DD219274A1

DD219274A1 - Einrichtung zur erfassung und anzeige des neigungswinkels

Info

Publication number: DD219274A1
Application number: DD25640783A
Authority: DD
Inventors: Lutz Materna
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1983-11-07
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1985-02-27

Abstract

Einrichtung zur Erfassung und Anzeige eines Neigungswinkels mit einem Pendel und einem Hall-Generator. Mit geringem Aufwand an Messtechnik sollen Laengs- und/oder Querneigungsabweichungen mit hoher Messgenauigkeit angezeigt werden. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass mittig ueber einem als Hall-Generator ausgebildeten, mechanisch fest installierten Schaltkreis ein Magnet an einem freibeweglichen Pendel aufgehaengt ist, der Schaltkreis als magnetfeldabhaengiger Rechteckgenerator geschaltet und eine Frequenzaenderung ueber eine Auswerteeinheit, die am Ausgang des Rechteckgenerators anliegt, als Mass fuer eine Winkelabweichung angezeigt ist. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Einrichtung zur Erfassung und Anzeige eines Neigungswinkels

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung und Anzeige eines Neigungswinkels mit einem Pendel und einem Hall-Generator.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die einfachste Methode zur Feststellung einer Neigung ist ein an dem jeweiligen Objekt befestigtes Ziffernblatt mit einem zugehörigen Zeiger.,Diese rein mechanische Anzeige ist schon infolge ihrer technischen Ausführung äußerst ungenau und ermöglicht nur grobe Ablesewerte. Hinzu kommt, daß durch die visuelle Beobachtung weitere Ungenauigkeiten entstehen. Zur Vervollkommnung der Neigungsmessung sind bereits verschiedene Meß- bzw. Erfassungsmethoden bekannt geworden, die üblicherweise unter folgenden Oberbegriffen zusammengefaßt^werden:

Pendelprinzipj geodätische Loteinrichtungen; Wagge-Prinzipj Kreiselmeßverfahren_i; und optische Meßverfahren

Zum Pendelprinzip gehörig zählt man solche Ein-

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richtungen, deren Kontaktgabe mittels eines beweglichen Pendels erfolgt. Als Arten können Faden-, Stab- oder Zylinderpendel zur Anwendung gelangen. Die Lagerung derselben kann als Wälz-, Gleit- oder Schneidenlager ausgebildet sein. Hinsichtlich der Heßwerterfassung wird weiterhin zwischen mechanischen, elektrischen, elektromagnetischen, elektro-statischen und optischen Systemen unterschieden. ,'..' Es ist bekannt, derartige Pendel mit Widerstandsferngebern, Drehmeldern, Drehkondensatoren oder induktiven Wsgaufnehmern zu kombinieren, um dadurch eine brauchbare Meßwerterfassung zu erzielen. Alle diese Varianten gestatten eine Übertragung der gemessenen Werte sowie eine kontinuierliche Anzeige der Auslegerneigung. Diesen Prinzipien haftet jedoch der Nachteil an, daß die Obertragungsfehler relativ groß sind. Soll eine größere Meßgenauigkeit erzielt werden, sind umfangreiche Zusatzmaßnahmen erforderlich. Darüber hinaus sind der Aufwand bzw. die Beschaffungskosten für eine Eigenanfertigung und Montage sehr hoch. Bei der Kondensatormeßeinrichtung kommt als weiterer Nachteil noch hinzu, daß dafür eine Hochfrequenzspannung benötigt wird, die in den wenigsten Fällen vorhanden ist. Bei der Verwendung von induktiven Wegaufnehmern ist es vorteilhaft, daß diese industriell gefertig werden und eine hohe Meßgenauigkeit besitzen. Ihr Einsatzgebiet bezieht sich demzufolge vorwiegend auf astronomische Geräte. Die Nachteile, bestehen darin, daß ein Trägerfrequenzmeßverstärker erforderlich ist und unter rauhen Einsatzbedingungen (Vibration) die MeSgenauigkeit nicht ge- _v währleistet sowie die Lebensdauer stark herabgesetzt wird.

Weiterhin ist ein Drehwinkelgeber bekannt (DE 2355635), der mit einem Hall-Generator arbeitet, der bei einem entsprechenden Drehwinkel einen Schaltimpuls (L/H-Sigrial) abgibt. Diese Lösung ist aber nur für eine umlaufende Winkelmessung geeignet, ;

Ziel der Erfindung *

Ziel der Erfindung ist es, bei geringem Aufwand an Meßtechnik den Neigungswinkel mit hoher Meßgenauigkeit anzuzeigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Pendel und eines Hall-Generators eine Einrichtung zu schaffen, mit der Längs- und/oder Querneigungsabweichungen angezeigt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mittig über einem als Hall-Generator ausgebildeten mechanisch fest installierten Schaltkreis ein Magnet an einem freibeweglichen Pendel aufgehängt ist, der Schaltkreis als magnetfeldabhähgiger Rechteckgenerator geschaltet und eine Frequenzänderung über eine Auswerteeinheit, die am Ausgang des Rechteckgenerators anliegt, als MaS für eine Winkelabweichung angezeigt ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Seitenansicht der Einrichtung Fig. 2: das Schaltungsprinzip des Rechteckgenerators

Ober einem als Hall-Generator ausgebildeten, mechanisch fest installierten Schaltkreis 13 ist mittig ein Magnet 1 an einem freibeweglichen Pendel 2 aufgehängt* Der Schaltkreis IS (z.B. B 461 G) ist als magnetfeldabhängiger Rechteckgenerator geschaltet. Am Ausgang

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des Rechteckgenerators liegt eine Auswerteeinheit 3 an. Der Kondensator C lädt sich bei einer entsprechenden Induktion B über den Widerstand R auf. Dies dauert so lange, bis die Freigabe H-Spiannung im Schaltkreis IS überwunden wird· Danach schaltet sich der Schaltkreis-Ausgang auf L und der Kondensator Centlädt sich bis unter die untere Triggerschwelle. Damit schaltet der Schaltkreis-Ausgang erneut' auf H. Dieser Zyklus ist von der magnetischen Feldstärke, die den Hall-Generator erreicht, abhängig, d.h. vom Abstand des Magneten 1 von der Schaltkreismitte. Wird nun dieses System neigungsmäßig beansprucht, erfolgt eine Lageabweichüng des am Pendel 2 aufgehängten Magneten 1 zum Mittelpunkt des Hall-Generators. Die den Hall-Generator erreichende Induktion B verändert sich und damit auch die Schwingfrequenz des Generators. Somit steht die Winkelabweichung (Wegeabhängigkeit) im direkten Verhältnis zur Schwingfrequenz des Hall-Generators. Die Frequenzänderung wird über die Auswerteeinheit 3am Arbeitswiderstand R^ als Maß für eine Winkelabweichung angezeigt. Legt man nun z.3. bei einem digitalen Meßverfahren den Sprung 1 kHz entspricht einem. Grad Winkelabweichung zugrunde, ist das System meßtechnisch praktisch nutzbar. Durch Variation der Pendelaufhängung, der Magnetausführung, der Mehrfachanordnung des Schaltkreises IS und der. Meßwertauswertung lassen sich Geräte mit ganz spezifischen Einsatzmöglichkeiten konzipieren.

Claims

Erfindungsanspruch

Einrichtung zur Erfassung und Anzeige eines Neigungswinkels mit einem Pendel und einem Hall-Generator, gekennzeichnet dadurch, daß mittig über einem als Hall-Generator ausgebildeten, mechanisch fest installierten Schaltkreis (IS) ein Magnet (1) an einem freibeweglichen Pendel (2) aufgehängt ist, der Schaltkreis (IS) als magnetfeldabhängiger Rechteckgenerator geschaltet und eine Frequenzänderung über eine Auswerteeinheit (3) , die am Ausgang des Rechteckgenerators anliegt, als Maß für eine Winkelabweichung angezeigt ist.

Hierzu 1 3latt Zeichnungen