DE3931892C2 - Proximity switch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Annäherungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an inductive proximity switch according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Annäherungsschalter ist in der DE 23 23 655 A1 offenbart.Such a proximity switch is in DE 23 23 655 A1 disclosed.

Ein solcher Annäherungsschalter hat typischerweise einen Schaltabstand von etwa 5 mm, das heißt, er spricht an, wenn das aus magnetisierbarem Material bestehende Geber­ stück sich der Spule auf etwa 5 mm genähert hat. Um inner­ halb eines großen Temperaturbereiches (typischerweise von -25°C bis 75°C) einen konstanten Schaltabstand zu gewährleisten, muß die Wechselstromquelle mit einer Frequenz arbeiten, die erheblich über der Frequenz liegt, bei welcher der durch Spule und Kondensator gebildeten LC-Kreis sein Gütemaximum hat. Der entsprechende Punkt der Güte/Frequenz-Kurve muß in der Regel experimentell ermittelt werden. Bei ihm heben sich die temperaturbeding­ ten Beiträge der Kupferverluste der Spule und der Wirbel­ strom- und Verdrängungsverluste von Spulenkern und Spu­ lengehäuse gerade heraus.Such a proximity switch typically has one Switching distance of about 5 mm, that is, it responds if the encoder made of magnetizable material piece has approached the coil to about 5 mm. To inner half a wide temperature range (typically from -25 ° C to 75 ° C) to a constant switching distance guarantee, the AC power source must be connected to a Frequency that is significantly higher than the frequency in which of the formed by coil and capacitor LC circuit has its quality maximum. The corresponding point The quality / frequency curve must usually be experimental be determined. With him, the temperature rise contributions of the copper losses of the coil and the vortices current and displacement losses from coil core and coil straight out.

Derartige temperaturkompensierte induktive Annäherungs­ schalter sind in großen Stückzahlen im Einsatz.Such temperature-compensated inductive approximation switches are used in large numbers.

In der DE 37 43 673 C2 ist das Problem angesprochen, daß herkömmliche HF-LC-Kreise aufweisende Annäherungs­ schalter solche Objekte nicht sicher ermitteln können, die sich mit großer Geschwindigkeit auf den Annäherungs­ schalter zubewegen. Zur Lösung dieses Problemes wird vorgeschlagen, das Ausgangssignal der HF-Schwingschaltung, welche den LC-Kreis enthält, gleichzurichten und das gleichgerichtete Signal auf die HF-Schwingschaltung zurückzuführen. Durch diese Rückkoppelung wird erreicht, daß die am Ausgang der HF-Schwingschaltung erhaltene Spannung auch dann nicht abfällt, wenn sich der zu er­ mittelnde Gegenstand mit großer Geschwindigkeit auf den Annäherungsschalter zubewegt. Das Rückkoppeln er­ folgt derart, daß die Rückkoppelung zunächst groß ist, so daß bei Annäherung eines Gegenstandes das Ausgangs­ signal der Schwingschaltung zunächst rasch anwächst. Damit hat dieser bekannte Annäherungsschalter eine hohe Ansprechgeschwindigkeit.DE 37 43 673 C2 addresses the problem that conventional HF-LC circuits have approximation switches cannot reliably determine such objects, which is moving at high speed on the approach move switch. To solve this problem proposed the output signal of the RF oscillating circuit, which contains the LC circuit, rectify and that  rectified signal on the RF oscillation circuit attributed. This feedback ensures that the one obtained at the output of the RF oscillation circuit Tension does not drop even when it turns to it averaging object at high speed moved the proximity switch. The feedback he follows in such a way that the feedback is initially large, so that when an object approaches, the exit signal of the oscillating circuit initially grows rapidly. This known proximity switch thus has a high one Response speed.

Für manche Anwendungen wäre es vorteilhaft, wenn der Schalt­ abstand der bekannten Annäherungsschalters größer wäre.For some applications it would be advantageous if the switch distance of the known proximity switch would be larger.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein induktiver Annäherungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß bei weiterhin gewährleiste­ ter Temperaturkompensation der Schaltabstand vergrößert ist.The present invention is therefore intended to be an inductive one Proximity switch according to the preamble of the claim 1 so that they continue to guarantee ter temperature compensation the switching distance increased is.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen induk­ tiven Annäherungsschalter gemäß Anspruch 1.This object is achieved by an induc tive proximity switch according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Annäherungsschalter erzielt man die Vergrößerung des Schaltabstandes dadurch, daß man die Güte des LC-Kreises verbessert. Dies läßt sich bei unver­ änderter Spule einfach durch Verwendung eines anderen Kon­ densators bewerkstelligen. Die Spule, der Spulenkern und das Spulengehäuse als mechanisch aufwendigste Teile des eigentlichen Sensors können somit exakt den gleichen Aufbau haben wie bei einem herkömmlichen Annäherungsschalter. Dies ist nicht nur im Hinblick auf das Einsparen von Entwick­ lungsarbeit und die Kosten für neue Spulenkern-Preßformen von Vorteil, man kann so auch ausgehend von ein und den­ selben Spuleneinheiten erfindungsgemäße, größeren Schalt­ abstand aufweisende Annäherungsschalter und herkömmliche, etwas billigere und kleineren Schaltabstand aufweisende Annäherungsschalter bauen. Hierdurch können die Kosten für erfindungsgemäße, vergrößerten Schaltabstand aufweisende Annäherungsschalter insgesamt klein gehalten werden. Auch haben so die Spuleneinheiten der erfindungsgemäßen Annähe­ rungsschalter gleiche Geometrie und Größe wie die Spulen­ einheiten herkömmlicher Annäherungsschalter, was im Hinblick auf gleiche Installationsbedingungen von Vorteil ist.With the proximity switch according to the invention one achieves the increase in the switching distance in that the Quality of the LC circuit improved. This can be at changed coil simply by using a different con accomplish the capacitor. The coil, the coil core and the coil housing as the most mechanically complex parts of the The actual sensor can thus have exactly the same structure have like a conventional proximity switch. This is not only in terms of saving development work and the cost of new coil core molds an advantage, you can also start from one and the other  same coil units according to the invention, larger switching distance proximity switches and conventional, somewhat cheaper and smaller switching distance Build proximity switches. This can reduce the cost of enlarged switching distance according to the invention Proximity switches can be kept small overall. Also thus have the coil units of the approach according to the invention the same geometry and size as the coils units of conventional proximity switches, which in An advantage with regard to the same installation conditions is.

Durch das Betreiben des LC-Kreises bei Resonanzfrequenz läßt sich gegenüber einem herkömmlichen Annäherungsschalter die Güte des LC-Kreises und damit der Schaltabstand um 30 bis 50% vergrößern. Die zusätzlichen Maßnahmen zur Tempe­ raturkompensation sind nicht kostspielig; sie können ohne weiteres die Konstanz des Schaltabstandes über den oben angesprochenen Temperaturbereich von -25°C bis 75°C gewährleisten.By operating the LC circuit at resonance frequency can be compared to a conventional proximity switch the quality of the LC circuit and thus the switching distance by 30 enlarge up to 50%. The additional measures to tempe temperature compensation is not expensive; you can without further the constancy of the switching distance over the above addressed temperature range from -25 ° C to 75 ° C guarantee.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unter claims specified.

Wählt man gemäß Anspruch 2 als Temperaturfühler einen Wider­ stand mit Temperaturgang seines Widerstandswertes, so kann man durch Einfügen dieses Widerstandes in ein Vorspann- Netzwerk eines Operationsverstärkers oder eines Transistors sehr einfach das vom LC-Kreis abgegriffene Amplitudensignal oder das Speisesignal für den LC-Kreis so modifizieren, daß eine Kompensation gemäß der an der Spuleneinheit angetrof­ fenen Ist-Temperatur erhalten wird.If one chooses a counter as a temperature sensor according to claim 2 stood with temperature response of its resistance value, so can by inserting this resistor into a pretension Network of an operational amplifier or a transistor very simply the amplitude signal picked up by the LC circuit or modify the feed signal for the LC circuit so that compensation according to that encountered on the coil unit actual temperature is obtained.

Ein temperaturabhängiger Widerstand, wie er im Anspruch 3 angegeben ist, zeichnet sich durch mechanisch einfachen Aufbau und keine magnetischen Rückwirkungen aus. Ein sol­ cher Widerstand läßt sich leicht in die Spule integrieren oder auf der Außenseite der Spule oder am Spulengehäuse anbringen.A temperature-dependent resistor, as in the claim 3 is indicated, is characterized by mechanically simple  Structure and no magnetic repercussions. A sol cher resistor can be easily integrated into the coil or on the outside of the coil or on the coil housing attach.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß nur die Rückkoppelstrecke der dem LC-Kreis zugeordneten Oszillatorschaltung modifiziert zu werden braucht. Die nachfolgende Elektronik der Auswerteschaltung kann genauso ausgeführt werden wie bei einem herkömmlichen Annäherungsschalter. Man kann somit auch, was die Auswerte­ schaltung betrifft, Standardplatinen vorsehen, die für her­ kömmliche Annäherungsschalter und mit geringen Abwandlungen für erfindungsgemäße Annäherungsschalter verwendbar sind.With the development of the invention according to claim 4 achieved that only the feedback path of the LC circuit associated oscillator circuit to be modified needs. The subsequent electronics of the evaluation circuit can be carried out in the same way as a conventional one Proximity switch. You can also see what the evaluations circuit concerns, provide standard boards for fro conventional proximity switches and with minor modifications can be used for proximity switches according to the invention.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird das Anschwingen des erfindungsgemäß beim Gütemaximum betrie­ benen LC-Kreises unterstützt.With the development of the invention according to claim 5 the swinging of the operated according to the invention at the maximum quality supported LC circuit.

Auch die in den Ansprüchen 6 und 7 angegebenen Möglich­ keiten der Modifizierung des Ausgangssignales des LC- Kreises bzw. eines hiervon abgeleiteten Signales im Hinblick auf Kompensation von Temperatureinflüssen lassen sich durch nur geringe Änderungen an Auswerteschaltungen für herkömmliche Annäherungsschalter realisieren.Also possible in claims 6 and 7 modification of the output signal of the LC Circle or a signal derived from it in With regard to compensation of temperature influences themselves through only minor changes to evaluation circuits for conventional proximity switches.

Bei den herkömmlichen Annäherungsschaltern, deren LC-Kreis sowieso außerhalb des Gütemaximums betrieben wird, ist eine letzte Optimierung der Spuleneinheit wegen der sowieso schon geringen Güte des LC-Kreises nicht von großem Interesse. Für derartige bekannte Annäherungsschalter werden daher Standardkomponenten verwendet, insbesondere topfförmige Ferrit-Spulenkörper, die normalerweise für die Herstellung von HF-Kreisen bestimmt sind. Derartige Spulenkörper sind zweiteilige Sinterteile und haben an der Stoßstelle der beiden Spulenkörperhälften Randaus­ nehmungen, welche einen Durchgang für die Spulen-Anschluß­ drähte vorgeben, sowie einen mittigen Durchgang.With conventional proximity switches, their LC circuit is operated outside the quality maximum anyway a last optimization of the coil unit because of that anyway even low quality of the LC circuit is not of great Interest. For such known proximity switches standard components are therefore used, in particular pot-shaped ferrite bobbins that are normally used for the manufacture of RF circuits are intended. Such Coil bodies are two-part sintered parts and have on  the joint between the two coil former halves Takes what a passage for the coil connection specify wires, and a central passage.

Es wurde nun herausgefunden, daß man bei einem Annäherungs­ schalter, dessen LC-Kreis erfindungsgemäß beim Gütemaximum betrieben wird, eine weitere deutliche Vergrößerung der Schaltabstandes erreichen kann, wenn man die Feldführung und die Wirbelstromverluste durch konstruktive Maßnahmen an Spule, Spulenkörper und Fühlergehäuse optimiert.It has now been found that an approximation switch, the LC circuit according to the invention at the maximum quality is operated, a further significant enlargement of the Switching distance can be reached if you control the field and the eddy current losses through constructive measures optimized on the coil, bobbin and sensor housing.

Sieht man eine vollständig durchgehende Umfangswand des Spulenkörpers vor, wie im Anspruch 8 angegeben, werden die Wirbelstromverluste im umgebenden Gehäuse verringert und das Gütemaximum maßgeblich erhöht.If you see a completely continuous peripheral wall of the Bobbin before, as specified in claim 8, the Eddy current losses in the surrounding housing are reduced and the quality maximum significantly increased.

Läßt man gemäß Anspruch 9 auch die normalerweise in der Bodenwand eines HF-Spulenkörpers vorgesehene Öffnung weg, so erhält man eine weitere deutliche Vergrößerung des Schaltabstandes.If one leaves according to claim 9 also normally in the Bottom wall of an RF coil former opening provided, so you get a further significant enlargement of the Switching distance.

Auch die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 10 bis 12 dienen der Vergrößerung des Schaltabstandes, wobei die in diesen Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen im Hinblick auf eine Verbesserung der Flußführung bei geringen Wirbelstromverluste getroffen sind.The developments of the invention according to the claims 10 to 12 serve to increase the switching distance, the measures proposed in these claims with a view to improving river management low eddy current losses are taken.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will now be further elucidated with reference to the following play explained with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1: ein Blockschaltbild eines temperaturkompensierten induktiven Annäherungsschalters mit großem Schalt­ abstand; Fig. 1: a block diagram of a temperature-compensated inductive proximity switch with a large switching distance;

Fig. 2: ein detailliertes Schaltbild eines derartigen Annäherungsschalters; FIG. 2 is a detailed circuit diagram of such a proximity switch;

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine Fühleinheit für einen Annäherungsschalter nach Fig. 1 und 2; und . FIG. 3 shows a longitudinal section through a sensing unit for a proximity switch according to Figures 1 and 2; and

Fig. 4: einen transversalen Schnitt durch den Spulen­ körper der Fühleinheit nach Fig. 3. FIG. 4: a transverse section through the coil body of the sensing unit according to FIG. 3.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Spule gekennzeichnet, welche einen Kern und ein Gehäuse mit umfaßt, die in der Zeichnung nicht im einzelnen wiedergegeben sind. Sie arbeitet mit einem Geberstück 12 aus magnetisierbarem Material zusammen, welches an einem zu detektierenden Objekt befestigt wird.In Fig. 1, 10 denotes a coil which includes a core and a housing, which are not shown in the drawing in detail. It works together with a donor piece 12 made of magnetizable material, which is attached to an object to be detected.

Die Spule 10 ist in Reihe geschaltet mit einem ersten Verlustwiderstand 14p und einem zweiten Verlustwiderstand 14n. Die beiden Verlustwiderstände 14p und 14n haben posi­ tiven bzw. negativen Temperaturgang und stehen global für verschiedenen Temperaturgang aufweisende Verlustwiderstände der durch Spule, Kern und Spulengehäuse gebildeten Einheit, nämlich Kupferverluste, Ummagnetisierungsverluste und Stromverdrängungsverluste.The coil 10 is connected in series with a first loss resistor 14 p and a second loss resistor 14 n. The two loss resistors 14 p and 14 n have positive or negative temperature responses and are globally different loss resistances of the coil, core and coil housing unit formed, namely copper losses, magnetic reversal losses and current displacement losses.

Die Enden der vorgenannten Reihenschaltung sind durch einen Kondensator 16 miteinander verbunden, so daß man einen Parallel-LC-Kreis erhält.The ends of the aforementioned series connection are connected to one another by a capacitor 16 , so that a parallel LC circuit is obtained.

Die Klemmen dieses LC-Kreises sind mit einer Betriebs/Meß­ schaltung 18 verbunden. Diese bildet zusammen mit dem LC- Kreis eine eine LC-Oszillatorschaltung und erzeugt am Ausgang ein Signal, welches der Amplitude der Wechsel­ spannung am LC-Kreis entspricht. The terminals of this LC circuit are connected to an operating / measuring circuit 18 . Together with the LC circuit, this forms an LC oscillator circuit and generates a signal at the output which corresponds to the amplitude of the AC voltage on the LC circuit.

Bei einem herkömmlichen Annäherungsschalter wird die Arbeitsfrequenz der LC-Oszillatorschaltung so gewählt, daß man über den gewünschten Arbeitsbereich des Annähe­ rungsschalters (typischerweise -25^a°C bis 75°C) eine konstante Güte des LC-Kreises hat. Hierzu muß die Arbeits­ frequenz der LC-Oszillatorschaltung deutlich über die Frequenz, bei welcher die größte Güte des LC-Kreises erhalten wird, gelegt werden.In a conventional proximity switch, the operating frequency of the LC oscillator circuit is chosen so that (typically -25 ° C to ^a 75 ° C) has a constant quality of the LC circuit over the desired working range of the proximity switch Annähe. For this purpose, the working frequency of the LC oscillator circuit must be placed clearly above the frequency at which the greatest quality of the LC circuit is obtained.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten induktiven Annäherungsschalter ist dagegen zur Temperaturkompensation ein Temperaturfühler 20 vorgesehen, der z. B. durch ein thermisch gut leitendes Kopplungsstück 22 an die Spuleneinheit angekoppelt ist.In the inductive proximity switch shown in Fig. 1, however, a temperature sensor 20 is provided for temperature compensation, the z. B. is coupled by a thermally highly conductive coupling piece 22 to the coil unit.

Das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 20 gelangt auf einen Modifizierkreis 24, der an seinem anderen Eingang das von der Betriebs/Meßschaltung 18 bereitgestellte Analog­ signal erhält. Der Modifizierkreis kann beispielsweise ein Multiplikationskreis oder ein aus Dioden aufgebautes Kenn­ liniennetzwerk sein.The output signal of the temperature sensor 20 passes to a modifying circuit 24 which receives the analog signal provided by the operating / measuring circuit 18 at its other input. The modifying circuit can be, for example, a multiplication circuit or a characteristic line network composed of diodes.

Das gemäß der bei der Spuleneinheit 10 herrschenden Tempe­ ratur kompensierte Ausgangssignal des Modifizierkreises 24 gelangt auf einen Diskriminatorkreis 26, der bei Errei­ chen einer vorgegebenen Schaltschwelle auf einer Ausgangs­ leitung 28 ein Signal bereitstellt.The according to the prevailing in the coil unit 10 temperature compensated output signal of the modifying circuit 24 passes to a discriminator circuit 26 which provides a signal upon reaching a predetermined switching threshold on an output line 28 .

Die durch die Schaltkreise 18, 24 und 26 gebildete Auswerte­ schaltung ist in Fig. 1 insgesamt mit 30 bezeichnet.The evaluation circuit formed by the circuits 18 , 24 and 26 is designated in FIG. 1 as a whole by 30 .

In Fig. 1 sind zwei Varianten gestrichelt angedeutet:In Fig. 1, two variants are indicated by dashed lines:

Das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 20 kann - ggf. über einen Kennlinienkreis 32, der dieses Steuersignal gemäß einer ihm fest einprogrammierten Kennlinie modi­ fiziert, - auf eine Steuerklemme der Betriebs/ Meßschaltung 18 gegeben werden. Diese Steuerklemme kann z. B. dazu dienen, die Amplitude des dem LC-Kreis aufgeprägten Stromes zu steuern, die Verstärkung des vom LC-Kreis abgenommenen Wechselspannungssignales zu verstärken, oder einen steuer­ baren Widerstand oder einen steuerbaren Kondensator zu steuern, der im Inneren der Betriebs/Meßschaltung 18 angeordnet ist und dem LC-Kreis zugehört, wobei diese Änderung so erfolgt, daß der LC-Kreis insgesamt tempera­ turunabhängig in seinem Gütemaximum gehalten wird.The output signal of the temperature sensor 20 can - if necessary via a characteristic curve circuit 32 , which modifies this control signal according to a characteristic curve programmed into it - be given to a control terminal of the operating / measuring circuit 18 . This control terminal can, for. B. serve to control the amplitude of the current impressed on the LC circuit, to amplify the amplification of the AC voltage signal removed from the LC circuit, or to control a controllable resistor or a controllable capacitor which is arranged inside the operating / measuring circuit 18 is and belongs to the LC circuit, this change taking place in such a way that the LC circuit is kept at its maximum temperature independently of the temperature.

Bei der zweiten gestrichelt eingezeichneten Alternative wird das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 20 - ggf. wieder über einen Kennlinienkreis 34 - auf eine Steuerklemme des Diskriminatorkreises 26 gegeben, an welcher die Schalt­ schwelle eingestellt werden kann. Die Verschiebung der Schaltschwelle erfolgt so, daß man parallel zur temperatur­ bedingten Änderung des Ausgangssignales der Betriebs/Meß­ schaltung 18 fährt, sodaß man bezogen auf die Bewegung des Geberstückes 12 einen konstanten Schaltpunkt erhält.In the second alternative shown in dashed lines, the output signal of the temperature sensor 20 - possibly again via a characteristic curve circuit 34 - is given to a control terminal of the discriminator circuit 26 , at which the switching threshold can be set. The shifting of the switching threshold takes place in such a way that one moves in parallel with the temperature-related change in the output signal of the operating / measuring circuit 18 , so that one obtains a constant switching point in relation to the movement of the transmitter element 12 .

Bei den gestrichelt eingezeichneten Alternativen kann dann der Modifizierkreis 24 - falls gewünscht - entfallen. Man kann aber auch alle drei Arten der Kompensation kombinieren, so daß in jeder der drei Stufen der Auswerteschaltung 30 nur jeweils ein Bruchteil, z. B. ein Drittel, der insgesamt erforderlichen Kompensation erbracht werden muß. Damit können auch sehr große Temperatureffekte kompensiert werden, ohne daß einzelne Stufen oder Bauelemente der Auswerte­ schaltung 30 unter Randbedingungen betrieben werden müssen.In the case of the alternatives shown in dashed lines, the modifying circuit 24 can then be omitted, if desired. But you can also combine all three types of compensation, so that in each of the three stages of the evaluation circuit 30 only a fraction, z. B. a third of the total compensation required must be provided. So that very large temperature effects can be compensated for without individual stages or components of the evaluation circuit 30 having to be operated under boundary conditions.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten induktiven Annäherungsschalter erfolgt die Temperaturkompensation in der Betriebs/Meßschal­ tung 18. In the inductive proximity switch shown in FIG. 2, the temperature compensation takes place in the operating / measuring circuit 18 .

Diese wird zum einen von einer mit einem nicht näher ge­ zeigten Netzteil verbundenen Versorgungsschiene 36, zum anderen von einer stabilisierten Versorgungsleitung 38 her versorgt, welche über einen Spannungsregler 40 an die Versorgungsschiene 36 angeschlossen ist. Die negative Versorgungsleitung ist mit 42 bezeichnet.This is supplied on the one hand by a supply rail 36 connected to a power supply unit (not shown in more detail), and on the other hand by a stabilized supply line 38 , which is connected to the supply rail 36 via a voltage regulator 40 . The negative supply line is designated 42 .

Das eine Ende des durch die Bauelemente 10 bis 16 gebil­ deten LC-Kreises ist mit der Versorgungsleitung 38 verbun­ den, das andere Ende des LC-Kreises ist über die Kollektor/ Emitter-Strecke eines npn-Transistors 44 und einen hierzu in Reihe geschalteten Widerstand 46 mit der Versorgungs­ leitung 42 verbunden. Die Basis des Transistors 44 ist über die Reihenschaltung aus zwei Widerständen 48, 50 mit der Versorgungsleitung 38 und über einen weiteren Widerstand 52 mit der Versorgungsleitung 42 verbunden. Der durch die Widerstände 48 bis 52 gebildete Spannungsteiler gibt die Basisvorspannung des Transistors 44 vor.One end of the LC circuit formed by the components 10 to 16 is connected to the supply line 38 , the other end of the LC circuit is via the collector / emitter path of an NPN transistor 44 and a resistor connected in series therewith 46 connected to the supply line 42 . The base of the transistor 44 is connected to the supply line 38 via the series connection of two resistors 48 , 50 and to the supply line 42 via a further resistor 52 . The voltage divider formed by resistors 48 to 52 specifies the base bias of transistor 44 .

Die negative Anschlußklemme des LC-Kreises ist ferner mit der Basis eines weiteren npn-Transistors 56 verbunden, der als Spannungsfolger geschaltet ist. Sein Kollektor ist direkt mit der Versorgungsschiene 36 verbunden, sein Emit­ ter über die Reihenschaltung aus einem Widerstand 58 und dem als positiven Temperaturgang aufweisenden Widerstand ausgebildeten Temperaturfühler 20 mit der negativen Ver­ sorgungsleitung 42 verbunden. Der Temperaturfühler 20 ist in der Praxis eine bifilare Kupferwicklung, die an der Spuleneinheit gut wärmeleitend angebracht ist. Diese Wick­ lung bildet zusammen mit dem Widerstand 58 einen Spannungs­ teiler mit temperaturabhängigem Teilverhältnis, und dessen Mittenabgriff ist über einen Kondensator 60 mit der Emitter­ klemme des Transistors 44 verbunden.The negative terminal of the LC circuit is also connected to the base of another npn transistor 56, which is connected as a voltage follower. His collector is connected directly to the supply rail 36 , his Emit ter connected via the series circuit of a resistor 58 and the temperature sensor 20 formed as a positive temperature response with the negative supply line 42 Ver. In practice, the temperature sensor 20 is a bifilar copper winding which is attached to the coil unit with good thermal conductivity. This Wick development forms together with the resistor 58 a voltage divider with temperature-dependent part ratio, and the center tap is connected via a capacitor 60 to the emitter terminal of the transistor 44 .

Die Größe des Stromes, welchen der Transistor 44 auf den LC-Kreis gibt, besteht somit aus einem Grundanteil und einem temperturabhängigen Anteil, der (über die Größe des Widerstandes der bifilaren Kupferwicklung und ggf. eines hierzu in Reihe geschalteten festen Widerstandes) so ein­ gestellt werden kann, daß der sich nicht heraushebende Rest­ anteil des Temperaturganges der Verlustwiderstände 14p und 14n und 14 kompensiert wird.The size of the current which the transistor 44 gives to the LC circuit thus consists of a basic portion and a temperature-dependent portion which (via the size of the resistance of the bifilar copper winding and, if appropriate, a fixed resistor connected in series) is provided can be that the remaining portion of the temperature response of the loss resistors 14 p and 14 n and 14 is not compensated.

Das über einen Koppelkondensator 64 vom Emitter des Transi­ stors 56 abgenommene Signal, welches zur Amplitude des Schwingkreis-Signales proportional ist, wird durch eine Diode 66 gleichgerichtet und dient dann zur Ansteuerung eines weiteren npn-Transistors 68. Dessen Emitter ist direkt an die Versorgungsleitung 42 angeschlossen, sein Kollektor hängt über einen Widerstand 70 an der Versor­ gungsleitung 38.The signal taken from the emitter of the transistor 56 via a coupling capacitor 64 , which signal is proportional to the amplitude of the resonant circuit signal, is rectified by a diode 66 and is then used to drive a further npn transistor 68 . Whose emitter is connected directly to the supply line 42 , its collector hangs via a resistor 70 on the supply line 38th

Die den LC-Kreis 10 bis 16, den Transistor 44, den Transi­ stor 56 und die diesen zugeordneten passiven Bauelemente umfassende Oszillatorschaltung arbeitet beim Gütemaximum des LC-Kreises. Um bei derartigen Oszillatoren auftretende Anschwingprobleme zu vermeiden, ist der Kollektor des Transistors 68 über eine Diode 72 mit dem zwischen den Widerständen 48, 50 liegenden Netzwerksknoten verbunden. Dieser sekundäre Rückkoppelweg, der zur Basisklemme des Transistors 44 führt, stellt eine Grundamplitude des dem LC-Kreis aufgeprägten Stromes sicher und erleichtert ein Anschwingen des Oszillators.The oscillator circuit comprising the LC circuit 10 to 16 , the transistor 44 , the transistor 56 and the passive components associated therewith operates at the maximum quality of the LC circuit. In order to avoid start-up problems that occur with such oscillators, the collector of transistor 68 is connected via a diode 72 to the network node located between resistors 48 , 50 . This secondary feedback path, which leads to the base terminal of transistor 44 , ensures a basic amplitude of the current impressed on the LC circuit and facilitates oscillation of the oscillator.

Der Kollektor des Transistors 68 ist ferner über einen Widerstand 74, der zusammen mit zwei seine Klemmen mit der Versorgungsleitung 42 verbindenden Kondensatoren 76, 78 ein RC-Filter bildet, mit dem Eingang des Diskriminator­ kreises 26 verbunden. Dieser ist als Schmitt-Trigger aufge­ baut und enthält zwei kaskadierte npn-Transistoren 80, 82. The collector of transistor 68 is also connected to the input of discriminator circuit 26 via a resistor 74 which , together with two capacitors 76 , 78 connecting its terminals to supply line 42 , forms an RC filter. This is built up as a Schmitt trigger and contains two cascaded npn transistors 80 , 82 .

Der Kollektor des Transistors 80 ist über einen Widerstand 84 mit der Versorgungsleitung 38 verbunden. Der Kollektor des Transistors 82 ist über einen Widerstand 86 mit der Versorgungsschiene 36 verbunden. Der Emitter des Transis­ tors 82 ist über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 88, 90 mit der Versorgungsleitung 42 verbunden, während der Emitter des Transistors 80 mit dem zwischen den Widerständen 88 und 90 liegenden Netzwerksknoten verbunden ist.The collector of transistor 80 is connected to supply line 38 via a resistor 84 . The collector of transistor 82 is connected to supply rail 36 via a resistor 86 . The emitter of transistor 82 is connected to supply line 42 via two resistors 88 , 90 connected in series, while the emitter of transistor 80 is connected to the network node located between resistors 88 and 90 .

Die Ausgangsleitung 28 ist an den Emitter des Transistors 82 angeschlossen.The output line 28 is connected to the emitter of the transistor 82 .

Ein zwischen die Versorgungsschiene 36 und die Versorgungs­ leitung 42 geschalteter Kondensator 92 dient der Glättung, eine parallel zu ihm liegende Zener-Diode 94 zur Begrenzung der Spannung auf der Versorgungsschiene 36.A between the supply rail 36 and the supply line 42 connected capacitor 92 is used for smoothing, a parallel to him Zener diode 94 to limit the voltage on the supply rail 36th

Dioden 96, 98 sowie Widerstände 100, 102, die in der dar­ gestellten Serienschaltung zwischen die Versorgungsschiene 36 und die Versorgungsleitung 42 geschaltet sind, dienen als Verpolungsschutz bei falschem Anschluß des Netzteiles an die Versorgungsschiene 36 und eine negative Versorgungs­ schiene 104, die an den Netzwerksknoten zwischen dem Wider­ stand 100 und der Diode 98 angeschlossen ist.Diodes 96 , 98 and resistors 100 , 102 , which are connected in the series circuit shown between the supply rail 36 and the supply line 42 , serve as reverse polarity protection in the event of incorrect connection of the power supply to the supply rail 36 and a negative supply rail 104 , which is connected to the network node stood between the opposing 100 and the diode 98 is connected.

Ersetzt man bei dem oben beschriebenen Annäherungsschalter nach Fig. 2 den temperaturabhängigen Widerstand 20 durch einen Festwiderstand und betreibt man den LC-Kreis beim "temperaturkompensierten Punkt" der Güte/Frequenzkurve, der deutlich oberhalb der dem Gütemaximum zugeordneten Frequenz liegt, so erhält man bei einem praktischen Aus­ führungsbeispiel einen Schaltabstand von etwa 7 mm. Bei unveränderter Auslegung der Spuleneinheit und Verwendung des durch eine bifilare Kupferwicklung gebildeten Tempera­ turfühlers 20 und Betreiben des LC-Kreises bei der dem Gütemaximum entsprechenden Frequenz erhält man dagegen einen Schaltabstand von etwa 11 mm, der über den Temperatur­ bereich von -25°C bis 75°C sehr gut konstant ist.Replacing the temperature-dependent resistor 20 with a fixed resistor in the proximity switch according to FIG. 2 described above and operating the LC circuit at the "temperature-compensated point" of the quality / frequency curve, which is clearly above the frequency assigned to the quality maximum, one obtains one Practical example from a switching distance of about 7 mm. With unchanged design of the coil unit and use of the temperature sensor 20 formed by a bifilar copper winding and operation of the LC circuit at the frequency corresponding to the quality maximum, on the other hand, a switching distance of about 11 mm is obtained, which over the temperature range from -25 ° C to 75 ° C is very constant.

Wie Fig. 3 zeigt, gehört zur Spuleneinheit 10 eine Spule 106 sowie ein becherförmiger Spulenkörper 108, der wie übliche HF-Spulenkerne aus Ferritmaterial gesintert ist. Der Spulenkörper 108 hat eine von Durchbrechungen freie Umfangswand 110, eine ebenfalls von Durchbrechungen freie Bodenwand 112 und einen massiven mittleren Kernzapfen 114. Der Temperaturfühler 20 hat die Form einer auf die Außen­ fläche des Spulenkörpers 108 aufgewickelten Widerstands­ spule 116.As shown in FIG. 3, the coil unit 10 includes a coil 106 and a cup-shaped coil body 108 which , like conventional HF coil cores, is sintered from ferrite material. The coil former 108 has a peripheral wall 110 free of perforations, a bottom wall 112 also free of openings and a solid central core pin 114 . The temperature sensor 20 has the shape of a wound on the outer surface of the coil body 108 resistance coil 116th

Der Spulenkörper 108 ist in ein aus Messing gefertigtes Fühlergehäuse 118 derart eingesetzt, daß die Spulenkörper­ stirnfläche und die Gehäusestirnfläche bündig sind. Auf diese Weise erhält man eine besonders gute Flußführung und Flußbündelung in axialer Richtung.The coil former 108 is inserted into a sensor housing 118 made of brass in such a way that the coil end face and the housing end face are flush. In this way, particularly good flow guidance and flow bundling in the axial direction are obtained.

Wie aus Fig. 3 ebenfalls ersichtlich, haben die Spule 106 und der Spulenkörper 108 verglichen mit ihrem Durch­ messer große axiale Abmessung, was ebenfalls im Hinblick auf eine scharfe Bündelung des Magnetfeldes vorteilhaft ist.As can also be seen from FIG. 3, the coil 106 and the coil body 108 have a large axial dimension compared to their diameter, which is also advantageous with regard to a sharp bundling of the magnetic field.

Claims (12)

1. Induktiver Annäherungsschalter, mit einem magnetisier­ baren Geberstück (12), welches mit einem zu detektie­ renden Objekt verbindbar ist, mit einer Spuleneinheit (10), die ein durch das Geberstück (12) beeinflußbares Magnetfeld aufbaut, mit einem zusammen mit der Spuleneinheit (10) einen LC-Kreis bildenden Kondensator (16), mit einer Betriebsschaltung (18) zum Erregen des LC-Kreises mit vorgegebener Frequenz und mit einer mit dem LC-Kreis verbundenen Auswerteschaltung (24, 26), die ein Ausgangs­ signal erzeugt, wenn die Amplitude der im LC-Kreis aufge­ bauten Spannung einen vorgegebenen Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfrequenz der Betriebsschal­ tung (18) der Frequenz entspricht, bei welcher der LC- Kreis sein Gütemaximum hat; daß an die Spuleneinheit (10) ein Temperaturfühler (20) thermisch angekoppelt ist; und daß die Betriebsschaltung (18) oder die Auswerteschaltung (24, 26) einen mit dem Ausgangssignal des Temperaturfühlers (20) beaufschlagten Modifizierkreis (18; 24; 26) enthält.1. Inductive proximity switch, with a magnetisable encoder piece ( 12 ) which can be connected to an object to be detected, with a coil unit ( 10 ) that builds up a magnetic field that can be influenced by the encoder piece ( 12 ), with a together with the coil unit ( 10 ) an LC circuit forming capacitor ( 16 ) with an operating circuit ( 18 ) for exciting the LC circuit with a predetermined frequency and with an evaluation circuit connected to the LC circuit ( 24 , 26 ), which generates an output signal when the amplitude of the voltage built up in the LC circuit reaches a predetermined value, characterized in that the operating frequency of the operating circuit ( 18 ) corresponds to the frequency at which the LC circuit has its quality maximum; that a temperature sensor ( 20 ) is thermally coupled to the coil unit ( 10 ); and that the operating circuit ( 18 ) or the evaluation circuit ( 24 , 26 ) contains a modifying circuit ( 18 ; 24 ; 26 ) to which the output signal of the temperature sensor ( 20 ) is applied. 2. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Temperaturfühler (20) einen Wider­ stand mit temperaturabhängigem Widerstandswert aufweist.2. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 20 ) has a resistance with temperature-dependent resistance. 3. Annäherungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den Temperaturgang aufweisende Widerstand (20) eine bifilare Wicklung ist.3. Proximity switch according to claim 2, characterized in that the temperature response resistor ( 20 ) is a bifilar winding. 4. Annäherungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierkreis den Tempera­ turfühler (20) mit temperaturabhängigem Widerstandswert aufweist, welcher in der Rückkoppelstrecke des Oszillators angeordnet ist, der durch den LC-Kreis und die Betriebs­ schaltung (18) gebildet ist.4. Proximity switch according to claim 2 or 3, characterized in that the modifying circuit has the temperature sensor ( 20 ) with temperature-dependent resistance value, which is arranged in the feedback path of the oscillator, which is formed by the LC circuit and the operating circuit ( 18 ) . 5. Annäherungsschalter nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Temperatur­ gang aufweisende Widerstand (20) einen Bestandteil des Rückkoppelnetzwerkes (20, 58, 60) des Oszillators darstellt und daß der Oszillator ferner eine sekundäre Rückkoppel­ strecke (72) mit kleinem Rückkoppelfakor aufweist.5. Proximity switch according to claim 4 in conjunction with claim 2, characterized in that the temperature gear resistance ( 20 ) is a component of the feedback network ( 20 , 58 , 60 ) of the oscillator and that the oscillator furthermore a secondary feedback path ( 72nd ) with a small feedback factor. 6. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierkreis ein veränderliches Bauelement umfaßt, welches zu einem bezüg­ lich seines Verstärkungsfaktors steuerbaren Verstärker (24) der Auswerteschaltung (30) gehört.6. Proximity switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the modifying circuit comprises a variable component which belongs to an amplifier ( 24 ) of the evaluation circuit ( 30 ) which is controllable with respect to its amplification factor. 7. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierkreis ein veränderliches Bauelement umfaßt, welches zu einem bezüg­ lich seiner Schaltschwelle steuerbaren Diskriminatorkreis (26) der Auswerteschaltung (30) gehört.7. Proximity switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the modifying circuit comprises a variable component which belongs to a discriminator circuit ( 26 ) which can be controlled with respect to its switching threshold ( 26 ) of the evaluation circuit ( 30 ). 8. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spuleneinheit (10) eine von einem becher­ förmigen Spulenkörper (108) getragene Spule (106) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (110) des Spulenkörpers (108) von Durchbrechungen frei durchläuft.8. Proximity switch according to one of claims 1 to 7, wherein the coil unit ( 10 ) has a cup-shaped coil body ( 108 ) carried coil ( 106 ), characterized in that the peripheral wall ( 110 ) of the coil body ( 108 ) free of openings goes through. 9. Annäherungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bodenwand (112) des Spulenkörpers (108) frei von Durchbrechungen ist.9. Proximity switch according to claim 8, characterized in that the bottom wall ( 112 ) of the coil body ( 108 ) is free of openings. 10. Annäherungsschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (106) und der Spulen­ körper (108) verglichen mit ihrem Durchmesser große axiale Abmessung haben.10. Proximity switch according to claim 8 or 9, characterized in that the coil ( 106 ) and the coil body ( 108 ) have a large axial dimension compared to their diameter. 11. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Spuleneinheit (10) ein Spule (106) und Spulen­ körper (108) umgebendes Fühlergehäuse (118) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlergehäuse (118) aus einem Buntmetall, insbesondere aus Messing besteht.11. Proximity switch according to one of claims 1 to 10, wherein the coil unit ( 10 ) has a coil ( 106 ) and coil body ( 108 ) surrounding the sensor housing ( 118 ), characterized in that the sensor housing ( 118 ) made of a non-ferrous metal, in particular Brass is made. 12. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Spuleneinheit (10) ein Spule (106) und Spulenkörper (108) umgebendes Fühlergehäuse (118) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Spulen­ körpers (108) bündig zur Stirnfläche des Fühlergehäuses (118) ist.12. Proximity switch according to one of claims 1 to 10, wherein the coil unit ( 10 ) has a coil ( 106 ) and coil body ( 108 ) surrounding sensor housing ( 118 ), characterized in that the end face of the coil body ( 108 ) is flush with the end face of the Sensor housing ( 118 ) is.