高频振荡型接近传感器制造技术

本发明专利技术提供一种高频振荡型接近传感器，该传感器采用双线线圈作为检测用线圈１１，所述双线线圈实质上由两根一端公共连接并绞合的线圈导体构成，其一个线圈作为谐振电路用线圈Ｌ１，同时另一个线圈作为铜电阻补偿用线圈Ｌ２。另外，包括向该双线线圈的公共连接的一端供给驱动电流以驱动检测用线圈进行振荡的振荡驱动电路１２、取出上述双线线圈的一端产生的振荡输出电压的缓冲器１３、及使由该缓冲器取出的振荡输出电压的相位旋转规定的角度并反馈给所述铜电阻补偿用线圈后抵消所述双线线圈的铜电阻分量的移相电路１５，从而力图提高检测灵敏度。另外，利用非线性放大器２１构成所述振荡驱动电路，使所述双线线圈产生的振荡电压的振幅多级变化，赋予该非线性放大器和所述双线线圈构成的高频振荡电路具有软振荡特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用由构成高频振荡电路一部分的检测用线圈和被检测体之间的电磁感应作用产生的所述高频振荡电路振荡输出电压(振幅)的变化、来检测接近所述被检测体的高频振荡型接近传感器。特别是本专利技术涉及这样一种高频振荡型接近开关，它的所述检测用线圈实际上是由一端公共连接的、两根绞合的线圈导体构成，将其一个线圈作为谐振电路用线圈，同时，另一个线圈作为内阻补偿用线圈，利用这种双线线圈，通过将其内阻分量(所谓铜电阻分量)虚拟(等效)短路，从而力图提高检测灵敏度。
技术介绍
在以非接触方式检测有无被检测体(接近)的接近传感器中，有一种高频振荡型接近传感器。这种高频振荡型接近传感器其简要构成例如如第11图所示，它在振荡电路2的一部分中具有检测用线圈1而构成。而且，这是这样构成的，即在上述检测用线圈1的附近有导电性的被检测体S(例如金属)存在时，利用上述检测用线圈1的Q值变化，检测出存在或接近上述被检测体S。具体来说，在检测用线圈的附近如有被检测体S存在，则由于检测用线圈1和被检测体S间的电磁感应作用，使所述检测用线圈1的电阻分量R、或自感分量L变化，随着这一变化，振荡电路2的振荡幅度、振荡频率也发生变化。高频振荡型接近传感器例如用检波电路3检测出上述振荡电路2的振荡幅度，根据该检波电路3的检测输出(所述高频振荡电路2的振荡幅度)，检测出存在或接近被检测体S。然后控制输出电路4的动作，例如是这样构成，它通过晶体管5有选择地驱动监视器侧的负载，或驱动LED(发光二极管)6使其发光等，通知(显示)存在或接近被检测体S。还有，图中的7是向振荡电路2、检波电路3等供给驱动电压的稳压电路然而，要求这种高频振荡型接近传感器不仅其检测特性要稳定，而且也要能将其检测距离设定得相当长。为了满足这样的要求，基本上只要使检测用线圈1具有的内阻、即所谓铜电阻Rcu与温度间不存在依从关系便可。因此，例如在美国专利第4,509,023号说明书、或美国专利第4,942,372号说明书中提出一种通过在检测用线圈1的两端加上与上述铜电阻Rcu成正比的电压、从而对其进行温度补偿的技术。这种方法其简要构成具体如第12图所示，将两根线圈导体的一端公共连接并绞合的双线线圈作为检测线圈1使用，该双线线圈的一个线圈导体与谐振用电容器C1连接，作为谐振电路用线圈L1使用，同时，将另一个线圈导体作为内阻补偿用线圈(铜电阻补偿用线圈)L2使用。然后，它是这样构成的，即用放大器8将驱动电压Va加在所述双线线圈(检测用线圈)1上，驱动上述线圈L1和电容器C1组成的谐振电路产生振荡，同时使上述放大器8的输出通过电容器C2使相位旋转90°，反馈给所述铜电阻补偿用线圈L2。但在这样的电路构成的情况下，要调整放大器8所具有的电阻R、P或电压反馈用电容器C2的电容量，找出谐振电路中能补偿自振荡点的温度特性的条件。而且，必须根据被检测体S的检测距离，寻求最佳的上述自振荡点。故而，要获得最佳的电路常数相当困难。特别是为了消除检测用线圈1的铜电阻Rcu与温度间的依从关系，要生成振幅与检测用线圈1上产生的振荡幅度的角频率ω的二次方(ω2)成反比的电压，并将该电压反馈给所述铜电阻补偿用线圈L2。因此，难以设计出能确实可靠地抵消铜电阻Rcu与温度间的依从关系的电路，难以使高频振荡型接近传感器的动作特性稳定。另外，在已有的一般的接近传感器(接近开关)中，是设定其动作点，使得在被检测物体S靠近规定的距离以前，例如使所述振荡电路2的振荡停止。具有这种动作特性的振荡电路2通常称为硬振荡电路。相反，在与被检测体S的接近距离相对应的多个点处进行该检测时，需要构成所谓的软振荡电路，该电路具有例如根据与被检测体S间的距离使振荡幅度相应变化的动作特性。附带说明一下，所谓高频振荡电路2的软振荡，是表示一种根据检测用线圈1的Q值变化使其振荡幅度相应变化的振荡形态。检测用线圈1的Q值主要取决于根据被检测体S的有无而变化的检测用线圈1的内阻R。在设检测用线圈1的自感为L、由该检测用线圈1和谐振用电容器C1形成的LC谐振电路的谐振角频率为ω时，则该检测用线圈的Q值能近似地以的形式给出。而根据被检测体S的有无使检测用线圈Q值的变化的大小，能以在检测用线圈1的附近有被检测体S存在时的Q值、和无被检测体S存在时的Q值之比来反应。但在构成力图使前述动作特性稳定同时、又能满足将其检测距离延长的要求的软振荡电路时，例如就要利用前述的反馈电路，边抵消检测用线圈铜电阻Rcu与温度的依从关系，一边要根据检测线圈Q值的变化，使高频振荡电路的振荡幅度变化，这样就有其构成变得过于庞大等问题存在。
技术实现思路
本专利技术之目的为提供一种结构简单的高频振荡型接近传感器，它通过将检测用线圈具有的铜电阻Rcu虚拟(等效)地短路，以图提高其检测灵敏度。特别是在于提供一种结构简单的高频振荡型接近传感器，它通过改进检测用线圈的Q值及Q值比，力图提高检测灵敏度，再除去由于铜电阻分量引起的振荡电路与温度间的依从关系，力图使动作特性更加稳定。本专利技术之又一目的在于提供一种结构简单的高频振荡型接近传感器，它能将具有上述检测用线圈的高频振荡电路构成为软振荡电路。为达到上述目的，本专利技术涉及的高频振荡型接近传感器是一种将双线线圈作为检测用线圈使用的传感器，该线圈由一端公共连接实质上两根绞合的线圈导体构成，其一个线圈作为谐振电路用线圈，同时，另一个线圈作为铜电阻补偿用线圈。其特征为，包括向该双线线圈的公共连接的一端供给驱动电流的振荡驱动电路、取出所述双线线圈的一端产生的振荡输出电压的缓冲器、使由该缓冲器取出的所述振荡输出电压的相位旋转规定角度并反馈给所述铜电阻补偿用线圈后抵消所述双线线圈的铜电阻分量Rcu的移相电路。最好所述移相电路的构成中包括电阻，该电阻与所述移相电路串联，规定由所述缓冲器取出的振荡输出电压中给所述铜电阻补偿用线圈的反馈量。再有，所述移相电路的构成中还包括旋转相位角调整装置，用于调整相对于由所述缓冲器取出的振荡输出电压的相位旋转角。另外，本专利技术涉及的高频振荡型接近传感器是一种将双线线圈作为检测用线圈使用的传感器，该线圈由一端公共连接实质上两根绞合的线圈导体构成，其一个线圈作为谐振电路用线圈，而其另一个线圈作为铜电阻补偿用线圈，其特征为，包括向该双线线圈公共连接的一端供给驱动电流的振荡驱动电路、及补偿装置，所述补偿装置将大小和从所述谐振电路用线圈的一端流向其另一端的电流相等的电流，从所述谐振电路用线圈的另一端流向所述铜电阻补偿用线圈的另一端流动，通过这样将所述谐振电路用线圈的铜电阻分量Rcu虚拟短路。附带说明一下，所述补偿装置由将在所述铜电阻补偿用线圈的另一端产生的电压反相放大后负反馈给所述谐振电路用线圈的另一端的反相放大器组成。最好该反相放大器由其放大增益等效为无限大的运算放大器构成。而且利用该补偿装置(反相放大器)将所述谐振电路用线圈的铜电阻分量虚拟短路能通过以下的方式来实现，即所述双线线圈以下述等效电路等效表示，该等效电路是对由其自感分量和交流电阻分量组成的串联电路的一端，分别公共地与所述谐振电路用线圈的铜电阻分量及所述铜电阻补偿用线圈的铜电阻分量串联连接，在用这样的等效电路等效表示时，使其公共连接点虚拟接地。另外，本专利技术涉及的高频振荡型接近传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频振荡型接近传感器，其特征在于，包括，双线线圈，该线圈实质上由两根一端公共连接并绞合的线圈导体构成，将其一个线圈作为谐振电路用线圈，同时另一个线圈作为内阻补偿用线圈；振动驱动电路，用于向该双线线圈公共连接的一端供给驱动 电流；缓冲器，用于取出在所述双线线圈的一端产生的振荡输出电压；及移相电路，用于使由该缓冲器取出的振荡输出电压的相位旋转规定角度后反馈给所述内阻补偿用线圈，以抵消所述双线线圈的内阻分量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林巧，川井真一，畑中浩，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]