JPH05110412A - 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ - Google Patents
発振回路及び高周波発振型近接スイツチInfo
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- JPH05110412A JPH05110412A JP3296202A JP29620291A JPH05110412A JP H05110412 A JPH05110412 A JP H05110412A JP 3296202 A JP3296202 A JP 3296202A JP 29620291 A JP29620291 A JP 29620291A JP H05110412 A JPH05110412 A JP H05110412A
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- 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
- H03K17/9545—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属の種類にかかわらず同一の感度で金属を
検出するための高周波発振型近接スイッチ及びこれに用
いられる発振回路を提供すること。 【構成】 コンパレータ1の出力側に抵抗R1,コンデ
ンサC1の直列回路、及びコンデンサC1に並列に発振
コイルLとコンデンサC2を接続する。そしてこれらの
容量と抵抗値を適宜設定することによって、近接する金
属体の種類にかかわらず、距離に対する発振周波数の変
化を同一となるようにしている。
検出するための高周波発振型近接スイッチ及びこれに用
いられる発振回路を提供すること。 【構成】 コンパレータ1の出力側に抵抗R1,コンデ
ンサC1の直列回路、及びコンデンサC1に並列に発振
コイルLとコンデンサC2を接続する。そしてこれらの
容量と抵抗値を適宜設定することによって、近接する金
属体の種類にかかわらず、距離に対する発振周波数の変
化を同一となるようにしている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属の種類にかかわらず
物体を検出できるようにした高周波発振型近接スイッチ
及びこれに用いられる発振回路に関するものである。
物体を検出できるようにした高周波発振型近接スイッチ
及びこれに用いられる発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常高周波発振型近接スイッチは、発振
コイルを含む発振回路によって一定の周波数で発振して
おり、金属物体が接近すれば渦電流損によって検出コイ
ルのコンダクタンスが変化する。従って発振回路の発振
レベルが低下又は発振が停止するので、発振レベルの変
化を検出することによって物体の近接を検出していた。
このような検出方法では、渦電流損が多く発生する鉄等
の磁性体金属は良好な感度で検出することができるが、
アルミニウム等の非磁性体金属では渦電流損の発生が少
なく、磁性体金属に比べて検出感度が低いという欠点が
ある。そこで検出物体の材質、即ち金属の種類によら
ず、一定の感度を持ったオールメタル型の近接スイッチ
が要望されている。
コイルを含む発振回路によって一定の周波数で発振して
おり、金属物体が接近すれば渦電流損によって検出コイ
ルのコンダクタンスが変化する。従って発振回路の発振
レベルが低下又は発振が停止するので、発振レベルの変
化を検出することによって物体の近接を検出していた。
このような検出方法では、渦電流損が多く発生する鉄等
の磁性体金属は良好な感度で検出することができるが、
アルミニウム等の非磁性体金属では渦電流損の発生が少
なく、磁性体金属に比べて検出感度が低いという欠点が
ある。そこで検出物体の材質、即ち金属の種類によら
ず、一定の感度を持ったオールメタル型の近接スイッチ
が要望されている。
【0003】従来のオールメタル型の近接スイッチは、
例えば特開昭55-72329号に示されているように、発振回
路に帰還回路を設けこの帰還回路の周波数を共振回路の
周波数より高い周波数でインピーダンスが大きくなるよ
うに構成して、磁性体金属では渦電流損により従来通り
の原理で検出し、非磁性体金属では発振周波数の変化を
利用しフィルタによる帰還量の減衰によって検出するよ
うにした近接スイッチが提案されている。
例えば特開昭55-72329号に示されているように、発振回
路に帰還回路を設けこの帰還回路の周波数を共振回路の
周波数より高い周波数でインピーダンスが大きくなるよ
うに構成して、磁性体金属では渦電流損により従来通り
の原理で検出し、非磁性体金属では発振周波数の変化を
利用しフィルタによる帰還量の減衰によって検出するよ
うにした近接スイッチが提案されている。
【0004】又実公昭53-30672号に示されているよう
に、2つのコイルを用い一方を検出回路、他方を基準回
路とし、検出回路のQの低下による発振停止によって磁
性体を、インダクタンスの変化による基準回路との共振
周波数の差の拡大による発振停止によって非磁性体を、
夫々検出するようにした近接スイッチも知られている。
に、2つのコイルを用い一方を検出回路、他方を基準回
路とし、検出回路のQの低下による発振停止によって磁
性体を、インダクタンスの変化による基準回路との共振
周波数の差の拡大による発振停止によって非磁性体を、
夫々検出するようにした近接スイッチも知られている。
【0005】更に従来の他の形式の近接スイッチとして
は、特公昭50-14749号に示されているように、並列共振
回路と、この共振回路に電磁結合された直列共振回路と
を有し、並列共振回路側から見たインピーダンス特性を
双峰特性として形成し、金属体の種類によらずに減衰特
性を結果的に一定として出力するようにした近接スイッ
チも知られている。
は、特公昭50-14749号に示されているように、並列共振
回路と、この共振回路に電磁結合された直列共振回路と
を有し、並列共振回路側から見たインピーダンス特性を
双峰特性として形成し、金属体の種類によらずに減衰特
性を結果的に一定として出力するようにした近接スイッ
チも知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のオールメタル型の近接スイッチでは、いずれも
複数のコイルが必要となり、小型化することが難しいだ
けでなく、複数のコイルがある一定関係の特性を持って
いなければ出力特性を安定化させることができない。し
かし実際には大きなばらつきがあり、又温度によってイ
ンダクタンス等が変動するため、安定性が悪くなるとい
う欠点がある。又複数のコイルを用いる必要があるた
め、構造が複雑なだけでなく調整に手間がかかり、価格
を低減することが難しいという欠点もあった。
な従来のオールメタル型の近接スイッチでは、いずれも
複数のコイルが必要となり、小型化することが難しいだ
けでなく、複数のコイルがある一定関係の特性を持って
いなければ出力特性を安定化させることができない。し
かし実際には大きなばらつきがあり、又温度によってイ
ンダクタンス等が変動するため、安定性が悪くなるとい
う欠点がある。又複数のコイルを用いる必要があるた
め、構造が複雑なだけでなく調整に手間がかかり、価格
を低減することが難しいという欠点もあった。
【0007】本発明はこのような従来の近接スイッチの
問題点に鑑みてなされたものであって、1つのコイルを
用いて磁性体金属と非磁性体金属とを同一の感度で検出
できるようにすることを技術的課題とする。
問題点に鑑みてなされたものであって、1つのコイルを
用いて磁性体金属と非磁性体金属とを同一の感度で検出
できるようにすることを技術的課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、入力が閾値を越えたときに出力を反転させるスイッ
チング回路と、スイッチング回路の出力側に出力と接地
端間に接続され、抵抗R1,コンデンサC1を有する直
列回路と、コンデンサC1に並列に接続された検出コイ
ルL及びコンデンサC2の直列回路と、を有し、コンデ
ンサC1,C2の容量及び抵抗R1の抵抗値を接近する
金属体の種類にかかわらず発振周波数の変化が一定とな
るように設定したことを特徴とするものである。
は、入力が閾値を越えたときに出力を反転させるスイッ
チング回路と、スイッチング回路の出力側に出力と接地
端間に接続され、抵抗R1,コンデンサC1を有する直
列回路と、コンデンサC1に並列に接続された検出コイ
ルL及びコンデンサC2の直列回路と、を有し、コンデ
ンサC1,C2の容量及び抵抗R1の抵抗値を接近する
金属体の種類にかかわらず発振周波数の変化が一定とな
るように設定したことを特徴とするものである。
【0009】又本願の請求項2の発明は、請求項1の発
振回路を有し、該発振回路の発振周波数の変化によって
物体までの距離を検出する信号処理回路を有することを
特徴とするものである。
振回路を有し、該発振回路の発振周波数の変化によって
物体までの距離を検出する信号処理回路を有することを
特徴とするものである。
【0010】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項1の発明
によれば、発振回路によって一定の周波数で発振してお
り、抵抗R1とコンデンサC1,C2の値を適宜設定す
ることによって、物体までの距離に応じて金属の材質に
かかわらず距離に応じて発振周波数が変化する発振回路
とすることができる。又本願の請求項2の発明では、こ
の発振回路を用いその発振周波数の変化を測定すること
によって物体までの距離を検出するようにしている。
によれば、発振回路によって一定の周波数で発振してお
り、抵抗R1とコンデンサC1,C2の値を適宜設定す
ることによって、物体までの距離に応じて金属の材質に
かかわらず距離に応じて発振周波数が変化する発振回路
とすることができる。又本願の請求項2の発明では、こ
の発振回路を用いその発振周波数の変化を測定すること
によって物体までの距離を検出するようにしている。
【0011】
【実施例】まず本発明の原理について説明する。図2
(a)は発振回路の発振コイルLの等価回路であって、
そのインダクタンスをL1、その直流抵抗をr1として
いる。そして発振コイルに近接して物体が接近したとき
には、物体を等価的にコイルL2と直流抵抗r2で示す
ことができる。ここで相互インダクタンスをMとすれ
ば、発振コイルの両端から見たインピーダンスZは次の
式(1)で示される。
(a)は発振回路の発振コイルLの等価回路であって、
そのインダクタンスをL1、その直流抵抗をr1として
いる。そして発振コイルに近接して物体が接近したとき
には、物体を等価的にコイルL2と直流抵抗r2で示す
ことができる。ここで相互インダクタンスをMとすれ
ば、発振コイルの両端から見たインピーダンスZは次の
式(1)で示される。
【数1】 従って式1を便宜上Rx,Lxの記号を用いて実数部,
虚数部に分けて表すと、コイルの両端は等価的には図2
(b)のように示されることとなる。本発明はこのよう
な特性から、発振回路の発振周波数の変化を磁性金属及
び非磁性金属のいずれが接近しても、同様になるように
構成することとしている。
虚数部に分けて表すと、コイルの両端は等価的には図2
(b)のように示されることとなる。本発明はこのよう
な特性から、発振回路の発振周波数の変化を磁性金属及
び非磁性金属のいずれが接近しても、同様になるように
構成することとしている。
【0012】図1(a)は本発明の基本的な構成を示す
回路図である。本図において1はコンパレータであり、
その非反転入力端子には電圧Vthの基準電源2が接続さ
れる。コンパレータ1の出力は抵抗R1,コンデンサC
1の直列接続体を介して接地され、その中点が発振コイ
ルLとコンデンサC2の直列接続体を介して接地され
る。又発振コイルLとコンデンサC2との中点がコンパ
レータ1の反転入力端子に接続されて高周波発振型近接
スイッチの発振回路が構成される。ここで図1(b)に
示すように検出物体3が接近したときに、発振コイルL
を図2(a)と同じくL1,r1、検出物体3をインダ
クタンスL2と抵抗r2によって表現すれば、前述した
ように図1(c)に示すように表現されることとなる。
又コンパレータ1はHレベル又はLレベルの信号を出力
するスイッチング回路であるので、これをスイッチ4に
置き換えれば図3のように示される。
回路図である。本図において1はコンパレータであり、
その非反転入力端子には電圧Vthの基準電源2が接続さ
れる。コンパレータ1の出力は抵抗R1,コンデンサC
1の直列接続体を介して接地され、その中点が発振コイ
ルLとコンデンサC2の直列接続体を介して接地され
る。又発振コイルLとコンデンサC2との中点がコンパ
レータ1の反転入力端子に接続されて高周波発振型近接
スイッチの発振回路が構成される。ここで図1(b)に
示すように検出物体3が接近したときに、発振コイルL
を図2(a)と同じくL1,r1、検出物体3をインダ
クタンスL2と抵抗r2によって表現すれば、前述した
ように図1(c)に示すように表現されることとなる。
又コンパレータ1はHレベル又はLレベルの信号を出力
するスイッチング回路であるので、これをスイッチ4に
置き換えれば図3のように示される。
【0013】ここで抵抗R1の端子を接地又は電圧Eを
持つ電源に択一的に接続するものとし、抵抗Rxとコン
デンサC2の共通接続端となる出力電圧をVxとすれ
ば,Vinは以下のように示される。 Vx≧Vthのとき、Vin=E Vx<Vthのとき、Vin=0 そしてコンデンサC1,C2の電荷を夫々q1 ,q2 と
すると、次式が成り立つ。
持つ電源に択一的に接続するものとし、抵抗Rxとコン
デンサC2の共通接続端となる出力電圧をVxとすれ
ば,Vinは以下のように示される。 Vx≧Vthのとき、Vin=E Vx<Vthのとき、Vin=0 そしてコンデンサC1,C2の電荷を夫々q1 ,q2 と
すると、次式が成り立つ。
【数2】
【0014】ここでラプラス変換子Sを用いて表すと、
以下のようになる。 Vin=Eのとき E/S=[1+C1R1S+C2R1S +C2S(1+R1C1S)(LxS+Rx)]Vx ・・・(5) 又Vin=0のとき 0=[1+C1R1S+C2R1S +C2S(1+R1C1S)(LxS+Rx)]Vx ・・・(6) となる。従ってこれらの式より、特性方程式F(S)は
以下のように示される。 F(S)=R1C1C2LxS3 +(R1C1C2Rx+C2Lx)S2 +(C2Rx+C1R1+C2R1)S+1 ・・・(7)
以下のようになる。 Vin=Eのとき E/S=[1+C1R1S+C2R1S +C2S(1+R1C1S)(LxS+Rx)]Vx ・・・(5) 又Vin=0のとき 0=[1+C1R1S+C2R1S +C2S(1+R1C1S)(LxS+Rx)]Vx ・・・(6) となる。従ってこれらの式より、特性方程式F(S)は
以下のように示される。 F(S)=R1C1C2LxS3 +(R1C1C2Rx+C2Lx)S2 +(C2Rx+C1R1+C2R1)S+1 ・・・(7)
【0015】この特性方程式より発振周波数ωOSC は次
式(8)で示される。
式(8)で示される。
【数3】 このため発振周波数fは次式(9)で示される。
【数4】
【0016】さて式(9)においてLxは分母,Rxは
分子にあるから、磁性体金属が近接すればRxの増大に
よって発振周波数が増加し、非磁性体金属が近接すれば
Lxが増加することで発振周波数が増加する。そのため
抵抗R1とコンデンサC1,C2の値を選定することに
よって、式(6)内の第1項と第2項の比率とを調整
し、磁性体金属と非磁性体金属の接近に伴う感度を同一
にすることができる。
分子にあるから、磁性体金属が近接すればRxの増大に
よって発振周波数が増加し、非磁性体金属が近接すれば
Lxが増加することで発振周波数が増加する。そのため
抵抗R1とコンデンサC1,C2の値を選定することに
よって、式(6)内の第1項と第2項の比率とを調整
し、磁性体金属と非磁性体金属の接近に伴う感度を同一
にすることができる。
【0017】図4(a)は距離dに対する抵抗Rx、図
4(b)は距離dに対するインダクタンスLxの磁性体
金属(鉄)と非磁性体金属(アルミニウム)の変化を示
すグラフである。本図に示すように抵抗値及びインダク
タンスはいずれも指数関数的に変化しており、その係数
のみが相違している。ここでコンデンサC1,C2及び
抵抗R1は以下のようにして定める。発振回路の発振コ
イルLに対応してコンデンサC1,C2は近接スイッチ
として適した発振周波数となるように選択する。又特定
の距離d1における鉄の抵抗値をRx1(Fe),アル
ミニウムをRx1(Al)とし、これと同一の距離にお
ける鉄のインダクタンスをLx1(Fe),アルミニウ
ムをLx1(Al)とする。そしてそのときの発振周波
数に等しいものとして次式(10)を立てる。
4(b)は距離dに対するインダクタンスLxの磁性体
金属(鉄)と非磁性体金属(アルミニウム)の変化を示
すグラフである。本図に示すように抵抗値及びインダク
タンスはいずれも指数関数的に変化しており、その係数
のみが相違している。ここでコンデンサC1,C2及び
抵抗R1は以下のようにして定める。発振回路の発振コ
イルLに対応してコンデンサC1,C2は近接スイッチ
として適した発振周波数となるように選択する。又特定
の距離d1における鉄の抵抗値をRx1(Fe),アル
ミニウムをRx1(Al)とし、これと同一の距離にお
ける鉄のインダクタンスをLx1(Fe),アルミニウ
ムをLx1(Al)とする。そしてそのときの発振周波
数に等しいものとして次式(10)を立てる。
【数5】
【0018】これはこの式を満足するC1,C2,R1
を選定することによって発振周波数が等しくなることを
示している。従ってC1,C2は発振周波数によって決
めるものとすれば、この式をR1について解いたとき得
られた値となるように抵抗R1の値を設定する。ここで
無限遠点では磁性体金属及び非磁性体金属共にインダク
タンスと抵抗値が等しいため、その発振周波数は一致し
ており、前述した距離d1でこれらの発振周波数を一致
させることにより二点で物体までの距離に対する発振周
波数の変化率が一致する。そして図4に示すように抵抗
RxとインダクタンスLxはいずれも係数のみが異な
り、ほぼ同一の変化を有する曲線として示されるため、
d1以外の検出距離についてもその発振周波数の変化率
はほぼ一致することとなる。これは実験的にも確かめら
れ、図5に示す特性が得られている。図5において〇は
磁性体金属である鉄、×は非磁性体金属であるアルミニ
ウムの物体までの距離に対する発振周波数の変化率をプ
ロットしたものである。
を選定することによって発振周波数が等しくなることを
示している。従ってC1,C2は発振周波数によって決
めるものとすれば、この式をR1について解いたとき得
られた値となるように抵抗R1の値を設定する。ここで
無限遠点では磁性体金属及び非磁性体金属共にインダク
タンスと抵抗値が等しいため、その発振周波数は一致し
ており、前述した距離d1でこれらの発振周波数を一致
させることにより二点で物体までの距離に対する発振周
波数の変化率が一致する。そして図4に示すように抵抗
RxとインダクタンスLxはいずれも係数のみが異な
り、ほぼ同一の変化を有する曲線として示されるため、
d1以外の検出距離についてもその発振周波数の変化率
はほぼ一致することとなる。これは実験的にも確かめら
れ、図5に示す特性が得られている。図5において〇は
磁性体金属である鉄、×は非磁性体金属であるアルミニ
ウムの物体までの距離に対する発振周波数の変化率をプ
ロットしたものである。
【0019】尚距離d1だけでなく更に他の距離d2,
d3を選定して、それによって式(10)と同一の式を
解き、コンデンサC1,C2と抵抗R1との値を全て連
立方程式によって決定することも考えられる。こうすれ
ば特性を完全に一致させることができる。しかしこの場
合には発振周波数を任意に決定することができないた
め、近接スイッチとしては返って不都合なものとなる恐
れがある。そこで本実施例では特定の距離d1について
のみ式(10)を立て、C1,C2を適宜選択して発振
周波数を選択すると共に、金属の種類に応じて周波数変
化の特性とを一致させるようにしている。
d3を選定して、それによって式(10)と同一の式を
解き、コンデンサC1,C2と抵抗R1との値を全て連
立方程式によって決定することも考えられる。こうすれ
ば特性を完全に一致させることができる。しかしこの場
合には発振周波数を任意に決定することができないた
め、近接スイッチとしては返って不都合なものとなる恐
れがある。そこで本実施例では特定の距離d1について
のみ式(10)を立て、C1,C2を適宜選択して発振
周波数を選択すると共に、金属の種類に応じて周波数変
化の特性とを一致させるようにしている。
【0020】図6は本発明の第2実施例による発振回路
の一例を示す回路図である。本実施例では前述した第1
実施例のコンパレータ1に代えてインバータ11を用い
て構成している。インバータ11の出力側に接続された
抵抗R1,コンデンサC1及び検出コイルLとコンデン
サC2については前述した第1実施例と同様であるの
で、詳細な説明を省略する。尚本実施例のインバータ1
1に代えて増幅率の高い反転増幅器を用いてもよく、入
力信号を所定の閾値で弁別し、出力を反転してスイッチ
ング信号を出力する種々のスイッチング回路によって実
現することができる。
の一例を示す回路図である。本実施例では前述した第1
実施例のコンパレータ1に代えてインバータ11を用い
て構成している。インバータ11の出力側に接続された
抵抗R1,コンデンサC1及び検出コイルLとコンデン
サC2については前述した第1実施例と同様であるの
で、詳細な説明を省略する。尚本実施例のインバータ1
1に代えて増幅率の高い反転増幅器を用いてもよく、入
力信号を所定の閾値で弁別し、出力を反転してスイッチ
ング信号を出力する種々のスイッチング回路によって実
現することができる。
【0021】図7は本発明の第3実施例による発振回路
の一例を示す回路図である。本実施例では図7に示すよ
うにコンデンサC2に並列に抵抗R2を接続している。
こうすれば発振周波数は次の式(11)で示される。
の一例を示す回路図である。本実施例では図7に示すよ
うにコンデンサC2に並列に抵抗R2を接続している。
こうすれば発振周波数は次の式(11)で示される。
【数6】 この場合には式11の平方根内の第3項に示されるよう
に、Lx,Rxに無関係の項が存在するため、抵抗R2
の抵抗値を適宜設定することによって発振周波数fを所
望の周波数となるように調整することができる。尚この
場合にもコンパレータ1に代えてインバータや高い増幅
率の反転増幅器等を用いて構成することが可能である。
に、Lx,Rxに無関係の項が存在するため、抵抗R2
の抵抗値を適宜設定することによって発振周波数fを所
望の周波数となるように調整することができる。尚この
場合にもコンパレータ1に代えてインバータや高い増幅
率の反転増幅器等を用いて構成することが可能である。
【0022】又図8は第1実施例による発振回路を用い
た高周波発振型近接スイッチの一実施例を示すブロック
図である。本実施例においてはコンパレータ1の出力は
抵抗R1に加えてF/V変換回路21に接続される。F
/V変換回路21は入力信号の周波数を電圧に変換する
ものであって、その出力は信号処理回路22に与えられ
る。信号処理回路22は物体が近接していないときの電
圧信号と物体が近接したときの電圧信号の比に基づいて
前述した図5のグラフにより物体までの距離を識別する
ものであって、その出力は出力回路23を介して外部に
出力される。信号処理回路22は例えば非線形出力回路
によって構成してもよく、又ROMテーブル等に距離信
号を保持しておきこの信号を出力するようにしてもよ
い。
た高周波発振型近接スイッチの一実施例を示すブロック
図である。本実施例においてはコンパレータ1の出力は
抵抗R1に加えてF/V変換回路21に接続される。F
/V変換回路21は入力信号の周波数を電圧に変換する
ものであって、その出力は信号処理回路22に与えられ
る。信号処理回路22は物体が近接していないときの電
圧信号と物体が近接したときの電圧信号の比に基づいて
前述した図5のグラフにより物体までの距離を識別する
ものであって、その出力は出力回路23を介して外部に
出力される。信号処理回路22は例えば非線形出力回路
によって構成してもよく、又ROMテーブル等に距離信
号を保持しておきこの信号を出力するようにしてもよ
い。
【0023】尚この発振回路を用いた近接スイッチでは
図5に示すように、発振の断続ではなく検出距離に対応
して連続的に変化する信号が得られる。従って近接スイ
ッチと物体までの距離に応じて最適な検出範囲を設定し
ておき、この領域から外れた場合に報知信号を出力する
等の自己診断機能を付加することも可能である。
図5に示すように、発振の断続ではなく検出距離に対応
して連続的に変化する信号が得られる。従って近接スイ
ッチと物体までの距離に応じて最適な検出範囲を設定し
ておき、この領域から外れた場合に報知信号を出力する
等の自己診断機能を付加することも可能である。
【0024】又図9は第1実施例による発振回路を用い
た高周波発振型近接スイッチの他の実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例においてはコンパレータ1の出力
端は抵抗R1に加えて計数回路31にも接続される。計
数回路31は発振周波数のパルス数を計数するものであ
って、その出力は演算回路32に与えられる。演算回路
32は、通常の発振時と物体が近接したときの発振周波
数の比に基づいて物体までの距離を出力するものであ
り、その信号は出力回路33を介して外部に出力され
る。
た高周波発振型近接スイッチの他の実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例においてはコンパレータ1の出力
端は抵抗R1に加えて計数回路31にも接続される。計
数回路31は発振周波数のパルス数を計数するものであ
って、その出力は演算回路32に与えられる。演算回路
32は、通常の発振時と物体が近接したときの発振周波
数の比に基づいて物体までの距離を出力するものであ
り、その信号は出力回路33を介して外部に出力され
る。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、極めて簡単な構成で磁性体金属と非磁性体金属とを
同一感度で検出することができる。又1つの発振コイル
を用いているため、調整に手間がかかることがなく、高
い安定性を得ることができるという効果が得られる。更
に従来の発振回路のようにある閾値を境にして発振,停
止が切換わるのではなく、検出物体の距離に応じて連続
的に周波数が変化するため、発振回路の検知領域を限定
する自己診断機能を容易に付加することも可能である。
ば、極めて簡単な構成で磁性体金属と非磁性体金属とを
同一感度で検出することができる。又1つの発振コイル
を用いているため、調整に手間がかかることがなく、高
い安定性を得ることができるという効果が得られる。更
に従来の発振回路のようにある閾値を境にして発振,停
止が切換わるのではなく、検出物体の距離に応じて連続
的に周波数が変化するため、発振回路の検知領域を限定
する自己診断機能を容易に付加することも可能である。
【図1】(a),(b),(c)は本発明の一実施例に
よる発振回路の基本的な構成を示す回路図であり、
(b)は近接する物体の等価回路、(c)はこの等価回
路を含めた発振回路の等価回路を示す回路図である。
よる発振回路の基本的な構成を示す回路図であり、
(b)は近接する物体の等価回路、(c)はこの等価回
路を含めた発振回路の等価回路を示す回路図である。
【図2】(a)は発振コイルと検出物体の等価回路、
(b)はこれを含めた等価回路である。
(b)はこれを含めた等価回路である。
【図3】本発明の発振回路の基本的な回路構成を示す回
路図である。
路図である。
【図4】(a)は距離に対するRxの値、(b)は距離
に対するLxの変化を示すグラフである。
に対するLxの変化を示すグラフである。
【図5】本実施例の距離に対する発振周波数の変化率を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図6】本発明の第2の実施例による発振回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図7】本発明の第3の実施例による発振回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図8】本発明の第1実施例による発振回路を用いた高
周波発振型近接スイッチの一例を示すブロック図であ
る。
周波発振型近接スイッチの一例を示すブロック図であ
る。
【図9】第1実施例による発振回路を用いた高周波発振
型近接スイッチの他の例を示すブロック図である。
型近接スイッチの他の例を示すブロック図である。
L 発振コイル R1,R2 抵抗 C1,C2 コンデンサ 1 コンパレータ 2 基準電源 3 検出物体 11 インバータ 21 F/V変換回路 22 信号処理回路 23,33 出力回路 31 計数回路 32 演算回路
Claims (2)
- 【請求項1】 入力が閾値を越えたときに出力を反転さ
せるスイッチング回路と、 前記スイッチング回路の出力側に出力と接地端間に接続
され、抵抗R1,コンデンサC1を有する直列回路と、 前記コンデンサC1に並列に接続された検出コイルL及
びコンデンサC2の直列回路と、 を有し、前記コンデンサC1,C2の容量及び前記抵抗
R1の抵抗値を接近する金属体の種類にかかわらず発振
周波数の変化が一定となるように設定したことを特徴と
する発振回路。 - 【請求項2】 請求項1の発振回路を有し、該発振回路
の発振周波数の変化によって物体までの距離を検出する
信号処理回路を有することを特徴とする高周波発振型近
接スイッチ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3296202A JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
US07/959,926 US5264809A (en) | 1991-10-15 | 1992-10-14 | Oscillator circuit and proximity switch using |
EP19920117642 EP0537747A3 (en) | 1991-10-15 | 1992-10-15 | Oscillator circuit and proximity switch using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3296202A JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05110412A true JPH05110412A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17830496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3296202A Pending JPH05110412A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 発振回路及び高周波発振型近接スイツチ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5264809A (ja) |
EP (1) | EP0537747A3 (ja) |
JP (1) | JPH05110412A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103427764A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-04 | 高玉琴 | 一种金属探测器用的振荡器 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19611810C2 (de) * | 1996-03-26 | 2000-12-28 | Balluff Gebhard Gmbh & Co | Berührungslos arbeitender Näherungsschalter |
US5880681A (en) * | 1997-09-16 | 1999-03-09 | Caterpillar Inc. | Apparatus for determining the position of a work implement |
US6446012B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-09-03 | Bfcs Technology, Inc. | Proximity detector for hard-to-detect materials |
DE10004718C5 (de) * | 2000-02-03 | 2008-06-19 | Balluff Gmbh | Induktiver Näherungssensor |
DE10242385B4 (de) * | 2002-09-12 | 2005-09-01 | Cherry Gmbh | Induktive Sensoreinheit |
ATE359620T1 (de) * | 2003-09-11 | 2007-05-15 | Cherry Gmbh | Induktiver schalter |
US7719263B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-05-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Inductive position measuring device or goniometer |
US7667547B2 (en) * | 2007-08-22 | 2010-02-23 | Cardiomems, Inc. | Loosely-coupled oscillator |
EP2911299B1 (de) | 2014-02-20 | 2020-08-26 | Pepperl + Fuchs GmbH | Verfahren und Schaltung zum Auswerten einer von einem Sensor erfassten physikalischen Messgröße |
DE202020105904U1 (de) | 2020-10-15 | 2021-10-18 | Cherry Europe Gmbh | Einrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks eines Tastenmoduls und Tastatur |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62186614A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 近接スイツチ |
DE3912946C3 (de) * | 1989-04-20 | 1996-06-20 | Turck Werner Kg | Induktiver Näherungsschalter |
JPH02312316A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-27 | Omron Corp | 高周波発振型近接スイッチ |
JPH0514749A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Toshiba Corp | カラーコピー制御装置 |
JPH05330672A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-14 | Fuji Electric Co Ltd | 紙幣繰出装置 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3296202A patent/JPH05110412A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-14 US US07/959,926 patent/US5264809A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-15 EP EP19920117642 patent/EP0537747A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103427764A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-04 | 高玉琴 | 一种金属探测器用的振荡器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0537747A2 (en) | 1993-04-21 |
EP0537747A3 (en) | 1993-06-02 |
US5264809A (en) | 1993-11-23 |
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