DE1265785B

DE1265785B - Electronic proximity switch

Info

Publication number: DE1265785B
Application number: DE1966B0088957
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Schleupen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1966-09-17
Filing date: 1966-09-17
Publication date: 1968-04-11

Description

Elektronischer Annäherungsschalter Die Erfindung betrifft einen elektronischen Annäherungsschalter, bei dem durch Heranführen eines metallischen Gegenstandes an den Schwingkreis eines Transistoroszillators ein Schaltvorgang ausgelöst wird.Electronic proximity switch The invention relates to an electronic one Proximity switch, in which a metallic object is brought up to a switching process is triggered in the resonant circuit of a transistor oscillator.

Derartige Annäherungsschalter finden in vielen Zweigen der Technik Anwendung, z.B. zur Steuerung von Werkzeugmaschinen oder Förderbändern, zur sogenannten induktiven Zugsicherung im Eisen bahnwesen oder zur berührungslosen Steuerung von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, kurzum überall dort, wo auf Sicherheit und lange Lebensdauer besonderer Wert gelegt wird. Such proximity switches can be found in many branches of technology Application, e.g. for controlling machine tools or conveyor belts, for the so-called inductive train protection in the railway industry or for contactless control of Ignition systems for internal combustion engines, in short, wherever on safety and long service life is particularly important.

Die deutsche Auslegeschrift 1 196 704 zeigt eine Anordnung mit einem Sperrschwingoszillator, der parallel zu einem Verbraucher liegt. Dieser Sperrschwingoszillator wird durch die Verschiebung eines Magnetkerns gesteuert. Schwingt er, so ist der Verbraucher weitgehend kurzgeschlossen und erhält nur eine sehr geringe Spannung. Schwingt dieser Oszillator dagegen nicht, so erhält der Verbraucher Spannung. The German Auslegeschrift 1 196 704 shows an arrangement with a Blocking oscillator that is parallel to a consumer. This blocking oscillator is controlled by moving a magnetic core. If it swings, it is Consumer largely short-circuited and receives only a very low voltage. If, on the other hand, this oscillator does not oscillate, the consumer receives voltage.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie wegen der relativ niedrigen Oszillatorfrequenz nur mit einem besonderen Magnetkern gesteuert werden kann, und vor allem zeigt sie kein eindeutig bistabiles Verhalten, da in Zwischenstellungen des Magnetkerns auch die Spannung am Verbraucher Zwischenwerte annimmt. Bei einem Schalter wird jedoch meist gefordert, daß er nur die Schaltstellungen »Aus« und »Ein«, jedoch keine Zwischenstellungen haben soll. This known arrangement has the disadvantage that it is because of the relatively low oscillator frequency can only be controlled with a special magnetic core can, and above all it shows no clearly bistable behavior, since in intermediate positions of the magnetic core, the voltage at the consumer also assumes intermediate values. At a Switch, however, is usually required that it only has the switch positions "Off" and "On", but should not have any intermediate positions.

Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 175 327 ein Annäherungsschalter bekannt, der mit einem Schwingkreis arbeitet und durch Annäherung eines Permanentmagneten beeinflußt werden kann. Furthermore, from the German Auslegeschrift 1 175 327 a proximity switch known, which works with an oscillating circuit and by approaching a permanent magnet can be influenced.

Auch dieser Annäherungsschalter hat den Nachteil, daß je nach Stellung des Permanentmagneten sich die Schwingungsamplitude kontinuierlich ändert. Er ist also für einen Schaltbetrieb erst dann geeignet, wenn seine Ausgangsspannung einem bistabilen Schaltglied, z. B. einem Schmitt-Trigger, zugeführt wird, das je nach der Größe des Eingangssignals einen von zwei möglichen Schaltzuständen einnimmt.This proximity switch also has the disadvantage that, depending on the position of the permanent magnet, the oscillation amplitude changes continuously. He is therefore only suitable for switching operation when its output voltage is a bistable switching element, e.g. B. a Schmitt trigger is supplied, depending on the size of the input signal assumes one of two possible switching states.

Ein solcher Annäherungsschalter erfordert dann jedoch einen beträchtlichen Aufwand.However, such a proximity switch then requires a considerable amount Expenditure.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Annäherungsschalter zu vermeiden und insbesondere einen Annäherungsschalter zu schaffen, der, mit einer geringen Anzahl von Bauelementen auskommend, ein bistabiles Verhalten zeigt. It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the known proximity switches to avoid and in particular to create a proximity switch that, with a Coming from a small number of components, shows a bistable behavior.

Eine erfindungsgemäße Lösung für einen eingangs erwähnten Annäherungsschalter ist dadurch gekennzeichnet, daß der Transistoroszillator durch eine Gleichspannung, die durch Gleichrichten der Oszillatorschwingungen gewonnen und dem Transistor im Sinn einer Mitkopplung zugeführt wird, drosselbar oder erregbar ist. Durch die erfindungsgemäße Mitkopplung (positive Rückkopplung) erreicht man mit einfachen Mitteln ein bistabiles Verhalten des Annäherungsschalters, und zwar ohne daß zusätzliche Schaltelemente, z. B. von der Art eines Schmitt-Triggers, verwendet werden. Außerdem wird das Anschwingen des Oszillators beschleunigt, so daß die Rückkopplung knapp bemessen werden kann und die Schaltgenauigkeit ohne Verwendung besonders ausgebildeter Spulen stark verbessert wird. A solution according to the invention for a proximity switch mentioned at the beginning is characterized in that the transistor oscillator is powered by a DC voltage, obtained by rectifying the oscillator oscillations and the transistor im Sense of a positive feedback is supplied, can be throttled or excited. By the invention Positive feedback can be achieved with simple means a bistable Behavior of the proximity switch, without the need for additional switching elements, z. B. of the type of a Schmitt trigger can be used. In addition, the oscillation will begin of the oscillator is accelerated, so that the feedback can be measured tightly and the switching accuracy is greatly improved without the use of specially designed coils will.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Annäherungsschalter so ausgebildet, daß die Ausgangsspannung des Oszillators den Steuerelektroden eines zweiten Transistors zugeführt wird und daß die gleichgerichtete Ausgangsspannung dieses zweiten Transistors dem Eingang des Oszillatortransistors im Sinn einer Mitkopplung zugeführt wird. According to a further feature of the invention, the proximity switch designed so that the output voltage of the oscillator the control electrodes of a second transistor is supplied and that the rectified output voltage this second transistor to the input of the oscillator transistor in the sense of positive feedback is fed.

Der zweite Transistor wirkt dabei als Gleichrichter und als Verstärker. Mit Vorteil ist sein Leitfähigkeitstyp komplementär zu demjenigen des Oszillatortransistors, wodurch der Aufbau der Schaltung besonders einfach wird. Dieser zweite Transistor kann dabei gleichzeitig als Verstärker dienen, z. B. als Vorstufe für einen Leistungstransistor, der ein Relais oder einen Stellmotor steuert.The second transistor acts as a rectifier and an amplifier. Its conductivity type is advantageously complementary to that of the oscillator transistor, whereby the structure of the circuit is particularly simple. That second transistor can also serve as an amplifier, e.g. B. as a preliminary stage for a power transistor, which controls a relay or a servomotor.

Wenn man wie üblich den Annäherungsschalter in Form einer gedruckten Schaltung aufbaut, ist es vorteilhaft, eine Koppelspule im Emitterkreis vorzusehen, da diese bei geeigneter Auslegung nur eine Windung benötigt und daher in sehr einfacher Weise als Teil der gedruckten Schaltung ausgeführt werden kann. If, as usual, the proximity switch is in the form of a printed Circuit, it is advantageous to provide a coupling coil in the emitter circuit, since this only requires one turn with a suitable design and is therefore very simple Way can be performed as part of the printed circuit board.

Zur Stabilisierung bei Spannungs- und Temperaturänderungen hat sich schließlich eine Spannungs-Strom-Gegenkopplung als vorteilhaft erwiesen. To stabilize in the event of voltage and temperature changes Finally, a voltage-current negative feedback has proven advantageous.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt Fig.1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektronischen Annäherungsschalters, Fig.2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines solchen Annäherungsschalters und F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise. Further details and advantageous developments of the invention result from those described below and shown in the drawing Embodiments. It shows Fig.1 a first embodiment of an electronic Proximity switch, Figure 2 shows a second embodiment of such a proximity switch and F i g. 3 shows a diagram to explain the mode of operation.

Der in F i g. 1 dargestellte Annäherungsschalter besteht im wesentlichen aus einem Transistoroszillator 10 mit einem n-p-n-Transistor 11 und einem induktiv an den Oszillator 10 angekoppelten Verstärker 13 mit zwei n-p-n-Transistoren 14 und 15, wobei der als Leistungstransistor ausgebildete Transistor 15 ein Relais 16 steuert. The in F i g. 1 illustrated proximity switch consists essentially from a transistor oscillator 10 with an n-p-n transistor 11 and an inductive Amplifier 13 coupled to oscillator 10 and having two n-p-n transistors 14 and 15, wherein the transistor 15 designed as a power transistor is a relay 16 controls.

Zur Stromversorgung des Annäherungsschalters dient eine nicht dargestellte Spannungsquelle von z. B. 12 V, an die eine im folgenden als Plusleitung bezeichnete Leitung 17 und eine im folgenden als Minusleitung bezeichnete Leitung 18 angeschlossen sind. Zur Stabilisierung der Spannung am Oszillator 10 ist eine mit ihrer Anode an die Minusleitung 18 angeschlossene Zenerdiode 21-vorgesehen, deren Kathode über einen Widerstand 22 an der Plusleitung 17 liegt. A not shown is used to supply power to the proximity switch Voltage source of z. B. 12 V, to the one referred to below as a positive line Line 17 and a line 18, referred to below as a negative line, are connected are. To stabilize the voltage on the oscillator 10 is one with its anode Zener diode 21 connected to the negative line 18 is provided, the cathode of which has a resistor 22 is connected to the positive line 17.

Die Emitter der Transistoren 11 und 15 sind direkt mit der Minusleitung 18 verbunden. Der Kollektor des Transistors 11 ist über einen Kollektorwiderstand 23 mit einem Anschluß eines aus einer Induktivität 24 und einer Kapazität 25 bestehenden Parallelschwingungskreises verbunden, dessen anderer Anschluß an die Kathode der Zenerdiode 21 angeschlossen ist. Diese Kathode ist über einen Widerstand 26, einen mit diesem über einen Verbindungspunkt 27 in Serie liegenden NTC-Widerstand 28 und einen mit diesem über einen Verbindungspunkt 29 in Serie liegenden Widerstand 32 mit der Minusleitung 18 verbunden. Parallel zum Widerstand 32 liegt ein Kondensator 33. Die Kapazität 25 ist als Glimmer-oder Styroflexkondensator ausgebildet. Dies hat sich, besonders bei schwankenden Umgebungstemperaturen, als sehr vorteilhaft erwiesen. The emitters of the transistors 11 and 15 are directly connected to the negative line 18 connected. The collector of transistor 11 is across a collector resistor 23 with one connection of an inductance 24 and a capacitance 25 Parallel oscillation circuit connected, the other connection to the cathode of the Zener diode 21 is connected. This cathode is through a resistor 26, a with this via a connection point 27 in series NTC resistor 28 and a resistor 32 connected in series with this via a connection point 29 connected to the negative line 18. A capacitor is located in parallel with resistor 32 33. The capacitance 25 is designed as a mica or Styroflex capacitor. this has proven to be very advantageous, especially when the ambient temperature fluctuates proven.

Eine über einen Ferritkern 34 mit der Induktivität 24 gekoppelte Spule 35 liegt mit ihrem einen Anschluß am Verbindungspunkt 27 und mit ihrem anderen Anschluß an der Anode einer Siliziumdiode 36, deren Kathode über einen Widerstand 37 mit dem Verbindungspunkt29, über einen Kondensator 38 mit dem Verbindungspunkt 27 und über eine Rückkopplungsspule 41 mit der Basis des Transistors 11 verbunden ist. Statt des Ferritkerns 34 wäre selbstverständlich auch eine Luftkopplung möglich. One coupled to the inductance 24 via a ferrite core 34 Coil 35 has one connection at connection point 27 and with its other Connection to the anode of a silicon diode 36, the cathode of which via a resistor 37 to the connection point 29, via a capacitor 38 to the connection point 27 and connected to the base of the transistor 11 via a feedback coil 41 is. Instead of the ferrite core 34, air coupling would of course also be possible.

Auf dem Ferritkern 34 ist außerdem eine Spule 42 untergebracht, deren einer Anschluß mit der Basis und deren anderer Anschluß mit dem Emitter des Transistors 34 verbunden ist. - Die Spule 41 ist durch einen Luftspalt von den drei anderen Spulen 24, 35 und 42 getrennt; in diesen Luftspalt kann ein bei 43 angedeuteter stromleitender Gegenstand, insbesondere ein Blechstück, eingebracht werden und beeinflußt dann die Größe der Rückkopplung von der Induktivität 24 auf die Rückkopplungsspule 41. On the ferrite core 34, a coil 42 is also housed, the one connection to the base and the other connection to the emitter of the transistor 34 is connected. - The coil 41 is by an air gap from the other three Coils 24, 35 and 42 separately; A indicated at 43 can be inserted into this air gap conductive object, in particular a piece of sheet metal, are introduced and influenced then the amount of feedback from inductor 24 to the feedback coil 41.

Der Kollektor des zum Verstärker 13 gehörenden Transistors 14 ist über einen Kollektorwiderstand 44 mit der Plusleitung 17 und über einen Kondensator 45 mit dem Emitter dieses Transistors verbunden, der seinerseits direkt an die Basis des Leistungstransistors 15 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 15 ist mit der Anode einer Diode46 46 Unterdrücken induktiver Spannungsspitzen) -dem einen Anschluß des Relais 15 verbunden, dessen anderer Anschluß, ebenso wie die Kathode der Diode 46, an der Plusleitung 17 liegt. The collector of the amplifier 13 belonging to Transistor 14 is via a collector resistor 44 to the positive line 17 and via a capacitor 45 is connected to the emitter of this transistor, which in turn goes directly to the base of the power transistor 15 is connected. The collector of transistor 15 is with the anode of a diode46 46 suppressing inductive voltage peaks) -dem one terminal of the relay 15 connected, the other terminal, as well as the The cathode of the diode 46 is connected to the positive line 17.

Der beschriebene Annäherungsschalter nach F i g. 1 arbeitet wie folgt: Es sei zunächst angenommen, daß der stromleitende Gegenstand 43 weit entfernt i, so daß die Spulen 24 und 41 voll gekoppelt sind. Der Oszillator 10 schwingt dann mit einer Frequenz von z.B. 500 kHz und seiner vollen Amplitude, wobei die in der Spule 35 induzierte Spannung durch die Diode 36 gleichgerichtet und die an den Widerstand den 28 und 37 liegende gleichgerichtete Spannung Uo am Kondensator 38 geglättet wird. Die Teilspannung am Widerstand 37 überlagert sich dabei der Spannung am Widerstand 32 und der Rückkopplungsspannung an der Rückkopplungsspule 41, d. h., durch diese Teil spannung wird die Basis des Transistors 11 noch positiver gemacht, so daß seine Steiejt im Bereich ihres Maximums liegt und entsprechend auch die Amplitude der Oszillatorschwingungqn ihren Höchstwert hat. Dies ist deshalb möglich, weil der Oszillator 10 mittels einer der Basis des Transistors 11 zugeführten Gleichspannung drossel- oder erregbar ist. The proximity switch described according to FIG. 1 works as follows: It is first assumed that the current-conducting object 43 is far away i, so that the coils 24 and 41 are fully coupled. The oscillator 10 then oscillates with a frequency of e.g. 500 kHz and its full amplitude, whereby the in the Coil 35 induced voltage is rectified by diode 36 and applied to the resistor The rectified voltage Uo on the capacitor 38 lying on the 28 and 37 is smoothed will. The partial voltage at the resistor 37 is superimposed on the voltage at the resistor 32 and the feedback voltage on feedback coil 41, i. i.e., through this Partial voltage is made the base of transistor 11 even more positive, so that its Steiejt is in the range of its maximum and accordingly also the amplitude of the Oscillator vibration qn has its maximum value. This is possible because of the Oscillator 10 by means of a DC voltage supplied to the base of transistor 11 is throttled or excitable.

Der NTC-Widerstand 28 dient in vorteilhafter Weise zur Temperaturkompensation; durch ihn wird der negative Temperaturkoeffizient der Durchflußspannung der Siliziumdiode 36 kompensiert. The NTC resistor 28 is used advantageously for temperature compensation; it becomes the negative temperature coefficient of the forward voltage of the silicon diode 36 compensated.

Durch die Spule 42 wird die Oszillatorspannung auf den Eingang des Transistors 14 übertragen und an dessen Emitter-Basis-Strecke gleichgerichtet, so daß im Kollektor dieses Transistors ein Gleichstrom fließt, der zur Basis des Transistors 15 geführt wird und diesen ebenfalls leitend macht. Das Relais 16 ist also erregt. Through the coil 42, the oscillator voltage is applied to the input of the Transistors 14 transferred and rectified at its emitter-base path, so that in the collector of this transistor a direct current flows to the base of the transistor 15 is performed and also makes this conductive. The relay 16 is thus energized.

Wird das Blechstück 43 jetzt in den Luftspalt zwischen den Spulen 24, 35, 42 einerseits und 41 anode rerseits geschoben, so wird die Rückkopplungsspannung in der Spule 41 verringert. Entsprechend nimrnt auch die Oszillatoramplitude etwas ab, und mit ihr die Spannung UÜ an den Widerständen 28 und 37. If the sheet metal piece 43 is now in the air gap between the coils 24, 35, 42 on the one hand and 41 anode on the other hand, so the feedback voltage in the coil 41 is reduced. The oscillator amplitude also decreases accordingly from, and with it the voltage UÜ at the resistors 28 and 37.

Die Basis des Transistors 11 wird also weniger pogitiv, dadurch nehmen Basisstrom und Kollektorstrom ab, und entsprechend nimmt auch die Steilheit des Transistors 11 ab. Dies hat zur Folge, daß bei einer bestimmten Annäherung des Blechstücks 43 die Oszillatorschwingungen abrupt aufhören oder auf eine sehr kleine Amplitude springen und beim EDqtfernen dieses Blechstücks ebenso abrupt wieder einsetzen. Eine nur geringfügige Änderung der Oszillatoramplitude hat im übrigen keinen Einfluß auf den Schaltzustand des Relais 16, da auch bei etwas kleineren Oszillatoramplituden der Transistor 15 durch den Vortransistor 14 noch voll ausgesteuert wird.The base of the transistor 11 is therefore less positive, thereby taking Base current and collector current decrease, and the slope of the decreases accordingly Transistor 11. This has the consequence that at a certain approach of the sheet metal piece 43 the oscillator oscillations stop abruptly or to a very small amplitude jump and, when removing this piece of sheet metal, put it back in again just as abruptly. Incidentally, only a slight change in the oscillator amplitude has no effect on the switching state of the relay 16, since also with slightly smaller oscillator amplitudes the transistor 15 is still fully controlled by the pre-transistor 14.

In F i g. 3 ist dieses Schaltverhalten in einem Schaubild dargestellt. Auf der Abszissenachse ist der Abstands des stromleitenden Gegenstands43 vom Oszillator abgetragen und auf der Ordinatachse der Kollektorstrom 1a des Transistors 15. In Fig. 3 this switching behavior is shown in a diagram. The distance between the electrically conductive object43 and the oscillator is on the abscissa axis and on the ordinate axis the collector current 1a of the transistor 15.

Wird der Gegenstand 43 vom Oszillator wegbewegt, dann springt bei einem Abstand s2 die Oszillatoramplitude abrupt auf einen großen Wert, und das Relais 16 wird eingeschaltet. - Wird der Gegenstand 43 wieder zum Oszillator zurückgeführt, so springt beim Abstands die Amplitude wieder auf einen kleinen Wert oder auf Null. Der Abstand r2 und s, ist in der Praxis sehr gering und kann unter 1 mm liegen. If the object 43 is moved away from the oscillator, it jumps at a distance s2 the oscillator amplitude abruptly to a large one Value, and the relay 16 is switched on. - If the item 43 is used again Oscillator fed back, the amplitude jumps back to one at the distance small value or to zero. The distance r2 and s is very small in practice and can be less than 1 mm.

Der Annäherungsschalter nach F i g. 1 ist also sehr einfach aufgebaut und zeigt dabei ein bistabiles Verhalten, so daß mit ihm genaue und zuverlässige Schaltungen möglich sind. The proximity switch according to FIG. 1 has a very simple structure and shows a bistable behavior, so that it is accurate and reliable Circuits are possible.

Auch der Annäherungsschalter nach F i g. 2 arbeitet mit einem einen n-p-n-Transistor 50 enthaltenden Transistoroszillator 51, der mittels einer der Basis des Transistors 50 zugeführten Gleichspannung drossel- oder erregbar ist. Zum Erzeugen dieser Gleichspannung dient ein p-n-p-Transistor 52, der also einen zum Transistor 50 komplementären Leitfähigkeitstyp hat, um die erforderliche Spannungsinversion zu erzeugen. An den Kollektor des Transistors 52 kann ein zu steuerndes Gerät angeschlossen werden, z. B. eine (nicht dargestellte) elektronische Zündanlage. The proximity switch according to FIG. 2 works with one one n-p-n transistor 50 containing transistor oscillator 51, which by means of one of the Base of the transistor 50 supplied DC voltage is throttled or excitable. A p-n-p transistor 52 is used to generate this direct voltage, i.e. the one has conductivity type complementary to transistor 50 in order to achieve the required voltage inversion to create. A device to be controlled can be connected to the collector of the transistor 52 be e.g. B. an (not shown) electronic ignition system.

Auch der Annäherungsschalter nach F i g. 2 ist an eine Spannungsquelle von z. B. 12 V angeschlossen. The proximity switch according to FIG. 2 is connected to a voltage source from Z. B. 12 V connected.

Plus- und Minusleitung werden, wie in Fig. 1, mit 17 und 18 bezeichnet.As in FIG. 1, plus and minus lines are denoted by 17 and 18.

Der Emitter des Transistors 50 ist über eine Spule 53 mit der Minusleitung 18 verbunden. Die Spule 53 benötigt nur eine Windung und kann daher in vorteilhafter Weise als Teil einer gedruckten Schaltung ausgeführt werden. Die Basis des Transistors 50 ist über einen Kondensator 54 mit der Minusleitung 18, über einen Widerstand 55 mit dem Kollektor des Transistors 50 und über einen verstellbaren Widerstand 56 mit dem Ausgang A und dem Kollektor des Transistors 52 verbunden, der seinerseits über einen Kollektorwiderstand 57 und einen zu diesem parallelliegenden Kondensator 58 an die Minusleitung 18 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 52 liegt direkt an der Plusleitung 17. The emitter of the transistor 50 is connected to the negative line via a coil 53 18 connected. The coil 53 only needs one turn and can therefore be more advantageous Way to be executed as part of a printed circuit board. The base of the transistor 50 is via a capacitor 54 to the negative line 18, via a resistor 55 to the collector of transistor 50 and an adjustable resistor 56 connected to the output A and the collector of transistor 52, which in turn Via a collector resistor 57 and a capacitor which is parallel to this 58 is connected to the negative line 18. The emitter of transistor 52 is connected directly on the positive line 17.

Der Kollektor des Transistors 50 ist über einen Kollektorwiderstand 61 mit dem einen Anschluß eines aus einem Kondensator 62 und einer Induktivität 63 bestehenden Parallelschwingungskreises verbunden, dessen anderer Anschluß an der Plusleitung 17 liegt. Eine Anzapfung 64 der Induktivität 63 ist mit der Basis des Transistors 52 verbunden. The collector of transistor 50 is across a collector resistor 61 with one connection of a capacitor 62 and an inductance 63 existing parallel oscillation circuit, the other terminal of which is connected to the positive line 17 is located. A tap 64 of the inductor 63 is connected to the base of transistor 52 connected.

Die Induktivität 63 ist mit der als Rückkopplungswicklung dienenden Spule 53 über einen Luftspalt induktiv gekoppelt. In diesem Luftspalt befindet sich eine von einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine angetriebene Scheibe 65, die vier Flügel 66 aus Blech aufweist, welche bei Drehung der Scheibe 65 jeweils kurzzeitig in dem Luftspalt zwischen den Spulen 53 und 63 eintauchen und dabei die Kopplung jedesmal stark vermindern. (Statt der Scheibe 65 könnte naturgemäß auch ein an einer Werkzeugmaschine befestigtes Blechstück od. dgl. in diesen Luftspalt eintauchen und dadurch diese Werkzeugmaschine steuern.) Der Annäherungsschalter nach F i g. 2 arbeitet wie folgt: Es sei zunächst angenommen, daß sich keiner der Flügel 66 zwischen den Spulen 53 und 63 befinde, so daß diese Spulen voll gekoppelt sind. Der Oszillator 51 schwingt dann (beispielsweise mit 0,5 MHz), und zwischen der Plusleitung 17 und der Anzapfung 64 liegt eine bestimmte Hochfrequenz- spannung, die von der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 52 gleichgerichtet wird und einen Basisstrom in diesem Transistor erzeugt, der einen entsprechenden Kollektorstrom zur Folge hat. Der Kollektor dieses Transistors ist also stark positiv, und dieses positive Potential wird über den Widerstand 56 (etwa 500 kOhm) auf die Basis des Transistors 50 übertragen, die hierdurch ebenfalls stark positiv ist, wodurch dieser Transistor im Gebiet großer Steilheit arbeitet, also eine große Ausgangsamplitude erzeugt. The inductance 63 is connected to that serving as a feedback winding Coil 53 inductively coupled via an air gap. This air gap is located a disk 65 driven by a four-cylinder internal combustion engine, the four Has wing 66 made of sheet metal, which briefly each time when the disk 65 is rotated immerse in the air gap between the coils 53 and 63 and thereby the coupling strongly decrease each time. (Instead of the disk 65, a Machine tool attached sheet metal piece or the like. Immerse in this air gap and thereby control this machine tool.) The proximity switch according to FIG. 2 works as follows: It is initially assumed that none of the wings 66 between the coils 53 and 63 so that these coils are fully coupled. The oscillator 51 then oscillates (for example at 0.5 MHz), and between the positive line 17 and the tap 64 is a certain high frequency voltage from the Emitter-base path of the transistor 52 is rectified and a base current generated in this transistor, which results in a corresponding collector current Has. So the collector of this transistor is strongly positive, and this one is positive Potential is applied to the base of the transistor via resistor 56 (approximately 500 kOhm) 50 transferred, which is hereby also strongly positive, whereby this transistor works in the area of great steepness, i.e. generates a large output amplitude.

Der Widerstand 55 ist hochohmig (100 kOhm), so daß Schwankungen der Speisespannung auf die Basisvorspannung nur wenig einwirken. Zusammen mit dem Widerstand 61 wirkt der Widerstand 55 als Spannungs-Strom-Gegenkopplung, um Schwankungen des Arbeitspunktes von Transistor 50 zu verhindern. Der Widerstand 61 ist dagegen nur sehr klein, z. B. 300 Ohm. Deshalb übertrifft eine über den Widerstand 56 hervorgerufene Anderung des Arbeitspunktes von Transistor 50 die stabilisierende Wirkung dieser Gegenkopplung. So wird das mit der Erfindung angestrebte sprunghafte Umschalten ermöglicht. The resistor 55 has a high resistance (100 kOhm), so that fluctuations in the The supply voltage has only a small effect on the basic bias. Along with the resistance 61, the resistor 55 acts as a voltage-current negative feedback to reduce fluctuations in the To prevent the operating point of transistor 50. The resistor 61, however, is only very small, e.g. B. 300 ohms. Therefore, one produced via the resistor 56 exceeds Changing the operating point of transistor 50 has the stabilizing effect of this Negative feedback. This is how the sudden switchover aimed at by the invention is achieved enables.

Wird jetzt die Scheibe 65 so gedreht, daß einer der Flügel 66 die Kopplung zwischen den Spulen 53 und 63 vermindert, so werden die Oszillatorschwingungen mit wachsender Annäherung des Flügels 66 so gedämpft, daß Transistor 52 in den gesperrten Zustand übergeht und sein Kollektor etwa das Potential der Minusleitung 18 annimmt. If the disc 65 is now rotated so that one of the wings 66 the Coupling between the coils 53 and 63 is reduced, so the oscillator vibrations so attenuated as the wing 66 approaches, that transistor 52 is blocked State passes and its collector approximately assumes the potential of the negative line 18.

Dadurch wird über den Widerstand 56 das Basispotential und damit auch der Basisstrom des Transistors 50 verringert, so daß dieser Transistor in einem Gebiet kleinerer Steilheit arbeitet. Dieser Vorgang spielt sich sehr schnell ab. Je nach Ausbildung der Flügel 66 kann man dabei entweder erreichen, daß die Oszillatoramplitude bei Annäherung auf einen kleineren Wert springt oder daß sie auf den Wert Null springt. - Entfernt man den Flügel 66 aus dem Luftspalt, so wird Transistor 52 wieder leitend, und die Schwingung schaukelt sich innerhalb sehr kurzer Zeit wieder auf ihren Höchstwert auf. As a result, the base potential and thus via the resistor 56 also the base current of transistor 50 is reduced, so that this transistor in one Area of smaller steepness works. This process happens very quickly. Depending on the design of the wings 66, one can either achieve that the oscillator amplitude jumps to a smaller value when approaching or that it jumps to the value zero. - If the wing 66 is removed from the air gap, transistor 52 becomes conductive again, and the oscillation swings back to its maximum value within a very short time on.

Am Ausgang A entsteht also bei Annäherung eines Flügels 66 ein negatives und bei Entfernung ein positives Potential, das zur Steuerung der erwähnten elektronischen Zündanordnung dient. When a wing 66 approaches, a negative occurs at output A and when removed, a positive potential, which is used to control the aforementioned electronic Ignition arrangement is used.

Sowohl der Annäherungsschalter nach F i g. 1 wie derjenige nach Fig.2 sind sehr einfach aufgebaut. Both the proximity switch according to FIG. 1 like that of Figure 2 are very simple.

Beide haben ein bistabiles Schaltverhalten und sehr kurze Schaltzeiten, so daß sie auch für Schaltvorgänge mit höherer Frequenz geeignet sind, wie sie z. B. in Zündanlagen vorkommen. Die Schaltung nach F i g. 2 ist besonders dort geeignet, wo nur eine schwankende Speisespannung zur Verfügung steht.Both have a bistable switching behavior and very short switching times, so that they are also suitable for switching operations with a higher frequency, as z. B. occur in ignition systems. The circuit according to FIG. 2 is particularly suitable there, where only a fluctuating supply voltage is available.

Beide Schaltungen sind z. B. auch zur berührungslosen Messung der Zeigerstellung eines Meßgeräts oder zur induktiven Zusicherung sehr gut geeignet.Both circuits are z. B. also for non-contact measurement of the Pointer position of a measuring device or very well suited for inductive assurance.

Claims

Claims: 1. Electronic proximity switch, in which by Introducing a metallic object to the resonant circuit of a transistor oscillator a switching process is triggered, characterized in that the transistor oscillator (10; 51) by a DC voltage that is generated by rectifying the oscillator oscillations obtained and the transistor (11; 50) in the sense of a positive feedback is supplied, can be throttled or excited.

2. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the output voltage of the oscillator (51) the control electrodes of a second transistor (52) is supplied and that the rectified output voltage of this second Transistor fed to the input of the oscillator transistor in the sense of positive feedback will.

3. Proximity switch according to claim 2, characterized in that the conductivity type of the second transistor (52) complementary to that of the Oscillator transistor is.

4. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the oscillator (51) has a coupling coil (53) located in the emitter circuit (FIG. 2).

5. Proximity switch according to claim 4, characterized in that the coupling coil has only one turn.

6. Proximity switch according to claim 5, characterized in that the turn is designed as a printed turn.

7. Proximity switch according to claim 4, characterized in that a voltage-current negative feedback - resistors (55,61) - is provided.

8. Proximity switch according to claim 7, characterized in that a high-resistance resistor (SS3 between base and Collector of the oscillator transistor (50) and a low-ohm collector resistor (61) of the oscillator transistor are provided and that the positive feedback resistor (56), which is between the collector of the second transistor (52) and the base of the Oszsrtransistor (50) is arranged, is also ho & -ohmig.

9. Proximity switch according to at least one of the preceding claims, characterized in that the capacitor in the frequency-determining circuit of the transistor osciliato is designed as a mica or Styroflex capacitor.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 196704.