DD226069A1 - INDUCTIVE OPTICAL ENGINE WITHOUT AUXILIARY POWER - Google Patents

INDUCTIVE OPTICAL ENGINE WITHOUT AUXILIARY POWER Download PDF

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DD226069A1
DD226069A1 DD26488384A DD26488384A DD226069A1 DD 226069 A1 DD226069 A1 DD 226069A1 DD 26488384 A DD26488384 A DD 26488384A DD 26488384 A DD26488384 A DD 26488384A DD 226069 A1 DD226069 A1 DD 226069A1
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DD
German Democratic Republic
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coil
inductive
auxiliary power
hinged armature
switching
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DD26488384A
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German (de)
Inventor
Gerd Bogedale
Bernhard Hoier
Wolfgang Knoeschke
Original Assignee
Inst Prueffeld Elekt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Informationserfassung mechanischer Stellungsveraenderungen mit binaerem Charakter ohne Hilfsenergiebedarf. Verwendung findet die Erfindung in den Bereichen der Technik, wo mittels Lichtleittechnik und/oder Elektronik Stellungsinformationen gemeldet bzw. verarbeitet werden muessen. Das Wesen der Erfindung besteht in der Erfassung der Schaltstellungsinformationen mittels induktiv-optischem Geber, der aus einem magnetischen und elektrischen Kreis und dem Antriebssystem besteht. Durch Magnetfeldaenderung wird in einer Spule eine Spannung induziert, die mittels Diode einen Lichtimpuls erzeugt.The invention relates to an arrangement for information acquisition mechanical position changes with binaerem character without auxiliary energy needs. Use finds the invention in the fields of technology, where position information must be reported or processed by means of light control technology and / or electronics. The essence of the invention consists in the detection of the switching position information by means of inductive-optical encoder, which consists of a magnetic and electrical circuit and the drive system. By changing the magnetic field, a voltage is induced in a coil, which generates a light pulse by means of a diode.

Description

Berlin, den 25. 6. 1984 EV 43/83 Wr/HeBerlin, 25. 6. 1984 EV 43/83 Wr / He

Titel der ErfindungTitle of the invention

Induktiv-optischer Geber ohne HilfsenergieInductive-optical encoder without auxiliary power

Anwendungsgebiet field of use der the Erfindunginvention

Der Einsatz der Erfindung ist in den Bereichen der Technik vorteilhaft, wo mittels Lichtleittechnik u./o, Elektronik binäre Informationen auf Grund mechanischer Zustandsänderungen gemeldet bzw. verarbeitet werden müssen, z. 3. in Elektroenergieanlagen.The use of the invention is advantageous in the fields of technology, where by means of light control technology u./o, electronics binary information due to mechanical state changes must be reported or processed, for. 3. in electrical energy systems.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist eine Vielzahl von optischen Gebern bekannt, die mittels Lichtleitelementen mechanische Zustandsänderungen erfassen können. Grundsätzlich bedient man sich des Lichtschrankenprinzips, wobei ein Lichtstrahl zum Informationserfassungsort geleitet werden muß, dort beeinflußt wird und danach wieder zurückgeführt werden muß. (3RD/0S 2107992; DDR/WP 133872; 3RD/CS 2320433).A variety of optical encoders are known which can detect mechanical state changes by means of light-guiding elements. In principle, the light barrier principle is used, whereby a light beam has to be directed to the information acquisition location, is influenced there and then has to be returned again. (3RD / 0S 2107992; DDR / WP 133872; 3RD / CS 2320433).

Die optischen Geber bedienen sich zweier sich fluchtend gegenüberstehenden Lichtleitfaserenden ähnlich dem Wirkungsprinzip des Reedkontaktes. (3RD/0S 2341848; BRD/OS 2841140; BRD/AS 2531398; 8R0/0SThe optical encoders use two aligned optical fiber ends similar to the principle of the reed contact. (3RD / 0S 2341848; BRD / OS 2841140; BRD / AS 2531398; 8R0 / 0S

2810853) . 2810853).

Es sind weiterhin Stellungsfühler bekannt, die die mechanische Versetzung eines Objektes erfassen und in ein elektrisches Signal umwandeln, wobei die Grö&e der Versetzung eines bewegbaren Glieds mit Hilfe eines berührungsfreien mechanisch-elektrischen Umsetzmechanismus gemessen·wird. Es wird ein Stellungsfühler angegeben, der die Versetzung eines Objektes oder einer Arbeitsvorrichtung mittels eines bewegbaren Gliedes auf-, nimmt. Das bewegbare Glied führt über ein Koppelglied bei Versetzung zur Auslenkung bzw, Biegung eines Ker- nes, der an einer Seite .aus einem magnetisch weichen, amorphen Metallteil besteht. Dieses magnetisch weiche Teil ist mit einer elektrischen Spule umwickelt. Die bei Versetzung des Objektes entstehende Spannungsänderung wird mittels einer elektrischen Verarbeitungsschaltung erfaßt (DE-OS 3133033).Position sensors are also known which detect the mechanical displacement of an object and convert it into an electrical signal, wherein the amount of displacement of a movable member is measured by means of a non-contact mechanical-electrical conversion mechanism. A position sensor is provided which records the displacement of an object or a working device by means of a movable member. The movable member, when displaced, leads via a coupling member to the deflection or bending of a candle, which on one side consists of a magnetically soft, amorphous metal part. This magnetically soft part is wrapped with an electric coil. The voltage change occurring when the object is displaced is detected by means of an electrical processing circuit (DE-OS 3133033).

Bei einem weiteren bekannten Stellungsfühler bewegt ein mit einem Ende nach außen ragendes und die Versetzung eines Objektes aufnehmendes Glied einen Permanentmagneten gegen die Kraft einer Feder. Parallel zu dem.Permanentmagneten befindet sich an einem magnetisch weichen Teil eine Spule, die im Fall einer Versetzung des Objektes und damit Verschiebung des Permanentmagneten ein elektrisches Signal an eine Verarbeitungsschaltung abgibt (DE-OS 3133048), Derartige Stellungsfühler erfordern zur Erzeugung des elektrischen Signals eine zusätzliche Hilfsenergie und einen hohen schaItungstechnischen Aufwand.In another known position sensor, a member projecting outwardly and receiving a displacement of an object moves a permanent magnet against the force of a spring. Parallel to der.Permanentmagneten is located on a magnetically soft part of a coil which emits an electrical signal to a processing circuit in the event of displacement of the object and thus displacement of the permanent magnet (DE-OS 3133048), Such position sensors require to generate the electrical signal additional auxiliary power and a high technical effort.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, mit einfachen Mitteln die binäre Information über eine Schalt Stellungsveränderung von Schalt gerät en zu erfassen, ohne zusätzlich Hilfsenergie zu verwenden, unter Einsparung eines Lichtleitkabels und diffizielen OustagearbeitenIt is the object of the invention to detect the binary information about a switching position change of switching device with simple means, without using additional power, with the saving of a fiber optic cable and Diffizielen Oustagearbeiten

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiv-optischen Geber zu schaffen, der die Information über eine mechanische Schaltstellungsänderung von Schaltgeräten erfaßt und in ein optisches Signal umsetzt.The invention has for its object to provide an inductive-optical encoder, which detects the information about a mechanical switching position change of switching devices and converts into an optical signal.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der induktiv-optische Geber über eine mechanische Vorrichtung mit dem elektrischen Schaltgerät in Verbindung steht. Der induktiv-optische Geber besteht aus einer Kernvorrichtung auf der ein Dauermagnet und eine Spule angeordnet sind. Durch die "Kinematik des elektrischen Schaltgerätes wird bei Stellungsänderung im magnetischen Kreis eine Flußänderung bewirkt, wodurch in der Spule eine Spannung induziert wird, die eine lichtemittierende Diode speist. Der erzeugte Lichtimpuls kann nun direkt mittels Lichtleitkabel zur optischen Informationsverarbeitung oder mittels . Optokoppler zur elektrischen Informationsverarbeitung genutzt werden.The object is achieved in that the inductive-optical encoder is connected via a mechanical device with the electrical switching device in combination. The inductive-optical encoder consists of a core device on which a permanent magnet and a coil are arranged. The "kinematics of the electrical switching device causes a change in position in the magnetic circuit, thereby inducing a voltage in the coil which feeds a light emitting diode be used.

Ausführungsbeispielembodiment

Figur 1 stellt den Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung des induktiv-optischen Gebers dar. Er besteht aus dem Antriebssystem I1 2S 3, dem magnetischen Kreis 2, 4, 5, 6 und der lichtemittierenden Diode 3.Figure 1 illustrates the structure of the inventive arrangement of the inductive-optical encoder. It consists of the drive system I 1 2 S 3, the magnetic circuit 2, 4, 5, 6 and the light emitting diode. 3

Entlang des geschlossenen Eisenkerns 5 sind ein Dauermagnet 4 und eine elektrische Spule 5 mit den Anschlüssen 14 und 15 angeordnet.Along the closed iron core 5, a permanent magnet 4 and an electrical coil 5 with the terminals 14 and 15 are arranged.

Der geschlossene Eisenkern 5 hat einen Klappanker 2, der an einer Seite stabförmig verlängert ist, An dieser Verlängerung befindet sich eine Rückholfeder 3, die fest arretiert ist. Am- elektTischen Schaltgerät ,1, dessen Schaltstellung zu erfassen ist, ist eine mechanische Schv/ellwertvcrrichtung 15 befestigt, die bei Stellungsänderung entgegen der Kraft der Rückholfeder 3 zur Auslenkung des Klappankers 2 führt. Ändert das elektrische Schaltgerät 1 erneut seine Lage, wird der Klappanker 2 durch die Rückholfeder 3 schlagartig in seine Ausgangslage versetzt. Das führt zu einer schnellen zeitlichen Änderung des die Spule 6 durchdringenden Magnetflusses, wodurch eine Induktionsspannung an der Spule 6 entsteht, die an den Anschlüssen 14, 15 abgegriffen werden kann. Die hervorgerufene Spannung speist über eine Freilaufdiode 7 auf eine lichtemittierende Dio-'de~ 8und'das STgnal kann mit optischen 9; 10 oder elektrischen Mitteln 12; 13 zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt v/erden.The closed iron core 5 has a hinged armature 2, which is rod-shaped extended on one side, at this extension is a return spring 3, which is firmly locked. An electric switching device, 1, whose switching position is to be detected, is fastened with a mechanical pivoting device 15 which, in the event of a position change, leads to the deflection of the hinged armature 2 against the force of the return spring 3. If the electrical switching device 1 changes its position again, the hinged armature 2 is abruptly displaced by the return spring 3 into its starting position. This leads to a rapid change over time of the coil 6 penetrating magnetic flux, whereby an induction voltage to the coil 6 is formed, which can be tapped at the terminals 14, 15. The induced voltage feeds via a free-wheeling diode 7 to a light-emitting diode 8 and the signal can be transmitted with optical 9; 10 or electrical means 12; 13 are provided for further processing.

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim Induktiv-optischer Geber ohne Hilfsenergie zur Erfassung der Schaltstellungsinformation von elektrischen Schaltgeräten unter Verwendung einer Kernvorrichtung, auf der ein Dauermagnet und eine Spule angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernvorrichtung (5) mit einem bei Schaltstellungsänderung durch eine Schwellwertvorrichtung(16) des Schaltgerätes (1) auslenkbaren Klappanker (2) versehen ist, wobei an einer einseitigen Verlängerung des Klappankers (2) eine Rückholfeder (3) befestigt ist und daß der Klappanker (2), der Dauermagnet (4) und die Spule (6) einen Magnetkreis bilden und die Anschlüsse "(14) und (15) der Spule (6) die durch die Magnetflußänderung induzierte Spannung auf eine lichtemittierende Diode (3) speisen.Without auxiliary power, inductive-optical encoder for detecting the switching position information of electrical switching devices using a core device, on which a permanent magnet and a coil are arranged, characterized in that the core device (5) with a switching position change by a threshold device (16) of the switching device ( 1) deflectable hinged armature (2) is provided, wherein on a one-sided extension of the hinged armature (2) a return spring (3) is fixed and that the hinged armature (2), the permanent magnet (4) and the coil (6) form a magnetic circuit and the terminals "(14) and (15) of the coil (6) feed the voltage induced by the magnetic flux change to a light emitting diode (3). HierzuFor this
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2264875A1 (en) * 2003-04-07 2010-12-22 EnOcean GmbH Electromagnetic energy converter and method for converting mechanical energy into electrical energy

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2264875A1 (en) * 2003-04-07 2010-12-22 EnOcean GmbH Electromagnetic energy converter and method for converting mechanical energy into electrical energy
US8704625B2 (en) 2003-04-07 2014-04-22 Enocean Gmbh Electromagnetic energy transducer

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