DE1139555B

DE1139555B - Magnetic field controlled variometer

Info

Publication number: DE1139555B
Application number: DED34766A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Klaus Bibl; Paul Kaiser
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1960-11-19
Filing date: 1960-11-19
Publication date: 1962-11-15

Description

Magnetfeldgesteuertes Variometer Wird ein Magnetkern von einem Gleichfeld vormagnetisiert, so sinkt im allgemeinen seine Wechselfeldpermeabilität. Diese Erscheinung wird in verschiedener Weise technisch ausgenutzt, z. B. neuerdings zum Verstärken schwacher Gleichstromleistungen und zum Steuern größerer Wechselstromleistungen durch schwache Gleichströme. Eine weitere Anwendung ist die, daß man mit einem Gleichstrom die Induktivität einer Hochfrequenzspule ändert. Mit einer solchen Anordnung lassen sich besonders einfach fernabstimmbare Sende- und Empfangsanlagen schaffen. Die Erfindung betrifft solche magnetfeldgesteuerte Variometer, bei denen der Kern der Magnetisierungsspule und der Hochfrequenzspule körperlich voneinander getrennt sind und die beeinflußte Hochfrequenzspule zwischen den Polen des die Magnetisierangsspule tragenden Kernes angeordnet ist.Magnetic field controlled variometer A magnetic core from a constant field premagnetized, its alternating field permeability generally decreases. This appearance is used technically in various ways, e.g. B. recently to reinforce weak DC powers and for controlling larger AC powers by weak direct currents. Another application is that you can use a direct current changes the inductance of a high frequency coil. Leave with such an arrangement create particularly easy remote-tunable transmitting and receiving systems. the Invention relates to such magnetic field controlled variometer, in which the core of the The magnetizing coil and the high frequency coil are physically separated from each other and the affected high frequency coil between the poles of the magnetizing coil bearing core is arranged.

Im allgemeinen wird für derartige magnetfeldgesteuerte Variometer eine Anordnung gewählt, wie sie etwa in der Fig. 1 a dargestellt ist. In der Fig. 1 a ist die (nur schematisch dargestellte) zu steuernde Hochfrequenzspule 1 auf einen Hochfrequenzschalenkern 2 aufgebracht, der seinerseits zwischen den Polen eines die Magnetisierungsspule 3 tragenden Magnetkerns 4 angeordnet ist. Die mit einer derartigen Anordnung erzielbare Induktivitätsvariation zeigt die Fig. 1 b. Wie man erkennt, ist im Anfangsbereich der Magnetisierung kaum eine Änderung der Anfangsinduktivität gegeben. Da bei der bisherigen Anwendung der magnetfeldgesteuerten Variometer nur Wert auf eine geringe Nachstimmung der Resonanzfrequenz eines Schwingkreises oder aber auf eine Frequenzvariation eines Kreises von der Größenordnung der jeweiligen Bandbreite eines Empfängers gelegt wird, benötigte man nur eine ziemlich eng begrenzte Variationsmöglichkeit mit einem linearen Verlauf im mittleren Bereich.In general, such a magnetically controlled variometer selected an arrangement as shown for example in Fig. 1 a. In Fig. 1 a is the high-frequency coil 1 to be controlled (only shown schematically) a high frequency cup core 2 applied, which in turn between the poles a magnet core 4 carrying the magnetizing coil 3 is arranged. With An inductance variation achievable with such an arrangement is shown in FIG. 1 b. As can be seen, there is hardly any change in the initial area of the magnetization Given initial inductance. As in the previous application of the magnetic field-controlled Variometer only value a slight adjustment of the resonance frequency of an oscillating circuit or on a frequency variation of a circle of the order of magnitude of the respective Bandwidth of a receiver is set, you only need a very narrowly limited one Possibility of variation with a linear course in the middle area.

Braucht man aber einen großen Variationsbereich der Induktivität, wobei gleichzeitig Genauigkeits- und Eindeutigkeitsforderungen erfüllt werden sollen, dann ist eine starke Induktivitätsänderung im Anfangsbereich der Magnetisierung notwendig; dies ist aber mit den bisher bekannten Anordnungen im allgemeinen nicht ohne weiteres erreichbar.But if you need a large range of variation of the inductance, whereby accuracy and uniqueness requirements are to be met at the same time, then there is a strong change in inductance in the initial area of the magnetization necessary; but this is generally not the case with the arrangements known up to now easily accessible.

Man hat zwar den Einfluß des Winkels zwischen den vormagnetisierenden Kraftlinien und dem Eigenfeld der Hochfrequenzspule untersucht und bei Längsmagnetisierung eine stärkere Abnahme der Induktivität gefunden (Leithäuser, G., und B o u c k e , H., »Neuartige Abstimmverfahren mit Vormagnetisierung «, Funk 1936, S. 225 bis 230). Neuere Untersuchungen (A. W e i s , » Magnetfeldgesteuerte Variometer «, Entwicklungsberichte der Siemens & Halske AG, 17. Jahrgang, 3. Folge, November 1954, S. 251 bis 258) haben dieses Ergebnis jedoch nicht bestätigt und keinen wesentlichen Unterschied zwischen Längs-und Quermagnetisierung festgestellt.One has the influence of the angle between the pre-magnetizing Lines of force and the self-field of the high-frequency coil are investigated and longitudinal magnetization found a greater decrease in inductance (Leithäuser, G., and B o u c k e , H., "Novel voting methods with premagnetization", Funk 1936, p. 225 bis 230). More recent investigations (A. Weis, "Magnetic Field Controlled Variometer", development reports Siemens & Halske AG, Volume 17, Volume 3, November 1954, pp. 251 to 258) however, did not confirm this result and made no significant difference detected between longitudinal and transverse magnetization.

Andererseits hat man Exemplarstreuungen verschiedener Magnetvariometer durch Veränderung des magnetischen Widerstandes des Vormagnetisierungskreises, d. h. durch Veränderung der Luftspaltbreite ausgeglichen (Funk und Ton, 1950, Nr. 11 S. 559 bis 568). Zur Beeinflussung des Kurvenverlaufs der Abhängigkeit der Induktivität vom Magnetisierungsstrom allgemein ist diese Tatsache jedoch nicht ausgenutzt worden.On the other hand, there are sample variations of various magnetic variometers by changing the magnetic resistance of the bias circuit, d. H. compensated by changing the air gap width (Funk and Ton, 1950, No. 11 Pp. 559 to 568). To influence the course of the curve of the dependency of the inductance however, this fact has not been exploited by the magnetizing current in general.

Es hat sich nun ergeben, daß im Anfangsbereich der Magnetisierung auf einfachste Weise eine starke Induktivitätsänderung möglich ist, wenn man, gemäß der Erfindung, die übergangsstellen zwischen den Kernen so ausbildet, daß auf einem kleineren Teil der Querschnittsfläche die Kerne unmittelbar aneinanderstoßen, während auf einem größeren Teil der Querschnittsfläche ein sich stetig verbreiternder Luftspalt zwischen den Kernen vorhanden ist.It has now been found that in the initial area of the magnetization in the simplest way a strong change in inductance is possible if one, according to the invention, the transition points between the cores so that on one smaller part of the cross-sectional area, the cores directly abut each other, while a steadily widening air gap over a larger part of the cross-sectional area is present between the cores.

Die Variation der Induktivität der HF-Spule wird deswegen bereits bei schwacher Magnetisierung wirksam, weil der Feldübergang zunächst fast ausschließlich in den sehr kleinen Auflageflächen stattfindet und in dem dort sehr geringen Querschnitt bereits eine hohe und damit wirksame Feldstärke erreicht. über den neben der Auflagefläche zunächst sehr geringen Luftspalt wird bei steigender Magnetisierung in einem immer größer werdenden Querschnitt des HF-Kerns eine wirksame Feldstärke erreicht, bis schließlich der ganze Querschnitt des HF-Kerns in den Bereich der Sättigung gelangt.The variation in the inductance of the RF coil is therefore already effective with weak magnetization because the field transition is almost exclusively at first takes place in the very small bearing surfaces and in the very small cross-section there already one high and thus effective field strength achieved. on the In addition to the contact surface, there is initially a very small air gap with increasing magnetization an effective field strength in an ever-increasing cross-section of the RF core reached until finally the entire cross-section of the RF core in the area of the Saturation reached.

Diese Wirkung läßt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung durch entsprechende Formgebung der Pol- und Gegenflächen oder der wirksamen Querschnittsflächen des die Hochfrequenzspule tragenden Kerns erreichen. Dabei kann auch eine gewünschte Verformung der Kennlinie erreicht werden, wie etwa im elektrischen Meßgerätebau durch die Formgestaltung der Polflächen bekannt ist.According to a further development of the invention, this effect can be achieved corresponding shaping of the pole and mating surfaces or the effective cross-sectional areas of the core carrying the high frequency coil. A desired Deformation of the characteristic can be achieved, such as in electrical measuring equipment is known by the shape of the pole faces.

Ein besonders einfaches und daher bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht jedoch darin, daß der Kern der Hochfrequenzspule verkantet zwischen den Polen der Magnetisierungsspule angeordnet ist.A particularly simple and therefore preferred embodiment the invention, however, consists in the fact that the core of the high frequency coil is tilted is arranged between the poles of the magnetizing coil.

Ein auf dieser Weiterbildung der Erfindung beruhendes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2 a; dort ist der Hochfrequenzschalenkern 2 verkantet zwischen den Polen des die Magnetisierungsspule 3 tragenden Magnetkerns 4 angeordnet. Wie sich aus dem zugehörigen Diagramm (Fig. 2b), welches die Abhängigkeit der Induktivität vom Magnetisierungsstrom darstellt, ergibt, ändert sich die Induktivität bei einer verkanteten Anordnung des Kerns 2 auch bei kleinen Vormagnetisierungsströmen bereits um erhebliche Beträge.An exemplary embodiment based on this further development of the invention is shown in FIG. 2a; there the high-frequency cup core 2 is arranged tilted between the poles of the magnet core 4 carrying the magnetizing coil 3. As can be seen from the associated diagram (FIG. 2b), which shows the dependence of the inductance on the magnetizing current, the inductance changes by considerable amounts with a tilted arrangement of the core 2 even with small bias currents.

Claims

PATENT CLAIMS-1. Magnetic field controlled variometer in which the core the magnetizing coil and the high frequency coil physically separated from each other and the affected high frequency coil between the poles of the magnetizing coil supporting core is arranged, characterized in that the transition points are formed between the cores so that on a smaller part of the cross-sectional area the cores directly abut one another, while on a larger part of the cross-sectional area there is a steadily widening air gap between the cores.

2. Magnetic field controlled Variometer according to Claim 1, characterized in that the formation of the air gap by appropriate shaping of the pole and mating surfaces or the effective cross-sectional areas of the core carrying the high frequency coil is reached.

3. Magnetic field controlled Variometer according to Claim 1, characterized in that the core of the high-frequency coil is arranged tilted between the poles of the magnetizing coil. Into consideration printed publications: German Patent No. 438 735; German interpretation document No. 1076 818; French patent specification No. 837 499.