接近开关和用于操作接近开关的方法技术

本发明专利技术涉及一种接近开关，所述接近开关具有振荡器、振荡放大器和用于检测接近开关的元件和/或环境的温度的温度传感器，所述振荡器产生交变磁场并且通过穿透到检测区域中的目标改变其振荡状态，其中，所述振荡放大器被设计为可控制和可调节的并且具有至少一个放大器级。在这种情况下，可以根据由温度传感器确定的温度来调节和控制振荡器，其中，振荡放大器的至少一个放大器级具有可调节的温度补偿电路，该温度补偿电路被设计为，基于来自所述微处理器和/或来自所述存储介质的补偿值的数据接收根据确定的温度来影响所述振荡器的振荡行为、特别是补偿温度影响和防止滞后。本发明专利技术还包括一种用于操作具有温度补偿的接近开关的方法。关的方法。关的方法。

【技术实现步骤摘要】
接近开关和用于操作接近开关的方法


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1前序部分的接近开关和根据权利要求9前序部分的用于操作接近开关的方法。

技术介绍

[0002]接近开关，特别是感应式接近开关，在现有技术中是众所周知的。
[0003]感应式接近开关在现有技术中是已知的，例如DE4429314B4描述了这样一种接近开关，其中在线圈中产生交变磁场，使得穿透的金属物体影响振动状态。检测到的振动状态的变化通过一个电路进行评估，其中在交变场中布置有两个在直流差分电路中的传感器线圈以用于检测感应电压。传感器线圈的差分电压在此在响应距离内变为零。在根据DE4429314B4的解决方案中，绕组线圈布置在三个平面或三个走廊中。这种解决方案的缺点是绕组线圈容易老化，因此开关距离会随时间偏离。尤其是绕组线圈所能达到的最大开关距离受到严重限制。DE102006053023A1示出了替代的实施方式。这些已知解决方案的缺点是，温度影响会导致偏离或滞后。
[0004]因此，为了补偿温度影响，US8432169B2建议，通过微调器提供具有平衡设置的电流镜电路，随后将温度影响考虑在内并使用基于数据的校正进行校正。这种温度补偿非常容易出错，因此在敏感检测情况或非常大的温度波动中是不利的。
[0005]从DE102005001692A1还已知，使用可控网络并且借助跨导放大器控制可控网络的传递函数并且根据通过跨导放大器处的放大变化测量的温度控制可控网络的传递函数，从而至少部分补偿振荡器的与温度相关的变化。建议使用可控差分放大器作为跨导放大器。该解决方案在结构上非常复杂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种改进的接近开关和相关的方法，由此改进接近开关在温度影响的情况下的检测特性。
[0007]根据本专利技术，所述目的通过根据权利要求1的特征的接近传感器和根据权利要求9的特征的方法得以实现。有利的设计方案在相应的、附属的从属权利要求中说明。
[0008]据此，所述目的通过一种接近开关得以实现，该接近开关尤其设计为感应式接近开关，其具有限定的检测范围。接近开关包括
[0009]‑
振荡器，该振荡器特别是在自激时产生交变磁场并通过穿透到所述检测区域中的目标改变其振荡状态，
[0010]‑
至少一个振荡放大器，
[0011]‑
设置有至少一个用于检测接近开关的元件的温度、例如表面温度和/或环境温度的温度传感器，特别是用于检测振荡放大器和/或线圈的温度，其中，振荡放大器被设计为可控制和可调节的并且具有至少一个放大器级、理想地具有两个放大器级。
[0012]在这种情况下，线圈应理解为振荡器的发送线圈和/或至少一个接收线圈。
[0013]在这种情况下，可以基于由温度传感器确定的温度来控制和/或调节振荡器，从而可以至少部分地或完全地补偿振荡器特性的与温度有关的影响和变化。此外还包括连接到存储介质的微处理器用于控制振荡放大器的放大。补偿数据被存储或可以存储在存储介质上，并且可以由微处理器在数据技术上进行记录和处理。
[0014]在此，补偿数据或补偿值是指任何与温度相关的(数字或模拟的)补偿和校正值、特性曲线、算法和/或相关数据，它们在接近传感器、振荡器、单个线圈或振荡器的部件之间根据温度和相关用于补偿的控制数据描述功能关系。可以在实验室中或在接近传感器的操作期间确定和/或补充补偿数据。
[0015]术语“补偿数据”、“补偿值”和/或“控制数据”在本文中有时可互换使用。
[0016]电压和/或数据传输可以在已知系统上进行，例如以太网、单对以太网(SPE)、IO
‑
Link、PoDL或任何其他合适的通信技术和/或协议。
[0017]在当前情况下，振荡放大器的至少一个放大器级具有可调节的温度补偿电路用于根据温度的控制和/或调节，所述温度补偿电路设计为，基于来自所述微处理器和/或来自存储介质的数据接收(补偿数据)根据温度传感器确定的温度来影响所述振荡器的振荡行为、特别是补偿温度影响和防止滞后。
[0018]在此至关重要的是，振荡器的振荡行为通过振荡放大器的控制直接受到影响，其中特别是发生受控的电流负反馈。
[0019]放大器级具有用于设置工作点的合适电阻和至少一个用于电流反馈的电阻，其用于放大器级的工作点热稳定。该电阻特别影响通过晶体管的电流，因此也影响测量信号的幅度。电路部件的温度相关的补偿经由发射极分支通过有针对性地适配和控制质量相关的电阻进行。
[0020]在改进的实施例变型中，温度补偿电路布置在至少一个放大器级的发射极支路中。
[0021]振荡放大器有利地具有两个放大器级，其中，温度补偿电路被集成在至少一个中。在这种情况下，放大器级的发射极支路尤其意味着，在接地线或接地线路之前没有设置另外的电流支路、电路和/或功能元件。
[0022]在一个有利的实施方式中，振荡放大器具有两个放大器级，其中，温度补偿电路集成在第一放大器级中。
[0023]有利地设置有两个放大器级，以便能够实现尽可能高的总放大并且以能够振荡的方式影响振荡器的相位位置，因为每个晶体管级引起180
°
的相移。
[0024]在此，第一放大器级是指相位位置通过晶体管而经历180
°
的第一旋转的放大器级，第二放大器级是指相位位置进一步旋转180
°
的放大器级，因此随后的相位相对于初始位置旋转360
°
。
[0025]进一步的改进可以在于，振荡放大器具有两个放大器级，其中温度补偿电路被分别集成在第一放大器级和第二放大器级中。这两个温度补偿电路在结构上可以设计为不同或相同，并且可以理想地被激活和停用。如果温度补偿电路构造不同，则根据检测到的温度范围激活或停用它们是有利的。
[0026]例如，可以将温度补偿电路设计为在低温范围内更灵敏(更快、更准确)地工作，使得其在相应的温度范围内被激活。另一个温度补偿电路类似地设计用于高或更高的温度范
围，并根据需要为此目的被激活。
[0027]对于正常的工业应用，集成在第一放大器级中就足够了。为了在更宽的温度范围内使用接近开关，例如
‑
40到100℃，可以为了更好的调节而设置第二温度补偿电路，例如用于食品工业中的传感器或受强烈温度波动影响的应用。
[0028]温度传感器例如是接触式传感器，其紧固在振荡放大器和/或至少一个放大器级的表面上或表面处。温度传感器理想地是半导体传感器或一个或多个二极管或温度相关电阻的布置。正常情况下，该传感器放置在线圈和振荡放大器之间，以检测它们的温度。
[0029]在另一替代实施方式中，温度补偿电路包括数字电位计和/或基本上由数字电位计组成，该数字电位计特别设计为可调节电阻并且特别设计为接收来自微控制器的数字控制命令。在这种情况下，温度补偿电路可以在电压支路上具有对地支路，在该支路中设置有电阻。数字电位器电压侧的这个分支稳定了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接近开关(1)，特别是感应式接近开关，所述接近开关具有限定的检测区域(30)，所述接近开关(1)包括
‑
振荡器(2)，所述振荡器产生交变磁场并通过穿透到所述检测区域(30)中的目标改变其振荡状态，
‑
至少一个振荡放大器(10)，
‑
设置有至少一个温度传感器(5)，所述温度传感器(5)用于检测所述接近开关(1)的元件的温度和/或环境温度，特别是用于检测所述振荡放大器(10)和/或线圈的温度，其中，所述振荡放大器(10)设计为可控制和可调节的并具有至少一个放大器级(11)，理想情况下具有两个放大器级(11、12)，其中，所述振荡器(2)基于由所述温度传感器(5)确定的温度可控制，
‑
至少一个微处理器(15)，所述微处理器(15)用于控制所述振荡放大器(10)的放大，
‑
至少一个存储介质(16)，所述存储介质(16)至少以数据传导方式、特别是以电流和数据传导方式连接到所述微处理器，其中，在所述存储介质(16)上存储或可存储补偿数据，其特征在于，所述振荡放大器(10)的至少一个放大器级(11)具有可调节的温度补偿电路(TKS)(13)，所述温度补偿电路(13)设计为，基于作为来自所述微处理器(15)和/或来自存储介质(16)的控制数据的补偿值根据所述温度传感器(5)确定的温度来影响所述振荡器(2)的振荡行为。2.根据权利要求1所述的接近开关(1)，其特征在于，温度补偿电路(13)设置在所述至少一个放大器级(11、12)的发射极支路(13)中。3.根据权利要求1或2所述的接近开关(1)，其特征在于，所述振荡放大器(10)具有两个放大器级(11、12)。4.根据权利要求3所述的接近开关(1)，其特征在于，所述振荡放大器(10)具有两个放大器级(11、12)，其中，所述温度补偿电路集成在所述第一放大器级(11)中。5.根据权利要求1所述的接近开关(1)，其特征在于，所述振荡放大器(10)具有两个放大器级，其中，分别有一个温度补偿电路(13、14)集成在所述第一放大器级(11)和第二放大器级(12)中。6.根据权利要求1所述的接近开关(1)，其特征在于，所述至少一个温度补偿电路(13、14)包括数字电位器(30)。7.根据权利要求1所述的接近开关(...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：图尔克控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：