DE1215801B

DE1215801B - Kompensationseinrichtung fuer einen induktiven Geber unter Verwendung eines selbsttaetigen Spannungsreglers

Info

Publication number: DE1215801B
Application number: DEJ21093A
Authority: DE
Inventors: Johannes Georg Reusche
Original assignee: Institut fuer Regelungstechnik
Current assignee: Institut fuer Regelungstechnik
Priority date: 1961-12-27
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1966-05-05

Description

Kompensationseinrichtung für einen induktiven Geber unter Verwendung eines selbsttätigen Spannungsreglers Die elektrische Messung und Fernübertragung von Weg- und Winkelstellungen wird in besonders universeller Weise nach dem Prinzip der Induktivitätsänderung durchgeführt, was einfachen und robusten Aufbau gestattet und bei guter mechanischer Widerstandsfähigkeit, besonders gegen Druckeinflüsse, den prinzipiellen Vorteil der Vermeidung von beweglichen Kontakten, besonders in explosionsgefährdeten Anlagen bietet.
In der Meßtechnik ist es üblich, mit Hilfe von selbsttätigen Spannungsreglern Spannungsschwankungen der Stromquelle, z. B. des Wechselstromnetzes auf das Meßergebnis unwirksam zu machen. Prinzipiell ist auch eine Kompensationseinrichtung in Verbindung mit einer Regeleinrichtung bekannt, welche auf die Speisespannung einwirkt. Hierbei wird jedoch weder die selektive Wirkung phasenempfindlicher Gleichrichterschaltungen innerhalb des Regelkreises noch die Beeinflussung von Speisespannungen im Regelkreis in Betracht gezogen.
Unter den verschiedenen Ausführungsformen induktiver Geber, die sowohl mit verschiebbarem ferromagnetischem Kern als auch mit beweglichen Kurzschlußwindungsanordnungen arbeiten, haben sowohl veränderliche Induktivitäten nach dem Prinzip der Doppeldrossel als auch veränderliche Gegeninduktivitäten nach dem Prinzip des Differentialtransformators deshalb besondere Bedeutung gewonnen, weil sie das Grundprinzip der lastarmen Kompensationsmessung zu realisieren gestatten.
Wie bereits bekannt, können störende Einflüsse schwankender Amplitude, Frequenz und Kurvenform der Versorgungsspannung sowohl durch spezielle Generatoren als auch durch entsprechende Konstanthaltegeräte vermieden oder durch geeignete Dimensionierung der Induktivgeberelemente auf ein Minimum verringert werden (großer Blindwiderstand bei kleinem Wirkwiderstand der Wicklungen). Doch sind allen diesen Maßnahmen endliche Grenzen gesetzt. So erfordern spezielle Generatoren oder Konstanthalter für Amplitude, Frequenz und Kurvenform einen mit zunehmenden Genauigkeitsforderungen unverhältnismäßig stark ansteigenden Kostenaufwand. Durch geeignete Dimensionierung der Induktivgeberelemente, indem den Wicklungen große Blindwiderstände bei kleinen Wirkwiderständen gegeben werden, sowie durch Verwendung hysteresearmer Ferromagnetikas großer Permeabilität entsteht eine Einengung der konstruktiven Möglichkeiten bezüglich Raumausnutzung, Wicklungsanordnung und Strombelastbarkeit der Wicklungen. Aufgabe der Erfindung ist es, alle diese Nachteile und die Notwendigkeit wirtschaftlicher und technischer Kompromisse zwischen den Forderungen nach großer Genauigkeit und geringem technischem Aufwand schließen zu müssen, dadurch zu beseitigen, daß eine Kompensationseinrichtung angewendet wird, welche sowohl den Ausgleich aller veränderlicher Parameter der Versorgungsspannung als auch eine Linearisierung von Krümmungen der Arbeitskenulinie von Induktivgebern gestattet.
Durch Anwenden der erfindungsgemäßen Regelanordnung wird nicht nur eine Einsparung besonderer Konstanthalteeinrichtungen, die bekanntlich für Wechselspannungen schwankender Amplitude, Frequenz und Kurvenform sehr aufwendig werden, sondern noch darüber hinaus erreicht, daß Induktivgeberanordnungen konstruktiv so gestaltet werden können, daß sie einen besonders großen Meßbereich umfassen, auch dann, wenn ihre elektrischen Eigenschaften dadurch verschlechtert werden (z. B. hoher Wirkwiderstand der Wicklungen).
Auch bei derartigen elektrisch ungünstigen Induktivgebern können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regelanordnung beliebig hohe Meßgenauigkeiten nachträglich erzielt werden. Der einzige technische Kompromiß, welcher noch zu schließen bleibt, ist der Zusammenhang zwischen erzielbarer Meßgenauigkeit und Übergangszeit zwischen Wegänderung und Signaländerung.
Die Erfindung betrifft eine Kompensationseinrichtung für einen induktiven Geber unter Verwendung eines selbsttätigen Spannungsreglers.
Erfindungsgemäß werden an zwei Ausgangswicklungen eines induktiven Weg- oder Winkelstellungsgebers anstehende sekundäre Ausgangsspannungen über eine Phasenumkehrstufe dem Meßausgang die Differenz der Ausgangsspannungen und dem Regelausgang die Summe der Ausgangsspannungen als Istwert der Spannungsregelung zugeführt, wobei über einen phasenempfindlichen Gleichrichter und einen Verstärker mit Sollwertvergleich ein selbsttätiges Eingriffselement zur Regelung der Speisespannung betätigt wird.
In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Mittels einer als Phasenumkehrstufe wirkenden Transistor- oder Röhrenschaltung 3 bekannter Bauart ist es möglich, aus der Ausgangsspannung eines Induktivgebers 2 zwei Signale zu bilden, die sowohl der Meßspannung U. als auch der Regelspannung Ur entsprechen. Die beiden Sekundärspannungen Ui und U2 des Induktivgebers 2 werden durch die Phasenumkehrstufe 3 so verarbeitet, daß die beiden Gleichungen Um - Ul - U2 und U, = U1 -I- U2 erfüllt sind. Die Wechselspannungen Um und U, werden mittels bekannter gleichartiger phasenempfindlicher Gleichrichter 4, 5 in Gleichspannungen umgewandelt. Aus der -dem phasenempfindlichen Gleichrichter 5 entnommenen Gleichspannung und einer als Sollwert im Verstärker 6 erzeugten konstanten Gleichspannung gebildeten Differenz erhält man ein Regelsignal, das mittels des Verstärkers 6 verstärkt wird. Dieses verstärkte Fehlersignal wird einem Stellglied 1 zugeleitet, welches beispielsweise aus einem Spannungsteiler bestehen kann, der vorzugsweise eine transistorgesteuerte Gleichrichter-Brücke enthält, so daß dadurch eine Veränderung der Versorgungsspannung des Induktivgebers 2 ermöglicht wird. Mittels dieser Regelung kann mit beliebig großer Genauigkeit gewährleistet werden, daß die dem phasenempfindlichen Gleichrichter 4 entnommene Gleichspannung nur noch von der Wegänderung des Induktivgebers 2 abhängt, so daß die Krümmungen der Arbeitskennlinie des Induktivgebers 2 selbsttätig ausgeglichen werden.

Claims

Patentanspruch:; Kompensationseinrichtung für einen induktiven Geber unter Verwendung eines selbsttätigen Spannungsreglers, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei Ausgangswicklungen eines induktiven Weg- oder Winkelstellungsgebers (2) anstehende sekundäre Ausgangsspannungen (U1; U2) über eine Phasenumkehrstufe (3) dem Meßausgang die Differenz der Ausgangsspannungen (U1- U2) und dem Regelausgang die Summe der Ausgangsspannungen (UI+U2) als Istwert der Spannungsregelung zugeführt werden, wobei über. einen phasenempfindlichen Gleichrichter (5) und einen Verstärker (6) mit Sollwertvergleich ein selbsttätiges Eingriffselemenf (1) zur Regelung der Speisespannung betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr: 1057 206; deutsche Patentanmeldung p 1634B XI / 62 b (bekanntgemacht am 23. 8.1951); ATM-Blatt V 3822-1 (April 1935) und 062-5 (Oktober 1934); VDE-Fachberichte, 1954, S. III/36.