DE3016821C2

DE3016821C2 - Elektronischer Näherungsschalter

Info

Publication number: DE3016821C2
Application number: DE19803016821
Authority: DE
Inventors: Peter 6454 Bruchköbel Lühr
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell GmbH
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1982-08-12
Also published as: GB2075201A; FR2481864B1; GB2075201B; DE3016821A1; FR2481864A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Näherungsschalter nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Elektronische Näherungsschalter werden in zunehmendem Maße anstelle von mechanisch betätigten elektrischen Schaltern in elektrischen Meß-, Regel- und Steuerkreisen verwendet Sie bestehen im allgemeinen aus einem durch ein angenähertes Metallteil bedämpf baren Oszillator, dem ein Demodulator und Schwell wertschalter und/oder eine Ausgangsstufe nachgeschaltet ist Solange ein an den Näherungsschalter angenäheiies Metallteil einen vorgegebenen Abstand noch nicht erreicht hat, ist die Kreisverstärkung k · V des Oszillators größer als 1 und er schwingt Erreicht das angenäherte Metallteil einen vorgegebenen Abstand, so führt die zunehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer Verringerung der Kreisverstärkung k · V, so daß diese schließlich einen Wert kleiner als I einnimmt und der Oszillator nicht mehr schwingt Die Ausgangsstufe des Näherungsschalter nimmt hierbei abhängig von dem Schwingungszustand des Oszillators einen durch die schaltungstechnische Auslegung bedingten Zustand (gesperrt oder leitend) ein.

« Zur Einstellung einer Schalthysterese, d.h. der Differenz zwischen dem Schaltabstand bei Entfernung des Metallteiles und dem Schaltabstand bei Annäherung des Metaliteils ist es aus der DE-AS 19 66 178 bekannt, von der Ausgangsstufe her den Emitterwiderstand eines in Emitterschaltung betriebenen Transistors einer schwingenden Oszillatorstufe zu erniedrigen und damit die Verstärkung der Stufe zu erhöhen.

Ferner ist es aus der DE-AS 24 61 169 bekannt, von der Ausgangsstufe her, den Kopplungsfaktor des Oszillators zu beeinflussen, indem bei bedämpften Oszillator der Rückkopplungsfaktor verkleinert wird. Gegenüber der erstgenannten Maßnahme besitzt diese Maßnahme den Vorteil, daß hierbei der Gleichstromarbeitspunkt der Verstärkerstufe nicht verändert wird.

Durch die Vorgabe einer Schalthysterese wird zwar ein eindeutiger Einschalt- und Ausschaltpunkt des Näherungsschalters vorgegeben, wobei das den Schaltvorgang auslosende Metallteil eine gewisse Oszillation ausführen kann, ohne daß der Näherungsschalter mehrmals betätigt wird; es hat sich aber herausgestellt, daß die Schaltgeschwindigkeit derartiger Näherungsschalter prinzipiell begrenzt ist Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer Entdämpfung des

Oszillators dessen Amplitude gemäß einer Exponentialfunktion ansteigt Es dauert daher eine gewisse Zeit bei der Entfernung eines Metallteiles bis der Näherungsschalter umschaltet. Bei schnellbeweglichen aufeinander folgenden Metallteilen ist daher der Schaltpunkt nicht mehr alleine durch den Schaltabstanu gegeben; vielmehr kann es bei einem Zählvorgang geschehen, daß der nächste Gegenstand in der Reihe den Oszillator bereits wieder bedampft, bevor er auf die Entfernung des vorangegangenen Gegenstandes angesprochen hat

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schaltgeschwindigkeit bekannter Näherungsschalter zu erhöhen. EMe Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sei im folgenden die ErPadung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein das Prinzip der vorliegender Erfindung veranschaulichendes Blockdiagramm;

F i g. 2 ein erstes Ausfühningsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig.3 ein zweites Ausfühningsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, verwirklicht bei 2s einem bekannten Näherungsschalter gemäß der DE-AS 19 66 178;

F i g. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung.

Gemäß F i g. 1 besteht ein bekannter elektronischer Näherungsschalter aus einem Oszillator O, einem nachgeschalteten Demodulator D, einem von dessen gleichgerichteter Spannung beaufschlagten Trigger T und einer nachgeschalteten Restschaltung R, die eine Inverterstufe, eine Ausgangsstufe, eine Einschaltverzögerung und einen Lastteil enthalten kann und hier nicht näher interessiert In bekannter Weise wird durch den Trigger Tcin Hystereseschalter H betätigt, der in den Oszillator O eingreift und beim Schalten des Näherungsschalters dessen Kreisverstärkung k - V erhöht Hierdurch erreicht man in bekannter Weise, daß ein einmal geschalteter Näherungsschalter nicht durch geringfügige Bewegungen des auslösenden Metailteiles emeut betätigt wird. Vielmehr muß das Metallteil im Vergleich zu dem Auslösenden Schaltabstand um einen bestimmten Betrag näher herangebracht werden, um den Näherungsschalter gegensinnig zu betätigen.

Erfindungsgemäß ist eine Anschwinghilfe A vorgesehen, die bei einem bestimmten Pegel der gleichgerichteten Spannung und vor Erreichen des Schaltpunktes des so Triggers T betätigt wird und eine anfänglich bei bedampftem Oszillator erhöhte Kreisverstärkung k- V reduziert

Ein erstes Ausführungsbeispiel der in Fig. ί prinzipiell dargestellten Schaltungsanordnung ist in Fig.2 veranschaulicht Diese Schaltungsanordnung weist hintereinandergeschaltet einen Oszillator O, bestehend aus Hauptstufe H und Anschwinghilfe A, einen Demodulator D, einen Hystereseschalter H, einen Trigger Tund eine restliche Schaltung auf, wobei auf die eo Darstellung dieser restlichen Schaltung verzichtet wurde.

Der Oszillator O ist mit seiner Hauptstufe H als Hartley-Schaltung ausgeführt und weist im wesentlichen eine Verstärkerstufe in Kollektorschaltung und es einen Schwingkreis auf. Der Schwingkreis besteht aus einem Übertrager L1 und einem parallel geschalteten Kondensator Ci. Das Übertraglingsverhältnis des Übertragers L1 ist so gewählt, daß sich ein Kopplungsfaktor k größer als 1 ergibt Eine Mittelanzapfung ist leicht realisierbar und wird über einen Koppelwiderstand Rt an den Emitter eines als Verstärkerstufe vorgesehenen Transistors Q 3 angeschlossen. Der Schwingkreis bestehend aus L1 und Cl liegt einerseits an Bezugspotential und ist andererseits über zwei als Dioden betriebene Transistoren Q\ und Q 2 an die Basis des Transistors Q 3 angeschlossen. Andererseits ist die Basis über eine eingeprägte Stromquelle /101 an die Betriebsspannung angeschlossen. Der Kollektor des Transistors <?3 liegt unmittelbar an der Betriebsspannung.

Die eingeprägte Stromquelle /101, sowie weitere eingeprägte Stromquellen in dem dargestellten Schaltkreis lassen sich wie auch die übrige Schaltung leicht in integrierter Schaltkreistechnik ausführen, wobei sie im wesentlichen hochohmige Widerstände ersetzen, die in integrierter Schaltkreistechnik schlecht realisierbar sind. Die Anschwinghilfe A umfaßt einen ersten Transistor Q 102 dessen Emitter mit dem Emitter des Oszillatortransistors Q3 verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand R1 ebenfalls an die Mittenanzapfung des Übertragers L1 angeschlossen ist Die Basis des Transistors Q 102 ist an den Kollektor eines Transistors Q 103 angeschlossen, der seinerseits über eine eingeprägte Stromquelle /1 an das Bezugspotential geschaltet ist Der Emitter des Transistors Q103 liegt unmittelbar an der Betriebsspannung.

Der Demodulator D umfaßt einen im C-Betrieb und als Emitterfolger betriebenen Transistor C? 5, der mit seiner Basis an den Emitter des Oszillatortransistors Q 3 angeschlossen ist Der Kollektor des Transistors Q 5 liegt unmittelbar an der Betriebsspannung und der Emitter dieses Transistors ist über eine eingeprägte Stromquelle /2 an das Bezugspotential angeschlossen. Andererseits ist der Emitter des Transistors Q 5 über einen Widerstand R 2 mit den Basen zweier Transistoren Q 6 und Q9 verbunden. Der Transistor Q6 betätigt die Anschwinghilfe und ist mit seinem Kollektor einmal über eine eingeprägte Stromquelle /102 an die Betriebsspannung und zum anderen auf die Basis des Transistors Q 103 geführt Der Emitter des Transistors Q6 liegt über einen Widerstand A3 an der Bezugsspannung. Der Transistor Q 9 liegt mit seinem Kollektor über eine eingeprägte Stromquelle /103 an der Betriebsspannung und mit seinem Emitter über einen Widerstand R 6 an der Bezugsspannung. Zwischen den Kollektor des Transistors Q 9 und die Bezugsspannung ist ferner ein Kondensator C2 geschaltet

Der Hystereseschalter H besteht aus einem Transistor Q11, der mit seinem Kollektor an die Betriebsspannung und mit seinem Emitter über einen Hysteresewiderstand Rh ebenfalls an die Mittelanzapfung des Übertragers Li angeschlossen ist. Die Basis des Transistors QH wird von dem nachgeschalteten Trigger ^beaufschlagt

Der Trigger T umfaßt im wesentlichen einen Differenzverstärker bestehend aus zwei Transistoren Q12 und Q14, deren Emitter gemeinsam über eine eingeprägte Stromquelle /3 an die Bezugsspannung und deren Kollektoren über einen Stromspiegel Q 108 an der Betriebsspannung liegen. Die Basis des Transistors Q12 liegt über einen Widerstand RS einmal an dem Kondensator C2 und zum anderen Ober die Emitter/ Kollektorstrecke eines Transistors Q 107 an BezugspotentiaL Zum anderen liegt die Basis des Transistors Q12 über die Kollektor/Emitterstrecke eines Transistors

Q 106 und einen Widerstand R 9 an der Betriebsspannung. Der Transistor Q 106 besitzt zwei Kollektoren, wobei der zweite Kollektor an die Basis des Transistors QW des Hystereseschalters H angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors ζ) 12 ist einmal auf die Basis des Transistors Q 1C6 geschaltet und zum anderen über einen in Reihe zu einer weiteren eingeprägten Stromquelle /4 geschalteten Stromspiegel ζ) 109 mit dem Rest der Schaltung verbunden. Die Basis des zweiten Transistors Q14 des Differenzverstärkers liegt einmal über eine eingeprägte Stromquelle /104 an der Betriebsspannung und zum anderen über zwei in Reihe geschaltete und als Dioden betriebene Transistoren Q15 und Q16 an der Bezugsspannung.

Anhand des vorstehend beschriebenen Aufbaues einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel sei nunmehr deren Wirkungsweise beschrieben:
Zunächst sei der Zustand betrachtet, in welchem der Oszillator durch ein in das magnetische Feld des Übertragers Ll eingebrachtes Metallteil vollständig bedämpft ist Wird ein solches Metallteil genügend nahe an den Näherungsschalter herangebracht, so setzen jegliche Schwingungen des Oszillators aus. Der Oszillatortransistor Q 3 ist jedoch gleichstrommäßig durchgeschaltet, da über die Dioden Q1 und Q 2 der Basis ein gegenüber dem Emitter positives Potential vorgegeben wird. Gleichzeitig ist der Trarristor Q102 stromführend und der Transistor Q103 gesperrt. Durch die Parallelschaltung des Widerstandes RX zu dem Widerstand Rk ergibt sich ein relativ geringer Gesamtwiderstand und ein relativ hoher Kopplungsgrad zwischen dem Schwingkreis LX, CX und dem Oszillatortransistor Q 3. Die Kreisverstärkung ist insgesamt sehr hoch, so daß bei einer Entfernung des Metallteiles die Schwingamplitude des Oszillators rasch ansteigt Bei bedampftem Oszillator und nicht geschaltetem Näherungsschalter ist jedoch zusätzlich der Hystereseschalter //eingeschaltet indem der Transistor QXX stromführend ist und den Hysteresewiderstand Rh dem Oszillator parallel schaltet Der Transistor Q11 ist aus folgenden Gründen durchgeschaltet:
Ober die beiden als Dioden geschalteten Transistoren Q15 und Q16 und durch den Transistor Q107 ergibt sich eine Aufladung des Kondensators C2 auf ungefähr 1,8 Volt bei nicht geschaltetem Trigger. An der Basis des Transistors Q14 liegt ein Potential von ungefähr 1,2VoIt An der Basis des Transistors QlSTFn dem Differenzverstärker stromführend ist und dieser schaltet mit seinem Potential am Kollektor den Transistor 0106 in den stromführenden Zustand, wodurch fiber das Potential an dessen Kollektor der Transistor QIl an seiner Basis durchgeschaltet wird.

Es ergibt sich somit der Umstand, daß alle drei Widerstände Rb RX und Rt in den Schaltkreis eingeschaltet sind. Die Einschaltung des Hysteresewiderstandes Rb zusätzlich zu dem Koppelwiderstand Rk gehört zum Stand der Technik.

ErfindungsgemäB wird jedoch durch den dem Koppelwiderstand R_k parallel geschalteten Widerstand R1 bei bedampftem Oszillator die Kreisverstärkung erhöht, so daß der Näherungsschalter bei Entfernung des Metallteiles in der Lage ist, auf diese Entfernung schneller anzusprechen, da der Oszillator Steuer anschwingt und bereits bei geringem Schaltabstand eine merkliche Amplitude aufweist

Es sei nunmehr betrachtet, was geschieht wenn ein bedämpfendes Metallteil entfernt wird. Die schnell anwachsende Schwingungsamplitude am Emitter des Oszillatortransistors Q3 wird durch den im C-Betrieb betriebenen Demodulatortransistor Q 5 gleichgerichtet und über den Widerstand R 2 auf die Basen der Transistoren Q 6 und Q 9 geschaltet. Durch entsprechende Wahl der beiden Konstahtstromquellen /102 und /103 bzw. durch unterschiedliche Werte f.ür die Emitterwiderstände R 3 und R 6 wird dafür gesorgt, daß der Transistor Q 6 sein Kollektorpotential schneller

ίο absenkt als der Transistor Q 9. Hierdurch wird der Transistor Q103 in der Anschwinghilfe A geschaltet bevor der Trigger T schaltet Wenn der Transistor Q103 in den stromführenden Zustand gelangt, so wird der Transistor Q102 ausgeschaltet und der Koppelwiderstand Rk ist — abgesehen von dem Hysteresewiderstand Rh — nur noch aiieine wirksam. Hierdurch wird zunächst die Kreisverstärkung aufgrund der verringerten Kopplung Ar reduziert
Steigt die Oszillatorwechselspannung weiter an, so schaltet auch der Transistor Q 9, wodurch der Kondensator C 2, der zuvor an einer Spannung von ungefähr 1,8 Volt lag, entladen wird. Wenn die Spannung über dem Kondensator C2 soweit erniedrigt worden ist daß das Potential an der Basis des Transistors Q12 einen Wert von 1,2 Volt unterschreitet so schaltet der Differenzverstärker um und der Transistor Q14 gelangt in den stromführenden Zustand. Nunmehr ist die Basis des Transistors Q 106 nicht mehr negativ in bezug auf dessen Emitter vorgespannt, so daß dieser Transistor Q106 sowie auch der nachgeschaltete Transistor QU des Hystereseschalters ausgeschaltet wird. Die Ausschaltung des Transistors QH und somit die Heraustrennung des Hysteresewiderstandes Rh aus dem Schaltkreis führt aber zu einer erneuten Erhöhung der Kreisverstärkung.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines induktiven Näherungsschalters, bei dem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist Der Schaltkreis gemäß F i g. 3 ist sowie dies nur die mit Ziffern bezeichneten Bauelemente betrifft ein aus der DE-AS 19 66178 bekannter Schaltkreis. Lediglich die Bauelemente 7s 1.

Rp, Ts 2 und R_s stellen Bauelemente zur Verwirklichung

der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dar.

In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht der in F i g. 3 dargestellte Annäherungsschalter aus einem von außen durch ein nicht dargestelltes Metallteil bedämpfbaren Oszillator 6, einem von dem Oszillator 6 betätigten elektronischen Schalter 7 und einer Speiseschaltung 8 zur Erzeugung der für den Oszillator 6 erforderlichen Betriebsspannung. Zwischen dem Oszillator 6 und dem elektronischen Schalter 7 ist ferner noch ein Schaltverstärker 9 angeordnet, der in Abhängigkeit vom Zustand des Oszillators 6 den elektronischen Schalter 7 durchschaltet Der Oszillator des induktiven Annäherungsschalters arbeitet mit einem in Emitterschaltung betriebenen Oszillatortransistor 10. Im Kollektorkreis des Oszülatortransistors 10 liegt ein Paralleischwingkreis U aus Schwingkreisinduktivität 12 und Schwingkreiskapazität 13. Im Emitterkreis des

eo Oszülatortransistors 10 liegt ein Widerstand 14, dem erfindungsgemäß die Reihenschaltung eines Widerstandes Rp und eines als Schalter betriebenen Transistors Ts 1 parallel geschaltet ist Im Basiskreis des Oszillatortransistors 10 ist- eine Rückkopplungsinduktivität 15 angeordnet die einerseits an die Basis des Oszillatortransistors 10 und andererseits an die Verbindungsstelle zweier Widerstände 16 und 17, die einen Spannungsteiler 18 bilden, angeschlossen ist Parallel zum Widerstand

liegt jedoch ein Potential wn 1,6 V bat ein noch höheres
Potential. Dies bedeutet, daß der Transistor Q 12»

16 liegt ein Überbrückungskondensator 19.

Die Oszillatorspannung wird am Kollektor des Oszillatortransistors 10 über einen Koppelkondensator 20 abgegriffen, mittels eines als Diode geschalteten Gleichrichtertransistors 21 gleichgerichtet und durch einen nachfolgenden als Emitterfolger geschalteten Glättungstransistor 22 mittels eines im Emitterkreis angeordneten Glättungskondensators 23 geglättet.

Bei schwingendem Oszillator 6 ist die Verstärkung V des Oszillators 6 mit Hilfe der gleichgerichteten to Oszillatorspannung gegenüber der Verstärkung V des Oszillators 6 bei nichtschwingendem Oszillator erhöht Das ist dadurch realisiert, daß die Verstärkung V des Oszillators 6 durch eine Änderung des Verhältnisses des Kollektorwiderstandes des Oszillatortransistors 10 zu is dessen Emitterwiderstand veränderbar ist. Im einzelnen ist dem eigentlichen Emitterwiderstand 14 des Oszillatortransistors 10 die Reihenschaltung aus einem einstellbaren Hilfswiderstand 24, einer Diode 25 und der Kollektor/Emitterstrecke eines Steuertransistors 26 parallel geschaltet, wobei die Basis des Steuertransistors 26 von der gleichgerichteten Oszillatorspannung angesteuert wird

Erfindungsgemäß ist ein weiterer Transistor 7s 2 angeordnet, der einerseits mit seinem Emitter an der Bezugsspannung und andererseits über einen Widerstand Rs an die Betriebsspannung angeschlossen ist Die Basis dieses Transistors Ts 2 ist unmittelbar an den Glättungskondensator 23 angeschlossen, während die Basis des Steuertransistors 26 von dem aufgeladenen Glättungskondensator 23 Ober einen Spannungsteiler angesteuert wird. Der Kollektor des Transistors Ts 2 ist mit der Basis des Transistors Ts 1 verbunden.

Schließlich liegt der Kollektor des Steuertransistors 26 über einen Kollektorwiderstand 27 und einen Brückengleichrichter 28 an der Netzspannung.

Aufgrund des vorstehend beschriebenen Aufbaues sei nunmehr die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 beschrieben:

Solange ein nicht dargestelltes Metallteil dem Oszillator 6 des induktiven Näherungsschalters noch ferner ist als ein vorgegebener Abstand, ist die Bedämpfung des Oszillators 6 so gering, daß dieser schwingt Die gleichgerichtete Oszillatorspannung steuert die Basis des Steuertransistors 26 in der Weise an, daß der Steuertransistor 26 durchgeschaltet ist Damit liegt die Reihenschaltung aus dem Hilfswiderstand 24, der Diode 25 und der durchgeschalteten Kollektor/Emitterstrecke des Steuertransistors 26 parallel zum Emitterwiderstand 14 des Oszillatortransistors 10, d.h. der wirksame Emitterwiderstand des Oszillatortransistors 10 ist kleiner als der Emitterwiderstand 14 und die Verstärkung Vdes Oszillators 6 ist größer gegenüber dem Fall, wo der Emitterwiderstand 14 alleine den wirksamen Emitterwiderstand des Oszillatortransistors 10 bildet

Aufgrund des bei schwingendem Oszillator ebenfalls durchgeschalteten Transistors Ts 2 ist der Transistor Ts 1 ausgeschaltet und der Widerstand R_p liegt dem Emitterwiderstand 14 nicht parallel. Durch diese Schaltungsanordnung erfolgt daher bei nicht bedämpften Oszillator keine Beeinflussung des Verstärkungsfaktors VC

Unterschreitet nun das Metallteil einen vorgegebenen Abstand zum Oszillator 6, so wird die Bedämpfung des Oszillators 6 so groß, daß die gleichgerichtete Spannung nicht mehr ausreicht den Steuertransistor 26 durchzuschalten. Jetzt ist der Emitterwiderstand 14 der allein wirksame Emitterwiderstand des Oszillatortransistors 10 und die Verstärkung V des Oszillators 6 ist gegenüber dem unbedämpften Zustand kleiner. Wird der Oszillator noch etwas mehr bedämpft, so reicht die gleichgerichtete Spannung auch nicht mehr aus, den Transistor Ts 2 durchzuschalten, woraufhin der Transistor 7s 1 durchgeschaltet wird und der Widerstand R_p dem Emitterwiderstand 14 parallel geschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß bei entsprechend bedampftem Oszillator 6 die Verstärkung V wiederum erhöht wird, so daß auch bei einer schnellen Entfernung des Metallteiles der Näherungsschalter in der Lage ist schnell zu schalten, da er relativ schnell auf eine bestimmte Grundamplitude gebracht wird. Auch bei einer schnellen Bewegung des Metallteiles schaltet somit der Näherungsschalter praktisch unverzögert bei einem bestimmten Abstand des Metallteiles.

Bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bleibt die in bekannter Weise vorgesehene Hysterese unbeeinflußt von der Anschwinghilfe, da die Anschwinghilfe ausgeschaltet wird, bevor der Näherungsschalter seinen Schaltpunkt erreicht. Da die Anschwinghilfe und die Hysterese jeweils bei unterschiedlichen Bedämpfungsgraden des Oszillators aus- bzw. eingeschaltet werden, könnten die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen auch dazu verwendet werden, einen Näherungsschalter mit unterschiedlichen Schaltschwellen auszubilden, um beispielsweise vor einer Endabschaltung eine Voranzeige zu geben. Ferner könnte aus der Anschwinghilfe auch eine Betriebsüberwachung des Oszillators abgeleitet werden.

In F i g. 4 ist anhand eines Diagrammes die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung veranschaulicht

Hierbei ist die Oszillatoramplitude U über dem Schaltabstand s aufgetragen. Die langgestrichelte Linie I stellt den Anstieg der Schwingungsamplitude über dem Schaltabstand dar, wenn nur der Kopplungswiderstand Rk und der Hysteresewiderstand Rh (F i g. 2) bzw. der Emitterwiderstand 14 (F i g. 3) vorhanden wäre. Die kurzgestrichelte Linie II stellt den Anstieg der Oszillatoramplitude über dem Schaltabstand für den Fall dar, wo der Hysteresewiderstand Rh (F i g. 2) aus dem Schaltkreis herausgetrennt ist bzw. der Hilfswiderstand 24 (Fig.3) dem Emitterwiderstand 14 parallel geschaltet ist Die strichpunktierte Linie HI stellt den Verlauf der Oszillatoramplitude über dem Schaltabstand für den Fall dar, wo der Widerstand R 1 dem Kopplungswiderstand Rt (F i g. 2) parallel geschaltet ist, bzw. wo der Widerstand R_n dem Emitterwiderstand 14 (F i g. 3) parallel geschaltet ist

Man erkennt also, daß bei vollständiger Bedämpfung des Oszillators und anschließender Entfernung des Metallteiles der Oszillator bereits bei einem geringen Abstand s des Metallteiles entlang der Linie HI auf eine bestimmte Amplitude IV anschwingt Erreicht die Amplitude einen gewissen Wert, so wird, wie dies eingangs beschrieben wurde, der Widerstand R1 bzw. Rp aus dem Schaltkreis herausgetrennt, so daß nunmehr die Schwingungsamplitude entlang der Linie I bis zum Schaltpunkt 51 des Triggers ansteigt An dieser Stelle wird der Hystereseschalter wirksam, d. h, es wird der Hysteresewiderstand R_b aus dem Schaltkreis gemäß F i g. 2 herausgetrennt bzw. der Hilfswiderstand 24 dem Emitterwiderstand 14 in Fig.3 parallel geschaltet Die Schwingungsamplitude springt dementsprechend vom Schaltpunkt S1 zur Linie II und steigt dann entlang der Linie II an.

Wird nun das Metallteil dem Näherungsschalter wieder angenähert, so wird die Schwingungsamplitude des Oszillators gemäß der Linie II bedämpft und der Näherungsschalter schaltet im Schaltpunkt 52. Anschließend ist für die Bedämpfung der Schwingungsamplitude zunächst die Linie IV und anschließend wieder zur völligen Bedämpfung die Linie 111 verantwortlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronischer Näherungsschalter mit einem Oszillator und mit einer Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Kreisverstärkung in Abhängigkeit vom Schaltzustand zwecks Erzielung einer Hysterese, gekennzeichnet durch eine weitere Schaltungsanordnung (A;Q 102, Q103, R1, QS, Q 6; Ts i, Rp. TsZ R₁) zur Erhöhung der Kreisverstärkung k - V bei bedampftem Oszillator (0,6) zwecks Erzielung einer Anschwinghilfe und zum Ausschalten dieser Anschwinghilfe kurz vor dem Erreichen des Schaltpunktes.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beeinflussung des Verstärkungsfaktors Kdes Oszillators (6).

3. Näherungsschalter nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine Beeinflussung des Kopplungsfaktor; Jt des Oszillators CQJt

4. Näherungsschalter nach Anspruch 2 mit einem in Emitterschaltung betriebenen Oszillatortransistor, dessen Emitterwiderstand den Verstärkungsfaktor bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Emitterwidersund (14) die Reihenschaltung aus einem Widerstand (R_p) und einem Schalter (Ts i) parallel geschaltet ist, wobei der Schalter (Ts I) bei bedämpften Oszillator (6) leitend ist und von der gleichgerichteten Oszillatorspannung ausgeschaltet wird, bevor der Schaltpunkt des Näherungsschalters erreicht ist.

5. Näherungsschalter nach Anspruch 3, mit einem als Emitterfolger betriebenen Oszillatortransistor, der mit seinem Emitter über einen Koppelwiderstand an einen Schwingkreis angeschlossen ist, um den Kopplungsfaktor zu beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Koppelwiderstand (Rt) die Reihenschaltung am einem Widerstand (Rl) und einem Schalter /Q102) parallel geschaltet ist, wobei der Schalter bei bedampftem Oszillator (O) leitend ist, und von der gleichgerichteten Oszillatorspannung aus geschaltet wird, bevor der Schaltpunkt des Näherungsschalters erreicht ist

6. Näherungsschalter nach Anspruch 4 mit einem dem Oszillator nachgcschalteten Demodulator, wobei die gleichgerichtete Spannung über einen Spannungsteiler einen Ausgangstransistor schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß an ein höheres Potential des Spannungsteilers die Basis eines zwischen die Betriebsspannung geschalteten Transistors (Ts 2) angeschlossen ist und daß der Kollektor dieses Transistors (Ts2) auf die Basis eines weiteren als Schalter eingesetzten Transistors (Ts 1) geführt ist

7. Näherungsschalter nach Anspruch 5 mit einem dem Oszillator nachgeschalteten Demodulator, wobei die gleichgerichtete Spannung einen Trigger schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die demodulierte Spannung auf die Basis eines Transistors (Q 6) geschaltet ist, dessen Kollektor mit der Basis eines weiteren Transistors (Q 103) verbunden ist, welcher mit seinem Kollektor an die Basis eines als Schalter eingesetzten Transistors (Q 102) angeschlossen ist

8. Näherungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die demodulierte Spannung auf die Basis eines weiteren Transistors (Q 9) geschaltet ist, zwischen dessen Kollektor und Bezugspotential ein Kondensator (C2) geschaltet ist, der bei bedampftem Oszillator auf einen vorgegebenen Spannungspegel aufgeladen und bei unbedämpftem Oszillator durch diesen Transistor (Q9) bis zum · Erreichen der Schaltschwelle des Triggers (T) entladen wird.

9. Näherungsschalter nach Ansprüche, dadurch

/■it gekennzeichnet, daß die beidenfder demodulierten Oszillatorspannung beaufschlagten Transistoien (Q6, Q9) durch unterschiedliche Ströme liefernde Konstantstromquellen (1102, /1C3) in ihren Kollek torzweigen bzw. durch unterschiedlich groß bemes sene Emitterwiderstände (R 2, R 6) zu verschiedenen Zeitpunkten in den leitenden Zustand gelangen bzw. gesperrt werden, wobei der die Anschwinghilfe (A) ausschaltende Transistor (Q 6) vor dem für die

is Schaltung des Triggers (T) maßgeblichen Transistor (Q 9) leitend wird, bzw. bei einer Bedämpfung nach diesem gesperrt wird.