
Filing date: 1967-04-08
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DE1623102B2; ES338438A1; GB1187377A; FR1482206A

Description

•ooo Moneh.n 60. 6.April 1967

Errubtrgerstreuie 1? Dipl.-lng. Egon Prinz 1c ο ο1no Dr. Gertrud Hauser ' ^b ^{l ö} ' ^U * Dipl.-lng. Gottfried Leiter Patentanwälte Telegramme: Labyrinth MOndwn

Telefon: 8315 10 Pottidiedtkonto: MOndien 117078

Unser Zeichen; G 2570

COMPAGNIE DES COKPTEURS

3, Rue Dosne, Paris ^/Frankreich

Annäherungsfühler

Sie Erfindung bezieht sich auf Annäherungsfühler, insbe-" sondere auf HP-Induktions-Annäherungsfühler, welche die. Feststellung oder den Vorbeigang eines leitenden Gegenstands ermöglichen.

Sie Annäherungsfühler dieser Art beruhen auf dem Auftreten von Wirbelströmen in einem leitenden Gegenstand, der in einem magnetischen Wechselfeld angeordnet ist. Bekanntlich wirken die Wirbelströme auf das induzierende Hagnetfeld zurück, wodurch :

- entweder die elektrischen Eigenschaften der Erregerspule bzw. der Erregerspulen verändert werden;

- oder die Kopplung zwieohen der Erregerapule und einer Enpfangeepule geändert wird.

Auaaerdem

003849/0503 bad original

■Ausserdem wird der leitende Gegenstand von dem Magnetfeld abgestossen,

3ie Einführung des leitenclenG_eijetist.ai.ri^:- in das magnetische Wechselfeld :

- verringert im ersten fall den Selbstinduktionskoeffizient und den Gütefaktor der Spule;

- vermindert im zweiten Fall die Spannung an den Klemmen der Empfangsspule und erzeugt eine Phasenverschiebung dieser Spannung·

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen Annäherungsfühlers von geringem Baumbedarf, der vorzugsweise nur eine einzige Spule enthält.

Der nach der Erfindung ausgeführte Annah.erungBfuh.ler beruht auf der Änderung des Gütefaktors der Erregerspule, hat eine grössere Empfindlichkeit und übt dae kleinere Abstossung auf den leitenden Gegenstand aus als die Annäherungsfühler, bei denen die Änderung des Selbstinduktionskoeffizienten ausgenutzt wird..

Sin nach der Erfindung ausgeführter Annäherungsfühler, bei dem die Änderungen des Gütefaktors einer von einem Hoohfrequenzstroa durchflossen·!! Errege repule ausgenutzt wird, ist dadurch, gekennzeichnet, dass dl· Änderungen des

009849/0503 Güt«faictor»

BAD ORIGINAL

Gütefaktors zur Veränderung der Schwingungsamplitude eines Oszillators benutzt wird, der einen Resonanzkreis aufweist, dessen Induktivität durch die Erregerspule gebildet wird.

Zur 1 rzielung einer merklichen Änderung des Gütefaktors ist es notwendig, dass:

-L)er Gütefaktor der Spule beim Fehlen eines leitenden ftgenstands ziemlich gross ist ;

-das Verhältnis des von dem leitenden Gegenstand unterbrochenen Magnetflusses zu dem gesamten Magnetfluss der Spule aus reichend gross ist;

-die von den Wirbelströmen erzeugte Plusskomponente, welche gegen den unterbrochenen Fluss um 90° phasenverschoben ist, relativ zu diesem möglichst gross ist.

Diese Bedingungen erfordern einschränkende Beziehungen zwischen der.Form, den Abmessungen und der gegenseitigen Lage der fpule und des leitenden Gegenstands sowie des spezifischen Widerstands des Materials, aus dem der leitende Gegenstand besteht und der Frequenz des von der Spule erzeugten Wechselfeldes. Diese Beziehungen sind nur in den einfachsten Fällen berechenbar, doch ermöglichen zwei allgemeine Beziehungen die Bestimmung einer brauchbaren Lösung aus einer anderen:

BAD

009849/0503

- bei einer massstabsgerechten Änderung muss das Produkt einer Dimension mit dem Quadrat der Frequenz des Magnetfelds konstant bleiben;

- das Produkt aus dem spezifischen Widerstand des den ■leitenden Gegenstand bildenden Materials und der Dicke, dieses Gegenstands entlang den Kraftlinien des Magnetfeldes muss konstant bleiben«

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben· In der Zeichnung zeigen:

Fig.1a und 1b schematisch zwei F_ormen von Magnetkreisen für die Anbringung der Erregerspule,

Fig.2 das Grundschaltbild eines Annäherungsfühler nach der Erfindung,

Fig„3 einHagraom zur Erläuterung der Wirkungsweise, Fig.4, 4a, 4b Abänderungen des 'Grundschaltbilds,

Fig.5 und 6 abgeänderte Schaltungen zur Verringerung der Hystereaiswirkung,

Fig.7 und 8 Abgeänderte Schaltungen zur Vergrösserung der Hyeteresiswirkung,

009849/0503

BAD ORaGiNAL

Pig.9 und 10 temperatufckompensierte Schaltungen,

Mg.11 eine Schaltung, bei der die magnetische Abstossung verringert ist,

i*ig.12 bis 17 Schaltungen, bei denen der ίusgangsstrom proportional zu dem Gütefaktor der Erregerspule ist und

Hg. 18 und 19 die Anwendung der Erfindung bei. einem Annäherungsfühler mit zwei Sputen.

Die Erregerspule kann versahiedene Formen annehmen, je nachdem, ob ein Magnetkreis aus einem ferromagnetische Material, wie Ferrit, oder nicht verwendet wird. Zwei typische Beispiele sind in Pig.1a und 1b dargestellt. -

Mg. 1a zeigt die Wicklung 1, die auf einem Magnetkreis 2 angeordnet ist, der durch einen quaderförmigen Luftspalt 3 unterbrochen ist. Der leitende Gegenstand 4 ist dann ein in diesem luftspalt verschiebliches Metallplättchen.

In Fig.ib ist die Wicklung 1 auf einem zylindrischen Ferritkern 5 angebracht. Dadurch wird ein leitender Gegenstand 4 festgestellt, der in der Nähe des Endes des Kerns vorbeigeht.

Die

009849/0503 ^BAD

Die Änderungen des Gütefaktors der Spule werden dazu verwendet, die Schwingungsamplitude eines elektronischen Oszillators mit Resonanzkreis zu verändern, der schematisch in Fig.2 dargestellt ist.

In de ta Schaltbild von Pig.2 ist L die von der Erregerspule gebildete Seibetinduktivität und C1 eine feste Abstimmkapazität. Der dadurch zwischen den P_unkten A und M gebildete Resonanzkreis hat ©inen v®ränderlionen Gütefaktor Q und die folgende Resonanzkreisfrequenz:

⁰ VT"oi

Der Rückkopplungskreis enthält die Kopplungskapazität 02 und einen Gegenkopplungswiderstand R1, der zwischen ehern Abgriff A¹ der Spule L und einem Verstärkerelement T angeschlossen ist. Als Beispiel für das Verstärkerelement wird in der nachfolgenden Beschreibung ein Transistor angegeben. Eine Diode D1 dient zur Gleichrichtung der am Punkt B erscheinenden Wechselspannung.Es kann wahlweise eine Kapazität G3 vorhanden sein, welche den Ausgngsstrom des Transistors T filtert. Der Vorspannungswiderstand R2 hält bei fehlender Schwingung einen schwachen Strom durch den Transistor T aufrecht· Die Stromveeorgung der Schaltung erfolgt zwischen den Klemmen S und M durch die opeisespannungsquelle V über den Widerstand Rc des Verbraucherkreises.

Wenn 0 09849/0503 ^{BAD 0RiGINAL}

Wenn man setzt:

^i Windungszahl der Spule zwischen M und A¹ Windungszahl der Spule zwischen M und A

für 6 < 1 : keine oder abnehmende Schwingung; für S = 1 : Schwingung mit konstanter Amplitude; für ($ > 1 » anwachsende Schwingung.,

Die Empfindlichkeit des Systems ist durch die Ableitung gekennzeichnet:

dQ Qo

Darin ist Qo der Gütefaktor q bei <J « 1·

Es ersnheint vorteilhaft, den Wert *· klein gfpn die Einheit zu wählen, doch wird dann die Impedanz der Spule zwischen den Funkten A und A* zu gross gegen die Eingangsimpedanz des Transistors X. Zweckmässig wählt man </*> ^ 0,5·

Wenn kein leitender Gegenstand vorhanden ist, nimmt der Gütefaktor Q seinen Maximalwert Qm an, bei welchem die Schaltung schwingt. Wenn sich ein leitender Gegenstand der Spule nähert, verringert sich der Gütefaktor. S_obald er kleber als der Wert Qo wird, für den 0=1 ist, setzt

der 0 0 98 4 9/0503 bad

der Oszillator aus.Wenn sich umgekehrt der Gegenstand entfernt, wächst der GüteÄktor an, und sobald er grosser als Qo ist, setzt die Schwingung wieder ein.Die Wechselspannung aa den Klemmen des Schwingkreises wird von der Diode 1)1 gleichgerichtet, wobei die Filterung vom Kondensator 02 bewirkt wird. Die gleichgerichtete Gleichspannung wird daher der Wechselspannung überlagert und vom Transistor T verstärkt, wie in Fig.3 dargestellt ist.

Wenn im Schwingungszustand U der Spitzenwert der Wechselspannung Va am Punkt A ist, ist die mittlere Basisspannung am Punkt B:

Wenn die Basis-Emitter-Spannung des Transistors vernachlässigt wird, wird der mittlere Kollektorstrom:

^Ic»itt. = IT

Die Spannung am Puttfct B schwankt zwischen U und 2U. Die Spannung U nimmt bis zur Sättigung des Transistors zu, d.h. so weit bis die Kollektorspannung auf einen Wert gefallen ist, der in der Nähe der maximalen Basisspannung 2TJ liegt.

Der scheinbare Widerstand des Oszillators im "Arbeitszustand" ist also:

^Ic mitt.

₌ 2R1 (5)

BAD ORlG¹NAL

009849/0503 Bei

Bei fehlender Schwingung ist der scheinbare Widerstand grosser. Er hängt von R2 ab, so dass im Ruhezustand gilt:

«_ R2
^Rr = ""β

Dabei ist ß der Stromverstärkungsfaktor des Transistors T.

Die mehr oder weniger grosse Nähe des festzustellenden Gegenstands drfickt sich durch eine Änderung des scheinbaren Gleichstromwideratands der Schaltung aus.

Es gibt nur zwei Verbindungen zwischen dem Annäherungsfühler und dem Verbraucherkreis, was insbesondere in dem häufigen Pail, dass der Verbraucherkreis an einer von dem Fühler entfernten Stelle liegt, ein wichtiger Vorteil ist.

Da andererseits ds V_erstärkerelement T gleichzeitig die Wechselspannung der Schwingung und die gleichgerichtete Gleichspannung verstärkt, ergibt d* ^ise Spaltung mit einer kleinen Zahl von Schaltungselementen eine grosse Wirkung.

Eine Verbesserung dieser Anordnung besteht gemäss der Darstellung von fig·4 darin, dass die Kapazität 01 an einem vom Abgriff A unabhä»gigen Abgriff der Spule L angeschlossen ist, was eine grössere Freiheit in der Wahl des¹ Wertes der Abstimmkapazität cmfi der Geeamtwindungszahl der Spule L ergibt.

Wie 009849/0503 _bad

Wie in Pig.4a und 4b dargestellt ist, ist es andererseits möglich., dieSpule L mit vier Klemmen (Fig.4a) durch eine Spule L mit zwei Klemmen (Fig.4b ) und drei geeignet gewählte Kapazitäten CM, C"1, G"^fizu ersetzen, wobei die beiden Schaltungen wechselstrommässig äquivalent sind. Es ist jedoch notwendig, parallel zu der Spule C¹¹¹I eine Drosselspule L1 anzuschliessen, um die Gleichstromkomponente des durch den Widerstand R1 fliessenden Stroms abzuleiten. Diese Schaltung ist dann ghstig, wenn die Spule L an einer vom Rest des Oszillators entfernten Stelle liegt.

In der Gleichung (4) ist der Hnfluss der Eigenschaften des Transistors T vernachlässigt worden. Dieser macht sich in dreifacher Weise bemerkbar:

- Der Widerstand R1 wird um den dynatuischenleitterwiderstand r_ vergrössert;

- die Eingangsimpedanz ß .(R1 + r) des Transistors dämpft den Resonanzkreis;

- der Spannungsabfall in der Diode D1 verschiebt die Spannung am Punkt B um - Vd1 gegen die theoretiöehe Kurve Vb von Fig.3« Ebenso verschiebt die Basis-Emitter-Spannung des Transistors die Emitterspannung um - Vbe gegen die Spannung am Funkt B.

Die

009 8A9/0503 bad original

^₁₁. 1 823 1 02

Die Emitterspannung ist also um - (Vbe + Vdi) gegen die theoretische Spannung Vb von Fig.3 verschoben. Da sie nicht negativ werden kann, wird die Emitterspannung um (Vbe - Vdi) auf der Seite ihrer negativen Halbwelle beschnitten. Diese B^schneidung verringert den RUckopplungsfaktor O , der dann zu Q (1-x) wird.

Die Gleichung (4) lautet dann :

6 = (1 - x) — "¹

^re

β π	(R1 +	^re ■'
L '	iV_Q( 1	p
Q +	ß(R1

Die Werte von ß, r und χ sind verschieden, je nachdem, ob

die Schaltung schwingt oder nicht.Da näolich der "Arbeitsstrom¹¹ grosser als der "Ruhestrom" ist, sind :

- ß im "ArbeitszustÄnd" grosser als im "Ruhezustand";

r im "Arbeitslustand" kleiner als Ib "Raheauetand";

- χ la "ArbeitBBuetaod" kleiner ala im "Ruhezustand.

Oiese 009849/0503

BAD ORiGlWAL

Diese drei Erscheinungen tragen gemeinsam dazu bei, die Aufrechterhaltung der Schwingung zu begünstigen und das Erlöschen der Schwingung zu benachteiligen. Wenn sich ein leitender Gegenstand der Spule nähert, hört die Schwingung auf, und sie setzt erst wieder ein, wenn sich der leitende Gegenstand um eine bestimmte Strecke von der Stelle entfernt hat, an der die Schwingung aufgehört hat. Diese Hysterese kann in bestimmten Fällen stören(beispielsweise bei einer Zweipunktregelung)· Es ist möglich, diese Hysterese entweder durch Vergrösserung des "Ruhestroms" oder durch Verwendung der in Fig.5 und 6 dargestellten Schaltungen zu verringern.

Im ?all von Fig.5 ist die Gleichrichterdiode D1 an einen Abgriff Af* der Spule L angeschlossen, wodurch ihre Anode auf ein Wechselpotential gelegt wird, das demjenigen des Punkts A entgegengesetzt ist. Durch eine geeignete Anbringung dieses Abgriffs wird die Beschneidung der Emitterspannung unterdrückt, wodurch die Hysterese merklich verringert wird.

Im Fall von Fig.6 ist die Anode der GLeichrichterdiode D2 durch den Spannungsteiler R3, R4- auf ein positives Potential gelegt. Dieses Potential kann so gross sein, dass die Vorspannung des Transistors über die Diode D2 erreicht wird. Die wahlweise vorhandene Diode D1 ermöglicht eine wirksamere GLeiehrlefatung als die Diode D2, weil der von dieser gleichgerichtete Strom durch, den Widerstand R4 fliessen muss. Das

Ende 009849/0503 BAD ORIQ«NAL

Ende 6 des Widerstands R4 kann entweder mit dem Punkt H oder mit dem Punkt A* verbunden sein. Im letzten Fall ist die vom Widerstand R4· hervorgerufene Dämpfung kleiner, aber die Diode D1 ist dann unerlässlich.

In anderen lallen 1st die Hysterese erwünscht. Dies gilt beispielsweise für die Zählang der Durchgänge eines leitenden Objekts, das in Schwingungen versetzt ist, die seiner Verschiebung überlagert sind. Wenn die Hysterese ausreichend gross ist, besteht dann keine Gefahr , dass ein einziger Durchgang wegen dieser Schwingungen mehrmals gezählt wird. Ferner erfolgt das Umkippen freier und sehr viel schneller. Die hierfür geeigneten Schaltungen sind in Fig.7 und 8 dargestellt.

Im Fall von Fig.7 ist der Widerstand R1 durch die Schaltung R¹I, R"1, D3 ersetzt. Im "Ruhezustand" ist die Klemmenspannung des Widerstands R"1 nicht ausreichend, um die Diode D3 durchlässig zu machen. Im ^wArbeitszustand" ist die Diode D3 durchlässig, so dass sie praktisch den Widerstand R"1 kurzschliesst, wodurch der Rückkopplungsfaktor vergrössert wird.

Es ist daher für das Anregen der Schwingung ein grösserer Gütefaktor als für das Uniarbrechen der Schwingung erforderlich; die Hysterese 1st somit durch die Wahl der Schaltungselemente einstellbar. bad-ORIGINAL

009849/0S03 ~

-H-

Im Pall von Pig. 8 T*rhält sich die Schaltung R5, R6, D4·, D5 wie ein Strombegrenzer, dessen scheinbare Wechselimpedanz mit der,Klemmenspannung der Induktivität L wächst. Die von dieser Schaltung erzeugte Dämpfung ist also bei kleinen Spannungen grosser, «as das Erregen der Schwingung wie im vorhergehenden fall benachteiligt, so dass sich die gleichen Polgen ergeben«

Wenn kein Vorspannungsstrom vorhanden ist, kann sich die Schwingung nicht erregen, denn der Transistor hat den Verstärkungsfaktor Null· Sie Schwingung kann sich nur dann erregen, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind:

- ausreichender Vormagnetisierungsstrom;

- ausreichender Gütefaktor.

Sagegen wird der Schwingungszustand durch die Unterdrückung des Vorspannungsstroms nicht beeinflusst. Siese logische Und-Punktion bei der Schwingungserregung und Speicherfunktion bei der Schwingungsentregung kann insbesondere dort ausgenutzt werden, wo mit Hilfe von zwei Fühlern die Bewegungsrichtung des Gegenstands von einem fühler zum anderen festgestellt werden soll. In diesem fall ist derVorspannungskreis nicht an den Kollektor, sondern an eine getrennte Klemme angeschlossen,

009849/0803 bad

Pig.9 UQd 10 zeigen Hassnahmen zur Verringrung des Einflusses der Temperatur auf den "Ruhestrom". Die Iig. 9 entspricht der Schaltung von Fig.4. Die Verringerung des Vorspannungsatroms bei steigender Temperatur erfolgt durch des Thermistor 119 mit negativem Temperaturkoeffizient, der den Widerständen R7 und R8 zugeordnet ist. D^es ermöglicht die Kompensation in einem grossen Temperaturbereich.

Die Schaltung von Pig.10 entspricht derjenigen von Pig.6,

bloss erfolgt hier die Temperaturkompensation durch die Diode D6.

Die Schaltung von Pig.11 ermöglicht es, für eine gegebene Ausgangsleistung die Klemmenspannung der Induktivität L zu verringern, so dass die von dem magnetischen Wechselfeld auf den leitenden Gegenstand ausgeübte Abstossung vermindert wird. Zu diesem Zweck wird die gleichzurichtende Spannung nicht an den Klemmen der Induktivität L , sondern an den Klemmen einer Drosselspule L¹ abgegriffen, die im Kollektorkreis liegt. Die an den Klemmen der Drosselspule L¹ erscheinende Wechselspannung wird über den Kondensator C4 zu den Gleichrichterdioden DT und D8 übertragen. Die gleichgerichtete Spannung wird durch den Kondensator C5 gefiltert und über den Widerstand R11 an die Basis des Traneistors angelegt. DerWiderstand R10 dient zur Dämpfung der Drosselspule L*. Die Klemme T des Kondensators 05 könnte mit dem Funkt M verbunden sein, doch würde dadurch die vom Widerstand R11 verursachte Dämpfung vergrössert.

Alle

009849/0503

bad

Alle zuvor beschriebenen Schaltungen besitzen nur zwei stabile Gleichgewichtszustände: Schwingung bis zur Sättigung oder keine Schwingung.

Die nachfolgend beschriebenen Schaltungen liefern einen Ausgangsstrom, der dim Gütefaktor der Spule L annähernd proportional ist. Das Prinzip dieser Schaltungen ist in fig.12 dargestellt.Es besteht darin, den Resonanzkreis durch einen Widerstand Z zu dämpfen, dessen Widerstandswert bei wachsender Klemmenspannung des Schwingkreises abnimmt. Der Rückkopplungsfaktor β nimmt also ab, wenn die Klemmenspannung der Spule L zunimmt. Er kann daher den einerSchwingung mit stabiler Amplitude entsprechenden Wert 1 bei einem beliebigen Wert der S_chwingungsspannung zwischen bestimmten Grenzwerten annehmen. Wenn Qo der Gütefaktor der Anordnung L, C1, Z ist, für welchen ο = 1 gilt, und Q der Gütefaktor der Spule L ist, gilt:

Qo - -B-

also :

Q-Qo

BAD

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Die Schwingungsspannung IT im Gleichgewichtszustand hängt also von dem Gütefaktor der Spule L über Z ab. Dieser Gütefaktor ist seinerseits von der Lage des leitenden Gegenstands abhängig. Br Widerstand Z kann eine der in Fig.13 bis 17 dargestellten Formen annehmen.

Im Fall von Fig.13 ist der Widerstand Z durch die Kapazität 06, den Widerstand R12 und die Zenerdiode DZ1 gebildet.

Die Zenerdiode ist durchlässig, wenn die Klemmenspannung den Wert +Vz oder den Wert -O annimmt. Wenn U der Spitzenwert der Wechselspannung an den Klemmen der Spule L ist, gilt:

y Vz
wenn U ^ w=· , ist die Zenerdiode DZ1 gesperrt, so dass gilt

- wenn U y -^ , gehen bei jeder Halbwelle Stromimpulse durch den Widerstand R12, Die dadurch im Widerstand R.12 erzeugten Verluste verringern den schefabaren Wert des Widerstands Z,

2U und zwar umso mehr, je grosser das Verhältnis ψ£ ist.

Durch geeignete Wahl der Schaltungselemente und Betriebsbereiche kann erreicht werden, dass die SohwingungsspannuEg Π und damit der Ausgangsstrom annähernd d@r Verschiebung des leitenden Gegenstands proportional ist« Die Zenerdiode DZ1

muss eine kleine Eigenkapazität haben® Sie kann durch eine Spannungsquelle und zwei Gleichrichterdloden ersetzt werden₀

Bei 009849/0 503 bad original

Bei der Anordnung von Fig.14 ist die Fpannungsquelle durch den Widerstand R13 und die Zenerdiode DZ2 ersetzt, die dann eine grosse Eigenkapazität haben kann. Die Dioden D9 und D1O sind die Gleichrichterdioden. Der P_unkt D ist an ein positives Potential gelegt.

Bei der Anordnung von Pig.15 ist die Spannungsquelle durch den Spannungsteiler R14, R16 gebildet. Der Widerstand R12 ist für die eine Stromrichtung durch den Widerstand R15 und für die andere Stromrichtung durch den Widerstand R14 parallel zum Widerstand R16 ersetzt.

Fig.16 zeigt eine einfachere Schaltung, welche eine gleichwertige Funktion wie die zuvor erwähnten Schaltungen erfüllt.

fig.17 zeigt eine andere Ausführungsform mit der gleichen Funktion wie die zuvor erwähnten Schaltungen.

Bei den Spaltungen von Fig. 14, 15, 16, 17 war angenommen, dass der Punkt D an ein festes positives Potential gelegt ist. Er kann je.doch auch mit dem Kollektor des !Transistors T verbunden sein® In diesem Fall nimmt die Spannung, welche die Rolle der Spannung Yz bei den Schaltungen von Fig.15, 16, 17 spielt, mit wachsendem Ausgangsstrom, äsο mit wachsender Schwingungsspannung ab. Die Wirkungsweise kann jedoch mit anderen Werten der Schaltungselemente die gleiche sein»

009848/0503 ^{BAD 0RlG}'^NAL

Alle zuvor beschriebenen Schaltungen lassen sich auf den FaLl eines Fühlers mit zwei Spulen übertragen, wobei der leitende Gegenstand die Gegeninduktivität zwischen diesen beiden Spulen verändert. Beispielsweise entspricht der Schaltung von Fig.4 die Schaltung von Fig.18 oder, die Schaltung von Fig.19» welche sich durch die Lage der Erregerspule L" unterscheiden.

Me in Fig.5 bis 17 dargestellten Irgänzungen der Schaltung von Fig.4 können auch bei den Schaltungen von Fig.18 und angewendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Hochfrequenz-Induktions-Annäherungsfühler zur Feststellung des Vorhandenseins oder Vorbeigangs eines leitenden Gegenstands auf Grund der Änderungen des Gütefaktors einer von einem Hochfrequenzstrom durchflossenen Erregerspule, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen dee Gütefaktors zur Veränderung der Schwingungsamplitude eines Oszillators dienen, der einen Resonanzkreis enthält, dessen induktivität durch die Erregerspule gebildet ist.

2. Annäherungefühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ae Gleichstromquelle über einenVerbraucherwiderstand mit den Klemmen des Oszillators verbunden ist, der ausser dem Resonanzkreis einen durch einen Transistor gebildeten rückgekoppelten Verstärker, einen in den Emitterkreis des Transistors eingefügten und an einen Zwischenabgriff der Induktivität des Resonanzkreises angeschlossenen Gegenkopplungswiderstand und einen an die Klemmen des Resonanzkreises angeschlossenen und mit der Basis des Transistors verbundenen Gleichrichterkreis mit einem Gleichrichter und einem Filterkondensator enthält.

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3. Annäherungsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator an die Klemmen des Oszillators angeschlossen ist.

4. Annäherungsfühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeidnet, dass der Verstärker an Zwischenabgriffe der Induktivität des Resonanzkreises angeschlossen ist,

5. Annäherungsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aletimmkondensator des Resonanzkreises durch mehrere Kondensatoren ersetzt ist, an deren Klemmen der Verstärker angeschlossen ist, und dass der G-egenkopplungswiderstand mit der Spannungsquelle über eine Drosselspule verbunden ist, welche einem der Kondensatoren parallel geschaltet ist.

6. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter zwischen der Basis des Transistors und einem besonderen Abgriff der Induktivität des Resonanzkreises angeschlossen ist.

7· Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorspannungswiderstand zwischen dem Kollektor und der Basis des !Transistors angeschlossen ' ist.

8_t

0.09849/0503 bad

8. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorspannungsteiler zwischen dem Kollektor des Transistors und der mit dem G-egenkopplungswiderstand verbundenen Klemme des Resonanzkreises bzw. der Induktivität angeschlossen ist, und dass ein zusätzlicher Gleichrichter zwischen einem Abgriff des Spannungsteilers und der Basis des Transistors angeschlossen ist.

9. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkopplungswiderstand durch die Serienschaltung aus einem ersten Widerstand und einer Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand und einem spannungsabhängigen Widerstand ersetzt ist.

10. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor des Transistors · mit dem Resonanzkreis über eiae Strombegrenzerschaltung aus Widerständen und Gleichrichtern verbunden ist.

11. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannungswiderstand mit einem Spannungsteiler verbunden ist, der einen temperaturabhängigen Widerstand enthält.

12. Annäherungsfühler nach Anspruch 8 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diode in den Vorspannungsteiler eingefügt ist.

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13« Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektorkreis des Transistors eine Prosseispule enthält, die über eine Gleichrichter-und FiIterschaltung mit der Basis des Transistors verbunden ist«

H. Annäherungsfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine βpannungsanhängige Impedanz an die Klemmen des Resonanzkreises angeschlossen ist.

15, Annäherungsfühler nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, dass die spannungsabhängige Impedanz durch die Serienschaltung aus einem Kondensator, einem Widerstand und einer Zenerdiode gebildet ist.

16. Annäherungsfühler, nach Anspruch H_f dadurch gekennzeichnet, dass die spannungsabhängige Impedanz eine Schaltung aus Widerständen und Gleichrichtern enthält, die an eine feste Spannungsquelle angeschlossen ist.

17. Annäherungsfühler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die spannungsabhängige Impedanz eine Schaltung aus Widerständen und Gleichrichtern enthält, die mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist.

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18. Annäherungsfühler naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dees mit der die Induktivität dee Resonanzkreises bildenden Spule eine zusätzliche Spule gekoppelt ist_f die im Emitterkreis oder im Kollektorkreis des Transistors liegt, und dass der leitende Gegenstand , dessen Vorhandensein oder Vorbeigang festgestellt werden soll, die Gegeninduktivität zwischen den beiden Spulveα verändert«

19· Anäherungsfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Vorspannungskreis mit dem Vorspannungekreis eines weiteren Annäherungsfühlers so verbunden ist, dass die Richtung des V_orbeigangs des leitenden Gegenstands von dem einen zum anderen Fühler feststellbar let.

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