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Induktiver Messwertgeber Die Erfindung betrifft einen induktiven Messwertgeber, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei elektrisch gegeneinander geschaltete Tauchspulen an einem gemeinsamen Waagebalken angeordnet sind und gegenläufig in je zwei Luftspalte eintauchen, wobei die Wicklungbreite der Tauchspulen grösser als die Polbreite der Luftspalte ist und die breiten Seiten der rechteckig gewählten Wicklungsnäche in die Luftspalte eintauchen, derart, dass ein möglichst grosser Anteil der Wicklungslänge den Feld- änderungen ausgesetzt ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Grundriss zu Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht, Fig. 4 einen Grundriss eines in Fig. 1 dargestellten Teiles und Fig. 5 ein Diagramm.
In Fig. 1 bedeutet 1 eine linke und 2 eine rechte Tauchspule, die je über einen isolierenden Träger 3 bzw. 4 an einem Waagebalken 5 befestigt sind, der um eine Achse 6 drehbar gelagert ist.
Die Stromzuführung zu den beiden Tauchspulen findet uber zwei Stromzuführungsfedem 7, 8 und die Drahtverbindungen 9, 10 und 11 statt.
Jede Tauchspule hat eine rechteckige Querschnittsform, zweckmässig mit einem Seitenverhältnis von 1, 5, und taucht mit ihren längeren Seitenflächen in je einen Luftspalt ein. Diese Luftspalte werden durch zwei E-förmige Eisenkerne 12, 13 gebildet, die mittels der Schrauben 14 durch zwei parallelliegende Distanzierungsplatten 15, 16 in der dargestellten gegenseitigen Lage gehalten werden. Die Eisenkerne 12, 13 werden durch je eine auf d : m mittleren Kernteil angeordnete Erregerspule 17 bzw. 18 erregt ; die beiden Erregerspulen sind in Reihe an ein nicht dargestelltes Netz angeschlossen. Die Achse 6 des Waagebalkens ist in einem besonderen Lagerstück 19 gelagert, welches durch zwei Schrauben 20 mit den Distanzierungsplatten 15, 1 q verbunden ist. Am gleichen Lagerstück sind die beiden Stromzuführungsfedem 7, d mute Zwischenschaltung eines Isolierstückes : 21 befestigt.
In der Mitte der Achse 6 ist eine fest auf der Achse sitzende Rolle 22 angeordnet, um welche sich ein Metallbändchen 23, dessen oberes Ende an einet Abflachung der Rolle 22 mittels einer Schraube 24 befestigt ist, auf-und abwickeln kann. Das untere Ende des Metallbändchens 23 ist mittels des Plättchens 25 und der Schraube 26 an einer Federplatte 27 festgeklemmt, die mittels der Schrauben 28 unter Zwischenschaltung von Distanzscheiben 29 zwischen einer Grundplatte 30 und den beiden Distanzierungsplatten /ss befestigt ist. In Fig. 4 ist der Grundriss der Federplatte 27 dargestellt. Zum Schutz der empfindlichen Tauchspulen 1 und 2 ist an den Eisenkernen 12 und 13 je ein bügelfórmiges Schutzblech 31, 32 vorgesehen.
Ferner ist an jedem Eisenkern ein durch Schrauben 14 festgeklemmtes Streu blech 33 bzw. 34 vorgesehen.
Diese Strubleche dienen zum nachträglichen Abgleich von geringen Unregelmässigkeiten in den Wicklungsdaten und Wicklungsformen der Tauchspulen und von Unterschieden in den Dimensionen der Luftspalte. Zu beachten ist, dass die Luftspalte verhältnismässig klein sind, was dadurch ermöglicht wurde, dass die Tauch- spulen als freitragende Spulen, d. h. ohne irgend- welchen Spulenkörper, durch Verkittung der
Windungen hergestellt sind.
In den Fig. 2 und 3, die einen Grundriss und eine Seitenansicht zur Fig. 1 darstellen, wurden die gleichen Bezugszeichen wie m der Fig. 1 verwendet, so dass sich eine besondere Beschrei- bung dieser Figuren, in denen keine neuen Teile sichtbar werden, erübrigt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen An- ordnung ist nun die folgende :
Die Erregerspulen 17, 18 der beiden Eisen- körper 12, 13 liegen an der Netzspannung mid
EMI1.1
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Spannungen keinen linearen Zusammenhang mit der Verdrehung des Waagebalkens aufweisen würden. lui Diagramm der Fig. 5, wo die in den Tauchspulen 1 und 2 induzierte Spannung U als Funktion des Verdrehungswinkels T des Waagebalkens 5 dargestellt ist, sind diese Verhältnisse wiedergegeben. Nähert sich eine Tauchspule den entsprechenden Luftspalten, so steigt die induzierte Spannung U vorerst mehr als proportional an. Im Punkt A der Kurve hat diese Tauchspule dann etwa die in der Fig. 1 durch die Tauchspule 2 eingenommene Lage erreicht.
Ein weiteres Eintauchen der Tauchspule lässt den Arbeitspunkt über C nach B wandern. Der Bereich A-B ist linear. Wird die Tauchspule weiter bewegt, so dass sie sich langsam aus den Luftspalten entfernt, so biegt die Kurve wieder stark ab. Falls die beiden Tauchspulen einander elektrisch entgegengeschaltet sind, so heben sich die induzierten Spannungen in denselben bei waagrechter Lage des Waagebalkens 5 gerade auf. Der Arbeitsruhepunkt liegt dann in C. Die beiden Tauchspulen können in Nullstromschaltung mit den beiden Stromspulen eines wattmetrischen Relais, beispielsweise nach der Ferraristype, verbunden sein. Bei waagrechtem Waagebalken fliesst dann durch diese Stromspulen kein Strom und die Ferrarisscheibe mit einem Mittelkontakt bleibt in einer Mittellage liegen.
Dreht sich der Waagebalken in der einen oder anderen Richtung, so fliesst ein entsprechend gerichteter Strom durch die
Stromspulen und verdreht die Ferrarisscheibe nach links oder rechts bis zum Anschlag des Mittelkontaktes mit entsprechenden Aussen- kontakten. Über d ese Kontakte können dann in bekannter Weise Regeleinrichtungen usw. gesteuert werden.
Der beschriebene induktive Messwertgeber arbeitet natürlich mit einem Fühler zusammen.
Letzterer kann grundsätzlich beliebiger Art sein.
Die Übertragung der Fühlerbewegung auf die
Tauchspulen erfolgt bei translatorischcr Bewegung des Füllte s in Richtung des in Fig. 1 angegebenen
Pfeiles auf die Federplatte 27 bzw. bei einer
Drehbewegung des Fühlers durch Kupplung desselben mit der Drehachse 6. Da der Geber kein Eisen am beweglichen Teil aufweist, bleiben ausser allfälligen Reibungs-und Federkräften nur noch diejenigen Kräfte durch den Fühler zu überwinden, die das Erregerfeld auf die
Tauchspulen ausübt. Da in den Tauchspulen mit äusserst kleinen induzierten Leistungen ge- arbeitet wird, so ist auch die nötige Verstellkraft für den Waagebalken entsprechend klein.
Die besonders günstige Form der gewählten Anordnung geht aus der Überlegung hervor, dass die Messleitung einerseits von der in den Tauchspulen induzierten Spannung und anderseits von den Ohmschen Verlusten der Spulen abhängt. Bei gegebener maximaler Luftspaltinduktion und gegebener Polfläche wird durch die gewählte rechteckige Spulenform mit Wicklungsflächen, die breiter als die Polbreite sind, erreicht, dass ein möglichst hoher Anteil der Wicklungslänge der Tauchspulen den Feldänderungen ausgesetzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Induktiver Messwertgeber, dadurch gekennzeichner, dass zwei elektrisch gegeneinander geschaltete Tauchspulen an einem gemeinsamen Waagebalken angeordnet sind und gegenläufig in je zwei Luftspalte eintauchen, wobei die Wicklungsbreite der Tauchspulen grösser als die Polbreite der Luftspalte ist und die breiten Seiten der rechteckig gewählten Wicklungsfläche in die Luftspalte eintauchen, derart, dass ein möglichst grosser Anteil der Wicklungslänge den Feldänderungen ausgesetzt ist.