【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、金属物体を無接触で
検出するための近接スイッチに関連し、特にこの発明
は、検出回路部にＬＣの共振回路を含む発振回路が用い
られた近接スイッチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a proximity switch for contactlessly detecting a metal object, and more particularly, the present invention relates to a proximity switch using an oscillation circuit including an LC resonance circuit in a detection circuit section. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】近接センサとして種々のセンサが開発さ
れており、光電式のセンサや静電容量式のセンサなどが
その代表として挙げられる。特に、金属用の近接センサ
としては、磁気式のセンサが使用されることが多く、金
属側に発生する渦電流による磁束の変化を利用してい
る。ロボットなどのセンサ部として使用されることも多
く、高精度の位置決め用として利用されている。2. Description of the Related Art Various sensors have been developed as proximity sensors, and representative examples thereof include photoelectric sensors and electrostatic capacitance sensors. In particular, a magnetic sensor is often used as a proximity sensor for metal, and changes in magnetic flux due to an eddy current generated on the metal side are used. It is often used as a sensor for robots and is used for highly accurate positioning.
【０００３】図２は、金属体の検出のための磁気式の近
接センサーの検出部の回路図である。ＬＣ共振回路を利
用した高周波発振型近接センサーの近辺でリレーコイル
のオン・オフ時に電磁波が発生したり、または、トラン
シーバ等の無線機によって電磁波が発射された場合、セ
ンサーが誤動作する場合があり、その誤動作を回避する
ために採られた電波検知回路を示す。トランジスタＱ4
，Ｑ5 は発振用トランジスタで、照射された電波がコ
イルＬ3 に誘起され、Ｑ4 の直流バイアスが影響を受け
て、Ｑ5 がオフとなり発振が停止する場合が発生する。
元来、ＬＣ発振回路では、数１００ＫＨｚから１ＭＨｚ
程度の高周波の発振をさせて、コイルＬ3 から洩れる高
周波の磁束内に金属が接近すると、金属表面で渦電流が
発生するため、渦電流損によりコイルのコンダクタンス
が増大し、発振回路の負性コンダクタンスを打ち消して
しまうので発振条件が成立せず、発振が停止することを
利用している。電波によるセンサーの誤動作による発振
停止と正常な発振停止との差を検出しない限り、近接セ
ンサーがセンサーとして機能しないことになる。この問
題の解決のため、同図において、トランジスタのＱ9 の
ベースが発振回路のトランジスタＱ4 のベースと接続さ
れ、トランジスタＱ9 のエミッタがＱ4のエミッタに接
続されているため、電波によりＱ4 の直流バイアスが変
動しカットオフするよりも早くトランジスタＱ9 がオフ
するように抵抗Ｒ10を両トランジスタのベース間に挿入
している。トランジスタＱ9 がオフするとトランジスタ
Ｑ10が同時にオフする。結果電波検出部の出力Ｖ1 はロ
ーレベルとなる。FIG. 2 is a circuit diagram of a detection unit of a magnetic proximity sensor for detecting a metal body. If an electromagnetic wave is generated when the relay coil is turned on or off near the high frequency oscillation type proximity sensor using the LC resonance circuit, or if an electromagnetic wave is emitted by a wireless device such as a transceiver, the sensor may malfunction. The radio wave detection circuit adopted to avoid the malfunction is shown. Transistor Q4
, Q5 are oscillating transistors, and the radiated radio wave is induced in the coil L3, the DC bias of Q4 is affected, and Q5 is turned off to stop oscillation.
Originally, in the LC oscillator circuit, several hundred KHz to 1 MHz
When a metal oscillates at a high frequency to some extent and a metal approaches the high-frequency magnetic flux leaking from the coil L3, an eddy current is generated on the metal surface, so that the eddy current loss increases the conductance of the coil and the negative conductance of the oscillating circuit. Since it cancels out, the oscillation condition is not satisfied and the fact that oscillation stops is used. The proximity sensor does not function as a sensor unless the difference between the oscillation stop due to the malfunction of the sensor due to radio waves and the normal oscillation stop is detected. To solve this problem, in the figure, the base of Q9 of the transistor is connected to the base of transistor Q4 of the oscillator circuit, and the emitter of transistor Q9 is connected to the emitter of Q4. A resistor R10 is inserted between the bases of both transistors so that the transistor Q9 turns off earlier than it fluctuates and cuts off. When the transistor Q9 turns off, the transistor Q10 turns off at the same time. As a result, the output V1 of the radio wave detector becomes low level.
【０００４】通常、トランジスタＱ9 がオンしていれ
ば、トランジスタＱ10もオンとなり、電波検出部の出力
Ｖ1 はハイレベルとなっている。尚、当然のことなが
ら、金属体を検出して発振が停止しても、トランジスタ
Ｑ4 ，Ｑ5 の発振用トランジスタの直流バイアスは変動
しないから、この時も、トランジスタＱ9 はオン状態で
ある。このようにして電波検出部の出力Ｖ1 をセンサー
の最終出力部のゲート信号として用いれば（図示せず）
正常な検出と異常な場合との区別が可能となり目的を達
成することができる。Normally, if the transistor Q9 is turned on, the transistor Q10 is also turned on, and the output V1 of the radio wave detecting section is at a high level. As a matter of course, even if the metal body is detected and the oscillation is stopped, the DC bias of the oscillating transistors of the transistors Q4 and Q5 does not change, so that the transistor Q9 is still in the ON state at this time. In this way, if the output V1 of the radio wave detection section is used as the gate signal of the final output section of the sensor (not shown)
The normal detection and the abnormal case can be distinguished, and the purpose can be achieved.
【０００５】しかしながら、従来の回路では、外来の電
磁波に対する耐ノイズ性を向上するため、複雑な回路を
付加しなければならず、高価になるとともに部品点数が
増大するという問題があった。However, in the conventional circuit, in order to improve the noise resistance against an external electromagnetic wave, a complicated circuit has to be added, which causes a problem that the cost is increased and the number of parts is increased.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、電波を検
出して誤動作を防止するために、電波検出部と、センサ
出力部の制御を行うためのゲート部が必要となり、回路
部品が多く必要となり、近接スイッチのコストを大幅に
押し上げることになる。As described above, in order to detect radio waves and prevent malfunction, a radio wave detection section and a gate section for controlling the sensor output section are required, and many circuit parts are required. Therefore, the cost of the proximity switch will be greatly increased.
【０００７】そこで、本発明は、上記課題を解消するた
めになされたもので、ＰＩＮダイオードを用いて、到来
電波をアースに逃がすことで、電波妨害に強く、しかも
回路も単純で、安価な近接スイッチを提供することを目
的とする。Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and by using a PIN diode to escape incoming radio waves to the ground, it is resistant to radio interference, and the circuit is simple and inexpensive. The purpose is to provide a switch.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明による近接スイ
ッチは、検出コイルにコンデンサを並列接続した発振回
路を構成し、この発振回路のコイルに並列にＰＩＮダイ
オードを接続したことを特徴とする。The proximity switch according to the present invention is characterized in that an oscillation circuit is formed by connecting a capacitor to a detection coil in parallel, and a PIN diode is connected in parallel to the coil of the oscillation circuit.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、発振回路のコイルに誘起され
た妨害電波の高周波（１００ＭＨｚ以上の周波数）のみ
が、ＰＩＮダイオードの特性によって、高周波抵抗が数
オーム以下となるため、あたかも発振トランジスタのエ
ミッタとアース間に高周波特性の良いバイパスコンデン
サが形成された状態となり、妨害電波がアース側に逃げ
込んでしまうことになる。一方発振回路の発振周波数
は、数１００ＫＨｚから１ＭＨｚ程度なので、ＰＩＮダ
イオードの周波数特性により、発振回路への影響は無
い。このため、従来のように、電波を検出し、近接スイ
ッチ出力を制御するための複雑な回路は一切必要が無い
回路を実現できる。According to the present invention, only the high frequency (frequency of 100 MHz or more) of the interfering radio wave induced in the coil of the oscillation circuit has a high frequency resistance of several ohms or less due to the characteristics of the PIN diode. A bypass capacitor with good high-frequency characteristics is formed between the emitter and the ground, and the interfering radio waves escape to the ground side. On the other hand, the oscillation frequency of the oscillation circuit is about several hundred KHz to 1 MHz, so that the oscillation circuit is not affected by the frequency characteristics of the PIN diode. Therefore, it is possible to realize a circuit that does not require any complicated circuit for detecting the radio wave and controlling the output of the proximity switch as in the related art.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はこの発明による近接スイッチの一例を示す
近接スイッチの回路図である。Ｑ1 ，Ｑ2 は発振トラン
ジスタで、Ｑ1 はベース−エミッタ間のダイオードとし
て動作し、主発振用トランジスタＱ2 の直流バイアスの
設定と、トランジスタのＶBEの温度係数を相殺してい
る。抵抗Ｒ1 は、Ｑ2 のベース・バイアス用である。Ｌ
Ｃ共振回路と並列に入るので、ＬＣ共振回路のＱを下げ
ないよう高抵抗が用いられる。この発振回路はコイルＬ
1 に並列接続されるコンデンサＣ1 ，Ｃ2の構成による
コルピッツ型ＬＣ発振回路である。抵抗Ｒ2 はＱ2 のエ
ミッタ電流が飽和する程度となるように設定して、近接
スイッチとしての機能を有するように、安定した発振状
態とする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a proximity switch showing an example of the proximity switch according to the present invention. Q1 and Q2 are oscillating transistors, and Q1 operates as a diode between the base and the emitter to cancel the setting of the DC bias of the main oscillating transistor Q2 and the temperature coefficient of VBE of the transistor. Resistor R1 is for the base bias of Q2. L
Since it is in parallel with the C resonance circuit, a high resistance is used so as not to lower the Q of the LC resonance circuit. This oscillator circuit is coil L
This is a Colpitts type LC oscillator circuit having a configuration of capacitors C1 and C2 connected in parallel with 1. The resistor R2 is set so that the emitter current of Q2 is saturated, and a stable oscillation state is obtained so as to have a function as a proximity switch.
【００１１】コイルＬ1 には、外来ノイズ除去用のＰＩ
ＮダイオードＤ1 が直流阻止用のコンデンサＣ3 を介し
てコイルＬ1 に並列に接続される。また、ＰＩＮダイオ
ードのアノード側は、チョークコイルＬ2 と抵抗Ｒ5 を
介して直流電源ＶCCへ接続され、カソードは、端子ＴＥ
2 へ接続されている。The coil L1 has a PI for removing external noise.
An N diode D1 is connected in parallel with the coil L1 via a DC blocking capacitor C3. The anode side of the PIN diode is connected to the DC power supply VCC through the choke coil L2 and the resistor R5, and the cathode is connected to the terminal TE.
Connected to 2.
【００１２】トランジスタＱ3 は近接スイッチとしての
スイッチ用で、発振状態のとき、抵抗Ｒ2 の両端の電位
が十分高く、トランジスタＱ3 をオン状態とするため、
抵抗Ｒ4 が短絡され、電源が端子TE1 から定電圧ダイオ
ードＺＤ1 を介し、端子TE2に接続され、端子TE2 より
ハイレベルの出力が取り出される。検出用コイルが金属
の近接によって、そのコンダクタンスを変化させると、
発振が停止して、トランジスタＱ2 の電流は減少し、抵
抗Ｒ2 の両端の電位が０Ｖに近くなり、トランジスタＱ
3 がオフとなる。電源ＶCCから端子TE1 、定電圧ダイオ
ードＺＤ1 と抵抗Ｒ4 の直列回路を介して端子TE2 から
ローレベルの出力が取り出される。この信号を用いて近
接スイッチの出力としている。TE1 とTE2 の２端子にて
金属の近接センサ１の端子を構成しており、この端子
を、電源電圧ＶCCと後述の検出回路へ接続することによ
り、近接信号を得ている。The transistor Q3 is used as a switch as a proximity switch. In the oscillating state, the potential across the resistor R2 is sufficiently high to turn on the transistor Q3.
The resistor R4 is short-circuited, the power source is connected to the terminal TE2 from the terminal TE1 via the constant voltage diode ZD1, and a high level output is taken out from the terminal TE2. When the detection coil changes its conductance due to the proximity of metal,
The oscillation stops, the current of the transistor Q2 decreases, the potential across the resistor R2 approaches 0V, and the transistor Q2
3 is off. A low level output is taken out from the terminal TE2 through the series circuit of the terminal TE1, the constant voltage diode ZD1 and the resistor R4 from the power source VCC. This signal is used as the output of the proximity switch. Two terminals TE1 and TE2 constitute a terminal of the metal proximity sensor 1, and the proximity signal is obtained by connecting this terminal to the power supply voltage VCC and a detection circuit described later.
【００１３】検出回路２はトランジスタＱ11と抵抗Ｒ6
，Ｒ7 ，Ｒ8 とから成るスイッチ回路で構成されてお
り、前記近接センサの端子TE2の出力電圧により、近接
時にトランジスタのコレクタから、ハイの信号が得られ
る。なお、交流的には、端子TE2 は、コンデンサＣ4 に
より接地されている。トランジスタＱ11のコレクタは直
流電源ＶCCに抵抗Ｒ8 を介して接続され、トランジスタ
Ｑ11がオフすると電源電圧ＶCCのハイ信号が出力され
る。The detection circuit 2 includes a transistor Q11 and a resistor R6.
, R7, R8, the output voltage of the terminal TE2 of the proximity sensor allows a high signal to be obtained from the collector of the transistor at the time of proximity. In terms of alternating current, the terminal TE2 is grounded by the capacitor C4. The collector of the transistor Q11 is connected to the DC power supply Vcc through the resistor R8, and when the transistor Q11 is turned off, a high signal of the power supply voltage Vcc is output.
【００１４】次に、図１の動作を説明する。今、ＬＣの
共振回路近辺で強い電波が照射されると、その電波の周
波数がＬＣの同調周波数から大きくはずれていても、そ
の電界強度がよほど大きいと、Ｌ1に誘起された電波
が、トランジスタＱ1 のエミッタから、エミッタ・ベー
ス間に存在する内部容量を介しトランジスタＱ1 のエミ
ッタ・ベース間の直流バイアスが変動し、発振を停止す
るに至る場合がある。このため、コイルＬ1 の一端（ホ
ット側）に直流阻止用のコンデンサＣ3 を介しＰＩＮダ
イオードＤ1 を接続し、カソード側をコイルＬ1 の他
端、アース側と接続する。ＰＩＮダイオードＤ1 は、抵
抗Ｒ5 及び高周波チョークコイルＬ2 を介してＤＣバイ
アスされ、順方向の電流が流れている。ＰＩＮダイオー
ドＤ1 の直列抵抗の対順電流特性によって、数１００Ｍ
Ｈｚの高周波信号に対する高周波抵抗が極端に小さく、
誘起された電波の信号は、アースラインに放出されてし
まう。この結果、上記のように、誘起された電波の信号
によって、トランジスタＱ1 のエミッタ・ベース間の直
流バイアスが変動し、発振を停止するに至ることがなく
なる。この結果、初期の目的が達成される。Next, the operation of FIG. 1 will be described. Now, when a strong radio wave is emitted near the LC resonance circuit, even if the frequency of the radio wave is largely deviated from the tuning frequency of the LC, if the electric field strength is too large, the radio wave induced in L1 will cause the transistor Q1 In some cases, the direct current bias between the emitter and the base of the transistor Q1 fluctuates via the internal capacitance existing between the emitter and the base, and the oscillation is stopped. Therefore, the PIN diode D1 is connected to one end (hot side) of the coil L1 via the DC blocking capacitor C3, and the cathode side is connected to the other end of the coil L1 and the ground side. The PIN diode D1 is DC biased through the resistor R5 and the high frequency choke coil L2, and a forward current flows. Depending on the forward current characteristics of the series resistance of the PIN diode D1, several 100M
High frequency resistance to high frequency signals of Hz is extremely small,
The induced radio wave signal is emitted to the earth line. As a result, as described above, the induced radio wave signal does not change the direct current bias between the emitter and the base of the transistor Q1 and stop the oscillation. As a result, the initial purpose is achieved.
【００１５】また、発振出力は、近接センサに必要な微
小電力で動作し、発振周波数では、ＰＩＮダイオードの
高周波抵抗は、通常の発振特性に影響を与えることはな
いものとする。Further, the oscillation output operates with a very small electric power required for the proximity sensor, and at the oscillation frequency, the high frequency resistance of the PIN diode does not affect the normal oscillation characteristics.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の近接ス
イッチによれば、ＰＩＮダイオードをＬＣ発振回路のコ
イルＬに並列に接続するだけで、簡単に妨害電波をアー
スラインに逃がすことができ、安価な対電波対策性能
（ＥＭＣ）を有する近接センサーが提供できる。As described above, according to the proximity switch of the present invention, the jamming radio wave can be easily released to the earth line by simply connecting the PIN diode in parallel with the coil L of the LC oscillation circuit. It is possible to provide a proximity sensor having an inexpensive anti-electromagnetic wave performance (EMC).
【図１】従来の電波検出回路を有する近接スイッチの発
振回路及び電波検出回路図である。FIG. 1 is an oscillation circuit and radio wave detection circuit diagram of a proximity switch having a conventional radio wave detection circuit.
【図２】この発明による近接スイッチの一実施例を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a proximity switch according to the present invention.
１…近接センサ ２…検出回路 TE1 〜TE2 …端子 Ｌ1 …検出コイル Ｃ1 〜Ｃ5 …コンデンサ Ｑ1 〜Ｑ10…トランジスタ Ｒ1 〜Ｒ15…抵抗器 Ｄ1 …ＰＩＮダイオード ＺＤ1 …定電圧ダイオード 1 ... Proximity sensor 2 ... Detection circuit TE1 to TE2 ... Terminal L1 ... Detection coil C1 to C5 ... Capacitor Q1 to Q10 ... Transistor R1 to R15 ... Resistor D1 ... PIN diode ZD1 ... Constant voltage diode
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31695893AJPH07177012A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Proximity switch |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31695893AJPH07177012A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Proximity switch |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07177012Atrue JPH07177012A (en) | 1995-07-14 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31695893APendingJPH07177012A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Proximity switch |
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