【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及具有諧振電路的接近開關，該諧振電路由于測量對象的接近而受到電感或電容負載。此外，本專利技術涉及一種用于確定測量對象相對于距接近開關的距離的方向的速度的可能性
技術介紹
1、接近開關在自動化技術中用于監測制造過程并觸發過程步驟。其中，接近開關通常具有唯一的觸發閾值，該觸發閾值與測量對象距接近開關的特定距離相對應。如果測量對象達到該距離或低于該距離，則表示測量對象在接近。
2、例如，從de?10?2017?128?471?a1已知一種電感式接近開關，其具有：具有諧振電路線圈的諧振電路；振蕩放大器；以及輸出級，該輸出級與諧振電路和/或振蕩放大器相互作用，以提供輸出信號，該輸出信號與待檢測目標對諧振電路的影響、尤其是衰減相關。設置有電源，用于向諧振電路施加隨時間變化的測試電流。測量裝置對測試電流進行測量并基于由測試電流引起的電壓降來測量諧振電路阻抗。補償裝置被適配成用于根據測得的諧振電路阻抗值來調整諧振電路、振蕩放大器和/或輸出級，以補償諧振電路的變化。為了確定開關信號，在待監測目標接近接近開關時分析諧振阻抗。在此，設置有具有開關閾值的比較器，用于分析與諧振阻抗相關的電壓。
3、對于大多數應用，接近開關的開關功能就足夠了，但可能會出現需要了解測量對象的接近速度的情況。例如，速度信息可以用于更好地校正應用或用于引入“預測性維護”。迄今為止，如果需要速度信息，則借助于通常基于光勢壘單元而形成的單獨的傳感器系統來檢測。
4、本專利技術的目的在于提供一種接近開關，其能夠以低電路復雜度且以特別有效
技術實現思路
1、該目的通過根據權利要求1所述的接近開關來實現。
2、其他的設計方案在從屬權利要求中給出。
3、根據第一方面，提供一種接近開關，其用于探測檢測區域內的測量對象并且用于確定該測量對象的速度數據，該接近開關包括：
4、諧振電路，其具有至少一個諧振電路電感和至少一個諧振電路電容，其中該至少一個諧振電路電感被設計成用于與測量對象相互作用，使得諧振電路的諧振阻抗根據測量對象距諧振電路的距離而變化；
5、振蕩放大器，其與諧振電路形成振蕩器；
6、振蕩測量單元，用于確定振蕩量；
7、開關信號單元，其被設計成用于在低于或超過第一開關閾值時生成第一開關信號，以及在低于或超過不同于該第一開關閾值的第二開關閾值時生成第二開關信號；
8、計時器，其被設計成用于由第一開關信號啟動并由第二開關信號停止，并且用于提供第一開關信號與第二開關信號之間的時間段的時間數據；
9、速度計算單元，其被設計成用于根據時間數據提供速度數據。
10、上述接近開關具有諧振電路，該諧振電路具有諧振電路電感和至少一個諧振電路電容。諧振電路與振蕩放大器一起形成振蕩器。振蕩放大器在運行期間維持諧振電路的振蕩。其中振蕩的幅度和頻率取決于諧振阻抗，諧振阻抗由諧振電路部件的電感和電容的阻抗決定。
11、對于電感式接近開關，導電的測量對象接近諧振電路電感會導致諧振電路失諧，并由此改變諧振電路的諧振阻抗和振蕩器的振蕩行為。
12、通過相應地分析振蕩量，可以檢測與諧振電路電感和測量對象之間的距離相關的電壓信號。
13、根據諧振電路設計的不同，諧振電路的振蕩的中間電壓、振蕩幅度和振蕩頻率可以表征諧振電路的有效諧振阻抗。振蕩量可以相應地由測量電壓給定或從測量電壓導出，測量電壓例如通過對諧振電路振蕩的中值電壓、諧振電路振蕩的峰值電壓進行低通濾波或者通過頻率電壓轉換獲得。
14、可以提出：開關信號單元被設計成用于借助于兩個比較器將測量電壓與作為第一開關閾值的第一電壓閾值或者與作為第二開關閾值的第二電壓閾值進行比較，以生成相應的第一開關信號或第二開關信號。
15、替代于先前通常情況下將測量電壓與預定的電壓閾值簡單地進行閾值比較，以提供接近開關的開關信號，根據本專利技術，現在借助于與不同開關閾值的兩次閾值比較來分析測量電壓。開關閾值對應于(在電感式接近開關的情況下)在測量對象距諧振電路電感的特定距離處確定的不同電壓等級。
16、尤其是，由開關閾值預定的距離之間的距離差是已知的。如果測量對象在軸向方向上接近接近開關、尤其是直接朝向接近開關接近，則基于不同的開關閾值生成兩個開關信號。其中，第一開關信號在經過第一開關閾值時啟動數字計時器，并且第二開關信號在經過第二電壓閾值時停止計時器，由此檢測這兩個開關信號之間的時間段的時間數據。計時器可以被設計為計數器。其中，預先確定的距離差與測得的時間數據的商對應于速度數據。
17、此外，開關信號單元可以被設計成用于在低于或超過第三開關閾值時生成第三開關信號，其中第三開關閾值被選擇為，使得第二開關閾值指示的測量對象的距離位于測量對象關于第一開關閾值的距離與測量對象關于第三開關閾值的距離之間，其中計時器被設計成用于額外提供第二開關信號與第三開關信號之間的時間段的另一時間數據，其中速度計算單元被設計成用于除前述速度數據之外還提供關于該另一時間段的另一速度數據并且根據這些速度數據的差異提供加速度數據。
18、由此，可以在另一距離處設置第三開關閾值，以確定經過這兩個距離差的時間數據。利用如此獲得的這兩個速度數據，可以檢測測量對象的加速度數據。
19、根據另一實施方式，開關信號單元可以形成有壓控振蕩器，從而根據壓控振蕩器的振蕩周期持續時間、借助于計數器連續地提供計數值，其中第一開關閾值和第二開關閾值被分別提供為第一計數值閾值和第二計數值閾值。
20、根據另一方面，提供一種用于使接近開關運行的方法，該接近開關用于探測檢測區域內的測量對象并確定該測量對象的速度數據，該方法具有以下步驟：
21、使具有振蕩放大器和諧振電路的振蕩器運行，該諧振電路具有至少一個諧振電路電感和至少一個諧振電路電容，其中該至少一個諧振電路電感被設計成用于與測量對象相互作用，使得諧振電路的諧振阻抗根據測量對象距諧振電路的距離而變化；
22、確定振蕩量；
23、在低于或超過第一開關閾值時生成第一開關信號，并且在低于或超過不同于第一開關閾值的第二開關閾值時生成第二開關信號；
24、測量第一開關信號與第二開關信號之間的時間段的時間數據；
25、根據該時間數據提供速度數據。
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1.一種接近開關(1)，其用于探測檢測區域內的測量對象(M)并且用于確定所述測量對象(M)的速度數據，所述接近開關包括：
2.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述振蕩測量單元(3)
3.根據權利要求1或2所述的接近開關(1)，其中所述開關信號單元(4)被設計成用于借助于兩個比較器(41，42)將測量電壓與作為第一開關閾值的第一電壓閾值(USP1)或者與作為第二開關閾值的第二電壓閾值(USP2)進行比較，以生成相應的所述第一開關信號或第二開關信號(S1，S2)。
4.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述開關信號單元(4)被設計成用于在低于或超過第三開關閾值時生成第三開關信號，其中所述第三開關閾值被選擇為，使得所述第二開關閾值指示的所述測量對象的距離位于所述測量對象(M)關于所述第一開關閾值的距離與所述測量對象(M)關于所述第三開關閾值的距離之間，其中所述計時器被設計成用于額外提供所述第二開關信號與所述第三開關信號之間的時間段的另一時間數據，其中所述速度計算單元被設計成用于除所述速度數據之外還提供關于所述另一時間段的另一速度數據并且
5.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述開關信號單元(4)形成有壓控振蕩器，從而根據所述壓控振蕩器的振蕩周期持續時間、借助于計數器(46)連續地提供計數值，其中所述第一開關閾值和第二開關閾值被分別提供為第一計數值閾值和第二計數值閾值(SW1，SW2)。
6.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述速度計算單元(6)被設計成用于用信號傳遞所述速度數據。
7.一種用于使接近開關(1)運行的方法，所述接近開關用于探測檢測區域內的測量對象(M)并確定所述測量對象(M)的速度數據，所述方法具有以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種接近開關(1)，其用于探測檢測區域內的測量對象(m)并且用于確定所述測量對象(m)的速度數據，所述接近開關包括：
2.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述振蕩測量單元(3)
3.根據權利要求1或2所述的接近開關(1)，其中所述開關信號單元(4)被設計成用于借助于兩個比較器(41，42)將測量電壓與作為第一開關閾值的第一電壓閾值(usp1)或者與作為第二開關閾值的第二電壓閾值(usp2)進行比較，以生成相應的所述第一開關信號或第二開關信號(s1，s2)。
4.根據權利要求1所述的接近開關(1)，其中所述開關信號單元(4)被設計成用于在低于或超過第三開關閾值時生成第三開關信號，其中所述第三開關閾值被選擇為，使得所述第二開關閾值指示的所述測量對象的距離位于所述測量對象(m)關于所述第一開關閾值的距離與所述測量對象(m)關于所述第三開關...
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