DE3042781C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3042781C2 DE3042781C2 DE19803042781 DE3042781A DE3042781C2 DE 3042781 C2 DE3042781 C2 DE 3042781C2 DE 19803042781 DE19803042781 DE 19803042781 DE 3042781 A DE3042781 A DE 3042781A DE 3042781 C2 DE3042781 C2 DE 3042781C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- distance
- workpiece
- resonant circuit
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
- B23K7/10—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
- B23K7/102—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch for controlling the spacial relationship between the workpieces and the gas torch
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2417—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying separation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/9502—Measures for increasing reliability
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
- H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
- H03K17/9542—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator
- H03K17/9547—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable amplitude
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/960705—Safety of capacitive touch and proximity switches, e.g. increasing reliability, fail-safe
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kompensation des
durch wenigstens eine erste Elektrode abgestrahlten elektro
magnetischen HF-Störfelds bei einer berührungslosen Meßanord
nung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei berührungslosen Meßanordnungen werden vorwiegend kapazi
tive oder induktive Sensoren benutzt, die an einen oder
mehrere Hochfrequenzkreise angeschlossen sind und deren elek
trisches Verhalten vom relativen Abstand der abzutastenden
Oberflächen oder Gegenstände zum Sensor abhängt.
So wird beispielsweise der Abstand zwischen einem Werkstück
und einem Bearbeitungswerkzeug dadurch gemessen, daß die
zwischen beiden bestehende elektrische Kapazität in einer
Schaltungsanordnung so eingeschaltet ist, daß ihre Verände
rung die elekrischen Werte der Schaltungsanordnung entspre
chend verändert. Gleiches wird beispielsweise mit einer in
duktiven Abtastung bewirkt, wenn eine Seite der Meßstrecke
aus einer oder mehreren Spulen besteht, welche durch den
Abstand zum Werkstück eine bestimmte Induktivität aufweist
und bei der sich die Induktivität durch Veränderung des Ab
stands entsprechend verändert, was im allgemeinen ein elek
trisch leitfähiges oder ferromagnetisches Material erfordert.
Bei den Änderungen in der Meßstrecke handelt es sich oft um
kleine Änderungsbeträge, die aber sehr genau erfaßt und
ausgewertet werden müssen. Meistens sind auch die erzielbaren
Kapazitäten und/oder Induktivitäten relativ klein, da die
sich gegenüberstehenden Flächen oder Körper der Meßstrecken
nur relativ geringe Abmessungen aufweisen. Deshalb verwendet
man vorwiegend solche Schaltungsanordnungen in diesen Ein
richtungen, die mit hohen Frequenzen und wegen der erwünsch
ten hohen Nutzsignal/Störsignal-Relationen auch mit entspre
chend hohen Hochfrequenzspannungen arbeiten.
Es ist bekannt, solche Meßstrecken in Oszillatorschaltungen
anzuordnen, deren Frequenz verändert wird, wenn sich Verände
rungen in den zu messenden Dimensionen ergeben.
In der Praxis sind eine Reihe von solchen Einrichtungen be
kannt, die beispielsweise zum Messen von Füllständen in Be
hältern bei nichtleitenden Füllgütern, zum Erfassen der Bewe
gung von Zeigerinstrumenten und zum Messen des Abstands zwi
schen Werkstücken und Werkzeugen kapazitive und/oder indukti
ve Glieder im Meßkreis von Hochfrequenzoszillatoren verwen
den.
Die Aufzählung ist nicht vollständig und soll nur einige
Beispiele verdeutlichen.
Bei einem großen Teil solcher Sensorschaltungen, die mit
hochfrequenten Kreisen verbunden sind, ist es nicht möglich,
die Meßstrecke selbst so elektrisch abzuschirmnen, daß die
von den Gliedern der Meßstrecke abgestrahlte hochfrequente
elektromagnetische Energie auf die unmittelbare Umgebung der
Meßstrecke beschränkt bleibt.
Dieser Fall liegt beispielsweise dann vor, wenn ein größeres
Werkstück, z. B. eine Stahlplatte, eine Seite der Meßstrecke
darstellt, während die andere Seite der Meßstrecke (Elektro
de) als kapazitiv wirkende Metallfläche in der Nähe der
Stahlplatte angeordnet ist. In einem solchen Fall dient die
Meßstrecke beispielsweise dazu, die Lage eines Werkzeugs so
im Abstand zur Stahlplatte zu regeln, daß die Bearbeitung
der Stahlplatte optimal vorgenommen werden kann. Es ist nicht
möglich, die gesamte Maschine, die eine solche Bearbeitung
vornimmt, so abzuschirmen, daß das hochfrequente elektroma
gnetische Feld, welches zwischen Stahlplatte und Elektrode
vorhanden ist, nach außen hin unwirksam bleibt.
Wird in ähnlichen Abtasteinrichtungen ein induktiver Sensor
verwendet, wie z. B. bei der Abtastung der Stellung von Meß
instrumenten, so kann das durch die Spulen erzeugte elektro
magnetische Feld in vielen Fällen nicht geschirmt werden,
weil die konstruktiven oder anwendungstechnischen Gegebenhei
ten dies nicht möglich machen.
Solche nicht abschirmbare, berührungslose Abtasteinrichtungen
strahlen deshalb stets ein elektromagnetisches Feld ab, des
sen Energie von der Meßstreckenanordnung und von der darin
angewendeten Leistung des Hochfrequenzkreises abhängt.
Es ist oben bereits angedeutet worden, daß die Hochfrequenz
leistung im Meßkreis wegen des geforderten Mindest-Störab
stands als Relation Nutzsignal/Störsignal zum Erzielen ein
wandfreier Funktion im Betrieb einen bestimmten Mindestwert
erreichen muß, der in der Praxis einige Milliwatt bis einige
Watt beträgt.
Entsprechend dieser Hochfrequenzleistung ist auch der von der
Meßstrecke als elektromagnetische Energie abgestrahlte An
teil kleiner oder größer und liegt in Energiegrößenordnun
gen, die von benachbarten Empfangseinrichtungen, z. B. Rund
funk- oder Fernsehempfängern, welche auf die abgestrahlten
Frequenzen abgestimmt sind, bereits aufgenommen werden kön
nen.
Durchweg stören solche Frequenzen die gewünschten Empfangs
signale.
Aus der GB-PS 13 41 727 ist eine Anordnung zur berührungslo
sen Korrosions-Prüfung eines elektrischen Leiters bekannt.
Dabei sind zwei Spulen in Serie an den Ausgang eines R. F.-
Generators geschaltet. Eine solche Anordnung läßt sich schon
deshalb nicht zur Abstands- oder Positionsmessung einsetzen,
weil beide Spulen identisch beeinflußt werden. Zudem ist die
Beeinflussung des magnetischen Flusses im Luftspalt ungeeig
net zur Abstandsmessung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des
Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Kompensations
anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf
technisch und wirtschaftlich einfache, zuverlässige Weise die
Störfeldkompensation bei räumlich "offenen" HF-ge
speisten Elektroden-Systemen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß Kennzeichen von
Anspruch 1 gelöst.
Bei Verwendung einer Kompensations-Elektrode im relativ ge
ringen Abstand gemäß Patentanspruch 1 mußte der Fachmann
eigentlich befürchten, daß eine starke Abschwächung des
Nutzfeldes stattfinden könnte, welche die Funktion der be
rührungslosen Abstands- und Positionsmessung beeinträchtigen
könnte. Die Erfindung zeigt nun aber, daß die Induktivitäts
veränderung bzw. die Kapazitätsveränderung der Meß-Elektrode
trotz Anordnung der Kompensationselektroden zu einer voll
ausreichenden Frequenz-Verstimmung des Schwingkreises führt.
Dies läßt sich vor allem dadurch erreichen, daß der fre
quenzbestimmende Abstand der Meß-Elektrode zum Werkstück
kleiner ist als derjenige der Kompensationselektrode. Je
kleiner die Entfernung der Meß-Elektrode zum Werkstück ist,
desto steiler verläuft die Kapazitäts- bzw. die Induktivi
tätsänderung. (Der Verlauf bei kapazitiven Sonden folgt etwa
einer Hyperbel, bei induktiven Sonden ist Abnahme bzw. Zunah
me der Änderung im Quadrat zu beobachten.) Dementsprechend
wird durch die erfindungsgemäße Anforderung von unterschied
lichem Werkstückabstand und gleichzeitig kleinem Abstand
zueinander sowohl ausreichende Empfindlichkeit der Abstands-
bzw. Positionsmessung als auch gute Störfeld-Kompensation
erreicht. Dies wird ermöglicht, obwohl das Meßfeld selbst
(Strecke zwischen Meßelektrode und Werkstück) allseitig
"offen" ist und nicht etwa ein einfach abschirmbarer Trans
formator.
Besonders bei kapazitiven Meß-Elektroden hat sich auch eine
seitliche Anordnung der Kompensationselektrode (meist eben
falls mit größerem Werkstückabstand als die Meß-Elektrode)
als vorteilhaft erwiesen: Das Meßfeld zwischen der Meß-
Elektrode und dem Werkstück bzw. die Steilheit der Kapazi
tätsänderung bei einer Abstandsänderung wird durch seitlich
angeordnete oder auch ringförmig in einer Ebene angeordnete
Kompensationselektroden kaum beeinflußt. Bei einem größeren
Abstand der Kompensationselektrode zum Werkstück sinkt au
ßerdem der Kapazitätswert derart, daß die Beeinflussung
weiter verringert wird.
Das Zusammenwirken der kapazitiven oder induktiven Elektroden
mit dem Werkstück wird in der Praxis vorteilhaft durch pa
rallele Anordnung der Elektrodenfläche bzw. der Spulenebene
zum Werkstück gewährleistet.
Vor allem bei kapazitiven Elektroden ergibt sich eine beson
ders vorteilhafte Ausgestaltung, wenn Meß-Elektrode und
Kompensationselektrode an die "Gegenpole" eines Schwingkrei
ses angeschlossen sind, dessen elektrische Mitte am Bezugs
potential liegt. Dadurch wird auf einfachste Weise, praktisch
ohne zusätzliche Bauteile (Phasenschieber, Verstärker etc.)
eine Störfeldkompensation ermöglicht.
Insgesamt schafft die Erfindung eine konstruktiv äußerst
einfach zu realisierende, im Betrieb nicht aufwendige Anord
nung zur Störfeldkompensation bei hochempfindlichen Abstands-
bzw. Positionsmeßeinrichtungen; bei diesen ist die Meß
strecke selbst - also der die Induktivität bzw. Kapazität
beeinflussende Werkstück-Elektrodenabstand - aufgabengemäß
"offen" und nicht abschirmbar.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispie
len näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Meßanordnung mit kapazitiven Elektroden mit
den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 2 eine Meßanordnung mit induktiven Elektroden mit
den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 3 ein abgewandeltes Beispiel für kapazitive Elektro
den,
Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für induktive
Elektroden und
Fig. 5 eine abgewandelte Meßanordnung mit kapazitiven
Elektroden mit den Merkmalen der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit 1 das Werkstück, eine Metallplatte, be
zeichnet. 2 stellt das Werkzeug dar, z. B. einen Schweißbren
ner, der durch einen Motor 3 über eine Regeleinrichtung 4
relativ zum Werkstück 1 bewegt werden kann. Mit der Regelein
richtung 4 ist eine Meßeinrichtung 5 verbunden, welche einen
Hochfrequenzschwingkreis 6 aufweist, der mit der Elektrode 7
zusammengeschaltet ist. Die Elektrode 7 ist mechanisch mit
dem Werkzeug 2 verbunden; sie bewegt sich folglich mit diesem
mit. Wenn das Werkzeug 2 sich näher zur Metallplatte 1 hin
bewegt oder die Metallplatte 1 näher zum Werkzeug 2, so wird
der Abstand zwischen Metallplatte 1 und Elektrode 7 ebenfalls
geringer. Die Kapazität der Meßstrecke wird folglich höher
und damit dieFrequenz des Schwingkreises niedriger, was über
die Regeleinrichtung 4 das Anlaufen des Antriebs 3 in eine
Richtung bewirkt, die den alten Abstand wieder herstellt.
Es ist ersichtlich, daß die durch den Abstand zwischen Me
tallplatte 1 und der Elekrode 7 bestimmte Meßstrecke eine
Energie abstrahlt, weil an der elektrischen Kapazität der
Meßstrecke eine hochfrequente Wechselspannung aus dem
Schwingkreis anliegt.
Erfindungsgemäß wird bei diesem Beispiel diese störende
Abstrahlung durch Hinzufügen eines zweiten Meßkreises, be
stehend aus der Elektrode 8, kompensiert. Die Elektrode 8 ist
am gegenüberliegenden Ende des Schwingkreises angeschaltet
und führt deshalb eine hochfrequente Wechselspannung umge
kehrter Phase. Da die durch die Elektroden 7 und 8 abge
strahlten elektromagnetischen Felder in umgekehrter Phasenlage
zueinanderstehen, haben sie sich gegenseitig entweder völlig
oder zum größten Teil auf. Die elektrische Mitte des
Schwingkreises 6 ist an Masse gelegt, um die umgekehrte Pha
senlage an beiden Enden gegen Masse zu erzielen.
In der Praxis hat sich daher besonders bewährt, daß die
Elektroden 7 und 8 räumlich nahe beieinanderstehen, aber sich
gegenseitig nicht beeinflussen.
Dieses Beispiel stellt eine einfache Variante der erfindungs
gemäßen Einrichtung dar.
Fig. 2 zeigt als weiteres Beispiel für die erfindungsgemäße
Anordnung eine induktive Annäherungs-Meßstrecke, deren Stör
feld kompensiert wird.
In Fig. 2 ist ein metallischer Gegenstand 19 dargestellt,
der auf den Sensor, welcher als Ringspule 20 ausgeführt ist,
eine entweder induktivitätserhöhende oder -erniedrigende
Wirkung in Abhängigkeit von der Entfernung ausübt.
Die Ringspule 20 ist in diesem Beispiel mit einer zweiten
Ringspule 21 in Reihe geschaltet. Beide Spulen sind an einen
Oszillator 22 geschaltet, in welchem ihre resultierende In
duktivität die Frequenz des Oszillatorkreises bestimmt.
Ringspule 20 und Ringspule 21 sind so angeordnet, daß ihre
Wickelrichtung gegensinnig verläuft. Im Beispiel gemäß Fig.
2 ist die Ringspule 21 oberhalb der Ringspule 20 angeordnet,
so daß die Ringspule 20 hauptsächlich als Sensor dient, weil
sie dem metallischen Gegenstand 19 näher liegt.
Das von der Ringspule 20 abgestrahlte elektromagnetische
Störfeld wird in dieser Anordnung durch das genau gegenphasi
ge Feld der zweiten Ringspule 21 erfindungsgemäß kompen
siert.
Es ist erfindungsgemäß auch möglich, analog zum Beispiel
Fig. 1 die beiden Ringspulen 20 und 21 nebeneinander und
gleichwertig als Sensoren anzuordnen, wobei wiederum die
Ringspule 21 gegenphasig durchströmt ist.
Ebenso ist z. B. eine Ausgestaltung der Erfindung möglich, bei
welcher die Ringspule 21 nicht in Reihe zur Ringspule 20,
sondern von dieser völlig getrennt gespeist wird.
Die zweite Ringspule 21 kann auch am Ausgang eines Verstär
kers, vorzugsweise mit einstellbarem Verstärkungsgrad, liegen
und so stets einen genau um 180 Grad phasengedrehten hoch
frequenten Wechselstrom zur Erzeugung des Kompensationsfelds
erhalten, welches erfindungsgemäß das resultierende hochfre
quente Störfeld auf sehr kleine Werte herabsetzt.
Allen erfindungsgemäßen Anordnungen, für welche die oben
genannten Beispiele nur einige Möglichkeiten der Anwendung
darstellen, liegt zugrunde, daß die Kompensation der hoch
frequenten Störfelder durch gegenphasige, kapazitive und/oder
induktive Erregerkreise bewirkt wird, die so unmittelbar
benachbart angeordnet sind, daß ihre Entfernung zueinander
sehr klein ist, verglichen mit der Wellenlänge der hochfre
quenten Energieabstrahlung. Dadurch ist die 180 Grad-Phasen
bedingung nahezu völlig erfüllbar.
Fig. 3 zeigt ein bewährtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
bei einem kapazitiven Fühler mit konzentrischer Anordnung der
kapazitiven Elektroden. Eine Elektrode ist bei z. B. als
kreisförmiges Metallplättchen P, die andere Elektrode, welche
gegenphasig gespeist wird, z. B. als umgebender Ring R ausge
bildet. Wählt man dabei die Dicke von Ring und Plättchen sehr
klein, verglichen mit dem Durchmesser, so ist das zwischen
beiden Elektroden entstehende, nicht kompensierte Feld so
gering, daß es nicht stört.
Verständlicherweise können die Elektroden aber auch nebenein
ander angeordnet und dann z. B. als rechteckige Plättchen
ausgebildet werden.
Im Falle von induktiven Elektroden, insbesondere von Ringspu
len, hat sich die konstruktive Form nach Fig. 4 besonders
bewährt. Hier ist auf einem Körper 32 aus Isolierstoff eine
Spule 33 aufgewickelt, welche einer berührungslos abzutasten
den Metallfläche 35 am nächsten liegt. Eine zweite Spule 34
ist darüber auf den gleichen Körper 32 aufgewickelt, jedoch
von der Spule 33 und der Metallfläche 35 weiter entfernt, so
daß ihre Rückwirkung auf die Spule klein bleibt.
Die Entfernung zueinander ist jedoch sehr klein gegenüber der
verwendeten Wellenlänge der hochfrequenten Energie. Bei
spielsweise beträgt die Entfernung zwischen den Spulen 33 und
34 nur 10 mm bei einer Wellenlänge von 30 m.
Somit ist sichergestellt, daß die gegenphasig erregte Spule
34 ein Feld erzeugt, das die Störwirkung des Feldes der Spule
33 aufhebt.
Die Richtungen der in den beiden Spulen fließenden Ströme
sind durch Pfeile gekennzeichnet. Die ausgezogenen Linien in
vertikaler Richtung stellen das Feld der Spule 33 dar, die
gestrichelten Linien das Feld der Spule 34. Beide Felder
heben sich in ihrer Wirkung nach außen hin auf. Die Spule 33
wirkt jedoch hauptsächlich als Fühlerelektrode gegenüber
Platte 35.
Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung von Abstands-Meßelektrode und Kompensationselek
trode an einer Brennschneidemaschine.
Die Sensorelektrode 36 und die Kompensationselektrode 37 sind
an einen Schwingkreis 38 gegenphasig angeschlossen, der in
unmittelbarer Nähe der Elektroden untergebracht ist, z. B. am
Brenner, der in Fig. 1 mit 2 bezeichnet ist. Die Sensorelek
trode 36 und die Kompensationselektrode 37 bilden mit der
Metallplatte 35 je eine Kapazität. Der Schwingkreis 38 ist
mit dem Oszillator 39 zusammengeschaltet. Die Kabelverbindung
führt zur Auswerteschaltung 40. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist von besonderem Vorteil, daß nur eine Kabelverbin
dung benötigt wird, die als Koaxialkabel ausgeführt werden
kann.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten
Ausführungsbeispiele beschränkt. So können z. B. nicht nur
schwingende Oszillatorschaltungen mit frequenzbestimmenden
Kreisen in der Meßstrecke, sondern auch passive Sensorschal
tungen, die als Verstimmungs-Spannungsteiler oder als kapazi
tive/induktive Spannungsteiler wirken, erfindungsgemäß ein
gesetzt werden.
Claims (7)
1. Anordnung zur Kompensation des durch wenigstens eine
erste Elektrode abgestrahlten elektromagnetischen HF-
Störfeldes bei einer berührungslosen Meßanordnung mit
wenigstens einer zweiten im Abstand angeordneten Elektro
de zur Erzeugung eines Feldes umgekehrter Phasenlage, und
wenigstens einem HF-Schwingkreis zur Speisung der beiden
Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elek
trode (7, 20, P, 33, 36) das frequenzverändernde Element
des Schwingkreises (6, 22, 38) in einer Einrichtung zur
kapazitiven oder induktiven Abstandsmessung zu einem
Werkstück (1, 19, 35) ist, daß durch die Relativlage von
Werkstück und erster Elektrode die Induktivität oder die
Kapazität und damit die Frequenz des Schwingkreises be
einflußt wird, daß zur Abstandsmessung eine Einrichtung
(4, 5, 40) zur Erfassung der Kapazitäts- oder Induktivi
tätsänderungen zwischen der ersten Elektrode und dem
Werkstück vorgesehen ist, daß einerseits der frequenzbe
stimmende Abstand der ersten Elektrode zum Werkstück
kleiner ist als derjenige der zweiten Elektrode (8, 17,
21, R, 34) und/oder die zweite Elektrode, bezogen auf das
Werkstück und die zu messende Abstands-Strecke, seitlich
von der ersten Elektrode angeordnet ist, und daß ande
rerseits der Abstand der beiden Elektroden zueinander im
Vergleich zur Wellenlänge des Schwingkreises gering ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Elektrode (8, R, 37) zur phasenumgekehrten
Erregung an den Gegenpol des Schwingkreises (6, 22, 38)
angeschlossen ist, und daß die elektrische Mitte des
Schwingkreises am Bezugspotential, vorzugsweise an Masse,
liegt.
3. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (21, 34)
koaxial zur ersten Elektrode (20, 33) angeordnet ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zweite Elektrode (R) und die erste
Elektrode (P) in einer Ebene liegen, und daß die zweite
Elektrode die erste Elektrode im Abstand ringförmig um
gibt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Elektrode (R) und die erste Elektrode (P) ka
pazitive Elektroden sind.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, da
durch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (20, 33)
durch eine Spule mit wenigstens einer Windung gebildet
ist, die in einer parallel zum Werkstück (19, 35) verlau
fenden Ebene angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Elektrode (7, 10, 37, P)
durch eine Kondensator-Platte gebildet ist, die parallel
zum Werkstück angeordnet ist und mit diesem die Kapazität
bildet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1064979A CH656702A5 (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Arrangement for compensating disturbing radiation of electromagnetic radio-frequency oscillations in contactless scanning devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3042781A1 DE3042781A1 (de) | 1981-08-27 |
DE3042781C2 true DE3042781C2 (de) | 1989-07-13 |
Family
ID=4365377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803042781 Granted DE3042781A1 (de) | 1979-11-30 | 1980-11-13 | Anordnung zum kompensieren von stoerenden austrahlungen elektromagnetischer hochfrequenzschwingungen bei beruehrungslosen abtasteinrichtungen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH656702A5 (de) |
DE (1) | DE3042781A1 (de) |
GB (1) | GB2064135A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4240739A1 (de) * | 1991-12-03 | 1994-03-10 | Roman Koller | Schwingungsauskopplung |
DE102007027822A1 (de) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Induktiv arbeitende Sensoranordnung und Verfahren zum Beeinflussen des Messverhaltens einer Messspule |
DE10082058B4 (de) * | 1999-07-15 | 2018-10-31 | Roman Koller | Verfahren und Schaltung zur Verlustmessung |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE46844T1 (de) * | 1985-01-31 | 1989-10-15 | Elektroniktechnologie Get | Sensoranordnung fuer lichtbogenbearbeitungsmaschinen. |
ATE44482T1 (de) * | 1985-02-08 | 1989-07-15 | Elektroniktechnologie Get | Messanordnung mit einer kapazitiven messelektrode und bearbeitungs-werkzeug mit integrierter elektrode. |
DE3723485A1 (de) * | 1987-07-16 | 1989-01-26 | Thomson Brandt Gmbh | Induktive kochstelle |
CH673420A5 (en) * | 1987-07-20 | 1990-03-15 | Weidmueller C A Gmbh Co | Contact spacing regulator - made of permeable magnet and two hall generators |
DE3916754A1 (de) * | 1988-06-09 | 1989-12-21 | Weidmueller C A Gmbh Co | Verfahren und vorrichtung zum abgleichen einer anordnung zur beruehrungslosen messung der relativlage |
DE3821608A1 (de) * | 1988-06-27 | 1989-12-28 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schaltungsanordnung zur uebertragung mindestens eines veraenderlichen messwertes von jeweils einem der raeder eines fahrzeuges zu einer zentralen ueberwachungseinheit |
DE3838545A1 (de) * | 1988-11-14 | 1990-05-17 | Klotz Gmbh Spezialgeraete | Magnetkupplung |
DE59208166D1 (de) * | 1991-10-01 | 1997-04-17 | Messer Griesheim Gmbh | Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Daten einer thermischen Bearbeitungsmaschine |
DE4132651C1 (en) * | 1991-10-01 | 1992-10-08 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt, De | Data monitoring device for thermal workpiece machining - has transformer for amplifying voltage of AC voltage signal, inserted between AC voltage generator and workpiece |
GB2319615A (en) * | 1996-11-26 | 1998-05-27 | United New Technology Limited | Position measurement apparatus |
DE19919485A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-09 | Messer Cutting & Welding Ag | Induktiver Sensor für thermische Bearbeitungsmaschinen |
US7373817B2 (en) | 2004-07-09 | 2008-05-20 | Touchsensor Technologies, Llc | Solid state fluid level sensor |
US8380355B2 (en) | 2007-03-19 | 2013-02-19 | Wayne/Scott Fetzer Company | Capacitive sensor and method and apparatus for controlling a pump using same |
DE102010044820B4 (de) * | 2010-09-09 | 2015-01-22 | Ident Technology Ag | Sensoreinrichtung sowie Verfahren zur Annäherungs- und Berührungsdetektion |
US11162496B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-11-02 | Wayne/Scott Fetzer Company | Pump with external electrical components and related methods |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1341727A (en) * | 1971-02-25 | 1973-12-25 | Electricity Council | Non-destructive testing |
DE2705515C2 (de) * | 1977-02-10 | 1985-11-21 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Bildwiedergabegerät mit einer Bildröhre und einem Netztrafo |
-
1979
- 1979-11-30 CH CH1064979A patent/CH656702A5/de not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-11-13 DE DE19803042781 patent/DE3042781A1/de active Granted
- 1980-11-24 GB GB8037565A patent/GB2064135A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4240739A1 (de) * | 1991-12-03 | 1994-03-10 | Roman Koller | Schwingungsauskopplung |
DE4240739C2 (de) * | 1991-12-03 | 1998-11-12 | Roman Koller | Verfahren zur Verlustmessung, Nachweisverfahren oder Funktionsprüfverfahren für ein solches Verfahren sowie eine Anordnung zur Durchführung dieser Verfahren |
DE10082058B4 (de) * | 1999-07-15 | 2018-10-31 | Roman Koller | Verfahren und Schaltung zur Verlustmessung |
DE102007027822A1 (de) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Induktiv arbeitende Sensoranordnung und Verfahren zum Beeinflussen des Messverhaltens einer Messspule |
DE102007027822B4 (de) * | 2007-06-13 | 2013-12-12 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Induktiv arbeitende Sensoranordnung und Verfahren zum Beeinflussen des Messverhaltens einer Messspule |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH656702A5 (en) | 1986-07-15 |
DE3042781A1 (de) | 1981-08-27 |
GB2064135A (en) | 1981-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3042781C2 (de) | ||
EP1797463B1 (de) | Vorrichtung zur ortung metallischer objekte sowie verfahren zum abgleich einer solchen vorrichtung | |
DE3912946C2 (de) | ||
DE4342505C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dielektrizitätskonstante von Probenmaterialien | |
DE102010007620B9 (de) | Näherungssensor | |
WO2006034901A1 (de) | Sensor zum ortung metallischer objekte sowie verfahren zur auswertung von messsignalen eines solchen sensors | |
DE10219678C1 (de) | Induktiver Wegmessaufnehmer mit einen passiven Resonanzkreis aufweisendem Messkopf | |
DE10350733B4 (de) | Induktiver Näherungsschalter mit Differenzspulenanordnung | |
DE2726648A1 (de) | Schaltungsanordnung zur messung des werkzeug/werkstueckabstands | |
DE4108997C2 (de) | HF-Spulenanordnung für ein NMR-Untersuchungsgerät | |
EP0320442B1 (de) | Verwendung eines dielektrischen Mikrowellen-Resonators und Sensorschaltung | |
EP0098238B1 (de) | Induktive Messanordnung bzw. Sensoranordnung und Verwendung derselben | |
EP1526645B1 (de) | Induktiver Näherungsschalter mit Differenzspulenanordnung | |
DE102008047434B4 (de) | Verfahren und Schaltung zur Detektion einer Annäherung an eine Elektrodeneinrichtung | |
DE4021164C1 (en) | Inductive proximity circuit for machine tool - has oscillator transistor output signal compared with external signal for switching initiation | |
DE3814131A1 (de) | Verfahren zum messen einer verlustbehafteten spule und nach diesem verfahren aufgebauter induktiver abstandssensor | |
DE10121449A1 (de) | MR-Gerät mit einem offenen Magnetsystem und einer Quadratur-Spulenanordnung | |
EP2876308A1 (de) | Kolbenzylindereinheit mit Auswerteeinheit zur Positionsbestimmung des Kolbens | |
DE1903518B2 (de) | Hochfrequenzoszillator | |
DE102012213995B3 (de) | System zur elektromagnetischen Anregung bei einer Magnetresonanz-Tomographie sowie Magnetresonanz-Tomograph | |
EP3824323B1 (de) | Detektor zum detektieren von elektrisch leitfähigem material | |
DE2442477C2 (de) | Hochfrequenz-Schweißwerkzeug für thermoplastische Kunststoffe oder thermoplastbeschichtetes Papier | |
EP0495267B1 (de) | Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben | |
DE3624513A1 (de) | Positionskoordinaten-bestimmungsgeraet | |
DE4438136C2 (de) | Hybrid- und Breitbandhybridantenne |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: IN HEFT 16/86, SEITE 3535, SP. 3: DIE VEROEFFENTLICHUNG IST ZU STREICHEN |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GET GESELLSCHAFT FUER ELEKTRONIK-TECHNOLOGIE MBH, |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: SCHMALL, KARL-HEINZ, 7570 BADEN-BADEN, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: C.A. WEIDMUELLER GMBH & CO, 4930 DETMOLD, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |