JPH04334115A - 誘導性近接センサー - Google Patents
誘導性近接センサーInfo
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- JPH04334115A JPH04334115A JP3353884A JP35388491A JPH04334115A JP H04334115 A JPH04334115 A JP H04334115A JP 3353884 A JP3353884 A JP 3353884A JP 35388491 A JP35388491 A JP 35388491A JP H04334115 A JPH04334115 A JP H04334115A
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- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
-
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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
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導測定装置に関し、
具体的には、コイル、コイルに給電する装置、検出する
物体の存在に応答することが出来る測定及び処理を行う
装置を有する形式の誘導性近接センサーに関する。
具体的には、コイル、コイルに給電する装置、検出する
物体の存在に応答することが出来る測定及び処理を行う
装置を有する形式の誘導性近接センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】共振回路を使用している誘導性近接セン
サーが提案されて来た。この形式のセンサーの動作原理
は次の通りである。センサーの近くに金属の物体が存在
しない場合、共振型発振器の形式の測定回路は、最大振
幅で発振する。金属物体の近接により、その物体に誘導
された渦電流による損失を生じ、結果として共振振幅が
減衰する。従って、この振幅と基準値との比較によって
、金属物体の存在を検出することが可能である。
サーが提案されて来た。この形式のセンサーの動作原理
は次の通りである。センサーの近くに金属の物体が存在
しない場合、共振型発振器の形式の測定回路は、最大振
幅で発振する。金属物体の近接により、その物体に誘導
された渦電流による損失を生じ、結果として共振振幅が
減衰する。従って、この振幅と基準値との比較によって
、金属物体の存在を検出することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この形式のセンサーの
大きな欠点は、共振回路の内部損失（回路のコイル内の
抵抗損、コイルの磁気回路のヒステリシス損）に対する
センサーの感度である。実際に、この種の損失は温度に
依存しており、これが検出結果の不正確の原因となって
いる。この形式のセンサーは、日本国特許ＮＯ．１，５
４６，５６２に記載されている。
大きな欠点は、共振回路の内部損失（回路のコイル内の
抵抗損、コイルの磁気回路のヒステリシス損）に対する
センサーの感度である。実際に、この種の損失は温度に
依存しており、これが検出結果の不正確の原因となって
いる。この形式のセンサーは、日本国特許ＮＯ．１，５
４６，５６２に記載されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、これら
の欠点を解消した改良型誘導性近接センサーを提供する
ことである。このために、初めに説明した形式の、本発
明による誘導性近接センサーでは、給電装置が周期Ｔの
周期的電流をコイルへ送るために配置されており、この
給電装置によりコイルへ送られた電流が、Ｔより短い持
続時間Ｔ１ の間、コイルに流れ、また周期の残り時間
（Ｔ−Ｔ１ ）の間、実質的にゼロの値を有し、信号を
測定し、また処理する装置が、周期の前述の残り持続時
間の間、検出する物体が存在する場合に応答するように
配列されている。
の欠点を解消した改良型誘導性近接センサーを提供する
ことである。このために、初めに説明した形式の、本発
明による誘導性近接センサーでは、給電装置が周期Ｔの
周期的電流をコイルへ送るために配置されており、この
給電装置によりコイルへ送られた電流が、Ｔより短い持
続時間Ｔ１ の間、コイルに流れ、また周期の残り時間
（Ｔ−Ｔ１ ）の間、実質的にゼロの値を有し、信号を
測定し、また処理する装置が、周期の前述の残り持続時
間の間、検出する物体が存在する場合に応答するように
配列されている。
【０００５】本発明とその改造の好適な実施例について
、付属図面を引用して詳細に説明する。
、付属図面を引用して詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明によるセンサーの基本回路図
である。センサーのコイル２ の端子の一つは、電源の
接地側に接続し、ほかの端子は、信号ＳＩ１ により制
御されるスイッチＩ１ に印加される定電圧Ｅへ接続し
ている。
である。センサーのコイル２ の端子の一つは、電源の
接地側に接続し、ほかの端子は、信号ＳＩ１ により制
御されるスイッチＩ１ に印加される定電圧Ｅへ接続し
ている。
【０００７】図２は、図１の回路図に関する電圧と電流
の時間図である。制御信号ＳＩ１ により、スイッチＩ
１ は高電位Ｈにあるとき閉じ、低電位Ｂにあるとき開
く。 従って、スイッチＩ１ は、時間Ｔにおいて周期的に制
御される。スイッチＩ１ は、時間々隔Ｔ１ の間閉じ
、時間々隔Ｔ−Ｔ１ の間開く。従って、コイルを通る
電流は、図２（ｂ）のように発生する。図２（ｃ）は、
コイルの端子における電圧を示す。
の時間図である。制御信号ＳＩ１ により、スイッチＩ
１ は高電位Ｈにあるとき閉じ、低電位Ｂにあるとき開
く。 従って、スイッチＩ１ は、時間Ｔにおいて周期的に制
御される。スイッチＩ１ は、時間々隔Ｔ１ の間閉じ
、時間々隔Ｔ−Ｔ１ の間開く。従って、コイルを通る
電流は、図２（ｂ）のように発生する。図２（ｃ）は、
コイルの端子における電圧を示す。
【０００８】コイルに流れる電流がゼロのときの時間々
隔におけるこの電流の拡大図（図３）は、この電圧の振
幅が、金属の物体がセンサーの近くに置かれているとき
、まったく異なっていることを示している。この現象は
、時間々隔Ｔ１におけるコイル内の電流の変化によって
、金属の物体内に電流が誘導されるという事実により、
説明される。スイッチＩ１ の開放により、コイル内の
電流が抑制された後、金属の物体内の誘導電流は、引続
いて流れて、コイルの端子に電圧を誘起する。この検出
法の利点は、温度の関数として測定された信号に、僅か
に依存することである。すなわち、コイルに誘起された
電圧は、コイルの抵抗に依存しないが、金属の物体に誘
導された電流の強度にのみ依存する。
隔におけるこの電流の拡大図（図３）は、この電圧の振
幅が、金属の物体がセンサーの近くに置かれているとき
、まったく異なっていることを示している。この現象は
、時間々隔Ｔ１におけるコイル内の電流の変化によって
、金属の物体内に電流が誘導されるという事実により、
説明される。スイッチＩ１ の開放により、コイル内の
電流が抑制された後、金属の物体内の誘導電流は、引続
いて流れて、コイルの端子に電圧を誘起する。この検出
法の利点は、温度の関数として測定された信号に、僅か
に依存することである。すなわち、コイルに誘起された
電圧は、コイルの抵抗に依存しないが、金属の物体に誘
導された電流の強度にのみ依存する。
【０００９】図４は、本発明の好適実施例のセンサーの
構成図である。この場合、コイル２は、抵抗体４ と並
列に接続し、その値は、コイル２ の約５０倍である。 抵抗体４の仕事は、スイッチングによる発振を減衰する
ことである。その抵抗値が高いので、抵抗体４ は、誘
起された電圧の測定に影響を与えない。制御信号ＳＩ２
とＳＩ３ によって制御されたスイッチＩ２ とＩ３
は、コイル２ 内の電流ｉが実質的にゼロの場合、誘
起された電圧の測定を時間々隔Ｔ２ の間だけ可能にす
る。このように誘起された電圧は、増幅器５ へ送られ
る。増幅器５ の出力電圧は、基準値と比較され、これ
より、金属物体の近接が検出される。
構成図である。この場合、コイル２は、抵抗体４ と並
列に接続し、その値は、コイル２ の約５０倍である。 抵抗体４の仕事は、スイッチングによる発振を減衰する
ことである。その抵抗値が高いので、抵抗体４ は、誘
起された電圧の測定に影響を与えない。制御信号ＳＩ２
とＳＩ３ によって制御されたスイッチＩ２ とＩ３
は、コイル２ 内の電流ｉが実質的にゼロの場合、誘
起された電圧の測定を時間々隔Ｔ２ の間だけ可能にす
る。このように誘起された電圧は、増幅器５ へ送られ
る。増幅器５ の出力電圧は、基準値と比較され、これ
より、金属物体の近接が検出される。
【００１０】図６に示す改造において、センサーのコイ
ルは、コイルを二つの部分 ２ａと ２ｂへ分離する中
間出力側Ｍを有する。抵抗体 ４ａと ４ｂは、図４の
抵抗体４ と同様な減衰機能を果す。
ルは、コイルを二つの部分 ２ａと ２ｂへ分離する中
間出力側Ｍを有する。抵抗体 ４ａと ４ｂは、図４の
抵抗体４ と同様な減衰機能を果す。
【００１１】制御信号ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３ は、図
５の制御信号と同じである。時間々隔Ｔ１ の間、電流
はコイルの部分 ２ａに流れる。スイッチＩ１ が開く
と、電圧がコイルの部分 ２ａと ２ｂに誘起される。 部分 ２ｂは、部分 ２ａよりも金属物体からさらに離
れており、低い電圧を誘起する。従って、発生した誘起
電圧Ｕｉ はゼロではない。
５の制御信号と同じである。時間々隔Ｔ１ の間、電流
はコイルの部分 ２ａに流れる。スイッチＩ１ が開く
と、電圧がコイルの部分 ２ａと ２ｂに誘起される。 部分 ２ｂは、部分 ２ａよりも金属物体からさらに離
れており、低い電圧を誘起する。従って、発生した誘起
電圧Ｕｉ はゼロではない。
【００１２】他方で、外乱磁界が存在する場合、部分
２ａと ２ｂの部分的誘起電圧は、極性が逆であること
を除いて、実際には等しく、従って、発生する誘起電圧
は、実質的にゼロである。この改造の実施例では、セン
サーは外乱をほとんど感応しない。
２ａと ２ｂの部分的誘起電圧は、極性が逆であること
を除いて、実際には等しく、従って、発生する誘起電圧
は、実質的にゼロである。この改造の実施例では、セン
サーは外乱をほとんど感応しない。
【００１３】図７は、図４の実施例の改造を示す。この
図において、制御信号ＳＥ１ は、信号Ｓ４ とＳ５
との組合せにより得られる。時間々隔Ｔ４ の信号Ｓ４
は、最初のフリップフロップ回路Ｄ１ の刻時入力Ｃ
Ｋへ伝送され、フリップフロップ回路Ｄ１の出力Ｑは、
第２フリップフロップ回路Ｄ２ の刻時入力ＣＫへ接続
している。従って、フリップフロップ回路Ｄ２ の出力
Ｓ５ は、Ｔ４ の４倍の時間々隔Ｔを有する。ＡＮＤ
ゲートによる信号Ｓ４ とＳ５ の接続によって、セン
サーの制御信号ＳＩ１ を発生する。
図において、制御信号ＳＥ１ は、信号Ｓ４ とＳ５
との組合せにより得られる。時間々隔Ｔ４ の信号Ｓ４
は、最初のフリップフロップ回路Ｄ１ の刻時入力Ｃ
Ｋへ伝送され、フリップフロップ回路Ｄ１の出力Ｑは、
第２フリップフロップ回路Ｄ２ の刻時入力ＣＫへ接続
している。従って、フリップフロップ回路Ｄ２ の出力
Ｓ５ は、Ｔ４ の４倍の時間々隔Ｔを有する。ＡＮＤ
ゲートによる信号Ｓ４ とＳ５ の接続によって、セン
サーの制御信号ＳＩ１ を発生する。
【００１４】図８は、信号Ｓ４，Ｓ５，ＳＩ１ の時間
図である。この改造の制御信号ＳＩ１ は、休止時間々
隔Ｐと動作時間々隔Ｓの発生を可能にする。発生した休
止時間々隔には、二重の利点がある。第１に、センサー
の平均消費電力が低減し、第２に、増幅器５ により誘
導されたＤＣ成分（オフセット）の評価を可能にする。 増幅器５により誘導されたＤＣ成分を除去するために、
この増幅器の出力Ａ１ が、フイルター装置６ へ接続
している。このフイルター装置は、図９に示されている
ように、単にコンデンサーと抵抗体とから構成されてい
る。
図である。この改造の制御信号ＳＩ１ は、休止時間々
隔Ｐと動作時間々隔Ｓの発生を可能にする。発生した休
止時間々隔には、二重の利点がある。第１に、センサー
の平均消費電力が低減し、第２に、増幅器５ により誘
導されたＤＣ成分（オフセット）の評価を可能にする。 増幅器５により誘導されたＤＣ成分を除去するために、
この増幅器の出力Ａ１ が、フイルター装置６ へ接続
している。このフイルター装置は、図９に示されている
ように、単にコンデンサーと抵抗体とから構成されてい
る。
【図１】本発明のセンサーの基本回路図である。
【図２】図１の回路図に関する電圧と電流の時間図であ
る。
る。
【図３】図１のコイルの端子に誘起した電圧に関する図
２の拡大詳細図である。
２の拡大詳細図である。
【図４】本発明の好適実施例のセンサーの構成図である
。
。
【図５】図４の図に関する電圧と電流の時間図である。
【図６】図４のセンサーの改造の構成図である。
【図７】図４のセンサーのさらに進んだ改造の構成図で
ある。
ある。
【図８】図７の改造に関する信号Ｓ４，Ｓ５，ＳＩ１
の時間図である。
の時間図である。
【図９】図７に示されたフイルター装置の構成図である
。
。
２ コイル
４ 抵抗体
５ 増幅器
６ フイルター装置
Claims (6)
- 【請求項１】 コイル、コイルに給電する手段、検出
しようとする物体が存在する場合応答することが出来、
信号を測定し、また処理する手段とを含む誘導性近接セ
ンサーにして、前記給電手段が、周期Ｔの周期的電流を
コイルに送るために配置され、コイルへの給電手段によ
り送られる電流が、Ｔより小さい持続時間（Ｔ１ ）の
間コイルに流れ、また周期の残り時間（Ｔ−Ｔ１ ）の
間実質的にゼロの値を有し、信号を測定し、また処理す
る前記手段が、検出しようとする物体が存在する場合前
述の周期の残りの持続時間の間、応答するように配置さ
れていることを特徴とする誘導性近接センサー。 - 【請求項２】 信号を測定し、また処理する手段が、
（Ｔ−Ｔ１ ）以下の持続時間Ｔ２ の間、コイルの端
子における電圧を単に測定するように配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の誘導性近接センサー。 - 【請求項３】 前記給電手段が、周期の残りの持続時
間（Ｔ−Ｔ１ ）の間、実質的にゼロの前記の値を有す
るようにコイルの電流を強制するスイッチを含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性近接センサー
。 - 【請求項４】 コイルが抵抗体（４ ）と並列に接続
し、前記抵抗体の値が、コイルの値よりかなり大きいこ
とを特徴とする請求項１に記載の誘導性近接センサー。 - 【請求項５】 センサーのコイルが、コイルを二つの
部分に分離する中間出力を有し、コイルの捲線の方向が
、逆位相の二つの部分の誘起電圧の合計と等しい発生す
る誘起電圧を生ずるように配列されていることを特徴と
する前記請求項１乃至４記載の誘導性近接センサー。 - 【請求項６】 周期（Ｔ）の前記周期的電流の制御信
号（ＳＩ１ ）が、周期（Ｔ４ ）の周期的信号と（Ｔ
４ ）より大きい周期（Ｔ）の周期的信号との乗法によ
り得られ、増幅（Ａ１ ）後のセンサーの応答信号が、
増幅（５ ）により誘起したＤＣ成分を除去するフイル
ター手段（６ ）へ接続されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項５による誘導性近接センサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90811020A EP0492029B1 (fr) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Capteur de proximité inductif |
| CH90811020.8 | 1990-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334115A true JPH04334115A (ja) | 1992-11-20 |
| JP2717743B2 JP2717743B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=8205980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35388491A Expired - Fee Related JP2717743B2 (ja) | 1990-12-21 | 1991-12-18 | 誘導性近接センサー |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0492029B1 (ja) |
| JP (1) | JP2717743B2 (ja) |
| KR (1) | KR970005129B1 (ja) |
| AT (1) | ATE82451T1 (ja) |
| DE (1) | DE69000465T2 (ja) |
| ES (1) | ES2036110T3 (ja) |
| GR (1) | GR3006891T3 (ja) |
| RU (1) | RU2072523C1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503683A (ja) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | エービービー エービー | 対象物の誘導測定法 |
| JP2007517218A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | ラム リサーチ コーポレーション | 結合型渦電流センサによって膜厚を測定するための方法および装置 |
| JP2007519898A (ja) * | 2003-12-31 | 2007-07-19 | アーベーベー・アーベー | 測定対象のオブジェクト厚さ及び電気伝導度を測定するための方法及びデバイス |
| WO2008081572A1 (ja) * | 2007-01-02 | 2008-07-10 | Azuma Systems Co., Ltd. | 磁歪式トルクセンサ及びトルク検出方法 |
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| JP4731636B1 (ja) * | 2010-11-26 | 2011-07-27 | 株式会社マコメ研究所 | 磁気スイッチ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936738A1 (de) * | 1998-02-13 | 1999-08-18 | Optosys SA | Induktiver Näherungsschalter mit einem aus einem Stück bestehenden Gehäuse |
| EP0936741B1 (de) * | 1998-02-13 | 2009-04-29 | Optosys SA | Induktiver Näherungsschalter mit einem vorzugsweise aus einem Stück bestehenden Gehäuse |
| EP0936739A1 (de) * | 1998-02-17 | 1999-08-18 | Optosys SA | Induktiver Näherungsschalter |
| EP0936740B1 (de) * | 1998-02-17 | 2006-06-14 | Optosys SA | Induktiver Näherungsschalter |
| CA2312880A1 (en) | 1999-08-25 | 2001-02-25 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber composition containing two silicas |
| SG82655A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-08-21 | Aida Eng Ltd | Metal object detecting device |
| DE10041997B4 (de) * | 2000-08-10 | 2005-12-29 | Siemens Ag | Metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlage mit einer Einrichtung zur Erfassung der Gasdichte |
| DE102007001821B4 (de) | 2007-01-12 | 2012-03-01 | Wenglor sensoric elektronische Geräte GmbH | Induktiver Näherungsschalter |
| DE102011018430B4 (de) | 2011-04-21 | 2019-03-21 | Wenglor Sensoric Gmbh | Induktiver Näherungsschalter |
| EP2725715B1 (en) | 2012-10-29 | 2018-12-12 | Optosys SA | Proximity sensor |
| US10516394B2 (en) | 2014-09-09 | 2019-12-24 | Balluff Gmbh | Sensor element of an inductive proximity or distance sensor containing coil arrangement having electrically-conductive shielding with flange completely enclosing the coil arrangement and method for operating the sensor element |
| EP3239085B1 (en) * | 2016-04-28 | 2019-03-20 | KONE Corporation | Solution for compensating an effect of temperature change in a proximity sensor in a machinery brake of an elevator |
| DE102016115015C5 (de) | 2016-08-12 | 2023-01-26 | Sick Ag | Induktiver Näherungssensor |
| DE102021000157A1 (de) | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Pepperl+Fuchs Se | lnduktive Annäherungssensoreinheit und Verfahren zur Störungsüberprüfung bei einer induktiven Annäherungssensoreinheit |
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