FR2458953A1 - Proximity detector which transmits information to similar unit - varies magnetic field generated by like detector oscillator to modulate oscillator signal - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF UNIQUE PERMETTANT D'ECHANGER DES INFORMATIONS SOUS FORME SERIE OU PARALLELE ENTRE UN EMETTEUR ET UN RECEPTEUR SANS CONTACT OU LIAISON ELECTRIQUE ENTRE EUX. CHAQUE EMETTEUR POUVANT ETRE RECEPTEUR ET INVERSEMENT. UN ELEMENT EMETTEUR OU RECEPTEUR COMPREND: 1UN DETECTEUR DE PROXIMITE INDUCTIF 30 ET SA BOBINE D'INDUCTION 5 SIEGE D'UN CHAMP ELECTROMAGNETIQUE DE FREQUENCE F AUTOUR DE SA FACE SENSIBLE 6. 2UNE BOUCLE ACTIVE FORMEE D'UNE SPIRE 16, D'UN CONDENSATEUR 17, D'UN INTERRUPTEUR STATIQUE 15 REALISE UN CIRCUIT RESONNANT SERIE A LA FREQUENCE F. 3UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE 10 QUI TRANSFORME DES INFORMATIONS D'ENTREE PARALLELE 11 EN INFORMATION SERIE 14, COMMANDE L'INTERRUPTEUR STATIQUE 15 POUR QUE LA BOUCLE ACTIVE 15, 16, 17 ABSORBE OU NON, ET PAR COURRANTS DE FOUCAULT, LE CHAMP DE FREQUENCE F PRESENT AUTOUR DE LA FACE ACTIVE 18 DU DETECTEUR DE PROXIMITE INDUCTIF 31. LE SIGNAL DE SORTIE SERIE 21 EST TRAITE PAR LE DISPOSITIF ELECTRONIQUE 10 QUI TRANSFORME CE SIGNAL EN INFORMATION DE SORTIE PARALLELE 25. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE: POUR TRANSMETTRE ET RESTITUER DES INFORMATIONS PARALLELES ET SERIE, COMMUNIQUER ENTRE DEUX AUTOMATES, COMMUNIQUER DES ORDRES OU DES POSITIONS.SINGLE DEVICE ALLOWING THE EXCHANGE OF INFORMATION IN SERIAL OR PARALLEL FORM BETWEEN A TRANSMITTER AND A RECEIVER WITHOUT CONTACT OR ELECTRICAL LINK BETWEEN THEM. EACH TRANSMITTER CAN BE A RECEIVER AND REVERSE. A SENDING OR RECEIVING ELEMENT CONSISTS OF: 1 AN INDUCTIVE PROXIMITY DETECTOR 30 AND ITS INDUCTION COIL 5 SEAT OF AN ELECTROMAGNETIC FIELD OF FREQUENCY F AROUND ITS SENSITIVE FACE 6. 2 AN ACTIVE LOOP FORMED BY A WIRE 16, A CAPACITOR 17, OF A STATIC SWITCH 15 MAKES A SERIES RESONANT CIRCUIT AT FREQUENCY F. 3 AN ELECTRONIC DEVICE 10 WHICH TRANSFORMS PARALLEL INPUT INFORMATION 11 INTO SERIES 14 INFORMATION, CONTROLS STATIC SWITCH 15 SO THAT THE LOOP ACTIVATES 15, 16 , 17 ABSORBES OR NOT, AND BY EDDY CURRENTS, THE FREQUENCY FIELD F PRESENT AROUND THE ACTIVE FACE 18 OF THE INDUCTIVE PROXIMITY DETECTOR 31. THE SERIES 21 OUTPUT SIGNAL IS PROCESSED BY THE ELECTRONIC DEVICE 10 WHICH TRANSFORMS THIS SIGNAL INTO INFORMATION PARALLEL OUTPUT 25. THE INVENTION CAN BE USED: TO TRANSMIT AND RETURN PARALLEL AND SERIAL INFORMATION, COMMUNICATE BETWEEN TWO AUTOMATOES, COMMUNICATE ORDERS OR POSITIONS.
Description
La présente invention concerne les détecteurs de proximité inductifs permettant de réaliser 3!rechange d'informations entre deux ensembles, celà sans contact ou liaison electrique entre ces deux ensembles. The present invention relates to inductive proximity detectors making it possible to carry out 3! Replacement of information between two sets, this without contact or electrical connection between these two sets.
Chaque détecteur de proximité inductif agit comme un émetteur ou un récepteur d'informations, avec surtout la particularité importante de pouvoir être à la fois émetteur et/ou précepteur. Each inductive proximity sensor acts as a transmitter or receiver of information, with the important particularity of being able to be both transmitter and / or preceptor.
Actuellement, le transfert d'information se fait par la : a) lecture de cames mecaniques à l'aide de fin de course mécaniques ou électroniques. Chaque couple came/fin de course constitue un bit de l'information à transmettre. Currently, the transfer of information is done by: a) reading mechanical cams using mechanical or electronic limit switches. Each cam / limit switch couple constitutes a bit of information to be transmitted.
b) Réception d'une fréquence engendrée par un émetteur et reçue par un rcep- teur accordé à cette fréquence. Chaque couple émetteur/récepteur constitue un bit de l'information à transmettre.b) Reception of a frequency generated by a transmitter and received by a receiver tuned to this frequency. Each transmitter / receiver pair constitutes a bit of information to be transmitted.
Les dispositifs a) et b) ont les inconvénients communs de : 1) Favoriser le transfert d'informations dans un seul sens. Chaque constituant du couple a une fonction déterminée et fixe. Devices a) and b) have the common disadvantages of: 1) Promoting the transfer of information in one direction. Each constituent of the couple has a determined and fixed function.
2) Transmettre ces informations sous forme parallèle. En effet, si l'information contient n bit il faudra n couples came/fin de course ou émetteur/récepteur de fréquence.2) Transmit this information in parallel form. Indeed, if the information contains n bit, n cam / limit switch or frequency transmitter / receiver pairs will be required.
Dàs lors, les notions d'encombrement et de court de mise en oeuvre (cabla ge, montage) sont directement lies au nombre n de bits à transmettre. De ce fait le système est souvent inutilisable dès que n devient important. From then on, the concepts of size and short of implementation (wiring, mounting) are directly related to the number n of bits to be transmitted. Therefore the system is often unusable as soon as n becomes important.
De plus, dans le dispositif b) les fréquences des emetteurs sont identiques. Alors, la distance entre deux couples succéssifs doit être assez grande afin d'éviter les problèmes dtinterférences. Ceci vient renforcer les inconvénients décrits dans le paragraphe précédent. In addition, in device b) the frequencies of the transmitters are identical. So the distance between two successive couples must be large enough to avoid interference problems. This reinforces the drawbacks described in the previous paragraph.
Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. The device according to the invention makes it possible to avoid these drawbacks.
Dans celui-ci, il n'est nul besoin de lire des canes mécaniques ou des émetteurs de fréquences.In it, there is no need to read mechanical channels or frequency transmitters.
Par ailleurs, le dispositif est unique quelque soit le format (n bit) de l'information et le transfert peut se faire dans les deux sens. Ceci permet d'établir un 'dialogue" entre les deux ensembles et celà, sans contact ou liaison électrique entre ces deux ensembles.Furthermore, the device is unique whatever the format (n bit) of the information and the transfer can be done in both directions. This makes it possible to establish a "dialogue" between the two sets and this, without contact or electrical connection between these two sets.
Le dispositif objet de l'invention se compose de deux parties. Chaque partie étant dénommée dans la suite de l'exposé : plot. The device which is the subject of the invention consists of two parts. Each part being named in the rest of the presentation: plot.
Chaque plot peut être émetteur ou récepteur. Un plot comprend - Un détecteur de proximité inductif. Each pad can be a transmitter or receiver. A pad includes - An inductive proximity sensor.
- Une boucle active.- An active loop.
- Ainsi qu'en moyen qui permet tantôt d'écrire ou de lire des informations d'un plot vers l'autre. L'information à transmettre étant sous forme série ou paral lèle. L'information restituée apparait -sous forme série ou parallèle.- As well as a means that allows you to write or read information from one pad to the other. The information to be transmitted is in serial or parallel form. The information returned appears in serial or parallel form.
Par ailleurs, des bits de contrôle sont inclus au moment de l'émission, leur analyse lors de la réception permet de réaliser ou non le restitution de l'information à transmettre. Furthermore, control bits are included at the time of transmission, their analysis during reception makes it possible to achieve or not the restitution of the information to be transmitted.
Selon une réalisation de l'invention, ce moyen consiste pour chaque plot en :
a) Un dispositif d'entrée qui permet d'interfacer les bits de l'informa- tion à transmettre afin d'augmenter l'immunité aux parasites et de les rendre compatibles avec des signaux provenant de fin de course mécaniques ou statiques.According to an embodiment of the invention, this means consists for each pad in:
a) An input device which makes it possible to interface the bits of information to be transmitted in order to increase immunity to parasites and to make them compatible with signals coming from mechanical or static limit switches.
b) Un dispositif de sortie qui permet d'interfacer les bits de l'informa- tion reçue afin de pouvoir commander directement des relais électromagnétiques ou des entres statiques programmables. b) An output device which makes it possible to interface the bits of the information received in order to be able to directly control electromagnetic relays or programmable static inputs.
c) Un dispositif électronique qui permet de convertir une information pa rallèle en une information série en lui incluant des bits de départ, de fin et de parité. c) An electronic device which converts parallel information into serial information by including start, end and parity bits.
d) Un dispositif électronique qui permet de convertir une information série en une information parallèle et de valider cette information vers le dispositif de sortie si les bits de départ, fin et parité indiquent qu'il s'agit d'une information valide.d) An electronic device which makes it possible to convert serial information into parallel information and to validate this information towards the output device if the start, end and parity bits indicate that it is valid information.
e) Un interrupteur statique. e) A static switch.
f) Le choix des fréquences d'oscillations des détecteurs de proximité inductifs. Des fréquences d'accord des boucles actives. f) The choice of oscillation frequencies of inductive proximity switches. Active loop tuning frequencies.
g) Les signaux électriques de commande qui permettent de rendre chaque plot émetteur ou récepteur, et les signaux électriques de contrôle. g) The electrical control signals which make each stud emitter or receiver, and the electrical control signals.
h) Le protocole qui permet aux deux plots de "dialoguer" dès qu'ils se trouvent en regard l'un de l'autre. Celà, sans signal extérieur supplémentaire. h) The protocol which allows the two studs to "dialogue" as soon as they are opposite each other. This, without additional external signal.
Le plot émetteur reçoit l'information parallèle sur son dispositif d'entrée et élimine les parasites électriques éventuels. Ces bits d'information pa parallèles sont fournis au dispositif électronique qui les transforme en un signal électrique série qui actionne ou non l'interrupteur statique, ce dernier ferme ou ouvre au rythme de cette information série la boucle active constituée d'une spire accordée, formant un circuit résonnant série, à la fréquence du champ électromagnétique du détecteur de proximité inductif du plot récepteur. The transmitter pad receives parallel information on its input device and eliminates any electrical noise. These parallel information bits pa are supplied to the electronic device which transforms them into a serial electrical signal which activates or not the static switch, the latter closes or opens at the rate of this serial information the active loop consisting of a tuned turn, forming a series resonant circuit, at the frequency of the electromagnetic field of the inductive proximity detector of the receiver pad.
De ce fait, et par courant de Foucault, ce circuit résonnant série prélève ou non de l'énergie, au rythme de l'information série, au détecteur de proximité inductif du rcepteur. Ce prélèvement d' énergie apparait à la sortie du détecteur de proximité inductif comme une information série. Cette inForma- tion ssrie est traduite an information parallèle qui apparait sur les organe de sortie du dispositif de sortie si et seulement si il s'agit d'une information valide, sinon, un signal défaut de transmission est {ui-même dirigé sur un élément de sortie du dispositif de sortie. Therefore, and by eddy current, this series resonant circuit takes or not energy, at the rate of the serial information, from the inductive proximity detector of the receiver. This energy draw appears at the output of the inductive proximity detector as serial information. This serial information is translated into parallel information which appears on the output devices of the output device if and only if it is valid information, otherwise, a transmission failure signal is sent directly to a output element of the output device.
L'oscillation du détecteur de proximité du plot émetteur est inhibée lorsque le plot émet et est rétablie lorsque le plot reçoit. The oscillation of the proximity detector of the transmitting pad is inhibited when the pad transmits and is restored when the pad receives.
Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. The accompanying drawings illustrate, by way of example, an embodiment of the device according to the present invention.
I. BOUCLE ACTIVE (phase d'émission): Le code interne (7) est bloqué par le signal électrique d'aiguillage (8), alors l'aiguilleur (9) envoit vers le dispositif électronique (10) l'information parallèle apparaissant sur les lignes d'entrée (11) via le dispositif d'entrée (1). Puis, le signal (13) issu du dispositif (70) au travers du dispositif de sortie (32) permet d'interdire l'envoi d'une autre information sur les lignes (11). I. ACTIVE LOOP (transmission phase): The internal code (7) is blocked by the electrical switch signal (8), then the switch (9) sends the parallel information appearing to the electronic device (10) on the input lines (11) via the input device (1). Then, the signal (13) from the device (70) through the output device (32) makes it possible to prohibit the sending of other information on the lines (11).
Un signal de validation d'émission (2) a le double effet : a) d'interdire par l'interrupteur (3) l'oscillation du détecteur de proximité inductif (30) et par là, d'interdire l'émission par la bobine (5) d'un champ électromagnétique de fréquence f1 dans le voisinage de la face de détection (6).An emission validation signal (2) has the double effect: a) of prohibiting by the switch (3) the oscillation of the inductive proximity detector (30) and thereby of prohibiting the emission by the coil (5) of an electromagnetic field of frequency f1 in the vicinity of the detection face (6).
b) de commander le dispositif électronique (10) qui prend en compte les informations parallèles disponibles à la sortie de l'aiguilleur (9), de transformer ces informations parallèles en un signal série (14) en incluant des bits de départ, de fin et de parité.b) to control the electronic device (10) which takes into account the parallel information available at the output of the switcher (9), to transform this parallel information into a serial signal (14) by including start and end bits and parity.
Ce signal série commande l'interrupteur statique (15), celui-ci ferme ou ouvre au rythme du signal série la boucle active constituée de la spire (16) accordée à la fréquence fQ par le condensateur (17). Lorsque l'interrupteur est fermé, la boucle active (15S16,17) absorbe le champ électromagnétique à la fréquence X crée dans le voisinage de la face de détection (18) du détecteur de proximité inductif du plot de réception lorsque celui-ci est en regard de la spire et une distance inférieure ou égale à la portée. Dès que le signal série (14) est complètement émis, le signal (13) change diétat et indique que l'on peut envoyer sur les lignes (11) une autre information parallèle.This serial signal controls the static switch (15), which closes or opens at the rate of the serial signal the active loop consisting of the coil (16) tuned to the frequency fQ by the capacitor (17). When the switch is closed, the active loop (15S16,17) absorbs the electromagnetic field at the frequency X created in the vicinity of the detection face (18) of the inductive proximity detector of the receiving pad when the latter is in look of the whorl and a distance less than or equal to the range. As soon as the serial signal (14) is completely emitted, the signal (13) changes state and indicates that other parallel information can be sent over the lines (11).
II. DETECTEUR DE PROXIMITé INDUCTIF (phase de réception) : lin oscillateur (4) associé à une bobine d'induction (5) entretien dans le voisinage de la face de détection (6) un champ électromagnétique à fréquence fs , ce champ est absorbe ou non par la boucle active du plot d'émission lorsqu'il est en regard du plot de réception et à une distance inférieure ou égale è la portée.Ceci a pour ef- fet de diminuer ou non l'amplitude du signal d'oscillation de l'oscillateur (4), ce signal modulé est alors redressé filtré par la cellule (19), les varia tions de niveau de ce signal sont transmises à un détecteur de seuil (20) qui les traduit en un signal électrique (21) tout ou rien, ce signal tout ou rien est l'image série des informations parallèles émises par le plot d'émission. II. INDUCTIVE PROXIMITY DETECTOR (reception phase): an oscillator (4) associated with an induction coil (5) maintenance in the vicinity of the detection face (6) an electromagnetic field at frequency fs, this field is absorbed or not by the active loop of the transmit pad when it is opposite the receive pad and at a distance less than or equal to the range. This has the effect of reducing or not the amplitude of the oscillation signal of the oscillator (4), this modulated signal is then rectified filtered by the cell (19), the variations in level of this signal are transmitted to a threshold detector (20) which translates them into an electrical signal (21) all or nothing, this all or nothing signal is the serial image of the parallel information emitted by the emission pad.
Ce signal (21) qui comprend en plus des bits d'information les bits de départ, de fin et de parité est aiguillé soit sur 1 dispositif de sortie (14) soit sur le dispositif électronique (10), celui-ci convertit le signal série (21) en un signal parallèle. De plus, l'examen des bits de- départ, de fin et de parité génère ou non un signal (22) de défaut de transmission qui par l'intermédiaire de l'inhibiteur (23), transmet ou non vers le dispositif de sortie (32j l'information parallèle et le signal (24). Ce signal (24) indique qu'une information valide est disponible sur les lignes de sortie (25).This signal (21) which comprises in addition to the information bits the start, end and parity bits is routed either on 1 output device (14) or on the electronic device (10), the latter converts the signal series (21) into a parallel signal. Furthermore, the examination of the start, end and parity bits generates or not a transmission fault signal (22) which, via the inhibitor (23), transmits or not to the output device (32j the parallel information and the signal (24). This signal (24) indicates that valid information is available on the output lines (25).
III. CHOIX DES FRéQUENCES : Afin de réduire au maximum la dimension des plots, et afin d'éviter les interférences, la bobine (5) émet au voisinage de sa face de détection (5) un champ électromagnétique de fréquence fX X alors, la boucle (27,28,29) est accordée à la fréquence f . De même, la bobine (26) émet au voisinage de sa face de détection (18) un champ électromagnétique de fréquence Alors, la boucle active (15,16,17) est accordée à la fréquence fs . Dans ce cas, f et f ont des valeurs distinctes.III. CHOICE OF FREQUENCIES: In order to reduce the size of the studs as much as possible, and in order to avoid interference, the coil (5) emits near its detection face (5) an electromagnetic field of frequency fX X then, the loop ( 27,28,29) is granted to the frequency f. Similarly, the coil (26) emits near its detection face (18) an electromagnetic field of frequency Then, the active loop (15,16,17) is tuned to the frequency fs. In this case, f and f have separate values.
IV. PROTOCOLE DE DIALOGUE : Il permet sans contrôle permanent et sans intervention extérieure de laisser le soin aux deux plots d'indiquer qu'ils sont en mesure de dialoguer. Pour ce faire, on choisit un plot martre et un plot esclave. Le plot maître est en réception permanente, tandis que le plot esclave est en émission permanente. Le signal d'aiguillage (8) associé au signal de validation d'émission (2) permet à l'horlo9e- (12) d'envoyer dans le dispositif électronique (10) une information interne (7).Cette information interne (7) apparait sous forme série sur la ligne (14) et met en oeuvre ou non la boucle active (15,15,17). Dès que le signal d'horloge (12) change d'état le plot esclave se met en réception puis, si rien ne se passe, au prochain changement d'état du signal d'horloge le plot esclave se remet en émission et celà tant que les deux plots ne sont pas correctement positionnés. Dès que les deux plots sont en regard, le plot mature reçoit l'information interne (7) du plot esclave, ce qui a pour effet de faire changer d'état la ligne (24) du plot mattre et d'indiquer que l'on a reçu une donnée.Le plot mattre passe an émission et sur la phase d'horloge (12) ou le plot esclave est en réception, renvoit l'information interne (7) qu'il vient de recevoir, le plot esclave reçoit cette information qui modifie 11 état du signal (24), alors, le nient esclave change l'état du signal d'aiguillage (8) et envoit vers le plot martre une information de recon naissances puis passe en réception.Dès que le plot martre revoit ce signal de reconnaissance, le "dialogue" peut commencer, autrement, si sur la phase d'horloge (12) ou le plot esclave est en réception, selui-ci ne revoit pas son in formation interne (7), émise par le plot maître, l'état du signal (24) n'est modifié et le plot esclave ne modifie ns l'état du signal d'aiguillage (nj nt envoit sur le prochain changement d'ctat de l'horloge (12) son infermatinn interne (7) différente de l'information de reconnaissance que le plot maltre ' attend à recevoir, l'ensemble (plot + superviseur) prend alors les décisions de modifier les déplacements relatifs des deux plots. A la fin du dialogu- le plot martre envoit au plot esclave une information "fin d'échange" et passe en réception. Lorsque les deux plots ne sont plus en regard, un signal défaut de transmission apparait sur la ligne (22), alors, le plot esclave repasse en émis- sion de son information interne (7) par le signaux adéquates sur les lignes (2) et (8). Cette phase n'a lieu que lorsque l'on a recu du plot mattre l'information "fin d'échange" et que le signal défaut de transmission apparait sur le ligne (22) du plot esclave. IV. DIALOGUE PROTOCOL: Without permanent control and without outside intervention, it allows the two studs to indicate that they are able to dialogue. To do this, we choose a marten plot and a slave plot. The master pad is in permanent reception, while the slave pad is in permanent transmission. The routing signal (8) associated with the transmission validation signal (2) allows the clock (12) to send internal information (7) to the electronic device (10). ) appears in serial form on the line (14) and implements or not the active loop (15,15,17). As soon as the clock signal (12) changes state the slave pad goes into reception then, if nothing happens, at the next change of state of the clock signal the slave pad goes back into transmission and this that the two studs are not correctly positioned. As soon as the two studs are facing each other, the mature stud receives the internal information (7) from the slave stud, which has the effect of causing the line (24) of the master stud to change state and indicate that the the master pad goes to transmission and on the clock phase (12) where the slave pad is in reception, returns the internal information (7) it has just received, the slave pad receives this information which modifies the state of the signal (24), then, the slave slave changes the state of the signal of referral (8) and sends towards the marten plot recognition information then passes to reception. As soon as the marten plot reviews this recognition signal, the "dialogue" can begin, otherwise, if on the clock phase (12) or the slave pad is in reception, selui does not review its internal information (7), emitted by the pad master, the signal state (24) is not modified and the slave pad does not modify the signaling signal state (nj nt sends on the next change state of the clock (12) its internal infermatinn (7) different from the recognition information that the maltre plot 'awaits to receive, the assembly (plot + supervisor) then takes the decisions to modify the relative displacements of the two studs. At the end of the dialog, the marten plot sends "slave exchange" information to the slave plot and goes into reception. When the two pads are no longer opposite, a faulty transmission signal appears on the line (22), then the slave pad returns to transmitting its internal information (7) by the appropriate signals on the lines (2) and (8). This phase only takes place when the master end information has been received from the master pad and the transmission fault signal appears on line (22) of the slave pad.
Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas ou il faut, sans contact et liaison électrique entre deux ensembles : - transmettre et restituer des informations parallèles ousérie, dans un sens ou dans deux sens, - communiquer entre deux automates programmables, - envoyer des ordres ou controler leurs effets, - communiquer des codes liés à des modèles (identifications) ou des positions (codage). The device which is the subject of the invention can be used in all cases where it is necessary, without contact and electrical connection between two sets: - to transmit and restore parallel or serial information, in one direction or in two directions, - to communicate between two programmable controllers , - send orders or control their effects, - communicate codes linked to models (identifications) or positions (coding).
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| FR7914677A Granted FR2458953A1 (en) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Proximity detector which transmits information to similar unit - varies magnetic field generated by like detector oscillator to modulate oscillator signal |
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| FR (1) | FR2458953A1 (en) |
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| FR2458953B1 (en) | 1984-11-02 |
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