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DE10159336A1 - Self-adjustment of sensor involves holding reference voltage constant or reducing or increasing it depending on relationship of output voltage to upper and lower thresholds - Google Patents

Self-adjustment of sensor involves holding reference voltage constant or reducing or increasing it depending on relationship of output voltage to upper and lower thresholds

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DE10159336A1
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voltage
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sensor
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Frank Winkens
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Abstract

The method involves holding a reference voltage constant if the output voltage is less than or equal to an upper threshold voltage and greater than or equal to a lower threshold voltage, increasing the reference voltage if the output voltage is greater than the upper threshold voltage or reducing the reference voltage if the output voltage is less than the lower threshold voltage. AN Independent claim is also included for the following: a self-adjusting sensor.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstjustierung eines Sensors sowie einen selbstjustierenden Sensor, insbesondere zur kapazitiven Erfassung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter sowie zur Abstandsüberwachung.The invention relates to a method for self-adjustment of a sensor and a self-adjusting sensor, especially for capacitive level detection of a medium in a container and for distance monitoring.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt und vielfach im Einsatz sind kapazitive Sensoren zur berührungslosen Füllstandsüberwachung fester oder flüssiger Medien durch Behälterwände hindurch und die Abfrage verschiedenster Objekte auf Distanz innerhalb des Erfassungsbereichs eines Sensorfeldes, das ist der Schaltabstand.Capacitive sensors for non-contact are known and widely used Level monitoring of solid or liquid media through container walls and the query of various objects at a distance within the Detection range of a sensor field, that is the switching distance.

Das Funktionsprinzip derartiger Sensoren beruht auf der Beeinflussung des aktiven Feldes eines kapazitiven Sensors durch Einbringung der Dielektrika (Er) der zu erfassenden Objekte oder Medien. Durch Einbringung dieser Dielektrika wird die Kapazität eines Kondensators, welcher durch die kapazitiv aktive Fläche des Sensors einerseits und Erde oder die auf Massepotential liegenden Sensorteile andererseits gebildet wird, vergrößert. Wird ein gewisser Kapazitätswert überschritten, löst der Sensor ein Schaltsignal aus; der Sensor ist "betätigt". Dies ist z. B. dann der Fall, wenn der Füllstand eines Mediums die aktive Fläche des Sensors ausreichend bedeckt oder ein Objekt eine gewisse Entfernung zur aktiven Fläche unterschritten hat.The principle of operation of such sensors is based on influencing the active one Field of a capacitive sensor by introducing the dielectric (Er) of the objects or media. By introducing these dielectrics, the Capacitance of a capacitor, which is determined by the capacitively active area of the sensor on the one hand and earth or the sensor parts lying at ground potential on the other hand is formed, enlarged. If a certain capacity value is exceeded, the Sensor off a switching signal; the sensor is "activated". This is e.g. B. the case when the level of a medium sufficiently covers the active area of the sensor or an object has fallen below a certain distance from the active area.

Die Ansprechempfindlichkeit (Schaltabstand auf eine geerdete Metallplatte) eines kapazitiven Sensors muß hierbei immer an die jeweilige Meß- oder Über­ wachungsaufgabe (Applikation) angepaßt werden. Dies resultiert daraus, dass die Umgebung der aktiven Fläche immer durch andere kapazitive Einflüsse "vorbelastet" wird. Dies ist bei der kapazitiven Füllstandsmessung z. B. die Kapazität der Behälterwandung, durch welche hindurchgemessen wird, oder bei der Distanz­ abfrage unerwünschte Objekte im Hintergrund, die auch innerhalb des Er­ fassungsbereiches des Sensors liegen, jedoch nicht miterfasst werden sollen. Z. B. bei der Füllstandserfassung durch eine Behälterwand hindurch bewirkt bereits die Wandung eine erhebliche kapazitive Vorbelastung, die höher sein kann als die eigentliche Kapazität des zu erfassenden Mediums. Ferner bestimmt die Wanddicke zudem die Entfernung zum Medium. Zudem liefern z. B. Stoffe wie Granulat und Öl geringe, Wasser hingegen hohe Er-Werte bzw. Kapazitäten.The response sensitivity (switching distance on an earthed metal plate) of a capacitive sensor must always be connected to the respective measurement or over monitoring task (application) can be adapted. This results from the fact that the Surrounding the active area always "preloaded" by other capacitive influences becomes. This is the case with the capacitive level measurement z. B. the capacity of Container wall through which measurements are taken or at distance query unwanted objects in the background that are also within the Er range of the sensor, but should not be included. E.g. at the level detection through a container wall already causes  Wall a substantial capacitive preload, which can be higher than that actual capacity of the medium to be recorded. It also determines the wall thickness also the distance to the medium. In addition, z. B. substances such as granules and oil low, water, however, high Er values or capacities.

Der Sensor muß also je nach Wandstärke, Wandmaterial und zu erfassendem Medium individuell eingestellt werden, um den Füllstand präzise erfassen zu können. Ein zu empfindlich eingestellter Sensor würde bereits allein aufgrund der Wandung eines leeren Gefäßes in den betätigten Zustand übergehen, während ein zu unempfindlicher Sensor auch bei Vollbedeckung der aktiven Fläche kein Schaltsignal auslöst. Auch bei der Distanzabfrage von Objekten würde z. B. eine unmittelbar dahinter liegende Metallwand einen zu empfindlichen Sensor in den dauerbetätigten Zustand bringen, da dieser in einer bestimmten Entfernung schon nur die Metallwand erkennen würde. Der Sensor muß daher präzise auf eine Empfindlichkeit gebracht werden, die gerade ausreicht in diesem Beispiel bei Überschreitung der Gesamtkapazität Objekt+Metallwand ein Schaltsignal auszulösen. Die jeweilige kapazitive Vorbelastung bewirkt also eine Art unerwünschten "Offsets" bzw. Verschiebung des "Arbeitspunktes", welche durch eine entsprechende Sensoreinstellung kompensiert wird.The sensor must therefore depend on the wall thickness, wall material and what is to be detected Medium can be set individually in order to record the level precisely can. A sensor that was set too sensitive would already be due to the Wall of an empty vessel change to the actuated state while one is closed Insensitive sensor no switching signal even when the active area is fully covered triggers. Also when querying the distance of objects z. B. an immediate metal wall behind it a too sensitive sensor in the continuously operated Bring condition, since this is only the Would recognize metal wall. The sensor must therefore be precise Sensitivity that is just sufficient in this example A switching signal exceeds the total capacity of the object + metal wall trigger. The respective capacitive preload causes a kind undesired "offsets" or displacement of the "working point", which are caused by a corresponding sensor setting is compensated.

Kapazitive Sensoren arbeiten nach dem Stand der Technik mit kritisch gekoppelten RC-Oszillatoren, welche auf kleine Kapazitätsänderungen mit Aufschwingen oder Abschwingen (Amplitudenauswertung) oder starker Frequenzbeeinflussung (Frequenzauswertung) reagieren. Ferner gibt es einige fremdgesteuerte Verfahren, welche eine kapazitätsabhängige Gleichspannung liefern. Die Einstellung der Empfindlichkeit erfolgt meist durch eine Veränderung der Parameter des kapazitiven Verfahrens selbst, meist der Änderung eines Verstärkungsfaktors im RC- Oszillator (Anschwingschwelle), oder durch Änderung der Schwelle eines Komparators, welcher bei Erreichen einer bestimmten justierenden Gleichspannung das Schaltsignal auslöst. State-of-the-art capacitive sensors work with critically coupled sensors RC oscillators that respond to small changes in capacitance with oscillation or Decay (amplitude evaluation) or strong frequency influence (Frequency evaluation) react. There are also some externally controlled processes which deliver a capacitance-dependent DC voltage. The setting of the Sensitivity is usually achieved by changing the parameters of the capacitive process itself, usually the change of a gain factor in the RC Oscillator (starting threshold), or by changing the threshold of a Comparator, which when a certain adjusting DC voltage is reached triggers the switching signal.  

Gebräuchlich und Stand der Technik sind folgende Methoden zur Empfindlichkeitseinstellung:
The following methods for setting the sensitivity are common and state of the art:

  • - Mit Hilfe eines kleinen Schraubendrehers wird ein im Sensor befindliches Potentiometer mit X-Gang Wendel oder 270 Grad Drehwinkel auf die gewünschte Empfindlichkeit justiert. Dieser Vorgang ist meist zeitraubend und erfordert gewisse Übung bei oft kritischen Einstellungen.- With the help of a small screwdriver, one in the sensor Potentiometer with X-gear spiral or 270 degree rotation angle to the desired one Sensitivity adjusted. This process is usually time consuming and requires some Practice with often critical attitudes.
  • - Mit Hilfe eines kleinen Tasters am Sensor wird in der laufenden Applikation auf Tastendruck die Justage automatisch durchgeführt. Hierzu muß die Applikation in einen gewissen Zustand gebracht werden, z. B. Gefäß leer oder voll. Je nach Zustand sind dann unterschiedliche Tasten in bestimmter Reihenfolge oder eine Taste für bestimmte Zeitdauern zu drücken. Ferner signalisieren Leuchtdioden den Abgleich­ status und müssen ggf. beobachtet und je nach Anzeige weitere Eingaben durch­ geführt werden. Der Anwender muß hierzu die Bedienungsanleitung studieren und zum Betätigen der meist wassergeschützten Taste(n) unter Folie oder Gummi ein geeignetes Werkzeug zu Hand haben. Stand der Technik sind auch Sensoren mit Busschnittstellen für PC-Anschluß. Hier erfolgt die Justage über die PC-Tastatur. In jedem Fall erfordert auch diese Methode einige Zeit und Aufwand. Solche "teachbaren" Sensoren arbeiten i. d. R. mit Mikroprozessor und A/D-Wandler. Die kapazitätsabhängige Ausgangsspannung des kapazitiven Aufnehmers wird digitalisiert und der Mikroprozessor erzeugt hieraus mit einem bestimmten Algorithmus einen mehr oder weniger richtigen Schaltpunkt. Hierzu existieren z. B. auch die Offenlegungsschriften DE 195 07 094 A1 und DE 197 15 146 A1.- With the help of a small button on the sensor, is opened in the running application Adjustment is carried out automatically. To do this, the application must be in be brought to a certain state, e.g. B. Vessel empty or full. Depending on the condition are then different keys in a specific order or a key for to press certain periods of time. LEDs also signal the adjustment status and may need to be observed and, depending on the display, further entries may be be performed. The user must study the operating instructions and to press the mostly water-protected button (s) under film or rubber have suitable tools on hand. State of the art are also sensors with Bus interfaces for PC connection. Here the adjustment is done via the PC keyboard. In in any case, this method also requires some time and effort. Such "Teachable" sensors work i. d. Usually with a microprocessor and A / D converter. The capacitance-dependent output voltage of the capacitive transducer digitized and the microprocessor uses this to generate a specific one Algorithm a more or less correct switching point. For this there exist e.g. B. also the published documents DE 195 07 094 A1 and DE 197 15 146 A1.

Durch die DE 197 15 146 A1 ist ein Verfahren mit zwei getrennten, unabhängig voneinander variablen Schwellen E1 und E2 bekannt geworden. Dies führt zu einem aufwendigen Einlernvorgang, der alle Zustände einer Applikation erfassen muß, z. B. Füllstand voll bzw. leer, und nicht selbständig ohne Bedienung ablaufen kann.DE 197 15 146 A1 is a method with two separate, independent mutually variable thresholds E1 and E2 become known. This leads to one time-consuming learning process, which must record all the states of an application, e.g. B. Level full or empty, and cannot run independently without operation.

Technische AufgabeTechnical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstjustierenden Sensor und ein Verfahren zur Selbstjustierung eines Sensors anzugeben, wobei eine vollauto­ matische Anpassung des Sensors an eine Vielzahl von Applikationen ohne jegliches Bedienelement am Sensor und ohne Eingreifen des Anwenders erfolgt.The invention has for its object a self-adjusting sensor and a Specify method for self-adjustment of a sensor, being a fully auto  automatic adjustment of the sensor to a variety of applications without any Control element on the sensor and without user intervention.

Offenbarung der Erfindung und ihrer Vorteile gegenüber dem Stand der TechnikDisclosure of the invention and its advantages over the prior art

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Selbstjustierung eines Sensors, umfassend einen Aufnehmer, mit einem Ausgang, der eine Ausgangsspannung abgibt, und einen ersten Komparator, an welchen die Ausgangsspannung sowie eine Referenzspannung angelegt sind, wobei der erste Komparator ein Schaltsignal abgibt, falls die Ausgangsspannung größer ist als die Referenzspannung, und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung der Ausgangsspannung automatisch nachgeführt wird wie folgt:
The object is achieved according to the invention by a method for the automatic self-adjustment of a sensor, comprising a sensor with an output which outputs an output voltage and a first comparator to which the output voltage and a reference voltage are applied, the first comparator outputting a switching signal, if the output voltage is greater than the reference voltage and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa, characterized in that the reference voltage is automatically tracked to the output voltage as follows:

  • a) Falls die Ausgangsspannung sowohl
    • - kleiner oder gleich einer oberen Grenzspannung ist, welche durch die Summe aus der Referenzspannung plus einem ersten Spannungsabstand gegeben ist,
      als auch
    • - größer oder gleich einer unteren Grenzspannung ist, welche durch die Differenz der Referenzspannung minus einem zweiten Spannungsabstand gegeben ist,
      so wird die Referenzspannung konstant gehalten,
    • - falls die Ausgangsspannung größer ist als die obere Grenzspannung, so wird die Referenzspannung angehoben, und
    • - falls die Ausgangsspannung kleiner ist als die untere Grenzspannung, so wird die Referenzspannung abgesenkt.
    a) If the output voltage is both
    • is less than or equal to an upper limit voltage, which is given by the sum of the reference voltage plus a first voltage distance,
      as well as
    • is greater than or equal to a lower limit voltage, which is given by the difference of the reference voltage minus a second voltage distance,
      so the reference voltage is kept constant,
    • - If the output voltage is greater than the upper limit voltage, the reference voltage is raised, and
    • - If the output voltage is less than the lower limit voltage, the reference voltage is lowered.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Selbstjustierung eines Sensors, umfassend einen Aufnehmer, mit einem Ausgang, der eine Ausgangsspannung abgibt, einen Analog-Digital-Wandler, an welchen die Ausgangsspannung angelegt ist und welcher derselben einen digitalen Ausgangswert zuordnet, und eine EDV-Einrichtung, in welche der digitale Ausgangswert eingelesen wird und welche den Ausgangswert mit einem Referenzwert vergleicht und ein Schaltsignal abgibt, falls der Ausgangswert größer ist als der Referenzwert, und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzwert dem Ausgangswert automatisch nachgeführt wird wie folgt:
The object is further achieved by a method for the automatic self-adjustment of a sensor, comprising a transducer with an output that outputs an output voltage, an analog-digital converter to which the output voltage is applied and to which the latter assigns a digital output value, and a EDP device into which the digital output value is read and which compares the output value with a reference value and emits a switching signal if the output value is greater than the reference value and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa, characterized in that
that the reference value is automatically updated as follows:

  • a) Falls der Ausgangswert sowohl
    • - kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert ist, welche durch die Summe aus dem Referenzwert plus einem ersten Abstandswert gegeben ist,
    als auch
    • - größer oder gleich einem unteren Grenzwert ist, welche durch die Differenz des Referenzwertes minus einem zweiten Abstandswert gegeben ist,
    so wird der Referenzwert konstant gehalten,
    a) If the initial value is both
    • is less than or equal to an upper limit value, which is given by the sum of the reference value plus a first distance value,
    as well as
    • is greater than or equal to a lower limit value, which is given by the difference of the reference value minus a second distance value,
    so the reference value is kept constant,
  • b) falls der Ausgangswert größer ist als der obere Grenzwert, so wird der Referenzwert angehoben, undb) if the initial value is greater than the upper limit, the Reference value raised, and
  • c) falls der Ausgangswert kleiner ist als der untere Grenzwert, so wird der Referenzwert abgesenkt.c) if the initial value is less than the lower limit, the Reference value lowered.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen selbstjustierenden Sensor, umfassend einen Aufnehmer mit einem Ausgang, der eine Ausgangsspannung abgibt, und einen ersten Komparator mit einem Signaleingang, an welchen über eine erste Leitung die Ausgangsspannung angelegt ist, und einem Referenzeingang, an welchen eine von einer Spannungsquelle abgegebene Referenzspannung angelegt ist, wobei der erste Komparator ein Schaltsignal abgibt, falls die Ausgangsspannung größer ist als die Referenzspannung, und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle eine Nachführschaltung ist, an welche ebenfalls die Ausgangsspannung angelegt ist und welche die Referenzspannung
The object is further achieved by a self-adjusting sensor comprising a transducer with an output that outputs an output voltage and a first comparator with a signal input to which the output voltage is applied via a first line and a reference input to which one of one Voltage source output reference voltage is applied, wherein the first comparator outputs a switching signal if the output voltage is greater than the reference voltage, and otherwise does not give a switching signal, or vice versa, characterized in that the voltage source is a tracking circuit to which the output voltage is also applied and which is the reference voltage

  • a) konstant hält, falls die Ausgangsspannung sowohl
    • - kleiner oder gleich einer oberen Grenzspannung ist, welche gegeben ist durch die Summe aus der Referenzspannung plus einem ersten Spannungsabstand,
      als auch
    • - größer oder gleich einer unteren Grenzspannung ist, welche gegeben ist durch die Differenz der Referenzspannung minus einem zweiten Spannungsabstand,
    a) keeps constant if the output voltage is both
    • is less than or equal to an upper limit voltage, which is given by the sum of the reference voltage plus a first voltage distance,
      as well as
    • is greater than or equal to a lower limit voltage, which is given by the difference of the reference voltage minus a second voltage distance,
  • b) oder anhebt, falls die Ausgangsspannung größer ist als die obere Grenzspannung,b) or increases if the output voltage is greater than the upper one Limit voltage,
  • c) oder absenkt, falls die der Ausgangsspannung kleiner ist als die untere Grenzspannung.c) or reduced if the output voltage is lower than the lower one Limit voltage.

Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch einen selbstjustierenden Sensor, umfassend einen Aufnehmer, mit einem Ausgang, der eine Ausgangsspannung abgibt, einen Analog-Digital-Wandler, an welchen die Ausgangsspannung angelegt ist und welcher derselben einen digitalen Ausgangswert zuordnet, und eine EDV- Einrichtung, in welche der digitale Ausgangswert einlesbar ist und welche den Ausgangswert mit einem in der EDV-Einrichtung gespeicherten Referenzwert zu vergleichen imstande ist und ein Schaltsignal abgibt, falls der Ausgangswert größer ist als der Referenzwert, und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
daß die EDV-Einrichtung den Referenzwert
The object is further achieved by a self-adjusting sensor comprising a transducer with an output that outputs an output voltage, an analog-to-digital converter to which the output voltage is applied and to which it assigns a digital output value, and an EDP device , into which the digital output value can be read and which is able to compare the output value with a reference value stored in the EDP device and emits a switching signal if the output value is greater than the reference value and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa, characterized .
that the computer equipment the reference value

  • a) konstant hält, falls der Ausgangswert sowohl
    • - kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert ist, welcher gegeben ist durch die Summe aus dem Referenzwert plus einem ersten Abstandswert,
      als auch
    • - größer oder gleich einem unteren Grenzwert ist, welcher gegeben ist durch die Differenz des Referenzwertes minus einem zweiten Abstandswert,
    a) holds constant if the initial value is both
    • is less than or equal to an upper limit value, which is given by the sum of the reference value plus a first distance value,
      as well as
    • is greater than or equal to a lower limit value, which is given by the difference of the reference value minus a second distance value,
  • b) oder anhebt, falls der Ausgangswert größer ist als der obere Grenzwert,b) or increases if the initial value is greater than the upper limit,
  • c) oder absenkt, falls der Ausgangswert kleiner ist als der untere Grenzwert.c) or reduced if the initial value is less than the lower limit.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird die Referenzspannung erst dann angehoben bzw. abgesenkt, wenn die Ausgangsspannung für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzspannung. In diesem Fall hebt die Nachführschaltung die Referenzspannung erst dann an bzw. senkt die Referenzspannung erst dann ab, wenn die Ausgangsspannung für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzspannung. Auf diese Weise können die erfindungsgemäße Nachführung der Referenzspannung zu höheren und/oder tieferen Werten und damit die Selbstjustage des Sensors bei Bedarf mit jeweils einer beliebigen zeitlichen Verzögerung, also jeweils einer beliebigen Ansprechdauer, erfolgen. Damit kann z. B. vorteilhafterweise ein unerwünschtes Ansprechen der Nachführung z. B. auf kurze Störungen der Ausgangsspannung verhindert werden.According to a variant of the invention, the reference voltage is only then raised or lowered when the output voltage for a first predeterminable or the second predefinable response time has remained greater or smaller than that upper or lower limit voltage. In this case, the tracking circuit lifts the  Only then does the reference voltage rise or fall, if the output voltage for a first specifiable or second specifiable Response time has remained greater or smaller than the upper or lower Limit voltage. In this way, the tracking of the Reference voltage to higher and / or lower values and thus the Self-adjustment of the sensor if required with any time Delay, that is, any response time. So z. B. advantageously an undesirable response of the tracking z. B. short Disruptions in the output voltage can be prevented.

Ebenso wird gemäß einer anderen Variante der Erfindung der Referenzwert erst dann angehoben bzw. abgesenkt, wenn der Ausgangswert für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzwert. In diesem Fall hebt die EDV-Einrichtung den Referenzwert erst dann an bzw. senkt die EDV-Einrichtung den Referenzwert erst dann ab, wenn der Ausgangswert für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer größer bzw. kleiner geblieben ist als der obere bzw. untere Grenzwert.Likewise, according to another variant of the invention, the reference value is first then raised or lowered when the initial value for a first specifiable or the second predefinable response time has remained greater or smaller than that upper or lower limit. In this case, the IT facility lifts the Only then does the reference value increase or the EDP device lowers the reference value then when the initial value for a first predeterminable or second predeterminable Response time has remained longer or shorter than the upper or lower Limit.

Die erste und/oder die zweite Ansprechzeitdauer brauchen zeitlich nicht konstant zu sein. Sie können z. B. in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung bzw. des Ausgangswertes und/oder der Referenzspannung bzw. Referenzwertes verändert werden, d. h. variabel sein.The first and / or the second response time does not need to be constant in time to be. You can e.g. B. depending on the temporal behavior of the Output voltage or the output value and / or the reference voltage or reference value are changed, d. H. be variable.

Der erste und/oder der zweite Spannungsabstand bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert können zeitlich konstant sein. Gemäß einer anderen Variante der Erfindung sind der erste und/oder der zweite Spannungsabstand bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert zeitlich veränderlich. Hierbei können der erste und/oder der zweite Spannungsabstand bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert insbesondere in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung bzw. des Ausgangswertes und/oder der Referenzspannung bzw. des Referenzwertes veränderlich sein. In einer weiteren Verfeinerung dieser Variante nehmen der erste und/oder der zweite Spannungsabstand bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert in Abhängigkeit von einem durch zeitliche Mittelung gewonnenen Durchschnittswert des Betrages der Steigung Ausgangsspannung bzw. des Ausgangswertes und/oder der Referenzspannung bzw. des Referenzwertes zu oder ab. Die Spannungsabstände bzw. Abstandswerte können auf diese Weise z. B. bei Sensoren mit nichtlinearer aber stetiger Abstands- Ausgangsspannungs-Kennlinie im laufenden Betrieb individuell mit der Höhe der Ausgangsspannung bzw. des Ausgangswertes angepaßt werden.The first and / or the second voltage spacing or the first and / or the second distance values can be constant over time. According to another variant the first and / or the second voltage spacing or the first and / or the second distance value changes over time. Here, the first and / or the second voltage spacing or the first and / or the second Distance value especially depending on the temporal behavior of the Output voltage or the output value and / or the reference voltage or the reference value can be changed. In a further refinement of this The first and / or the second voltage spacing or the first take a variant  and / or the second distance value as a function of time Average obtained average value of the amount of the slope Output voltage or the output value and / or the reference voltage or the reference value to or from. The voltage distances or distance values can z. B. for sensors with non-linear but constant distance Output voltage characteristic curve during operation individually with the amount of Output voltage or the output value can be adjusted.

Der erste bzw. zweite Spannungsabstand kann die Flußspannung einer oder einer Serienschaltung von Dioden sein, was bedeutet, daß diese Spannungsabstände hardwaremäßig auf sehr einfache Weise bereitgestellt werden können.The first and second voltage spacing can be the forward voltage of one or the other Be connected in series of diodes, which means that these voltage gaps can be provided in hardware in a very simple manner.

Durch Serienschaltung weiterer Dioden, Zusatzdioden, können die Spannungsabstände jeweils stufenweise erhöht werden. Durch Überbrückung einzelner Dioden mit Schaltern können die Spannungsabstände des weiteren stufenweise veränderbar sein. Selbstverständlich können die Spannungsabstände auch kontinuierlich veränderbar sein.By connecting additional diodes, additional diodes, the Voltage gaps can be increased gradually. By bridging individual diodes with switches can further change the voltage spacing be gradually changeable. Of course, the voltage gaps also be continuously changeable.

Die zeitliche Änderungsrate der Referenzspannung bzw. des Referenzwertes kann auf einen vorgebbaren Höchstwert begrenzt sein, so daß die Referenzspannung bzw. der Referenzwert z. B. sprunghaften Änderungen der Ausgangsspannung bzw. des Ausgangswertes nur mit begrenzter Geschwindigkeit folgt. Dies kann z. B. dann vorteilhaft sein, wenn die Ausgangsspannung mit hochfrequenten Störungen überlagert ist. Die zeitliche Änderungsrate der Referenzspannung bzw. des Referenzwertes braucht dabei nicht konstant zu sein, sondern kann zeitlich veränderlich sein und dabei z. B. von der Differenz zwischen Ausgangs- und Referenzspannung bzw. Ausgangs- und Referenzwert abhängen. Gemäß einer Variante der Erfindung startet die zeitliche Änderungsrate der Referenzspannung bzw. des Referenzwertes nach Beginn jedes Nachführvorganges mit einem bestimmten Wert und nimmt dann asymptotisch mit der Zeit ab. Der Höchstwert kann zeitlich verändert werden, also zeitlich variabel sein. The rate of change of the reference voltage or the reference value over time can be limited to a predeterminable maximum value, so that the reference voltage or the reference value z. B. sudden changes in the output voltage or Output values follow only at a limited speed. This can e.g. B. then be advantageous if the output voltage with high-frequency interference is superimposed. The rate of change of the reference voltage or the The reference value need not be constant, but can be temporal be changeable and z. B. from the difference between output and Depend on the reference voltage or output and reference value. According to one Variant of the invention starts the rate of change of the reference voltage over time or the reference value after the start of each tracking process with a certain value and then decreases asymptotically with time. The maximum can be changed over time, i.e. it can be variable over time.  

Die Nachführschaltung kann eine reine Analogschaltung ohne digitale Bauelemente sein und z. B. eine erste und eine zweite Diode sowie einen Ladekondensator umfassen, wobei die beiden Dioden antiparallel zwischen den Ausgang des Auf­ nehmers und den Referenzeingang des Komparators geschaltet sind und der Re­ ferenzeingang des Komparators über den Ladekondensator an Masse gelegt ist.The tracking circuit can be a pure analog circuit without digital components be and z. B. a first and a second diode and a charging capacitor comprise, the two diodes antiparallel between the output of the up taker and the reference input of the comparator are switched and the Re remote input of the comparator is connected to ground via the charging capacitor.

Die Nachführschaltung kann ferner eine Hybridschaltung oder eine digitale Schaltung ohne Mikroprozessor sein. Ferner kann die Nachführschaltung einen Analog/Digital-Wandler und einen Mikroprozessor umfassen, wobei die Ausgangsspannung an den Analog/Digital-Wandler angelegt ist und dieser die Ausgangsspannung zu digitalisieren und in digitaler Form an den Mikroprozessor auszugeben imstande ist, welcher die Referenzspannung in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der deren zeitlichem Verhalten zu berechnen und über einen Mikroprozessorausgang abzugeben imstande ist.The tracking circuit can also be a hybrid circuit or a digital one Circuit without a microprocessor. Furthermore, the tracking circuit can Analog / digital converter and a microprocessor, the Output voltage is applied to the analog / digital converter and this the Digitize output voltage and send it in digital form to the microprocessor is able to output, which the reference voltage depending on the Output voltage to calculate their temporal behavior and use a Microprocessor output is able to deliver.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Nachführschaltung folgende Komponenten:
In one embodiment of the invention, the tracking circuit comprises the following components:

  • a) einen zweiten und einen dritten Komparator mit je einem Signaleingang, je einem Referenzeingang sowie je einem Schaltsignal-Ausgang, wobei der zweite bzw. dritte Komparator dann und nur dann ein Schaltsignal über seinen Ausgang abgibt, wenn an seinem Signaleingang eine höhere Spannung anliegt als an seinem Referenzeingang,a) a second and a third comparator, each with a signal input, one each Reference input and one switching signal output each, the second and third Comparator then and only emits a switching signal via its output if there is a higher voltage at its signal input than at its Reference input,
  • b) eine Serienschaltung aus einem dritten Widerstand, einer dritten Diode D3, einer vierten Diode und einem vierten Widerstand, wobei der dritte Widerstand mit seinem von der dritten Diode abgewandten Anschluß an einen Spannungspol und der vierte Widerstand mit seinem von der vierten Diode abgewandten Anschluß an Masse gelegt ist und die dritte und die vierte Diode in jeweils Durchlaßrichtung geschaltet sind, so daß von dem Spannungspol über diese Serienschaltung ein Strom nach Masse fließt,b) a series circuit comprising a third resistor, a third diode D3, one fourth diode and a fourth resistor, the third resistor with its connection facing away from the third diode to a voltage pole and the fourth resistor with its connection facing away from the fourth diode Ground is laid and the third and fourth diodes in the forward direction are switched so that a current from the voltage pole through this series circuit flows by mass,
  • c) eine zweite Leitung, welche zwischen der dritten und der vierten Diode von der Serienschaltung abzweigt und mit dem Ausgang des Aufnehmers verbunden ist, so daß zwischen diesen Dioden die Ausgangsspannung anliegt, c) a second line which is between the third and the fourth diode of the Series connection branches and is connected to the output of the transducer, so that the output voltage is present between these diodes,  
  • d) eine dritte Leitung, welche zwischen dem dritten Widerstand (R3) und der dritten Diode von der Serienschaltung abzweigt und an den Referenzeingang des dritten Komparators angelegt ist,d) a third line, which is between the third resistor (R3) and the third Diode branches off from the series circuit and to the reference input of the third Comparator is created,
  • e) eine vierte Leitung, welche zwischen dem vierten Widerstand und der vierten Diode von der Serienschaltung abzweigt und an den Signaleingang des zweiten Komparators angelegt ist,e) a fourth line, which is between the fourth resistor and the fourth Diode branches from the series circuit and to the signal input of the second Comparator is created,
  • f) einen Binärzähler mit einem Zähleingang, einem Richtungseingang, Ausgängen sowie mit einem an diese Ausgänge angeschlossenen R- oder R2R-Netzwerk mit Widerständen, wobei der Richtungseingang mit dem Schaltsignal-Ausgang des zweiten Komparators verbunden ist und der Binärzähler einen internen Zählerstand inkrementiert, falls an seinem Zähleingang ein Taktpuls ankommt und an seinem Richtungseingang ein High-Signal anliegt, und den internen Zählerstand dekrementiert, falls an seinem Zähleingang ein Taktpuls ankommt und an seinem Richtungseingang ein Low-Signal anliegt, und der Binärzähler über seine Ausgänge und das Widerstandsnetzwerk eine in Stufen veränderliche, dem internen Zählerstand proportionale Spannung an eine fünfte Leitung abzugeben imstande ist, welche an den Signaleingang des dritten Komparators sowie an die Referenzeingänge sowohl des zweiten als auch des ersten Komparators angelegt ist,f) a binary counter with a counter input, a direction input, outputs as well as with an R or R2R network connected to these outputs Resistors, the direction input with the switching signal output of the second comparator is connected and the binary counter has an internal counter reading incremented if a clock pulse arrives at its counter input and at its Direction input there is a high signal, and the internal counter reading decremented if a clock pulse arrives at its counter input and at its Direction input there is a low signal, and the binary counter via its outputs and the resistance network is a variable, the internal Meter reading is able to deliver proportional voltage to a fifth line, which to the signal input of the third comparator and to the Reference inputs of both the second and the first comparator are created,
  • g) ein UND-Gatter mit einem ersten und einem zweiten UND-Eingang und einem logischen UND-Ausgang, welcher an den Zähleingang des Binärzählers angelegt ist,g) an AND gate with a first and a second AND input and one logical AND output, which is applied to the counter input of the binary counter,
  • h) einen Taktgenerator, welcher über seinen Taktausgang Taktimpulse abgibt, wobei der Taktausgang mit dem ersten UND-Eingang des UND-Gatters verbunden ist, undh) a clock generator which emits clock pulses via its clock output, wherein the clock output is connected to the first AND input of the AND gate, and
  • i) ein ODER-Gatter mit einem ersten und einem zweiten ODER-Eingang und einem logischen ODER-Ausgang, welcher an den zweiten UND-Eingang des UND-Gatters angeschlossen ist, wobei der Schaltsignal-Ausgang des dritten Komparators an den ersten ODER-Eingang und der Schaltsignal-Ausgang des zweiten Komparators an den zweiten ODER-Eingang angeschlossen ist.i) an OR gate with a first and a second OR input and one logical OR output, which is connected to the second AND input of the AND gate is connected, the switching signal output of the third comparator to the first OR input and the switching signal output of the second comparator the second OR input is connected.

Zu der ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Diode können zur Erhöhung der Flußspannung mindestens eine erste bzw. zweite bzw. dritte bzw. vierte Zusatzdiode in Serie geschaltet sein, deren Durchlaßrichtung mit derjenigen der ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Diode übereinstimmt. Dies erlaubt eine stufenweise Erhöhung des oberen bzw. unteren Spannungsabstandes. To increase the first or second or third or fourth diode the forward voltage at least a first or second or third or fourth Additional diode can be connected in series, whose forward direction with that of first or second or third or fourth diode matches. This allows a gradual increase in the upper or lower voltage gap.  

Die Nachführschaltung kann einen Analog/Digital-Wandler und eine Digitalschaltung umfassen, wobei die Ausgangsspannung an den Analog/Digital- Wandler angelegt ist und dieser die Ausgangsspannung zu digitalisieren und in digitaler Form an die Digitalschaltung auszugeben imstande ist, welche die Referenzspannung in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung oder deren zeitlichem Verhalten zu berechnen und an den Referenzeingang des ersten Komparators abzugeben imstande ist.The tracking circuit can be an analog / digital converter and a Digital circuit include, the output voltage at the analog / digital Converter is applied and this digitize the output voltage and in is able to output in digital form to the digital circuit which the Reference voltage depending on the output voltage or its to calculate temporal behavior and to the reference input of the first Comparator is able to deliver.

Die Nachführschaltung kann einen von einem ersten Gleichstrom durchflossenen siebten Widerstand und/oder einen von einem zweiten Gleichstrom durchflossenen achten Widerstand umfassen, wobei der Spannungsabfall an dem siebten bzw. achten Widerstand als erster bzw. zweiter Spannungsabstand dient.The tracking circuit can flow through a first direct current seventh resistor and / or one through which a second direct current flows eighth resistance, the voltage drop across the seventh or eighth resistor serves as the first or second voltage gap.

Erfindungsgemäß erfolgt eine vollautomatische Anpassung des Sensors an eine Vielzahl von Applikationen ohne jegliches Bedienelement am Sensor und ohne Ein­ greifen des Anwenders. Der erfindungsgemäße Sensor braucht vorteilhafterweise nur noch installiert zu werden und lernt selbständig die richtige Einstellung auf die Applikation, die er nach dem Einbau "sieht". Bei einem Wechsel der Applikation stellt sich der Sensor von allein neu ein: er "teacht" sich selbst.According to the invention, the sensor is fully automatically adapted to a Many applications without any control element on the sensor and without on grab the user. The sensor according to the invention advantageously needs only to be installed and learns the correct setting on the Application that he "sees" after installation. When changing the application the sensor adjusts itself automatically: it "teaches" itself.

Die automatische Nachführung der Referenzspannung erfolgt in weitgehender Analogie zum Schleppzeigerprinzip und kann z. B. mittels normaler Analogtechnik, einfacher Digitaltechnik oder eines Mikroprozessors realisiert werden. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der herkömmlichen Teachtechnik besteht im Wegfall jeglicher Sensorbedienung. Ferner können die richtigen Einstellungen des Sensors mit Hilfe der Erfindung mit noch höherer Präzision getroffen werden als mit der herkömmlichen Teachtechnik. Die Erfindung erlaubt je nach Realisierung auch eine Anpassung der Sensorempfindlichkeit in "Echtzeit". Dies kann in "dynamischen Applikationen" mit schnell wechselnden Anforderungen von größtem Vorteil sein.The automatic adjustment of the reference voltage is largely carried out Analogy to the drag pointer principle and z. B. using normal analog technology, simple digital technology or a microprocessor. On There is a significant advantage over conventional teach technology in that it is no longer required any sensor operation. Furthermore, the correct settings of the sensor be made with the invention with even greater precision than with the conventional teach technology. Depending on the implementation, the invention also allows one Adjustment of sensor sensitivity in "real time". This can be done in "dynamic Applications "with rapidly changing requirements can be of great advantage.

Die erfindungsgemäße Nachführung mit starren "Arbeitsfenstern", welche erfindungsgemäß in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung Ua in ihrer Gesamtheit verschoben werden, d. h. die beiden Spannungsabstände dU1 und dU2 können, nachdem sie einmal vorgegeben sind, jeweils konstant bleiben.The tracking according to the invention with rigid "working windows", which according to the invention depending on the time course of the output voltage Inter alia, be moved in their entirety, i. H. the two voltage spacings dU1  and dU2 can, once they have been specified, remain constant.

Selbstverständlich können jedoch im Bedarfsfall, z. B. im Fall einer stark gekrümmten Abstands-Spannungs-Kennlinie eines Sensors, individuelle Anpassungen dieser Werte z. B. in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung Ua z. B. durch einen Mikroprozessor erfolgen.Of course, however, if necessary, for. B. in the case of a strongly curved Distance-voltage characteristic curve of a sensor, individual adjustments of this Values e.g. B. depending on the output voltage Ua z. B. by a Microprocessor.

Die erfindungsgemäße Nachführung ist höchst vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik. Ein erfindungsgemäßer Sensor läßt sich mit sehr geringem technischen oder softwaremäßigen Aufwand realisieren. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß eine automatische Rückstellung des Sensors bei Applikationswechsel immer stattfindet, d. h. eine Anpassung ist in Echtzeit möglich. Der Einlernvorgang ist beliebig kurz, es genügt nur ein Zustand einer Applikation, zum Beispiel volles Gefäß, zum Einlernen.The tracking according to the invention is highly advantageous compared to the stand of the technique. A sensor according to the invention can be implemented with very little technical or implement software expenditure. Another major advantage of In particular, the invention is that an automatic reset of the Sensor always takes place when changing the application, d. H. an adjustment is in Real time possible. The learning process is as short as desired, only one state is sufficient an application, for example a full vessel, for teaching.

Ein erfindungsgemäßer Sensor kann insbesondere für normale Standard­ applikationen eingesetzt werden. Der Sensor kann ein z. B. kapazitiver oder ein induktiver oder ein akustischer Sensor oder ein Sensor für elektromagnetische Strahlung, z. B. optoelektronischer Sensor, oder ein mechanischer Tastsensor oder ein kapazitiver Taster sein. Gegenüber herkömmlichen Sensoren besteht der wesentliche Unterschied, daß die externe Justierung des Sensors z. B. durch Einstellen eines Potentiometer mittels eines Schraubendrehers oder Bedienknopfes aufgrund der erfindungsgemäßen Selbstjustierung vorteilhafterweise entfällt; hierdurch wird zudem die in vielen Anwendungen nötige wasser- oder luftdichte Kapselung des Sensors wesentlich erleichtert, da bei einem erfindungsgemäßen Sensor keinerlei Bedienelemente durch das Sensorgehäuse geführt oder von außen mechanisch zugänglich zu sein brauchen. Auch entfällt jegliches Verlegen von Kabeln für eine elektrische Fernjustierung des Sensors. Diese Vorteile kommen z. B. dann ganz besonders vorteilhaft zum Tragen, wenn der Sensor an nicht oder nicht ohne Weiteres oder nur unter Gefahr zugänglichen Stellen betrieben werden muß, etwa unter Wasser, in radioaktiv stark belasteten Räumen (etwa innerhalb von Kernkraftwerken), in toxisch stark belasteten Räumen oder in explosionsgefährdeten Räumen. A sensor according to the invention can be used in particular for normal standards applications are used. The sensor can be a z. B. capacitive or a inductive or an acoustic sensor or a sensor for electromagnetic Radiation, e.g. B. optoelectronic sensor, or a mechanical touch sensor or a capacitive button. The main one is compared to conventional sensors Difference that the external adjustment of the sensor z. B. by setting a Potentiometer using a screwdriver or control button due to the Self-adjustment according to the invention advantageously omitted; this will in addition, the waterproof or airtight encapsulation of the Sensor much easier, since none of the sensors according to the invention Controls guided through the sensor housing or mechanically from the outside need to be accessible. There is also no need to lay cables for one electrical remote adjustment of the sensor. These advantages come e.g. B. then completely particularly advantageous to wear when the sensor is not on or not without Other or only accessible at hazardous locations, for example under water, in radioactive rooms (e.g. within Nuclear power plants), in rooms with a high toxic load or in potentially explosive atmospheres Rooms.  

Ferner gleicht ein erfindungsgemäßer Sensor Verschiebungen des Arbeitspunktes, welche ggf. während der Applikation z. B. durch Verschmutzungen, Taubildung, Befeuchtung des Mediums (z. B. im Freien bei Regen) oder Wechsel des Mediums auftreten selbsttätig aus, was den Wartungsaufwand zum Betrieb des Sensors wesentlich reduziert. Die Erfindung ermöglicht "plug and play" in praktisch allen Applikationen.Furthermore, a sensor according to the invention compensates for shifts in the working point, which, if necessary, during the application B. by dirt, dew formation, Moistening of the medium (e.g. outdoors when it rains) or changing the medium occur automatically, resulting in the maintenance required to operate the sensor significantly reduced. The invention enables "plug and play" in practically all Applications.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Vielzahl herkömmlicher Sensoren ohne Weiteres mit einer erfindungsgemäßen Nachführschaltung nachgerüstet und dann unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden kann.Another advantage of the invention is that a variety of conventional Sensors easily with a tracking circuit according to the invention retrofitted and then using the method according to the invention can be operated.

Ein erfindungsgemäßer Sensor kann für jede Applikation eingesetzt werden, für welche ein herkömmlicher Sensor einsetzbar ist, und eignet sich z. B. für folgende Applikationen:
A sensor according to the invention can be used for any application for which a conventional sensor can be used. B. for the following applications:

  • - Füllstandsüberwachung (alle Medien die Standardsensor kann, Wasser, Öl, Granulat etc.) bei gängigen Wandstärken,- Level monitoring (all media the standard sensor can, water, oil, Granules etc.) with common wall thicknesses,
  • - Distanzüberwachung mit Hintergrundausblendung.- Distance monitoring with background suppression.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in welcher zeigen:Brief description of the drawing, in which:

Fig. 1 eine lineare Abstands-Ausgangsspannungs-Kennlinie eines kapazitiven Aufnehmers, Fig. 1 is a linear distance-output voltage characteristic of a capacitive transducer,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines herkömmlichen kapazitiven Sensors, der durch externes Einstellen eines Potentiometers zu justieren ist, Fig. 2 is a schematic diagram of a conventional capacitive sensor, which is to be adjusted by external setting of a potentiometer,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild eines anderen herkömmlichen kapazitiven Sensors, welcher durch externes Einstellen eines Potentiometers zu justieren ist, Fig. 3 is a schematic circuit diagram of another conventional capacitive sensor, a potentiometer which is adjusted by an external setting,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Nachführschaltung, Fig. 4 is a block diagram of a sensor of the invention with a tracking circuit,

Fig. 5a ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung eines kapazitiven Aufnehmers sowie der zugehörigen Referenzspannung, wobei die erfindungsgemäße Nachführung nicht aktiviert wird, FIG. 5a is an example of a time course of the output voltage of a capacitive transducer and the associated reference voltage, wherein the tracking of the present invention is not activated,

Fig. 5b den zeitlichen Verlauf eines Sensor-Schaltsignals, welches zu den Spannungsverläufen von Fig. 5a gehört, Fig. 5b shows the temporal course of a sensor-switching signal, which is one of the voltage waveforms of Fig. 5a,

Fig. 5c, d, e Beispiele für zeitliche Verläufe der Ausgangsspannung eines kapazitiven Aufnehmers sowie der zugehörigen Referenzspannungen, wobei jeweils die erfindungsgemäße Nachführung aktiviert wird, Fig. 5c, d, e examples of time curves of the output voltage of a capacitive transducer and the associated reference voltages, respectively, the tracking according to the invention is activated,

Fig. 6a, b, c mechanische Analogien zur erfindungsgemäßen Nachführung für verschiedene Betriebszustände, Fig. 6a, b, c mechanical analogies to the invention for tracking various operating states,

Fig. 7a, b Beispiele für den Vorgang der Selbstjustierung eines erfindungs­ gemäßen Sensors nach Einbau in eine Applikation, und Fig. 7a, b for examples of the process of self-alignment of a fiction, modern sensor after installation into an application, and

Fig. 8, 9, 10 Ausführungsformen erfindungsgemäßer Nachführschaltungen. Fig. 8, 9, 10 embodiments of the invention Nachführschaltungen.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird zunächst anhand von Fig. 1 als Ausgangsbasis ein herkömmlicher kapazitiver Aufnehmer mit hinreichend linearer Abhängigkeit seiner Ausgangsspannung Ua vom Abstand der aktiven Fläche des Sensors von einer geerdeten Metallplatte, auch "Target" genannt, betrachtet; der Sensor besitzt also eine annähernd lineare Abstands-Ausgangsspannungs-Kennlinie, wie in Fig. 1 anhand eines Beispiels dargestellt ist. Dieses lineare Verhalten ist u. a. sehr leicht mit einem gewöhnlichen, in der kapazitiven Sensorik mit Stand der Technik häufig verwendeten RC-Oszillator bei entsprechender Dimensionierung und angepaßter Gleichrichtung der Oszillator-Ausgangsspannung erreichbar.To further explain the invention, a conventional capacitive transducer with an adequately linear dependence of its output voltage Ua on the distance of the active surface of the sensor from a grounded metal plate, also called "target", is considered as the starting point with reference to FIG. 1; the sensor therefore has an approximately linear distance-output voltage characteristic, as shown in FIG. 1 using an example. This linear behavior can be achieved very easily, inter alia, with a conventional RC oscillator which is frequently used in the capacitive sensor technology with the prior art, with the appropriate dimensions and adapted rectification of the oscillator output voltage.

Bei einem herkömmlichen Sensor gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2, wird nun die über einen Ausgang 1A abgegebene Ausgangsspannung Ua des Aufnehmers 1 in einem Komparator 31 mit einer einstellbaren Referenzspannung Uref verglichen. Hierzu sind die Ausgangsspannung Ua über eine erste Leitung L1 an den Signaleingang 31A und die Referenzspannung Uref über eine siebte Leitung L7 an den Referenzeingang 31B des Komparators 31 gelegt. Die Referenzspannung Uref wird i. d. R. mit einem an eine Spannung Uo angelegtes Potentiometer 3 erzeugt und durch Abgreifen eingestellt, wodurch die Sensorempfindlichkeit verstellt, der Sensor also justiert werden kann, was in Fig. 2 anhand eines Beispiels dargestellt ist. In a conventional sensor according to the prior art; FIG. 2 is now the output via an output A 1 output voltage Vout of the pickup 1 is compared in a comparator 31 with an adjustable reference voltage Uref. For this purpose, the output voltage Ua is connected to the signal input 31 A via a first line L1 and the reference voltage Uref is connected to the reference input 31 B of the comparator 31 via a seventh line L7. The reference voltage Uref is generally generated with a potentiometer 3 applied to a voltage Uo and adjusted by tapping, whereby the sensor sensitivity is adjusted, ie the sensor can be adjusted, which is shown in FIG. 2 using an example.

In anderen herkömmlichen Sensoren wird nicht die Referenzspannung am Komparator eingestellt - diese bleibt vielmehr auf einem immer gleichen festen Wert - sondern die Sensorausgangsspannung Ua kann durch Veränderung des Verstärkungsfaktors des Oszillators oder anderer Parameter in dem Sensor eingestellt, d. h. justiert werden.In other conventional sensors, the reference voltage is not at Comparator set - rather, it always remains at the same fixed value - but the sensor output voltage Ua can by changing the Gain factor of the oscillator or other parameters in the sensor set, d. H. be adjusted.

Übersteigt in Fig. 2 die am Signaleingang 31A anliegende Sensorausgangs­ spannung Ua die vom Potentiometer 3 vorgegebene, am Referenzeingang 31B anliegende Referenzspannung Uref, so schaltet ("kippt") der Komparator 31 in den "positiven" Zustand, d. h. er erzeugt ein Schaltsignal und gibt dieses über eine sechste Leitung L6 ab, was dem Schaltzustand "Ein" entspricht. Andernfalls befindet sich der Komparator 31 im "negativen" Zustand, d. h. er gibt kein Schaltsignal ab, was dem Schaltzustand "Aus" entspricht. Mit Hilfe eines ersten und eines zweiten Widerstandes R1, R2 (Fig. 3) wird zudem i. d. R. eine kleine Hysterese erzeugt, damit der Komparator 31 immer eindeutig und stabil in einen der Zustände "positiv" oder "negativ" kippt. Da diese Hysterese üblicherweise sehr klein gewählt wird, wird sie in den folgenden Betrachtungen vernachlässigt, wobei hierzu die Bedingung gilt:
R2 <<< R1.
Exceeds in Fig. 2, at the signal input 31 of A adjacent sensor output voltage UA, the predetermined from the potentiometer 3, present at the reference input 31 B reference voltage Uref, so on ( "tips") of the comparator 31 in the "positive" state, it means generates a switching signal and outputs this via a sixth line L6, which corresponds to the switching state "on". Otherwise, the comparator 31 is in the "negative" state, ie it does not emit a switching signal, which corresponds to the switching state "Off". With the aid of a first and a second resistor R1, R2 ( FIG. 3), a small hysteresis is generally also generated, so that the comparator 31 always tilts clearly and stably into one of the “positive” or “negative” states. Since this hysteresis is usually chosen to be very small, it is neglected in the following considerations, whereby the following condition applies:
R2 <<< R1.

Erfindungsgemäß erfolgt demgegenüber die Einstellung der Referenzspannung Uref selbsttätig. Ein erfindungsgemäßer selbstjustierender Sensor umfaßt eine vollautomatisch arbeitende Nachführschaltung, durch welche eine den Sensor korrekt justierende Referenzspannung Uref elektronisch aus der Ausgangsspannung Ua abgeleitet wird. Das Potentiometer 3 ist nicht mehr erforderlich. Fig. 4 zeigt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Blockschaltbild eines Sensors mit einer Nachführschaltung 10, welche unten unter Bezug auf die Fig. 8 und 9 anhand von Ausführungsbeispielen 10A, 10B derselben noch näher erläutert wird. Die Ausgangsspannung Ua wird von der Leitung L1 abgegriffen und der Nachführschaltung 10 zugeführt. Die Nachführschaltung 10 fungiert als Spannungsquelle, welche die Referenzspannung Uref erzeugt und an den Referenzeingang 31B abgibt. In contrast, according to the invention, the reference voltage Uref is set automatically. A self-adjusting sensor according to the invention comprises a fully automatic tracking circuit, through which a reference voltage Uref correctly adjusting the sensor is electronically derived from the output voltage Ua. The potentiometer 3 is no longer required. Fig. 4 shows an embodiment of the invention according to a block diagram of a sensor with a tracking circuit 10, which below with reference to FIGS. 8 and 9 by means of embodiments 10 A, 10 B thereof will be explained in more detail. The output voltage Ua is tapped from line L1 and fed to the tracking circuit 10 . The tracking circuit 10 functions as voltage source generating the reference voltage Uref and outputs 31 B to the reference input.

Im folgenden wird unter Bezug auf die Fig. 5, 6 und 7 die Wirkungsweise einer bevorzugten Variante einer erfindungsgemäßen Nachführung der Referenz­ spannung Uref weiter erläutert.The mode of operation of a preferred variant of a tracking of the reference voltage Uref according to the invention is further explained below with reference to FIGS. 5, 6 and 7.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nun auf Fig. 5a Bezug genommen. Die obere Grenzspannung UGo ist gegeben durch die Referenzspannung Uref plus einem ersten Spannungsabstand dU1, welcher im folgenden auch "oberes Arbeitsfenster" genannt wird. Die untere Grenzspannung UGu ist gegeben durch die Referenzspannung Uref minus einem zweiten Spannungsabstand dU2, welcher im folgenden auch "unteres Arbeitsfenster" genannt wird. Es werden somit ein "oberes Arbeitsfenster" und ein "unteres Arbeitsfenster" generiert. Die Breite dieser "Arbeitsfenster" ist durch den ersten bzw. zweiten Spannungsabstand dU1, dU2 gegeben.To further explain the invention, reference is now made to FIG. 5a. The upper limit voltage UGo is given by the reference voltage Uref plus a first voltage distance dU1, which is also referred to below as the "upper work window". The lower limit voltage UGu is given by the reference voltage Uref minus a second voltage gap dU2, which is also referred to below as the "lower working window". An "upper work window" and a "lower work window" are thus generated. The width of these “work windows” is given by the first and second voltage spacing dU1, dU2.

Jedes dieser beiden Arbeitsfenster ist somit durch zwei unterschiedliche Spannungen definiert, nämlich durch Uref und UGo bzw. durch Uref und UGu. Die Referenzspannung Uref ist dabei immer höher als UGu und kleiner als UGo. In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind der Betrag von dU1 und der Betrag dU2 jeweils konstant.Each of these two working windows is therefore due to two different voltages defined, namely by Uref and UGo or by Uref and UGu. The Reference voltage Uref is always higher than UGu and less than UGo. In a preferred variants of the invention are the amount of dU1 and the amount dU2 always constant.

In Fig. 5a ist ferner ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Sensor- Ausgangsspannung Ua gezeigt. Diese übersteigt in dem in Fig. 5a gezeigten Beispiel nach einer bestimmten Zeit (Zeitpunkt t1) die Referenzspannung Uref (Sensor "betätigt") mit der Folge, daß der Komparator 31 (Fig. 4) in den "positiven" Schaltzustand übergeht und ein Schaltsignal S abgibt (Fig. 5b). Nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne (Zeitpunkt t2) fällt in dem in Fig. 5a gezeigten die Sensor- Ausgangsspannung Ua wieder unter die Referenzspannung Uref (Sensor "unbetätigt") mit der Folge, daß der Komparator 31 (Fig. 4) in den "negativen" Schaltzustand übergeht und kein Schaltsignal mehr abgibt (Fig. 5b).In Fig. 5a an example of a time characteristic of the sensor output voltage Vout is also shown. In the example shown in FIG. 5a, this exceeds the reference voltage Uref (sensor "actuated") after a certain time (time t1) with the result that the comparator 31 ( FIG. 4) changes to the "positive" switching state and a switching signal S gives ( Fig. 5b). After a further period of time (time t2) in the sensor output voltage Ua shown in FIG. 5a again falls below the reference voltage Uref (sensor "not actuated") with the result that the comparator 31 ( FIG. 4) changes to the "negative""Switching state changes and no more switching signal is emitted ( Fig. 5b).

In Fig. 5a ist die Bedingung, daß die Ausgangsspannung Ua sowohl kleiner als die obere Grenzspannung UGo als auch größer als die untere Grenzspannung UGu ist, erfüllt. Erfindungsgemäß wird daher die Referenzspannung Uref in Fig. 5a konstant gehalten, Damit bleiben auch die obere und die untere Grenzspannung UGo, UGu konstant, so daß die Lage der beiden Arbeitsfenster in Fig. 5a unverändert bleibt.In Fig. 5a the condition that the output voltage Vout is both less than the upper limit voltage Ugo as well as greater than the lower limit voltage UGU satisfied. According to the invention, the reference voltage Uref is therefore kept constant in FIG. 5a . The upper and lower limit voltages UGo, UGu thus also remain constant, so that the position of the two working windows in FIG. 5a remains unchanged.

Fig. 5c ein weiteres Beispiel für zeitliche Verläufe der Ausgangsspannung Ua, der Referenzspannung Uref sowie der beiden Grenzspannungen UGo, UGu. Die Aus­ gangsspannung beträgt bis zu einem Zeitpunkt t3 Null Volt und steigt dann auf einen bestimmten Plateauwert Uao, welcher zu einem Zeitpunkt t5 erreicht wird. Dieser Zeitverlauf kann z. B. einem zum Zeitpunkt t = 0 stattfindenden Einschaltvorgang eines Füllstandssensors entsprechen, wobei die Ausgangsspannung Ua ab dem Zeitpunkt t3 anzusteigen beginnt, z. B. weil der vom Sensor zu überwachende Füllstand eines Behälters so weit angewachsen ist, daß er die Ausgangsspannung Ua merklich zu beeinflussen beginnt. Fig. 5c is another example of time characteristics of the output voltage Vout, the reference voltage Uref and the two limit voltages Ugo, UGU. The output voltage is zero volts up to a time t3 and then rises to a certain plateau value Uao, which is reached at a time t5. This time course can e.g. B. correspond to a switching-on process of a level sensor taking place at the time t = 0, the output voltage Ua starting to rise from the time t3, for. B. because the level of a container to be monitored by the sensor has grown so much that it begins to noticeably influence the output voltage Ua.

Entsprechend weist auch die Referenzspannung Uref anfangs den Wert Null Volt auf. Die obere bzw. die untere Grenzspannung UGo bzw. UGu sind erfindungs­ gemäß gegeben durch die Summe aus der Referenzspannung Uref plus dem ersten Spannungsabstand dU1 bzw. durch die Differenz der Referenzspannung Uref minus einem zweiten Spannungsabstand (dU2), was bedeutet, daß die Referenzspannung Uref, die obere Grenzspannung UGo und die untere Grenzspannung UGu stets zueinander parallelverschoben verlaufen. Die obere bzw. die untere Grenzspannung UGo bzw. UGu verlaufen daher zunächst jeweils horizontal in einem Abstand dU1 bzw. dU2 oberhalb bzw. unterhalb der Null-Volt-Linie von Fig. 5c.Correspondingly, the reference voltage Uref also initially has the value zero volts. The upper and the lower limit voltage UGo and UGu are according to the invention given by the sum of the reference voltage Uref plus the first voltage distance dU1 or by the difference of the reference voltage Uref minus a second voltage distance (dU2), which means that the reference voltage Uref , the upper limit voltage UGo and the lower limit voltage UGu always run parallel to each other. The upper and lower limit voltages UGo and UGu therefore initially run horizontally at a distance dU1 and dU2 above and below the zero volt line in FIG. 5c.

Die Referenzspannung ändert sich bis zum Zeitpunkt t4 erfindungsgemäß nicht, da die Bedingung erfüllt ist, daß die Ausgangsspannung Ua sowohl kleiner oder gleich der oberen Grenzspannung UGo als auch größer oder gleich der unteren Grenzspannung UGu ist. Zum Zeitpunkt t4 jedoch überschreitet die Ausgangs­ spannung Ua die obere Grenzspannung UGo. Erfindungsgemäß wird nun die Referenzspannung Uref angehoben. jeweils hierzu parallelverschoben steigen auch die obere und die untere Grenzspannung UGo, UGu an. Die Lage der oben definierten "Arbeitsfenster" wandert dem entsprechend ab dem Zeitpunkt t4 in Fig. 5c nach oben, d. h. die Referenzspannung Uref sowie die "Arbeitsfenster" werden ab dem Zeitpunkt t4 der Ausgangsspannung Ua nachgeführt. According to the invention, the reference voltage does not change until time t4, since the condition is fulfilled that the output voltage Ua is both less than or equal to the upper limit voltage UGo and greater than or equal to the lower limit voltage UGu. At time t4, however, the output voltage Ua exceeds the upper limit voltage UGo. According to the invention, the reference voltage Uref is now raised. the upper and lower limit voltages UGo, UGu also rise in parallel. The position of the “work window” defined above accordingly moves upwards from time t4 in FIG. 5c, ie the reference voltage Uref and the “work window” are tracked from the output voltage Ua from time t4.

Zum Zeitpunkt t5 erreicht die Ausgangsspannung Ua in dem Beispiel von Fig. 5c den Plateauwert Uao und wächst nicht weiter an, beispielsweise weil der maximale Füllstand des zu überwachenden Behälters erreicht ist, jedoch ist die Ausgangsspannung Ua weiterhin größer als die obere Grenzspannung UGo, weshalb die Referenzspannung Uref und damit auch die beiden Grenzspannungen UGo, UGu erfindungsgemäß weiterhin anwachsen.At time t5, the output voltage Ua in the example of FIG. 5c reaches the plateau value Uao and does not continue to increase, for example because the maximum fill level of the container to be monitored has been reached, but the output voltage Ua is still greater than the upper limit voltage UGo, which is why Reference voltage Uref and thus also the two limit voltages UGo, UGu continue to increase according to the invention.

Zum Zeitpunkt t6 hat die obere Grenzspannung UGo ebenfalls den Plateauwert Uao erreicht, d. h., die Bedingung, daß die Ausgangsspannung Ua sowohl kleiner oder gleich der oberen Grenzspannung UGo als auch größer oder gleich der unteren Grenzspannung UGu ist, ist erfüllt. Erfindungsgemäß bleiben nun die Referenzspannung Uref und mit ihr auch die obere und die untere Grenzspannung UGo, UGu konstant. Die Referenzspannung Uref und damit der Sensor haben sich erfindungsgemäß selbsttätig justiert. Die obere Grenzspannung UGo fällt nun mit der Ausgangsspannung Ua zusammen; in Fig. 5c sind diese beiden Spannungen lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit geringfügig gegeneinander versetzt eingezeichnet.At time t6, the upper limit voltage UGo has also reached the plateau value Uao, ie the condition that the output voltage Ua is both less than or equal to the upper limit voltage UGo and greater than or equal to the lower limit voltage UGu is fulfilled. According to the invention, the reference voltage Uref and with it also the upper and lower limit voltages UGo, UGu remain constant. The reference voltage Uref and thus the sensor have adjusted themselves according to the invention. The upper limit voltage UGo now coincides with the output voltage Ua; In Fig. 5c, these two voltages are shown slightly offset from one another only for reasons of clarity.

Gemäß der unter Bezug auf Fig. 5c erläuterten Variante der Erfindung wächst die Referenzspannung im Zeitintervall t4 bis t6 langsamer an als die Ausgangsspannung Ua im Zeitintervall t3 bis t5. Ein solches Verhalten der Referenzspannung Uref kann aus verschiedenen Gründen vorteilhaft sein, z. B. dann, wenn die Ausgangsspannung Ua durch von außen eingestreute schnelle Störpulse ("Spikes") überlagert ist.According to the variant of the invention explained with reference to FIG. 5c, the reference voltage increases more slowly in the time interval t4 to t6 than the output voltage Ua in the time interval t3 to t5. Such behavior of the reference voltage Uref can be advantageous for various reasons, e.g. B. when the output voltage Ua is superimposed by external interference pulses ("spikes").

Eine weitere Variante der Erfindung wird nun anhand von Fig. 5d erläutert, in welcher die Ausgangsspannung denselben Verlauf zeigt wie in Fig. 5c. Jedoch wachsen die Referenzspannung Uref und damit auch die Grenzspannungen UGo, UGu in Fig. 5d im Zeitintervall t4 bis t6 ebenso schnell an wie die Ausgangsspannung Ua im Zeitintervall t3 bis t5. Die Zeitpunkte t5 (Erreichen der Plateauspannung Uao durch Ua) und t6 (Erreichen der Plateauspannung Uao durch UGo) fallen daher in Fig. 5d zusammen. Ein solches Verhalten der Referenzspannung Uref kann z. B. dann vorteilhaft sein, wenn die Selbstjustierung des Sensors sehr schnell erfolgen oder mittels geringstmöglichem Hardware- Aufwand unter Verzicht auf eigene Verzögerungsglieder realisiert werden sollA further variant of the invention will now be explained with reference to FIG. 5d, in which the output voltage shows the same course as in FIG. 5c. However, the reference voltage Uref and thus also the limit voltages UGo, UGu in FIG. 5d increase just as quickly in the time interval t4 to t6 as the output voltage Ua in the time interval t3 to t5. The times t5 (reaching the plateau voltage Uao by Ua) and t6 (reaching the plateau voltage Uao by UGo) therefore coincide in FIG. 5d. Such behavior of the reference voltage Uref can e.g. B. can be advantageous if the self-adjustment of the sensor is done very quickly or is to be realized by means of the lowest possible hardware outlay, without own delay elements

Die Referenzspannung Uref wurde somit der Ausgangsspannung Ua in Analogie zum Schleppzeigerprinzip nachgeführt, d. h. die Ausgangsspannung Ua hat die Referenzspannung Uref in einem bestimmten Spannungsabstand, nämlich dU1, "hinter sich hergezogen". Die "Arbeitsfenster" wurden dabei "mitgezogen". Hierbei wird beim "Mitziehen' ein bestimmter, vorgebbarer Abstand dU1 zwischen Ua und Uref eingehalten.The reference voltage Uref thus became analogous to the output voltage Ua tracked to the drag pointer principle, d. H. the output voltage Ua has the Reference voltage Uref at a certain voltage distance, namely dU1, "pulled behind". The "work windows" were "dragged along". in this connection when "dragging" a certain, predeterminable distance dU1 between Ua and Uref complied with.

Uref wird mit dem Abstand dU1 durch Ua nachgeführt, so daß gilt Ua = Uref+dU1 bzw. Uref = Ua-dU1. Ua ist ab dem Zeitpunkt t4 (Fig. 5d) um dU1 größer als die Referenzspannung Uref. Der Komparator 31 (Fig. 4) erzeugt ein Schaltsignal (High- Signal), weil Ua größer ist als Uref, d. h. der Sensor ist ab dem Zeitpunkt t4 (Fig. 5d) betätigt.Uref is tracked by the distance dU1 through Ua, so that Ua = Uref + dU1 or Uref = Ua-dU1. From time t4 ( FIG. 5d), ua is larger by dU1 than the reference voltage Uref. The comparator 31 ( FIG. 4) generates a switching signal (high signal) because Ua is greater than Uref, ie the sensor is actuated from time t4 ( FIG. 5d).

Die Ausgangsspannung Ua sinke nun z. B. aufgrund eines fallenden Füllstandes nach dem Zeitpunkt t6 (Fig. 5c, 5d) ab einem Zeitpunkt t7 wieder ab (Fig. 5e). Die Referenzspannung Uref und damit auch die beiden Grenzspannungen UGo, UGu bleiben jedoch erfindungsgemäß konstant, solange Ua nicht unter UGu absinkt; d. h. die beiden "Arbeitsfenster" behalten ihre Lage bei. Die Referenzspannung Uref, d. h. der Arbeitspunkt des Sensors, ist somit "fixiert", d. h. die erfindungsgemäß automatisch herbeigeführte Justierung des Sensors bleibt unverändert erhalten, solange Ua nicht unter UGu absinkt (oder über UGo hinaus ansteigt).The output voltage Ua now decrease z. B. due to a falling fill level after the time t6 ( Fig. 5c, 5d) from a time t7 again ( Fig. 5e). According to the invention, however, the reference voltage Uref and thus also the two limit voltages UGo, UGu remain constant as long as Ua does not drop below UGu; ie the two "work windows" keep their position. The reference voltage Uref, ie the working point of the sensor, is thus "fixed", ie the adjustment of the sensor which is automatically brought about according to the invention remains unchanged as long as Ua does not drop below UGu (or rise above UGo).

Sinkt Ua nun unter den "fixierten' Wert von Uref (Zeitpunkt t8 in Fig. 5e), so gibt der Komparator 31 (Fig. 4) kein Schaltsignal mehr bzw. ein Low-Signal ab, d. h. der Sensor schaltet aus, was anzeigt, daß ein bestimmter Füllstand unterschritten ist. Der beliebig vorgebbare erste Spannungsabstand dU1 ist also im vorliegenden Beispiel ein Maß für die Empfindlichkeit, mit welcher der Sensor auf einen abfallenden Füllstand anspricht. If Ua now drops below the "fixed" value of Uref (time t8 in FIG. 5e), the comparator 31 ( FIG. 4) no longer emits a switching signal or a low signal, ie the sensor switches off, which indicates The first voltage spacing dU1, which can be predetermined as desired, is in this example a measure of the sensitivity with which the sensor responds to a falling fill level.

Nun sinke die Ausgangsspannung Ua noch weiter ab und unterschreite zu einem Zeitpunkt t9 die untere Grenzspannung UGu (Fig. 5e). Erfindungsgemäß wird nun die Referenzspannung Uref abgesenkt, wobei sich Fig. 5e auf eine solche Variante der Erfindung bezieht, bei welcher die Referenzspannung Uref ab dem Zeitpunkt t9 mit der selben Geschwindigkeit fällt wie die Ausgangsspannung Ua. Jeweils zu Uref parallelverschoben fallen auch die obere und die untere Grenzspannung UGo, UGu ab. Die Lage der oben definierten "Arbeitsfenster" wandert dem entsprechend ab dem Zeitpunkt t9 in Fig. 5e nach unten, d. h. die Referenzspannung Uref sowie die "Arbeitsfenster" werden ab dem Zeitpunkt t9 der Ausgangsspannung Ua nachgeführt, bis Ua nicht mehr weiter abfällt (Zeitpunkt t10 in Fig. 5e). Erfindungsgemäß bleiben nun die Referenzspannung Uref und mit ihr auch die obere und die untere Grenzspannung UGo, UGu konstant. Die Referenzspannung Uref und damit der Sensor haben sich erfindungsgemäß selbsttätig justiert. Die untere Grenzspannung UGu fällt nun mit der Ausgangsspannung Ua zusammen; in Fig. 5e sind diese beiden Spannungen lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit geringfügig gegeneinander versetzt eingezeichnet.Now the output voltage Ua drops even further and falls below the lower limit voltage UGu at a time t9 ( FIG. 5e). According to the invention, the reference voltage Uref is now reduced, FIG. 5e relating to such a variant of the invention in which the reference voltage Uref falls at the same speed as the output voltage Ua from time t9. The upper and lower limit voltages UGo, UGu also drop parallel to Uref. The position of the “work window” defined above accordingly moves downward from time t9 in FIG. 5e, ie the reference voltage Uref and the “work window” are tracked from the output voltage Ua from time t9 until Ua no longer drops (time t10 in Fig. 5e). According to the invention, the reference voltage Uref and with it also the upper and lower limit voltages UGo, UGu remain constant. The reference voltage Uref and thus the sensor have adjusted themselves according to the invention. The lower limit voltage UGu now coincides with the output voltage Ua; in Fig. 5e these two voltages are shown slightly offset from each other only for reasons of clarity.

Steigt nun umgekehrt Ua wieder an, z. B. weil der Füllstand wieder ansteigt, bleiben die Referenzspannung Uref und die Lage der "Arbeitsfenster" "fixiert" und ändern sich erst dann wieder, wenn Ua die obere Grenzspannung UGo übersteigt. Dann werden die Referenzspannung und die "Arbeitsfenster" wieder nach oben "mitgezogen", d. h. der Ausgangsspannung Ua nachgeführt. Vorher überschreitet Ua jedoch die noch "fixierte" Referenzspannung Uref, und der Sensor schaltet wieder ein. Der beliebig vorgebbare zweite Spannungsabstand dU2 ist also im vorliegenden Beispiel ein Maß für die Empfindlichkeit, mit welcher der Sensor auf einen ansteigenden Füllstand anspricht.Conversely, Ua increases again, e.g. B. because the level rises again, remain the reference voltage Uref and the position of the "work window" "fixed" and change only reappears when Ua exceeds the upper limit voltage UGo. Then the reference voltage and the "working window" will go up again "pulled along", i.e. H. tracked the output voltage Ua. Before that, Ua however, the "fixed" reference voltage Uref, and the sensor switches again on. The arbitrarily definable second voltage spacing dU2 is therefore in the present Example a measure of the sensitivity with which the sensor is sensitive to one increasing level.

Selbstverständlich ist in völliger Analogie zu Fig. 5c auch bei der unter Bezug auf Fig. 5e erläuterten Nachführung der Referenzspannung nach unten eine Variante möglich, bei welcher die Referenzspannung langsamer abfällt als die Ausgangsspannung. Ferner braucht die Ausgangsspannung Ua selbstverständlich nicht, wie in Fig. 5a, c, d und e gezeigt, abschnittsweise linear zu verlaufen; der Verlauf kann vielmehr auch gekrümmt sein. Gemäß einer Variante der Erfindung sind ferner die Anstiegs- bzw. Sinkgeschwindigkeit der Referenzspannung Uref nicht, wie in Fig. 5a, c, d und e gezeigt, konstant, sondern zeitlich variabel, z. B. betragsmäßig progressiv mit der Zeit wachsend. Selbstverständlich brauchen ferner die Zeitabhängigkeiten der Anstiegs- und der Sinkgeschwindigkeit der Referenzspannung Uref nicht entgegengesetzt gleich zu sein.Of course, in a complete analogy to FIG. 5c, a variation in which the reference voltage drops more slowly than the output voltage is also possible when tracking the reference voltage downward with reference to FIG. 5e. Furthermore, as shown in FIGS. 5a, c, d and e, the output voltage Ua need of course not be linear in sections; the course can also be curved. According to a variant of the invention, the rate of rise or fall of the reference voltage Uref is not constant, as shown in FIGS. 5a, c, d and e, but variable over time, e.g. B. The amount increases progressively with time. Of course, the time dependencies of the rise and fall speed of the reference voltage Uref need not be the same in opposite directions.

Gemäß weiterer Varianten der Erfindung wird mit der Nachführung der Referenzspannung Uref nicht sofort begonnen, sobald die Ausgangsspannung Ua die obere Grenzspannung UGo überschreitet bzw., die untere Grenzspannung UGu unterschreitet. Vielmehr beginnt die Nachführung der Referenzspannung Uref nach oben gemäß einer dieser Varianten erst dann, wenn die Ausgangsspannung Ua für eine bestimmte erste vorgebbare Ansprechzeitdauer T1 größer geblieben ist als die obere Grenzspannung UGo. Gemäß einer anderen dieser Varianten beginnt die Nachführung der Referenzspannung Uref nach unten erst dann, wenn die Aus­ gangsspannung Ua für eine bestimmte zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer T2 kleiner geblieben ist als die untere Grenzspannung UGu. Diese Varianten, die selbstverständlich auch miteinander kombiniert sein können, können z. B. dann vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Selbstjustierung des Sensors nicht durch kurze, z. B. erschütterungsbedingte Störungen der Ausgangsspannung Ua ausgelöst werden soll.According to further variants of the invention, the Reference voltage Uref does not start immediately as soon as the output voltage Ua the upper limit voltage UGo exceeds or, the lower limit voltage UGu below. Rather, the tracking of the reference voltage Uref begins above according to one of these variants only when the output voltage Ua for a certain first predefinable response time period T1 has remained longer than that upper limit voltage UGo. According to another of these variants, the Tracking of the reference voltage Uref down only when the off output voltage Ua for a specific second predefinable response time period T2 has remained smaller than the lower limit voltage UGu. These variants that can of course also be combined with each other, z. B. then be advantageous if the self-adjustment of the sensor according to the invention is not by short, e.g. B. vibration-related disturbances of the output voltage Ua should be triggered.

Man kann den anhand von Fig. 5d, 5e erläuterten Nachführvorgang mit einem mechanischen Schleppzeigerprinzip vergleichen, welches nun anhand der Fig. 6a, 6b und 6c näher erläutert wird. An einem Hauptzeiger 22 ist quer zu diesem starr eine Mitnehmerkralle 23 so befestigt, daß der Hauptzeiger 22 und die Mitnehmerkralle 23 ein asymmetrisches Kreuz 22, 23 bilden, wobei die Mitnehmerkralle 23 den Querbalken des Kreuzes 22, 23 bildet und nach der einen Seite um eine Strecke X1, nach der anderen Seite um eine Strecke X2 über den Hauptzeiger 22 übersteht. Der Hauptzeiger 22 ist ähnlich wie Uhrzeiger um ein Drehzentrum 24 schwenkbar gelagert und besitzt einen (nicht gezeigten) Antrieb, welcher den Hauptzeiger 22 in- und entgegen dem Uhrzeigersinn um das Drehzentrum 24 zu schwenken imstande ist. Aufgrund der starren Verbindung mit dem Hauptzeiger 22 folgt die Mitnehmerkralle 23 allen Schwenkbewegungen des Hauptzeigers 22 um das Drehzentrum 24.Can be compared to the reference to FIG. 5d, 5e described tracking procedure with a mechanical pointer principle, which will now be explained in more detail with reference to Figs. 6a, 6b and 6c. On a main pointer 22 a driver claw 23 is rigidly attached transversely to this so that the main pointer 22 and the driver claw 23 form an asymmetrical cross 22 , 23 , the driver claw 23 forming the crossbar of the cross 22 , 23 and on one side by one Route X1, on the other side, overcomes a route X2 via the main pointer 22 . The main pointer 22 is pivotally mounted, like clock hands, about a center of rotation 24 and has a drive (not shown) which is able to pivot the main pointer 22 clockwise and counterclockwise about the center of rotation 24 . Due to the rigid connection to the main pointer 22 , the driving claw 23 follows all pivoting movements of the main pointer 22 around the center of rotation 24 .

Um das Drehzentrum 24 ist ferner ebenfalls ähnlich wie ein Uhrzeiger ein Schleppzeiger 21 schwenkbar angeordnet, wobei die Mitnehmerkralle 23 den Schleppzeiger 21 überkreuzt, ohne mit ihm mechanisch verbunden zu sein. Der Schleppzeiger 21 verfügt nicht über einen eigenen Antrieb.A trailing pointer 21 is also pivotably arranged around the center of rotation 24 in a manner similar to a clock hand, the driver claw 23 crossing the trailing pointer 21 without being mechanically connected to it. The slave pointer 21 does not have its own drive.

Die Mitnehmerkralle 23 besitzt an ihren beiden Enden Anschläge 23A, 23B für den Schleppzeiger 21, welche die Größe der Relativverschiebung zwischen Mitnehmer­ kralle 23 und Schleppzeiger 21 und damit auch den maximalen Winkelabstand zwischen Hauptzeiger 22 und Schleppzeiger 21 jeweils auf einen bestimmten Spielraum begrenzen; bei einer Bewegung der Mitnehmerkralle 23 über diesen Spielraum hinaus wird der Schleppzeiger 21 über einen der Anschläge 23A, 23B von der Mitnehmerkralle 23 mitgezogen und dadurch den Schwenkbewegungen des Hauptzeigers 22 um das Drehzentrum 24 mit einem bestimmten Abstand nachgeführt. Falls die Strecken X1, X2, wie im vorliegenden Beispiel der Fig. 6a-6c, nicht gleich groß sind, sondern das Kreuz 22, 23 bezüglich des Hauptzeigers 22 asymmetrisch ist, ist der maximale Winkelabstand zwischen Hauptzeiger 22 und Schleppzeiger 21 bei Bewegungen im Uhrzeigersinn von demjenigen bei Bewegungen gegen den Uhrzeigersinn verschieden.The driver claw 23 has at both ends stops 23 A, 23 B for the pointer 21 , which limit the size of the relative displacement between the driver claw 23 and the pointer 21 and thus also the maximum angular distance between the main pointer 22 and the pointer 21 to a certain range; when the driver claw 23 moves beyond this clearance, the drag pointer 21 is pulled along by the driver claw 23 via one of the stops 23 A, 23 B, and thereby tracks the pivoting movements of the main pointer 22 about the center of rotation 24 at a certain distance. If the distances X1, X2, as in the present example of Figs. 6a-6c are not equal, but the cross 22, 23 of the main pointer is asymmetrical with respect to 22, the maximum angular distance between the main pointer 22 and drag link 21 in clockwise movements different from that when moving counterclockwise.

Der maximale Winkelabstand, um welchen der Hauptzeiger 22 gegenüber dem Schleppzeiger 21 in bzw. gegen den Uhrzeigersinn auslenkbar ist, ist durch die Länge der Strecken X1 bzw. X2 sowie durch die Entfernung des Kreuzungspunkten zwischen Mitnehmerkralle 23 und Hauptzeiger 22 vom Drehzentrum 24 vorgegeben.The maximum angular distance by which the main pointer 22 can be deflected in the clockwise or counterclockwise direction with respect to the drag pointer 21 is predetermined by the length of the distances X1 or X2 and by the distance of the crossing point between the driving claw 23 and the main pointer 22 from the center of rotation 24 .

Der Schleppzeiger 21 befinde sich zunächst in einer bestimmten Ruheposition. Wird nun der Hauptzeiger 22 durch seinen Antrieb z. B. im Uhrzeigersinn immer weiter gegenüber dem Schleppzeiger 21 ausgelenkt, so schlägt die Mitnehmerkralle 23 zunächst mit ihrem Anschlag 23A am Schleppzeiger 21 an. Wird nun der Hauptzeiger 22 durch seinen Antrieb z. B. noch weiter im Uhrzeigersinn gegenüber dem Schleppzeiger 21 ausgelenkt, so wird letzterer vom Hauptzeiger 22 über die Mitnehmerkralle 23 im Uhrzeigersinn in eine neue Ruheposition mitgezogen, d. h. nachgeführt (Fig. 6a). Der Hauptzeiger 22 verfügt nun gegenüber dem Schleppzeiger 21 über einen neuen asymmetrischen Spielraum, der nach beiden Seiten ebenso groß ist wie der bisherige Spielraum, jedoch gegenüber diesem im Uhrzeigersinn verschoben ist.The drag pointer 21 is initially in a certain rest position. Now the main pointer 22 by its drive z. B. in a clockwise direction with respect to the slave pointer 21 , the driver claw 23 strikes first with its stop 23 A on the slave pointer 21 . Now the main pointer 22 by its drive z. B. deflected even further clockwise relative to the slave pointer 21 , the latter is pulled clockwise by the main pointer 22 via the driver claw 23 into a new rest position, ie, is tracked ( FIG. 6a). The main pointer 22 now has a new asymmetrical margin with respect to the slave pointer 21 , which is as large on both sides as the previous margin, but is shifted clockwise with respect to this.

Nun werde der Hauptzeiger 22 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt (Fig. 6b). Wieder wird der Schleppzeiger 21 der Bewegung des Hauptzeigers 22 durch die Mitnehmerkralle 23 nachgeführt, sobald der Hauptzeiger 22 seinen Spielraum - diesmal entgegen dem Uhrzeigersinn - verläßt; der Schleppzeiger 21 wird dann wiederum in eine neue Ruheposition nachgeführt, usw. (Fig. 6c). Der Schleppzeiger 21 tritt immer erst dann in Aktion, wenn der Hauptzeiger 22 seinen Spielraum verläßt.Now the main pointer 22 is pivoted counterclockwise ( Fig. 6b). Again, the slave pointer 21 of the movement of the main pointer 22 is tracked by the Mitnehmerkralle 23 as soon as the main pointer 22 its margin - this time in the counterclockwise direction - leaves; the slave pointer 21 is then again adjusted to a new rest position, etc. ( FIG. 6c). The drag pointer 21 only comes into action when the main pointer 22 leaves its scope.

Dieses mechanische Beispiel ist in der Erfindung konsequent in die Sensortechnik übertragen. Die Position des Hauptzeigers 22 entspricht der Ausgangsspannung Ua, diejenige des Schleppzeigers 21 der Referenzspannung Uref. Der Spielraum des Hauptzeigers 22 gegenüber dem Schleppzeiger nach beiden Seiten entspricht der Größe des ersten bzw. zweiten Spannungsabstandes dU1, dU2 bzw. der Breite der "Arbeitsfenster". Die Nachführung des Schleppzeigers 21 durch den Hauptzeiger 22 entspricht somit derjenigen der Referenzspannung Uref durch die Ausgangsspannung Ua; die Nachführung wird in beiden Fällen erst dann aktiv, wenn ein vorgegebener Spielraum zwischen nachführender und nachgeführter Größe ausgeschöpft ist. Der Schaltpunkt des Sensors ist erreicht, wenn Ua = Uref ist, was in der mechanischen Analogie von Fig. 6 der (nicht gezeigten) Situation entspricht, daß sich Haupt- und Schleppzeiger gerade decken.This mechanical example is consistently transferred to sensor technology in the invention. The position of the main pointer 22 corresponds to the output voltage Ua, that of the drag pointer 21 to the reference voltage Uref. The margin of the main pointer 22 with respect to the drag pointer on both sides corresponds to the size of the first or second voltage spacing dU1, dU2 or the width of the "working window". The tracking of the trailing pointer 21 by the main pointer 22 thus corresponds to that of the reference voltage Uref by the output voltage Ua; In both cases, the tracking becomes active only when a predetermined scope between the tracking and tracking size has been exhausted. The switching point of the sensor is reached when Ua = Uref, which corresponds to the situation (not shown) in the mechanical analogy of FIG. 6, that the main and trailing pointers are overlapping.

Unter der Konvention, daß eine Bewegung der Zeiger 21 bzw. 22 im Uhrzeigersinn einer Zunahme der Spannung Uref bzw. Ua und einer entgegengesetzte Bewegung der Zeiger 21 bzw. 22 einer Abnahme dieser Spannungen entspricht, entspricht die in Fig. 6a dargestellte Situation daher einem betätigten Sensor (Ua < Uref) und einer Verschiebung (Nachführung) der Referenzspannung Uref und der Arbeitsfenster nach oben. Die Situation von Fig. 6b entspricht einem unbetätigten Sensor (Ua < Uref) und einer "fixierten" Lage der Referenzspannung Uref und Arbeitsfenster. Die Situ­ ation von Fig. 6c entspricht einem unbetätigten Sensor (Ua < Uref) und einer Verschie­ bung (Nachführung) der Referenzspannung Uref und der Arbeitsfenster nach unten.Under the convention that a movement of the hands 21 and 22 in a clockwise direction of an increase in the voltage Uref and Ua and an opposite movement of the pointer corresponds to 21 and 22, a decrease of these voltages, the situation shown in Fig. 6 therefore corresponds to an actuated Sensor (Ua <Uref) and a shift (tracking) of the reference voltage Uref and the working window upwards. The situation in FIG. 6b corresponds to an unactuated sensor (Ua <Uref) and a "fixed" position of the reference voltage Uref and working window. The situation of Fig. 6c corresponds to an unactuated sensor (Ua <Uref) and a shift (tracking) of the reference voltage Uref and the work window down.

In den häufigsten Fällen in der Praxis der Sensortechnik werden die "Arbeitsfenster" nur bei der Montage oder Demontage des Sensors in die bzw. aus der Applikation verschoben. In der Applikation selbst variiert die Ausgangsspannung Ua dann meist nur innerhalb der Fensterbreiten dU1, dU2 um den die Referenzspannung Uref (= "Arbeitspunkt"). Dies liegt meist daran, dass die Behälterwand bei einer Füllstandsapplikation einen so hohen Beitrag zur Gesamtkapazität liefert, daß auch ohne Medium die Ausgangsspannung Ua kaum jemals auf 0 Volt absinkt, sondern nur auf einen kleineren Wert als derjenige, der sich bei Vollbedeckung durch das Medium einstellt. Die Maxima und Minima der Ausgangsspannung Ua liegen bei den meisten Applikationen i. d. R. nur innerhalb der Breite des jeweiligen "Arbeitsfensters". Für jede Applikation stellen sich die beiden "Arbeitsfenster" selbsttätig durch die erfindungsgemäße Nachführung der Referenzspannung Uref durch die Ausgangsspannung Ua auf den richtigen Wert ein, der Arbeitspunkt stimmt dann automatisch.In the most common cases in the practice of sensor technology, the "working window" only when installing or removing the sensor in or out of the application postponed. The output voltage Ua then usually varies in the application itself only within the window widths dU1, dU2 by which the reference voltage Uref (= "Working point"). This is mostly due to the fact that the container wall at one Level application makes such a large contribution to the total capacity that also without medium, the output voltage Ua hardly ever drops to 0 volts, but only to a smaller value than the one who is fully covered by the Medium. The maxima and minima of the output voltage Ua are included most applications i. d. Usually only within the width of the respective "Working window". For each application, the two "work windows" automatically by tracking the reference voltage Uref according to the invention through the output voltage Ua to the correct value, the operating point is then automatically correct.

Im folgenden werden einige im Praxisbetrieb eines kapazitiven Füllstandssensors ermittelte bzw. vorteilhaft eingestellte Zahlenwerte angegeben:
Some numerical values determined or advantageously set in practical operation of a capacitive level sensor are given below:

  • 1. Ua = 0 V bei Sensor in der Luft (Abstand unendlich),
    Ua = 7 V bei Sensor vollbedämpft, maximale Kapazität bzw. Abstand zu einer geerdeten Meattplatte = 0
    erster Spannungsabstand: dU1 = 0,3 V
    zweiter Spannungsabstand: dU2 = 1,2 V
    1. Ua = 0 V with sensor in the air (distance infinite),
    Ua = 7 V with sensor fully damped, maximum capacitance or distance to a grounded plate = 0
    first voltage distance: dU1 = 0.3 V
    second voltage gap: dU2 = 1.2 V
  • 2. Füllstandsapplikation desselben Sensors mit Medium Wasser und Behälter aus Plexiglas mit 6 mm Wandstärke: Ua = 6 V bei vollbedecktem Sensor, Ua 4,4 V bei leerem Behälter.
    Nun wird der Sensor an einen vollen Behälter montiert. Der Arbeitspunkt wird mit Ua auf Uref = 5,7 V (d. h. UGu = 4,5 V) verschoben. Der Sensor schaltete ein da Ua über Uref liegt. Der Füllstand sank nun langsam ab. Bei etwa hälftiger Bedeckung der aktiven Sensorfläche unterschritt Ua die auf 5,7 V "fixierte" Referenzspannung Uref; der Sensor schaltete aus. Bei leerem Gefäß sank Ua nun auf 4,4 V. Die untere Grenzspannung UGu lag um 100 mV höher, nämlich bei UGu = 4,5 V. Die Arbeitsfenster und Uref wurden also um 100 mV nach unten nachgeführt. Uref war also jetzt erfindungsgemäß automatisch auf 5,6 V abgesenkt worden. Beim Wiederansteigen des Flüssigkeitsspiegels schaltete der Sensor daher bei etwa 40% Bedeckung wieder ein. Durch die Fensterverschiebung hat sich der Schaltpunkt (Arbeitspunkt) also nur geringfügig verschoben, die Applikation ist voll erfüllt.
    2. Level application of the same sensor with medium water and plexiglass container with 6 mm wall thickness: Ua = 6 V with fully covered sensor, Ua 4 , 4 V with empty container.
    Now the sensor is mounted on a full container. The operating point is shifted with Ua to Uref = 5.7 V (ie UGu = 4.5 V). The sensor switched on because Ua is above Uref. The fill level now slowly decreased. If the active sensor surface is covered by about half, Ua falls below the reference voltage Uref "fixed" at 5.7 V; the sensor switched off. When the vessel was empty, Ua now dropped to 4.4 V. The lower limit voltage UGu was 100 mV higher, namely UGu = 4.5 V. The working windows and Uref were therefore adjusted downwards by 100 mV. Uref was now automatically reduced to 5.6 V according to the invention. When the liquid level rose again, the sensor therefore switched on again at about 40% coverage. Due to the window shift, the switching point (working point) has only shifted slightly, the application is fully fulfilled.
  • 3. Füllstandsapplikation desselben Sensors mit Medium Kunststoffgranulatperlen in Behälter mit 2 mm Wandstärke aus Plexiglas: Ua = 3,8 V bei vollem Behälter, Ua = 2,8 V bei leerem Behälter.
    Der Sensor wurde an ein volles Gefäß montiert. Die Referenzspannung wurde mit Ua auf Uref = 3,5 V, die untere Grenzspannung auf UGu = 2,3 V verschoben, der Sensor schaltete ein da Ua um 0,3 V über der erfindungsgemäß automatisch "fixierten" Referenzspannung von 3,5 V lag. Der Füllstand sank nun ab. Bei etwa hälftiger Bedeckung der aktiven Sensorfläche unterschritt Ua den Wert 3,5 V und der Sensor schaltete daher aus. Bei weiterem Absinken bis zum Leerzustand erreichte Ua den Tiefstwert von 2,8 V. Dieser Wert lag somit über der unteren Grenzspannung UGu. Eine Nachführung erfolgte daher nicht. Beim Wiederanstieg des Füllstandes schaltete der Sensor wieder bei Ua = 3,5 V und mittiger Bedeckung ein.
    3. Level application of the same sensor with medium plastic granulate beads in containers with 2 mm wall thickness made of plexiglass: Ua = 3.8 V when the container is full, Ua = 2.8 V when the container is empty.
    The sensor was mounted on a full vessel. The reference voltage was shifted with Ua to Uref = 3.5 V, the lower limit voltage to UGu = 2.3 V, the sensor switched on because Ua was 0.3 V above the automatically fixed 3.5 V reference voltage according to the invention , The level now dropped. If the active sensor area is covered by about half, the value falls below 3.5 V and the sensor therefore switches off. With a further decrease to the empty state, Ua reached the lowest value of 2.8 V. This value was therefore above the lower limit voltage UGu. There was therefore no tracking. When the level rose again, the sensor switched on again at Ua = 3.5 V and central coverage.

Die Fig. 7a, 7b zeigen zur weiteren allgemeinen Veranschaulichung des erfindungsgemäßen automatischen Justiervorgangs (Einlernvorgang) eines Sensors am Beispiel einer Füllstandsapplikation die zugehörigen zeitlichen Verläufe der Spannungen. Der Sensor befindet sich jeweils zunächst in der Luft (Zeitspanne t11-t12 in Fig. 7a, t18-t19 in Fig. 7b) und wird dann (zum Zeitpunkt t12 in Fig. 7a, zum Zeitpunkt t19 in Fig. 7b) an einem Behälter montiert, der von dem Sensor darauf überwacht werden soll, ob er voll ist oder nicht. Hier sind insbesondere zwei Extremfälle möglich und praxisrelevant: Der auf seinen Füllstand zu überwachende Behälter kann nach Montage und Inbetriebnahme des Sensors zunächst voll sein (Fig. 7a) oder leer sein (Fig. 7b).For a further general illustration of the automatic adjustment process (teach-in process) of a sensor according to the invention, FIGS . 7a, 7b show the associated time profiles of the voltages using the example of a fill level application. The sensor is initially in the air (time period t11-t12 in FIG. 7a, t18-t19 in FIG. 7b) and then (at time t12 in FIG. 7a, at time t19 in FIG. 7b) on a container mounted, which is to be monitored by the sensor for whether it is full or not. In particular, two extreme cases are possible and relevant in practice: The container to be monitored for its fill level can initially be full ( Fig. 7a) or empty ( Fig. 7b) after the sensor has been installed and commissioned.

In dem der Fig. 7a zu Grunde gelegten Beispiel wird der Sensor zum Zeitpunkt t12 an einen bereits vollen Behälter montiert. Dadurch steigt die Ausgangsspannung Ua, auf den höchsten in der Applikation vorkommenden Wert für Ua, nämlich Uamax an. Die Referenzspannung Uref sowie die Grenzspannungen UGo, UGu werden zum Zeitpunkt t12 erfindungsgemäß nachgeführt. Der Sensor ist erfindungsgemäß korrekt betätigt (Schaltsignal high, Behälter voll) und ab dem Zeitpunkt t12 automatisch richtig justiert, ohne daß hierzu eine Bedienung oder externe Einstellung des Sensors erforderlich war. Zum Zeitpunkt t13 beginnen der Füllstand und damit die Ausgangsspannung Ua abzufallen. Zum Zeitpunkt t14 unterschreitet Ua den Wert von Uref: der Sensor schaltet korrekt aus (Schaltsignal low).In the example on which FIG. 7a is based, the sensor is mounted on an already full container at time t12. As a result, the output voltage Ua rises to the highest value for Ua occurring in the application, namely Ua max . The reference voltage Uref and the limit voltages UGo, UGu are tracked according to the invention at time t12. According to the invention, the sensor is actuated correctly (switching signal high, container full) and is automatically correctly adjusted from time t12 without the need for an operation or external adjustment of the sensor. At time t13, the fill level and thus the output voltage Ua begin to drop. At time t14, Ua falls below the value of Uref: the sensor switches off correctly (switching signal low).

Zum Zeitpunkt t15 ist der Behälter leer; Ua erreicht daher den in dieser Applikation minimalen möglichen Wert, nämlich Uamin, welcher aber im vorliegenden Beispiel immer noch größer ist als die untere Grenzspannung UGu, so daß keine Nachführung der Referenzspannung Uref und der Grenzspannungen UGu, UGo erfolgt. Anschließend wird der Behälter im vorliegenden Beispiel wieder aufgefüllt (t15-tt17). Zum Zeitpunkt t16 erreicht die Ausgangsspannung Ua wieder den Wert, welchen sie zum Zeitpunkt t14 aufwies, nämlich Uref; der Sensor schaltet wieder ein.At time t15 the container is empty; Ua therefore reaches the minimum possible value in this application, namely Ua min , which, however, in the present example is still greater than the lower limit voltage UGu, so that the reference voltage Uref and the limit voltages UGu, UGo are not tracked. Then the container is refilled in the present example (t15-tt17). At time t16, the output voltage Ua again reaches the value it had at time t14, namely Uref; the sensor switches on again.

In dem der Fig. 7b zu Grunde gelegten Beispiel wird der Sensor zum Zeitpunkt t19 an einen leeren Behälter montiert. Aufgrund der Eigenkapazität der Behälterwand und evtl. anderer Störeffekte bleibt die Ausgangsspannung Ua nicht auf dem Wert Null, sondern steigt auf den minimalen in der Applikation vorkommenden Wert für Ua, nämlich auf Uamin an. Erfindungsgemäß werden Uref und die Grenzspannungen UGo, UGu nachgeführt, was jedoch noch nicht ausreicht, um den Sensor bereits endgültig zu justieren: Ua ist zwischen t19 und t21 größer als Uref, so daß der Sensor auslöst, obwohl der Behälter leer bzw. noch nicht voll ist: es liegt also zunächst einmal eine Fehlauslösung vor. In the example on which FIG. 7b is based, the sensor is mounted on an empty container at time t19. Due to the inherent capacity of the container wall and possibly other disturbing effects, the output voltage Ua does not remain at the value zero, but rather rises to the minimum value for Ua occurring in the application, namely to Ua min . According to the invention, Uref and the limit voltages UGo, UGu are tracked, but this is not yet sufficient to finally adjust the sensor: Ua is larger than Uref between t19 and t21, so that the sensor trips even though the container is empty or not yet full is: First of all, there is a false trigger.

Zum Zeitpunkt t20 beginnt die Befüllung des Behälters. Daher steigen nun der Füllstand des Mediums und somit auch Ua weiter an; Uref und die "Arbeitsfenster" werden "mitgezogen", d. h. erfindungsgemäß nachgeführt. Zum Zeitpunkt t21 ist der Behälter voll; Ua hat den Wert Uamax erreicht und steigt nicht weiter an, Uref sowie die "Arbeitsfenster" sind "fixiert", sie "sitzen nun richtig" und der Sensor hat sich spätestens zu diesem Zeitpunkt dauerhaft selbst eingestellt. Zum Zeitpunkt t21 beginnt eine Leerung des Behälters; Ua beginnt zu fallen. Zum Zeitpunkt t22 unterschreitet Ua den "fixierten" Wert von Uref, der Sensor schaltet korrekt aus (Schaltsignal low). Im Zeitintervall t23 bis t24 ist der Behälter leer, an t24 beginnt eine erneute Befüllung zum Zeitpunkt t25 - Überschreiten der dauerhaft "fixierten" Referenzspannung Uref - schaltet der weiterhin korrekt justierte Sensor wieder ein (Schaltsignal high).The filling of the container begins at time t20. Therefore, the fill level of the medium and thus Ua continue to increase; Uref and the "work window" are "dragged along", ie tracked according to the invention. At time t21 the container is full; Ua has reached the value Ua max and does not rise any further, Uref and the "work windows" are "fixed", they "now sit correctly" and the sensor has adjusted itself permanently at this point at the latest. At time t21, the container begins to be emptied; Among other things, begins to fall. At time t22, Ua falls below the "fixed" value of Uref, the sensor switches off correctly (switching signal low). In the time interval t23 to t24, the container is empty, at t24 refilling begins at time t25 - the permanently "fixed" reference voltage Uref is exceeded - the sensor, which is still correctly adjusted, switches on again (switching signal high).

Die Spannungsabstände dU1, dU2 sind vorteilhaft so gewählt, daß die durch die Schwankung der Ausgangsspannung Ua zwischen Uamin und Uamax der durch dU1 und dU2 gegebene Spielraum (vgl. mechanische Schleppzeiger-Analogie in Fig. 6) nicht ausgeschöpft wird: Uref bleibt für die gesamte weitere Applikation des Sensors "fixiert". Der Sensor muß also sozusagen den Vorgang einmal durchlaufen bzw. das Medium einmal "gesehen" haben, um sich darauf von selbst einzustellen.The voltage spacings dU1, dU2 are advantageously chosen such that the range given by dU1 and dU2 due to the fluctuation of the output voltage Ua between Ua min and Ua max (cf. mechanical drag pointer analogy in FIG. 6) is not exhausted: Uref remains for the entire further application of the sensor "fixed". The sensor must therefore, so to speak, go through the process once or "see" the medium once in order to adjust itself to it.

Fig. 8 zeigt ein Prinzipschaltbild einer einfachen technischen Ausführungsform der Erfindung mit einer Ausführungsform 10A der Nachführschaltung 10 von Fig. 4 mit einer ersten und einer zweiten Diode D1, D2 sowie einem Ladekondensator C. Die Nachführschaltung 10A umfaßt in dieser einfachen Ausführungsform keine weiteren Bausteine und fungiert als Spannungsquelle, welche die Referenzspannung Uref erzeugt und an den Referenzeingang 31B abgibt. Die beiden Dioden D1, D2 sind antiparallel zwischen den Ausgang 1A des Aufnehmers 1 und den Referenzeingang 31B des Komparators 31 geschaltet. Der Referenzeingang 31B des Komparators 31 ist ferner über den Kondensator C an Masse gelegt. Fig. 8 is a schematic circuit diagram of Figure 4 shows a simple technical embodiment of the invention with an embodiment 10A of the tracking circuit 10 of Fig. With a first and a second diode D1, D2, and a charging capacitor C. The tracking circuit 10A includes, in this simple embodiment, no further blocks and acts as a voltage source, which generates the reference voltage Uref and outputs 31 B to the reference input. The two diodes D1, D2 are connected in anti-parallel between the output A 1 of the pickup 1 and the reference input of the comparator 31 B 31st The reference input 31 B of the comparator 31 is also connected to ground via the capacitor C.

Die Ausgangsspannung Ua kann innerhalb des Aufnehmers 1 durch einen dort im Signalweg derselben zwischengeschalteten (nicht gezeigten) nichtinvertierenden Spannungsfolger, welcher einen Spannungsverstärkungsfaktor von 1 besitzt, gepuffert bzw. niederimpedant am Ausgang 1A zur Verfügung gestellt sein. Der Ausgang 1A ist über die Leitung L1 und den ersten Widerstand R1 an den Signaleingang 31A des Komparators 31 gelegt.The output voltage Vout may be within the pickup 1 through a signal path there in the same intermediate (not shown) non-inverting voltage follower, which has a voltage gain of 1 has buffered or low impedance at the output A 1 be provided. The output 1 A is connected to the signal input 31 A of the comparator 31 via the line L1 and the first resistor R1.

Die Flußspannungen der Dioden D1, D2 erzeugen die Breiten dU1, dU2 der "Arbeitsfenster" von insgesamt ca. 1,2 V bzw. je 0,6 V. Erhöht sich die Spannung Ua um mehr als 0,6 V über Uref an C, so wird die erste Diode D1 leitend und lädt C auf den Wert Ua-0,6 V = Uref auf. Die Flußspannung der Diode D1 entspricht somit dem Wert des oberen Spannungsabstandes dU1 in o. g. Darstellung. Die "Arbeitsfenster" sind nun eingestellt. Sinkt Ua nun wieder ab, so sperrt die Diode D1, und der Spannungswert Uref wird durch den Ladekondensator C1 gehalten: Uref ist "fixiert".The forward voltages of the diodes D1, D2 produce the widths dU1, dU2 "Working window" of a total of approx. 1.2 V or 0.6 V each. The voltage Ua increases by more than 0.6 V via Uref at C, the first diode D1 becomes conductive and charges C. the value Ua-0.6 V = Uref. The forward voltage of the diode D1 thus corresponds to that Value of the upper voltage gap dU1 in the above. Presentation. The "work window" are now set. If Ua drops again, the diode D1 and the Voltage value Uref is held by the charging capacitor C1: Uref is "fixed".

Sinkt Ua unter Uref, so schaltet der Sensor aus (kein Schaltsignal bzw. Low-Signal auf Leitung 6). Steigt Ua über Uref, so schaltet der Sensor wieder ein. Sinkt Ua unter den Wert UGu = Uref-0,6 V, so wird die zweite Diode D2 leitend und die Spannung an C folgt Ua solange nach unten, bis Ua stehen bleibt: Uref wird erfindungsgemäß nachgeführt. Der Sensor ist nun unbetätigt, bis Ua wieder Uref überschreitet, hat sich also wieder auf eine neue Applikation eingestellt.If Ua falls below Uref, the sensor switches off (no switching signal or low signal on line 6 ). If Ua rises above Uref, the sensor switches on again. If Ua drops below the value UGu = Uref-0.6 V, the second diode D2 becomes conductive and the voltage at C follows Ua down until Ua remains: Uref is tracked according to the invention. The sensor is now not activated until Ua again exceeds Uref, so it has adjusted itself to a new application.

Die Breite der "Arbeitsfenster" kann durch Einfügen weiterer Diodenstrecken (Zusatzdioden) in Reihe zu den Dioden D1 bzw. D2 in 0,6 V-Schritten variiert werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist ein geringer Schaltungsaufwand. Unter Verwendung eines Komparators in C-Mos oder FET-Technologie werden einige Minuten Haltezeit für Uref erreicht. Die Schaltung eignet sich somit in hervorragender Weise für dynamische Applikationen, in denen eine ständige, periodische Änderung der Meßgröße gesichert ist.The width of the "working window" can be adjusted by inserting further diode sections (Additional diodes) varied in series with the diodes D1 and D2 in 0.6 V steps become. The advantage of this embodiment is a small amount of circuitry. Using a comparator in C-Mos or FET technology Uref stopped for a few minutes. The circuit is therefore suitable in excellent for dynamic applications in which a constant, periodic change in the measured variable is ensured.

Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform 10B einer Nachführschaltung, welche einen einfachen digitalen Binärzähler 44 und einen zweiten und einen dritten Komparator 32, 33 aufweist. Jeder dieser Komparatoren 32, 33 besitzt einen Signaleingang 32A bzw. 33A, einen Referenzeingang 32B bzw. 33B sowie einen Schaltsignal-Ausgang 32C bzw. 33C und gibt über diesen dann und nur dann ein Schaltsignal ab, wenn die an seinem Signaleingang 32A bzw. 33A anliegende Spannung größer ist als die an seinem Referenzeingang 32B bzw. 33B anliegende Spannung. FIG. 9 shows a further embodiment 10B according to the invention of a tracking circuit which has a simple digital binary counter 44 and a second and a third comparator 32 , 33 . Each of these comparators 32, 33 has a signal input 32 A and 33 A, a reference input 32 B and 33 B and a switching signal output 32 C and 33 C and are on this then and only then a switching signal when the at its signal input 32 A and 33 A the voltage applied is greater than the voltage applied to its reference input 32 B and 33 B voltage.

Ein positiver Spannungspol 7 ist über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R3, einer dritten Diode D3, einer vierten Diode D4 und einem Widerstand R4 an Masse gelegt, wobei die beiden Dioden D3, D4 in Durchlaßrichtung geschaltet sind, so daß von dem Pluspol 7 über diese Serienschaltung R3, D3, D4, R4 ein Strom nach Masse fließt. Die Spannung des Spannungspols 7 ist um mindestens 0,6 V größer als die maximal auftretende Ausgangsspannung Uamax des Aufnehmers 1.A positive voltage pole 7 is connected to ground via a series circuit of a resistor R3, a third diode D3, a fourth diode D4 and a resistor R4, the two diodes D3 connected, D4 in the forward direction so that of the positive terminal 7 via this Series connection R3, D3, D4, R4 a current flows to ground. The voltage of the voltage pole 7 is at least 0.6 V higher than the maximum output voltage Ua max of the sensor 1 .

Die Ausgangsspannung Ua kann innerhalb des Aufnehmers 1 durch einen dort im Signalweg derselben zwischengeschalteten (nicht gezeigten) nichtinvertierenden Spannungsfolger, welcher einen Spannungsverstärkungsfaktor von 1 besitzt, gepuffert bzw. niederimpedant am Ausgang 1A zur Verfügung gestellt sein. Der Ausgang 1A ist, wie bereits in Fig. 4 und Fig. 8, über die Leitung L1 und den Widerstand R1 an den Signaleingang 31A des ersten Komparators 31 gelegt, welcher ferner den Referenzeingang 31B und den Schaltsignal-Ausgang 31C besitzt, über welchen der erste Komparator 31 ein Schaltsignal auf die Leitung L6 abgibt, wenn die am Signaleingang 31A anliegende Spannung höher ist als die am Referenzeingang 31B anlegende Spannung Uref. Die Nachführschaltung 10B fungiert als Spannungsquelle, welche die Referenzspannung Uref erzeugt und an den Referenzeingang 31B abgibt.The output voltage Vout may be within the pickup 1 through a signal path there in the same intermediate (not shown) non-inverting voltage follower, which has a voltage gain of 1 has buffered or low impedance at the output A 1 be provided. The output 1 is A, as in Fig. 4 and Fig. 8, via the line L1 and placed the resistor R1 to the signal input 31 A of the first comparator 31, which also includes the reference input 31 B and the switching signal output 31 C over which the first comparator, a switching signal on the line L6 outputs 31 when the voltage applied at the signal input 31 of a voltage is higher than the berthing at the reference input 31 B voltage Uref. The tracking circuit 10 B acts as a voltage source, which generates the reference voltage Uref and outputs it to the reference input 31 B.

Zwischen den beiden Dioden D3, D4 zweigt eine zweite Leitung L2 ab, welche mit der Leitung L1 und somit mit dem Ausgang 1A des Aufnehmers 1 verbunden ist, so daß zwischen den Dioden D3, D4 die Ausgangsspannung Ua anliegt. Der Signal­ eingang 31A ist ferner, wie ebenfalls bereits in Fig. 4 und Fig. 8, über den Widerstand R2 mit dem Ausgang 31C des Komparators 31 rückverbunden, wobei der Ohmwert von R2 sehr viel größer ist als derjenige von R1 (R2 <<< R1).Between the two diodes D3, D4, a second line L2 branches off which is connected to the line L1, and thus to the output A 1 of the pickup 1 so that between the diodes D3, D4, the output voltage Vout is present. The signal input 31 A is also, as already shown in Fig. 4 and Fig. 8, 31 connected back through resistor R2 to the output of 31 C of the comparator, wherein the ohmic value of R2 is very much greater than that of R1 (R2 <<< R1).

Zwischen dem Widerstand R3 und der Diode D3 zweigt eine dritte Leitung L3 ab, welche an den Referenzeingang 33B des dritten Komparators 33 angelegt ist. Ferner zweigt zwischen dem Widerstand R4 und der Diode D4 eine vierte Leitung L4 ab, welche an den Signaleingang 32A des zweiten Komparators 32 angelegt ist. Aufgrund der Flußspannungen der Dioden D3, D4 liegt die Leitung L3 auf einer Spannung von Ua+0,6 Volt, die Leitung L4 auf einer Spannung von Ua-0,6 Volt.A third line L3 branches off between the resistor R3 and the diode D3, which line is connected to the reference input 33 B of the third comparator 33 . Furthermore, a fourth line L4 branches off between the resistor R4 and the diode D4, which line is connected to the signal input 32 A of the second comparator 32 . Due to the forward voltages of the diodes D3, D4, the line L3 is at a voltage of Ua + 0.6 volts, the line L4 is at a voltage of Ua-0.6 volts.

Die Flußspannung der Diode vierten D4 bildet den oberen Spannungsabstand dU1, d. h. die Breite des oberen "Arbeitsfensters" (0,6 V), und die Flußspannung der dritten Diode D3 bildet den unteren Spannungsabstand dU2, d. h. die Breite des unteren "Arbeitsfensters" (ebenfalls 0,6 V). Diese Werte können durch Einfügen von weiteren Diodenstrecken (Zusatzdioden) in Reihe zu den Dioden D3 bzw. D4 erhöht werden.The forward voltage of the fourth diode D4 forms the upper voltage gap dU1, d. H. the width of the upper "working window" (0.6 V), and the forward voltage of the third Diode D3 forms the lower voltage gap dU2, d. H. the width of the bottom "Working window" (also 0.6 V). These values can be added by inserting more Diode sections (additional diodes) can be increased in series with diodes D3 and D4.

Der Binärzähler 44 besitzt eine Mehrzahl von z. B. sechs Ausgängen Q1 bis Q6, welche alle separat an je einen Widerstand 45 an eines R- oder R2R-Netzwerkes 45 angeschlossen sind. Jeder der Widerstände 45 ist an eine fünfte Leitung L5 angeschlossen, welche sowohl an den Signaleingang 33A des Komparators 33 als auch an den Referenzeingang 32B des Komparators 32 als auch an den Referenzeingang 31B des Komparators 31 angeschlossen ist.The binary counter 44 has a plurality of z. B. six outputs Q1 to Q6, all of which are separately connected to a resistor 45 on an R or R2R network 45 . Each of the resistors 45 is connected to a fifth line L5, which is connected both to the signal input 33 A of the comparator 33 and to the reference input 32 B of the comparator 32 and to the reference input 31 B of the comparator 31 .

Der Binärzähler 44 wird in Verbindung mit dem zur einfachen D/A-Umsetzung dienenden R- oder R2R-Netzwerk 45 zur Erzeugung der Referenzspannung Uref benutzt. Über seine Ausgänge Q1 bis Q6 und das Netzwerk 45 gibt der Binärzähler eine Spannung auf eine Leitung L5 ab, welche proportional zu einem internen Zählerstand des Binärzählers 44 und damit stufenweise variabel ist. Es genügen bereits 6 Bit zur Unterteilung dieses Spannungsbereiches in 64 Stufen (je mehr desto besser). Diese Spannung wird als Referenzspannung Uref benutzt und ist über die Leitung L5 sowohl an den Signaleingang 33A des dritten Komparators 33 als auch an den Referenzeingang 32B des zweiten Komparators 32 als auch an den Referenzeingang 31B des ersten Komparators 31 angelegt.The binary counter 44 is used in conjunction with the R or R2R network 45, which is used for simple D / A conversion, to generate the reference voltage Uref. Via its outputs Q1 to Q6 and the network 45 , the binary counter outputs a voltage on a line L5 which is proportional to an internal counter reading of the binary counter 44 and is therefore variable in stages. 6 bits are sufficient to subdivide this voltage range into 64 steps (the more the better). This voltage is used as the reference voltage Uref and is applied via the line L5 both to the signal input 33 A of the third comparator 33 and to the reference input 32 B of the second comparator 32 and to the reference input 31 B of the first comparator 31 .

Die erfindungsgemäße Nachführung der vom Binärzähler 44 erzeugten Referenz­ spannung Uref ist in der Ausführungsform von Fig. 9 realisiert wie folgt.The inventive tracking of the reference voltage Uref generated by the binary counter 44 is realized in the embodiment of FIG. 9 as follows.

Ein Taktgenerator 41 gibt über seinen Ausgang 41A Taktimpulse an den einen, ersten UND-Eingang 42A eines UND-Gatters 42 ab, dessen logischer UND-Ausgang 42C an den Zähleingang 44A des Binärzählers 44 angelegt ist. Der Binärzähler 44 kann über einen Richtungseingang 44B zwischen Vorwärts- und Rückwärts­ zählmodus (d. h. zwischen Inkrementieren und Dekrementieren des internen Zählerstandes) umgeschaltet werden; er befindet sich im Vorwärtszählmodus, wenn am Richtungseingang 44B ein High-Signal anliegt, und ansonsten im Rückwärtszählmodus. Mit jedem Takt bzw. Impuls am Zählereingang 44A erhöht sich die Spannung Uref am R-Netzwerk (Leitung L5) dann um 1/64 im Vor­ wärtszählmodus oder erniedrigt sich um 1/64 im Rückwärtszählmodus. Der Zählerstand kann nur zwischen dem Wert Null (es wird keine Spannung erzeugt) und dem Wert 63 (es wird die höchstmögliche Spannung erzeugt) variieren.A clock generator 41 outputs via its output 41 A clock pulses to the one, first AND input 42 A of an AND gate 42 , the logic AND output 42 C of which is applied to the count input 44 A of the binary counter 44 . The binary counter 44 can be switched over a direction input 44 B between up and down counting mode (ie between incrementing and decrementing the internal counter reading); it is in the up-count mode when a high signal is present at direction input 44 B, and otherwise in the down-count mode. With each clock or pulse at the counter input 44 A, the voltage Uref on the R network (line L5) then increases by 1/64 in the forward counting mode or decreases by 1/64 in the downward counting mode. The counter reading can only vary between the value zero (no voltage is generated) and the value 63 (the highest possible voltage is generated).

Der Schaltsignal-Ausgang 32C des Komparators 32 ist an den Richtungseingang 44B des Binärzählers 44 und ferner auch an den einen ODER-Eingang 43B eines ODER- Gatters 43 angeschlossen. An den anderen ODER-Eingang 43A des ODER-Gatters 43 ist der Ausgang 33C des Komparators 33 angeschlossen.The switching signal output 32 C of the comparator 32 is connected to the direction input 44 B of the binary counter 44 and also to the one OR input 43 B of an OR gate 43 . The output 33 C of the comparator 33 is connected to the other OR input 43 A of the OR gate 43 .

Der logische ODER-Ausgang 43C des ODER-Gatters 43 ist an den anderen UND- Eingang 42B des UND-Gatters 42 angeschlossen. Das UND-Gatter 42 gibt über seinen logischen UND-Ausgang 42C die Taktimpulse des Taktgenerators 41 weiter an den Zähleingang 44A des Binärzählers 44, sofern am anderen, zweiten UND- Eingang 42B des UND-Gatters ein Schaltsignal anliegt.The logical OR output 43 C of the OR gate 43 is connected to the other AND input 42 B of the AND gate 42 . The AND gate 42 outputs via its logical AND output 42 C the clock pulses of the clock generator 41 to the counter input 44 A of the binary counter 44 , provided that a switching signal is present at the other, second AND input 42 B of the AND gate.

Steigt nun die am Widerstand R4 (und damit über die Leitung L4 auch am Signaleingang 32A des Komparators 32) anliegende Spannung (Ua-0,6 V) über den Wert von Uref (Leitung L5), was bedeutet, daß Ua größer wird als Uref+0,6 V, also Ua die obere Grenzspannung UGo = Uref+0,6 V übersteigt, so schaltet der Komparator 32 ein: er gibt über seinen Ausgang 32C ein Schaltsignal ab. Dieses gelangt über das ODER-Gatter 43 an den zweiten UND-Eingang 42B des UND-Gatters 42 mit der Folge, daß die Taktimpulse des Taktgenerators 41 an den Zähleingang 44A des Binärzählers gelangen. Gleichzeitig ist jedoch, wie oben dargelegt, der Ausgang 32C des Komparators 32 mit dem Richtungseingang 44B des Binärzählers 44 verbunden, was zur Folge hat, daß der Binärzähler 44 durch den Komparator 32 in den Vorwärtszählmodus versetzt wird, d. h. der interne Zählerstand und damit Uref nehmen so lange zu, bis der Komparator 32 ausschaltet. Uref wird also erfindungsgemäß dem Ansteig von Ua im Abstand dU1 = 0,6 V nachgeführt.Now the voltage (Ua-0.6 V) across resistor R4 (and thus via line L4 also at signal input 32 A of comparator 32 ) rises above the value of Uref (line L5), which means that Ua becomes greater than Uref + 0.6 V, ie Ua exceeds the upper limit voltage UGo = Uref + 0.6 V, the comparator 32 switches on: it outputs a switching signal via its output 32 C. This passes through the OR gate 43 to the second AND input 42 B of the AND gate 42 with the result that the clock pulses of the clock generator 41 reach the counter input 44 A of the binary counter. At the same time, however, as stated above, the output 32 C of the comparator 32 is connected to the direction input 44 B of the binary counter 44 , with the result that the binary counter 44 is put into the up-counting mode by the comparator 32 , ie the internal counter reading and thus Uref increase until the comparator 32 switches off. Uref is therefore tracked according to the invention by the increase in Ua at a distance dU1 = 0.6 V.

Die Referenzspannung Uref und die beiden "Arbeitsfenster" wurden somit nach oben geschoben und Uref "fixiert". Ua kann sich nun innerhalb des durch dU1, dU2 aufgespannten Spielraumes bewegen und über den Komparator 31 je nach Momentangröße der Ausgangsspannung Ua ein Schaltsignal "Sensor betätigt" auslösen oder nicht.The reference voltage Uref and the two "work windows" were thus pushed up and Uref "fixed". Ua can now move within the range spanned by dU1, dU2 and, depending on the instantaneous size of the output voltage Ua, trigger a switching signal "sensor actuated" or not via the comparator 31 .

Der dritte Komparator 33 ist in diesem Zustand ausgeschaltet (d. h. er gibt kein Schaltsignal an seinem Schaltsignal-Ausgang 33C ab), da die Spannung auf der Leitung L3, d. h. am Referenzeingang 33B des Komparators 33 (Ua+0,6 V) höher ist als Uref. Solange nun Ua den genannten Spielraum nicht verläßt, sind sowohl der zweite Komparator 32 als auch der dritte Komparator 33 ausgeschaltet; keiner von beiden gibt ein Schaltsignal ab. An keinem der Eingänge 43A, 43B des ODER-Gatters 43 liegt daher ein High-Signal an, d. h. auch am zweiten Eingang 42B des UND- Gatters 42 liegt kein High-Signal an. Die Impulse des Taktgenerators 41 gelangen daher nicht an den Zähleingang 44a des Binärzählers, mit der Folge, daß Uref unverändert bleibt: Uref bleibt "fixiert".The third comparator 33 is switched off in this state (ie it does not emit a switching signal at its switching signal output 33 C), since the voltage on line L3, ie at the reference input 33 B of the comparator 33 (Ua + 0.6 V), is higher is as uref. As long as Ua does not leave the above-mentioned margin, both the second comparator 32 and the third comparator 33 are switched off; neither of them emits a switching signal. A high signal is therefore not present at any of the inputs 43 A, 43 B of the OR gate 43 , ie no high signal is also present at the second input 42 B of the AND gate 42 . The pulses of the clock generator 41 therefore do not reach the counting input 44 a of the binary counter, with the result that Uref remains unchanged: Uref remains "fixed".

Sinkt die Ausgangsspannung Ua nun aber um mehr als 0,6 V unter die Referenzspannung Uref, d. h. Ua verläßt den "Spielraum", so unterschreitet die am Referenzeingang 33B des dritten Komparators 33 anliegende Spannung (= Ua+0,6 V) den Wert der bis dahin "fixierten" Referenzspannung Uref. Der Komparator 33 gibt über seinen Ausgang 33C ein Schaltsignal über das ODER-Gatter 43 an den zweiten UND-Eingang 42B des UND-Gatters 42, wodurch der Takt des Taktgenerators 41 auf den Zähleingang 44A freigeschaltet wird. Am Richtungseingang 44B liegt kein Schaltsignal mehr an, da der zweite Komparator 32 ausgeschaltet ist. Der Binärzähler 44 zählt also rückwärts, der interne Zählerstand dekrementiert, die Referenzspannung Uref sinkt, bis sie den Wert am Referenzeingang 33B unterschreitet; sodann schaltet der dritte Komparator 33 aus, der Zählerstand bleibt stehen, Uref und die "Arbeitsfenster" sind nach unten verschoben und die Referenzspannung Uref ist auf einem neuen Wert "fixiert". If the output voltage Ua now drops by more than 0.6 V below the reference voltage Uref, ie Ua leaves the "scope", the voltage applied to reference input 33 B of the third comparator 33 falls below the value (= Ua + 0.6 V) the previously "fixed" reference voltage Uref. The comparator 33 outputs via its output 33 C a switching signal via the OR gate 43 to the second AND input 42 B of the AND gate 42 , whereby the clock of the clock generator 41 is enabled on the count input 44 A. No switching signal is present at direction input 44 B since second comparator 32 is switched off. The binary counter 44 thus counts down, the internal counter reading decrements, the reference voltage Uref drops until it falls below the value at the reference input 33 B; the third comparator 33 then switches off, the counter reading remains, Uref and the “work windows” are shifted downward and the reference voltage Uref is “fixed” to a new value.

Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform von Fig. 9 besteht in ihrer Fähigkeit, den zuletzt generierten Arbeitspunkt, d. h. den "fixierten" Wert von Uref beliebig lange zu speichern, da der Zähler 44 seinen Zählerstand nicht verändert, solange Ua in dem "Spielraum" bleibt. Bei einer Pufferung der Versorgungsspannung des Zählers, zum Beispiel mittels eines C-Mos-Bausteins mit geringstmöglicher Stromaufnahme und Speicherkondensator, bleibt der letzte Wert von Uref bzw. Zählerstand auch nach Wegnahme der Versorgungsspannung erhalten. Der letzte Zählerstand kann auch in einem EE-Prom gespeichert werden und somit nach einer kompletten Abschaltung des Systems wieder zur Verfügung stehen. Die Anordnung läßt sich mit preiswerten Bauteilen realisieren. Es wird kein Mikrocontroller und keine Software benötigt.A particular advantage of the embodiment of FIG. 9 is its ability to store the last generated working point, ie the "fixed" value of Uref, as long as the counter 44 does not change its count as long as Ua remains in the "scope". If the supply voltage of the meter is buffered, for example using a C-Mos module with the lowest possible current consumption and storage capacitor, the last value of Uref or meter reading is retained even after the supply voltage has been removed. The last meter reading can also be saved in an EE-Prom and thus be available again after a complete shutdown of the system. The arrangement can be realized with inexpensive components. No microcontroller and no software is required.

Fig. 10 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Analog- Digital-Wandler 50 und einer EDV-Einrichtung 51, welche insbesondere ein Mikroprozessor sein kann. Der Ausgang 1A des Aufnehmers 1 gibt die Ausgangsspannung Ua abgibt, welche an den Analog-Digital-Wandler 50 angelegt ist. Dieser digitalisiert die Ausgangsspannung Ua und ordnet ihr einen digitalen Ausgangswert Wa zu, welche über einen Bus 55 in die EDV-Einrichtung 51 eingelesen wird. Diese vergleicht den Ausgangswert Wa softwaremäßig mit einem in der EDV-Einrichtung 51 in einem Speicher 54 gespeicherten Referenzwert Wref und gibt über eine Ausgabeleitung 52 ein Schaltsignal ab, falls der Ausgangswert Wa größer ist als der Referenzwert Wref. Ferner sind in dem Speicher 54 ein oberer Abstandswert dW1 und ein unterer Abstandswert dW2 gespeichert. FIG. 10 illustrates an embodiment of the invention with an analog-digital converter 50 and an EDP device 51 , which in particular can be a microprocessor. The output A 1 of the pickup 1 is to write the output voltage Ua which is applied to the analog-to-digital converter 50th This digitizes the output voltage Ua and assigns it a digital output value Wa, which is read into the EDP device 51 via a bus 55 . In software, this compares the output value Wa with a reference value Wref stored in the EDP device 51 in a memory 54 and emits a switching signal via an output line 52 if the output value Wa is greater than the reference value Wref. Furthermore, an upper distance value dW1 and a lower distance value dW2 are stored in the memory 54 .

Die EDV-Einrichtung 51 ist so eingerichtet, daß sie den Referenzwert Wref
The EDP device 51 is set up so that it the reference value Wref

  • a) konstant hält, falls der Ausgangswert Wa sowohl
    • - kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert WGo ist, welcher gegeben ist durch die Summe aus dem Referenzwert Wref plus dem ersten Abstandswert dW1,
      als auch
    • - größer oder gleich einem unteren Grenzwert WGu ist, welcher gegeben ist durch die Differenz des Referenzwertes Wref minus dem zweiten Abstandswert dW2,
    • - oder anhebt, falls der Ausgangswert Wa größer ist als der obere Grenzwert WGo,
    • - oder absenkt, falls der Ausgangswert Wa kleiner ist als der untere Grenzwert WGu.
    a) holds constant if the initial value Wa both
    • is less than or equal to an upper limit value WGo, which is given by the sum of the reference value Wref plus the first distance value dW1,
      as well as
    • is greater than or equal to a lower limit value WGu, which is given by the difference between the reference value Wref minus the second distance value dW2,
    • - or increases if the initial value Wa is greater than the upper limit value WGo,
    • - or lowered if the output value Wa is less than the lower limit value WGu.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung umfaßt die Nachführschaltung einen Mikroprozessor und einen A/D-Wandler. Die Spannung Ua des Aufnehmers wird hierbei mit dem Analog/Digital-Wandler digitalisiert. Die erfindungsgemäße Nachführung wird im Mikroprozessor z. B. durch Berechnung der Referenzspannung Uref aus Ua-dU1 = Uref und der unteren Grenzspannung UGu nachgebildet. Auch die Verschiebe- und Komparatorfunktion wird vom Mikroprozessor durch Vergleich von Uref und Ua mit Hysterese durchgeführt. Der Mikroprozessor liest in ständigen Zyklen die digitalisierten Werte von Ua ein und liefert direkt das Schaltsignal "Sensor betätigt" (z. B. High-Signal) oder "Sensor unbetätigt" (z. B. Low-Signal).According to a further variant of the invention, the tracking circuit comprises one Microprocessor and an A / D converter. The voltage Ua of the transducer is digitized here with the analog / digital converter. The invention Tracking is in the microprocessor z. B. by calculating the reference voltage Uref from Ua-dU1 = Uref and the lower limit voltage UGu reproduced. Also the shift and comparator function is compared by the microprocessor carried out by Uref and Ua with hysteresis. The microprocessor reads constantly Cycles the digitized values of Ua and delivers the switching signal directly "Sensor activated" (eg high signal) or "Sensor not activated" (eg low signal).

In dieser Ausführungsform sind alle Freiheitsgrade gegeben. Die Breiten dU1, dU2 der "Arbeitsfenster" sind beliebig vorgebbar. Ferner wird nicht zwingend eine lineare Kennlinie des Aufnehmers gemäß Fig. 1 benötigt, sondern es reicht ein stetiges Anwachsen oder Sinken von Ua z. B. mit dem Füllstand in einem Behälter oder dem Abstand zu einem zu erfassenden Objekt. Der Mikroprozessor gleicht dann die Breite der "Arbeitsfenster" in Abhängigkeit von Ua an die jeweilige Kennliniensteigung an. Ferner ist auch eine Anpassung an jeden Ausgangs­ spannungsbereich Uamin bis Uamax beliebiger Sensoren möglich. Die Speicherung des letzten Arbeitspunktes Uref bei Unterbrechung der Versorgungsspannung erfolgt z. B. automatisch in einem EE-Prom. Bei Verwendung eines kapazitiven Aufnehmers 1 mit linearer Kennlinie ist der Softwareaufwand besonders gering. Bei einem Hub von Ua von 0 (Sensor in der Luft) bis 7 V (Abstand zur Metallplatte = 0) haben sich z. B. für dU1 von ein Wert von 0,3 V, für dU2 ein Wert von 0,6 V bis 1,2 V als besonders günstig für eine Vielzahl von Applikationen erwiesen. In this embodiment, all degrees of freedom are given. The widths dU1, dU2 of the "work window" can be specified as desired. Furthermore, a linear characteristic curve of the transducer according to FIG. 1 is not absolutely necessary, but a steady increase or decrease of Ua z. B. with the level in a container or the distance to an object to be detected. The microprocessor then adjusts the width of the "work window" depending on the Ua to the respective slope of the characteristic curve. Furthermore, an adaptation to any output voltage range Ua min to Ua max of any sensors is possible. The last operating point Uref is saved when the supply voltage is interrupted, for. B. automatically in an EE-Prom. When using a capacitive transducer 1 with a linear characteristic, the software effort is particularly low. With a stroke of Ua from 0 (sensor in the air) to 7 V (distance to the metal plate = 0) z. B. for dU1 of a value of 0.3 V, for dU2 a value of 0.6 V to 1.2 V has proven to be particularly favorable for a large number of applications.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial applicability

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in der kapazitiven Sensorik u. a. für Füllstandsapplikationen flüssiger und fester Medien, automatische Nachjustierung bei anhaftenden Medien, zum Beispiel bei der Abfrage von Leimen und Lacken, bei denen die Schichtdicke an der Behälterwandung mit der Befüllung anwächst, bei der Doppelbogenkontrolle bei Papierabfrage, bei kapazitiven Tastern, Distanzabfragen mit Hintergrundausblendung, Etikettenabfrage, zum Beispiel mit einem Schlitzsensor, und ähnliches mehr.The method according to the invention is suitable in capacitive sensors and. a. For Level applications of liquid and solid media, automatic readjustment in the case of adhering media, for example when querying glues and varnishes which increases the layer thickness on the container wall with the filling at which Double sheet control for paper polling, capacitive buttons, distance polling with background suppression, label query, for example with a Slot sensor, and the like.

Leitfigur ist Fig. 8. The leading figure is Fig. 8.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

11

Aufnehmer
pickup

11

A Ausgang von A exit from

11

11

B aktive Sensorfläche
B active sensor surface

33

Potentiometer
potentiometer

77

Spannungspol
voltage pole

1010

, .

1010

A, A,

1010

B Nachführschaltungen
B tracking circuits

2121

Schleppzeiger
Peak values

2222

Hauptzeiger
main pointer

2323

Mitnehmerkralle
Mitnehmerkralle

2323

A, A,

2323

B Anschläge von B stops of

2323

2424

Drehzentrum
turning center

3131

, .

3232

, .

3333

erster, zweiter, dritter Komparator
first, second, third comparator

3131

A, A,

3232

A, A,

3333

A Signaleingänge von A signal inputs from

3131

, .

3232

, .

3333

3131

B, B

3232

B, B

3333

B Referenzeingänge von B Reference inputs from

3131

, .

3232

, .

3333

3131

C, C.,

3232

C, C.,

3333

C Schaltsignal-Ausgänge von C switching signal outputs from

3131

, .

3232

, .

3333

4141

Taktgenerator
clock generator

4242

UND-Gatter
AND gate

4242

A, A,

4242

B, B

4242

C erster, zweiter UND-Eingang von C first, second AND input of

4242

, UND-Ausgang von , AND output from

4242

4343

ODER-Gatter
OR gate

4343

A, A,

4343

B, B

4343

C erster, zweiter ODER-Eingang von C first, second OR input of

4343

, ODER-Ausgang von , OR output from

4343

4444

Binärzähler
binary counter

4444

A, A,

4444

B Zähleingang, Richtungseingang von B Counter input, direction input from

4444

4545

Widerstandsnetzwerk
Resistor network

5050

Analog-Digital-Wandler
Analog to digital converter

5151

EDV-Einrichtung
EDP device

5252

Ausgabeleitung von Output management from

5151

5454

Speicher
Storage

5555

Bus
D1-D4 Dioden
L1-L7 erste bis siebte Leitung
Q1-Q6 Ausgänge von
bus
D1-D4 diodes
L1-L7 first to seventh lines
Q1-Q6 outputs from

4444

R1-R6 Widerstände
R1-R6 resistors

Claims (29)

1. Verfahren zur automatischen Selbstjustierung eines Sensors, umfassend einen Aufnehmer (1), mit einem Ausgang (1A), der eine Ausgangsspannung (Ua) abgibt, und einen ersten Komparator (31), an welchen die Ausgangsspannung (Ua) sowie eine Referenzspannung (Uref) angelegt sind, wobei der erste Komparator (31) ein Schaltsignal abgibt, falls die Ausgangsspannung (Ua) größer ist als die Referenzspannung (Uref), und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzspannung (Uref) der Ausgangsspannung (Ua) automatisch nachgeführt wird wie folgt:
  • a) Falls die Ausgangsspannung (Ua) sowohl
    kleiner oder gleich einer oberen Grenzspannung (UGo) ist, welche durch die Summe aus der Referenzspannung (Uref) plus einem ersten Spannungsabstand (dU1) gegeben ist,
    als auch
    größer oder gleich einer unteren Grenzspannung (UGu) ist, welche durch die Differenz der Referenzspannung (Uref) minus einem zweiten Spannungsabstand (dU2) gegeben ist,
    so wird die Referenzspannung (Uref) konstant gehalten,
  • b) falls die Ausgangsspannung (Ua) größer ist als die obere Grenzspannung (UGo), so wird die Referenzspannung (Uref) angehoben, und
  • c) falls die Ausgangsspannung (Ua) kleiner ist als die untere Grenzspannung (UGu), so wird die Referenzspannung (Uref) abgesenkt.
1. A method for the automatic self-adjustment of a sensor, comprising a sensor ( 1 ) with an output ( 1 A) which outputs an output voltage (Ua), and a first comparator ( 31 ) to which the output voltage (Ua) and a reference voltage (Uref) are applied, the first comparator ( 31 ) emitting a switching signal if the output voltage (Ua) is greater than the reference voltage (Uref) and otherwise not emitting a switching signal, or vice versa, characterized in that
that the reference voltage (Uref) of the output voltage (Ua) is automatically updated as follows:
  • a) If the output voltage (Ua) both
    is less than or equal to an upper limit voltage (UGo), which is given by the sum of the reference voltage (Uref) plus a first voltage distance (dU1),
    as well as
    is greater than or equal to a lower limit voltage (UGu), which is given by the difference of the reference voltage (Uref) minus a second voltage distance (dU2),
    so the reference voltage (Uref) is kept constant,
  • b) if the output voltage (Ua) is greater than the upper limit voltage (UGo), the reference voltage (Uref) is raised, and
  • c) if the output voltage (Ua) is lower than the lower limit voltage (UGu), the reference voltage (Uref) is reduced.
2. Verfahren zur automatischen Selbstjustierung eines Sensors, umfassend einen Aufnehmer (1), mit einem Ausgang (1A), der eine Ausgangsspannung (Ua) abgibt, einen Analog-Digital-Wandler (50), an welchen die Ausgangsspannung (Ua) angelegt ist und welcher derselben einen digitalen Ausgangswert (Wa) zuordnet, und eine EDV-Einrichtung (51), in welche der digitale Ausgangswert (Wa) eingelesen wird und welche den Ausgangswert (Wa) mit einem Referenzwert (Wref) vergleicht und ein Schaltsignal abgibt, falls der Ausgangswert (Wa) größer ist als der Referenzwert (Wref), und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzwert (Wref) dem Ausgangswert (Wa) automatisch nachgeführt wird wie folgt:
  • a) Falls der Ausgangswert (Wa) sowohl kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert (WGo) ist, welche durch die Summe aus dem Referenzwert (Wref) plus einem ersten Abstandswert (dW1) gegeben ist,
    als auch
    größer oder gleich einem unteren Grenzwert (WGu) ist, welche durch die Differenz des Referenzwertes (Wref) minus einem zweiten Abstandswert (dW2) gegeben ist,
    so wird der Referenzwert (Wref) konstant gehalten,
  • b) falls der Ausgangswert (Wa) größer ist als der obere Grenzwert (WGo), so wird der Referenzwert (Wref) angehoben, und
  • c) falls der Ausgangswert (Wa) kleiner ist als der untere Grenzwert (WGu), so wird der Referenzwert (Wref) abgesenkt.
2. A method for the automatic self-adjustment of a sensor, comprising a sensor ( 1 ) with an output ( 1 A) which outputs an output voltage (Ua), an analog-to-digital converter ( 50 ) to which the output voltage (Ua) is applied which assigns a digital output value (Wa), and an EDP device ( 51 ) into which the digital output value (Wa) is read and which compares the output value (Wa) with a reference value (Wref) and emits a switching signal, if the output value (Wa) is greater than the reference value (Wref) and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa, characterized in that
that the reference value (Wref) is automatically tracked to the initial value (Wa) as follows:
  • a) If the initial value (Wa) is both less than or equal to an upper limit value (WGo), which is given by the sum of the reference value (Wref) plus a first distance value (dW1),
    as well as
    is greater than or equal to a lower limit value (WGu), which is given by the difference of the reference value (Wref) minus a second distance value (dW2),
    so the reference value (Wref) is kept constant,
  • b) if the initial value (Wa) is greater than the upper limit value (WGo), the reference value (Wref) is increased, and
  • c) if the output value (Wa) is less than the lower limit value (WGu), the reference value (Wref) is lowered.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung (Uref) erst dann angehoben bzw. abgesenkt wird, wenn die Ausgangsspannung (Ua) für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzspannung (UGo, UGu), oder der Referenzwert (Wref) erst dann angehoben bzw. abgesenkt wird, wenn der Ausgangswert (Wa) für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzwert (WGo, WGu).3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reference voltage (Uref) is only raised or lowered when the output voltage (Ua) for a first specifiable or second specifiable Response time (dT1, dT2) has remained longer or shorter than the upper or lower limit voltage (UGo, UGu), or the reference value (Wref) only then is raised or lowered when the initial value (Wa) for a first predefinable or second predefinable response time (dT1, dT2) greater or has remained smaller than the upper or lower limit (WGo, WGu). 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein kapazitiver oder ein induktiver oder ein akustischer Sensor oder ein Sensor für elektromagnetische Strahlung, z. B. optoelektronischer Sensor, oder ein mechanischer Tastsensor oder ein kapazitiver Taster ist. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor is a capacitive or an inductive or an acoustic sensor or a sensor for electromagnetic radiation, e.g. B. optoelectronic sensor, or a mechanical push button or a capacitive push button.   5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) zeitlich konstant gehalten werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) are kept constant over time. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2)) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) zeitlich verändert werden6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2)) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) can be changed over time 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes (Wa) und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) verändert wird.7. The method according to claim 5, characterized in that that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) depending on the time Behavior of the output voltage (Ua) or the output value (Wa) and / or the reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) is changed. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) in Abhängigkeit von einem durch zeitliche Mittelung gewonnenen Durchschnittswert des Betrages der Steigung der Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes (Wa) und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) vergrößert oder verkleinert werden.8. The method according to claim 7, characterized in that that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) as a function of one time averaged average of the amount of the slope of the Output voltage (Ua) or the output value (Wa) and / or the Reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) increased or be made smaller. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Änderungsrate der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) auf einen vorgebbaren Höchstwert begrenzt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rate of change of the reference voltage (Uref) or the Reference value (Wref) is limited to a predeterminable maximum value. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert zeitlich verändert wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the maximum value is changed over time. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes (Wa) und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) verändert werden.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the first and / or the second response time period (dT1, dT2) is dependent the time behavior of the output voltage (Ua) or the output value  (Wa) and / or the reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) to be changed. 12. Selbstjustierender Sensor, umfassend einen Aufnehmer (1) mit einem Ausgang (1A), der eine Ausgangsspannung (Ua) abgibt, und einen ersten Komparator (31) mit einem Signaleingang (31A), an welchen über eine erste Leitung (L1) die Ausgangsspannung (Ua) angelegt ist, und einem Referenzeingang (31B), an welchen eine von einer Spannungsquelle (10, 10A, 10B) abgegebene Referenzspannung (Uref) angelegt ist, wobei der erste Komparator (31) ein Schaltsignal abgibt, falls die Ausgangsspannung (Ua) größer ist als die Referenzspannung (Uref), und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (10, 10A, 10B) eine Nachführschaltung (10, 10A, 10B) ist, an welche ebenfalls die Ausgangsspannung (Ua) angelegt ist und welche die Referenzspannung (Uref)
  • a) konstant hält, falls die Ausgangsspannung (Ua) sowohl kleiner oder gleich einer oberen Grenzspannung (UGo) ist, welche gegeben ist durch die Summe aus der Referenzspannung (Uref) plus einem ersten Spannungsabstand (dU1),
    als auch
    größer oder gleich einer unteren Grenzspannung (UGu) ist, welche gegeben ist durch die Differenz der Referenzspannung (Uref) minus einem zweiten Spannungsabstand (dU2),
  • b) oder anhebt, falls die Ausgangsspannung (Ua) größer ist als die obere Grenzspannung (UGo),
  • c) oder absenkt, falls die der Ausgangsspannung (Ua) kleiner ist als die untere Grenzspannung (UGu).
12. Self-adjusting sensor, comprising a sensor ( 1 ) with an output ( 1 A), which outputs an output voltage (Ua), and a first comparator ( 31 ) with a signal input ( 31 A), to which a first line (L1 ) the output voltage (Ua) is applied, and a reference input ( 31 B) to which a reference voltage (Uref) emitted by a voltage source ( 10 , 10 A, 10 B) is applied, the first comparator ( 31 ) emitting a switching signal , if the output voltage (Ua) is greater than the reference voltage (Uref) and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa,
characterized in that the voltage source ( 10 , 10 A, 10 B) is a tracking circuit ( 10 , 10 A, 10 B) to which the output voltage (Ua) is also applied and which the reference voltage (Uref)
  • a) holds constant if the output voltage (Ua) is both less than or equal to an upper limit voltage (UGo), which is given by the sum of the reference voltage (Uref) plus a first voltage distance (dU1),
    as well as
    is greater than or equal to a lower limit voltage (UGu), which is given by the difference of the reference voltage (Uref) minus a second voltage distance (dU2),
  • b) or increases if the output voltage (Ua) is greater than the upper limit voltage (UGo),
  • c) or reduced, if that of the output voltage (Ua) is less than the lower limit voltage (UGu).
13. Selbstjustierender Sensor, umfassend einen Aufnehmer (1), mit einem Ausgang (1A), der eine Ausgangsspannung (Ua) abgibt, einen Analog-Digital-Wandler (50), an welchen die Ausgangsspannung (Ua) angelegt ist und welcher derselben einen digitalen Ausgangswert (Wa) zuordnet, und eine EDV-Einrichtung (51), in welche der digitale Ausgangswert (Wa) einlesbar ist und welche den Ausgangswert (Wa) mit einem in der EDV-Einrichtung (51) gespeicherten Referenzwert (Wref) zu vergleichen imstande ist und ein Schaltsignal abgibt, falls der Ausgangswert (Wa) größer ist als der Referenzwert (Wref), und andernfalls kein Schaltsignal abgibt, oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
daß die EDV-Einrichtung (51) den Referenzwert (Wref)
  • a) konstant hält, falls der Ausgangswert (WUa) sowohl kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert (WGo) ist, welcher gegeben ist durch die Summe aus dem Referenzwert (Wref) plus einem ersten Abstandswert (dW1),
    als auch
    größer oder gleich einem unteren Grenzwert (WGu) ist, welcher gegeben ist durch die Differenz des Referenzwertes (Wref) minus einem zweiten Abstandswert (dW2),
  • b) oder anhebt, falls der Ausgangswert (Wa) größer ist als der obere Grenzwert (WGo),
  • c) oder absenkt, falls der Ausgangswert (Wa) kleiner ist als der untere Grenzwert (WGu).
13. Self-adjusting sensor, comprising a transducer ( 1 ), with an output ( 1 A), which outputs an output voltage (Ua), an analog-to-digital converter ( 50 ), to which the output voltage (Ua) is applied and which of these assigns a digital output value (Wa), and an EDP device ( 51 ) into which the digital output value (Wa) can be read and which assigns the output value (Wa) with a reference value (Wref) stored in the EDP device ( 51 ) is able to compare and emits a switching signal if the output value (Wa) is greater than the reference value (Wref), and otherwise does not emit a switching signal, or vice versa, characterized in that
that the EDP device ( 51 ) the reference value (Wref)
  • a) holds constant if the initial value (WUa) is both less than or equal to an upper limit value (WGo), which is given by the sum of the reference value (Wref) plus a first distance value (dW1),
    as well as
    is greater than or equal to a lower limit value (WGu), which is given by the difference of the reference value (Wref) minus a second distance value (dW2),
  • b) or increases if the initial value (Wa) is greater than the upper limit value (WGo),
  • c) or reduced if the initial value (Wa) is less than the lower limit value (WGu).
14. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10, 10A, 10B) die Referenzspannung (Uref) erst dann anhebt bzw. absenkt, wenn die Ausgangsspannung (Ua) für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) größer bzw. kleiner geblieben ist als die obere bzw. untere Grenzspannung (UGo, UGu), oder die EDV-Einrichtung (51) den Referenzwert (Wref) erst dann anhebt bzw. absenkt, wenn der Ausgangswert (Wa) für eine erste vorgebbare bzw. zweite vorgebbare Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) größer bzw. kleiner geblieben ist als der obere bzw. untere Grenzwert (WGo, WGu).14. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that the tracking circuit ( 10 , 10 A, 10 B) only raises or lowers the reference voltage (Uref) when the output voltage (Ua) for a first or second predetermined Response time (dT1, dT2) has remained greater or smaller than the upper or lower limit voltage (UGo, UGu), or the EDP device ( 51 ) only increases or decreases the reference value (Wref) when the output value (Wa ) has remained larger or smaller than the upper or lower limit value (WGo, WGu) for a first predefinable or second predefinable response time period (dT1, dT2). 15. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein kapazitiver oder ein induktiver oder ein akustischer Sensor oder ein Sensor für elektromagnetische, z. B. optoelektronischer Sensor, oder ein mechanischer Tastsensor oder ein kapazitiver Taster ist. 15. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that that the sensor is a capacitive or an inductive or an acoustic sensor or a sensor for electromagnetic, e.g. B. optoelectronic sensor, or a mechanical push button or a capacitive push button.   16. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) zeitlich konstant sind.16. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) is constant over time. 17. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) zeitlich veränderlich sind.17. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) can be changed over time. 18. Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) veränderlich sind.18. Sensor according to claim 17, characterized in that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) depending on the time Behavior of the output voltage (Ua) or the output value and / or the Reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) are changeable. 19. Sensor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) bzw. der erste und/oder der zweite Abstandswert (dW1, dW2) in Abhängigkeit von einem durch zeitliche Mittelung gewonnenen Durchschnittswert des Betrages der Steigung Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes (Wa) und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) zunehmen oder abnehmen.19. Sensor according to claim 18, characterized in that the first and / or the second voltage spacing (dU1, dU2) or the first and / or the second distance value (dW1, dW2) as a function of one time averaged average value of the amount of the slope Output voltage (Ua) or the output value (Wa) and / or the Reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) increase or lose weight. 20. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bzw. zweite Spannungsabstand (dU1, dU2) die Flußspannung einer Diode (D1, D4, D2, D3) oder einer Serienschaltung von Dioden ist.20. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that that the first and second voltage spacing (dU1, dU2) the forward voltage of a Diode (D1, D4, D2, D3) or a series connection of diodes. 21. Sensor nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Änderungsrate der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) auf einen vorgebbaren Höchstwert begrenzt ist.21. Sensor according to one of claims 12 to 20, characterized in that that the rate of change of the reference voltage (Uref) or the Reference value (Wref) is limited to a predeterminable maximum value. 22. Sensor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert zeitlich variabel ist. 22. Sensor according to claim 21, characterized in that the maximum value is variable over time.   23. Sensor nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Ansprechzeitdauer (dT1, dT2) in Abhängigkeit vom zeitlichen Verhalten der Ausgangsspannung (Ua) bzw. des Ausgangswertes (Wa) und/oder der Referenzspannung (Uref) bzw. des Referenzwertes (Wref) veränderlich sind.23. Sensor according to one of claims 12 to 22, characterized in that that the first and / or the second response time period (dT1, dT2) is dependent the time behavior of the output voltage (Ua) or the output value (Wa) and / or the reference voltage (Uref) or the reference value (Wref) are changeable. 24. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10, 10A) eine Analogschaltung (10A) ohne digitale Bauelemente oder eine digitale Schaltung ohne Mikroprozessor ist.24. Sensor according to claim 12, characterized in that the tracking circuit ( 10 , 10 A) is an analog circuit ( 10 A) without digital components or a digital circuit without a microprocessor. 25. Sensor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10, 10B) eine erste und eine zweite Diode (D1, D2) sowie einen Ladekondensator (C) umfaßt, wobei die beiden Dioden (D1, D2) antiparallel zwischen den Ausgang (1A) des Aufnehmers (1) und den Referenzeingang (31B) des Komparators (31) geschaltet sind und der Referenzeingang (31B) des Komparators (31) über den Ladekondensator (C) an Masse gelegt ist.25. Sensor according to claim 24, characterized in that the tracking circuit ( 10 , 10 B) comprises a first and a second diode (D1, D2) and a charging capacitor (C), the two diodes (D1, D2) antiparallel between the Output ( 1 A) of the transducer ( 1 ) and the reference input ( 31 B) of the comparator ( 31 ) are switched and the reference input ( 31 B) of the comparator ( 31 ) is connected to ground via the charging capacitor (C). 26. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10A) folgende Komponenten umfaßt:
  • a) einen zweiten und einen dritten Komparator (32, 33) mit je einem Signaleingang (32A, 33A), je einem Referenzeingang (32B, 33B) sowie je einem Schaltsignal-Ausgang (32C, 33C), wobei der zweite bzw. dritte Komparator (32 bzw. 33) dann und nur dann ein Schaltsignal über seinen Ausgang (32C bzw. 33C) abgibt, wenn an seinem Signaleingang (32A bzw. 33A) eine höhere Spannung anliegt als an seinem Referenzeingang (32B bzw. 33B),
  • b) eine Serienschaltung (R3, D3, D4, R4) aus einem dritten Widerstand (R3), einer dritten Diode D3, einer vierten Diode (D4) und einem vierten Widerstand (R4), wobei der dritte Widerstand (R3) mit seinem von der dritten Diode (D3) abgewandten Anschluß an einen Spannungspol (7) und der vierte Widerstand (R4) mit seinem von der vierten Diode (D4) abgewandten Anschluß an Masse gelegt ist und die dritte und die vierte Diode (D3, D4) in jeweils Durchlaßrichtung geschaltet sind, so daß von dem Spannungspol (7) über diese Serienschaltung (R3, D3, D4, R4) ein Strom nach Masse fließt,
  • c) eine zweite Leitung (L2), welche zwischen der dritten und der vierten Diode (D3, D4) von der Serienschaltung (R3, D3, D4, R4) abzweigt und mit dem Ausgang (1A) des Aufnehmers (1) verbunden ist, so daß zwischen diesen Dioden (D3, D4) die Ausgangsspannung (Ua) anliegt,
  • d) eine dritte Leitung (L3), welche zwischen dem dritten Widerstand (R3) und der dritten Diode (D3) von der Serienschaltung (R3, D3, D4, R4) abzweigt und an den Referenzeingang (33B) des dritten Komparators (33) angelegt ist,
  • e) eine vierte Leitung (L4), welche zwischen dem vierten Widerstand (R4) und der vierten Diode (D4) von der Serienschaltung (R3, D3, D4, R4) abzweigt und an den Signaleingang (32A) des zweiten Komparators (32) angelegt ist,
  • f) einen Binärzähler (44) mit einem Zähleingang (44A), einem Richtungseingang (44B), Ausgängen (Q1-Q6) sowie mit einem an diese Ausgänge angeschlossenen R- oder R2R-Netzwerk mit Widerständen 45, wobei der Richtungseingang (44B) mit dem Schaltsignal-Ausgang (32C) des zweiten Komparators (32) verbunden ist und der Binärzähler (44) einen internen Zählerstand inkrementiert, falls an seinem Zähleingang (44A) ein Taktpuls ankommt und an seinem Richtungseingang (44B) ein High-Signal anliegt, und den internen Zählerstand dekrementiert, falls an seinem Zähleingang (44A) ein Taktpuls ankommt und an seinem Richtungseingang (44B) ein Low-Signal anliegt, und der Binärzähler 44 über seine Ausgänge (Q1-Q6) und das Widerstandsnetzwerk (45) eine in Stufen veränderliche, dem internen Zählerstand proportionale Spannung (Uref) an eine fünfte Leitung (L5) abzugeben imstande ist, welche an den Signaleingang (33A) des dritten Komparators (33) sowie an die Referenzeingänge (32B, 31B) sowohl des zweiten als auch des ersten Komparators (32, 31) angelegt ist,
  • g) ein UND-Gatter (42) mit einem ersten und einem zweiten UND-Eingang (42A, 42B) und einem logischen UND-Ausgang (42C), welcher an den Zähleingang (44A) des Binärzählers (44) angelegt ist,
  • h) einen Taktgenerator (41), welcher über seinen Taktausgang (41A) Taktimpulse abgibt, wobei der Taktausgang (41A) mit dem ersten UND-Eingang (42A) des UND- Gatters (42) verbunden ist, und
  • i) ein ODER-Gatter (43) mit einem ersten und einem zweiten ODER-Eingang (43A, 43B) und einem logischen ODER-Ausgang (43C), welcher an den zweiten UND- Eingang (42B) des UND-Gatters (42) angeschlossen ist, wobei der Schaltsignal- Ausgang (33C) des dritten Komparators (33) an den ersten ODER-Eingang (43A) und der Schaltsignal-Ausgang (32C) des zweiten Komparators (32) an den zweiten ODER-Eingang (43B) angeschlossen ist.
26. Sensor according to claim 12, characterized in that the tracking circuit ( 10 A) comprises the following components:
  • a) a second and a third comparator (32, 33) each having a signal input (32 A, 33 A), each having a reference input (32 B, 33 B) as well as one shift signal output (32 C, 33 C), wherein the second or third comparator ( 32 or 33 ) emits a switching signal via its output ( 32 C or 33 C) only when a higher voltage is present at its signal input ( 32 A or 33 A) than at its Reference input ( 32 B or 33 B),
  • b) a series circuit (R3, D3, D4, R4) of a third resistor (R3), a third diode D3, a fourth diode (D4) and a fourth resistor (R4), the third resistor (R3) with its one of the third diode (D3) facing away from a voltage pole ( 7 ) and the fourth resistor (R4) with its terminal facing away from the fourth diode (D4) is connected to ground and the third and fourth diodes (D3, D4) in each case Forward direction are switched so that a current flows from the voltage pole ( 7 ) via this series circuit (R3, D3, D4, R4) to ground,
  • c) a second line (L2), which branches off between the third and the fourth diode (D3, D4) of the series connection (R3, D3, D4, R4) and connected to the output (1 A) of the transducer (1) is , so that the output voltage (Ua) is present between these diodes (D3, D4),
  • d) a third line (L3), which branches off between the third resistor (R3) and the third diode (D3) from the series circuit (R3, D3, D4, R4) and to the reference input ( 33 B) of the third comparator ( 33 ) is created,
  • e) a fourth line (L4), which branches off between the fourth resistor (R4) and the fourth diode (D4) from the series circuit (R3, D3, D4, R4) and to the signal input ( 32 A) of the second comparator ( 32 ) is created,
  • f) a binary counter (44) with a counting input (44 A), a directional input (44 B), outputs (Q1-Q6), and connected with a to these outputs R or R2R network with resistances 45, wherein the direction input (44 B) is connected to the switching signal output ( 32 C) of the second comparator ( 32 ) and the binary counter ( 44 ) increments an internal counter reading if a clock pulse arrives at its counter input ( 44 A) and on at its direction input ( 44 B) high signal is present, and decrements the internal counter reading, if appropriate, (44 a) arrives at its counting input a clock pulse and, at its towards the entrance (44 B) a low signal is applied, and the binary counter 44 via its outputs (Q1-Q6), and Resistor network ( 45 ) is able to deliver a voltage (Uref), which is variable in steps and proportional to the internal meter reading, to a fifth line (L5), which is connected to the signal input ( 33 A) of the third comparator ( 33 ) and to the reference current inputs ( 32 B, 31 B) of both the second and the first comparator ( 32 , 31 ) are created,
  • g) an AND gate ( 42 ) with a first and a second AND input ( 42 A, 42 B) and a logical AND output ( 42 C), which is applied to the counter input ( 44 A) of the binary counter ( 44 ) is
  • h) a clock generator ( 41 ) which emits clock pulses via its clock output ( 41 A), the clock output ( 41 A) being connected to the first AND input ( 42 A) of the AND gate ( 42 ), and
  • i) an OR gate ( 43 ) with a first and a second OR input ( 43 A, 43 B) and a logic OR output ( 43 C) which is connected to the second AND input ( 42 B) of the AND Gate ( 42 ) is connected, the switching signal output ( 33 C) of the third comparator ( 33 ) to the first OR input ( 43 A) and the switching signal output ( 32 C) of the second comparator ( 32 ) to the second OR input ( 43 B) is connected.
27. Sensor nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß zu der ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Diode (D1, D2, D3, D4) mindestens eine erste bzw. zweite bzw. dritte bzw. vierte Zusatzdiode in Serie geschaltet ist, deren Durchlaßrichtung mit derjenigen der ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Diode (D1, D2, D3, D4) übereinstimmt.27. Sensor according to claim 25 or 26, characterized in that that to the first or second or third or fourth diode (D1, D2, D3, D4) at least one first or second or third or fourth additional diode in series is switched, the forward direction of which of the first or second or third or fourth diode (D1, D2, D3, D4) matches. 28. Sensor nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10) einen Analog/Digital-Wandler und eine Digitalschaltung umfaßt, wobei die Ausgangsspannung (Ua) an den Analog/Digital- Wandler angelegt ist und dieser die Ausgangsspannung zu digitalisieren und in digitaler Form an die Digitalschaltung auszugeben imstande ist, welche die Referenzspannung (Uref) in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (Ua) oder deren zeitlichem Verhalten zu berechnen und an den Referenzeingang (31B) des ersten Komparators (31) abzugeben imstande ist.28. Sensor according to one of claims 12 to 21, characterized in that the tracking circuit ( 10 ) comprises an analog / digital converter and a digital circuit, the output voltage (Ua) being applied to the analog / digital converter and this the output voltage digitize and output in digital form to the digital circuit, which is able to calculate the reference voltage (Uref) depending on the output voltage (Ua) or its temporal behavior and is able to deliver it to the reference input ( 31 B) of the first comparator ( 31 ) , 29. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführschaltung (10) einen von einem ersten Gleichstrom durchflossenen siebten Widerstand und/oder einen von einem zweiten Gleichstrom durchflossenen achten Widerstand umfaßt und der Spannungsabfall an dem siebten bzw. achten Widerstand als erster bzw. zweiter Spannungsabstand (dU1, dU2) dient.29. Sensor according to claim 12, characterized in that the tracking circuit ( 10 ) comprises a seventh resistor through which a first direct current flows and / or an eighth resistor through which a second direct current flows and that the voltage drop across the seventh or eighth resistor is the first or second voltage spacing (dU1, dU2) is used.
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