DE1243887B

DE1243887B - Measuring system with axis of rotation, in particular eddy current measuring system

Info

Publication number: DE1243887B
Application number: DE1960K0042344
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Antritter
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1960-12-08
Filing date: 1960-12-08
Publication date: 1967-07-06

Description

Meßsystem mit Drehachse, insbesondere Wirbelstrommeßsystem Die Erfindung betrifft Meßsysteme mit Drehachse, insbesondere Wirbelstrommeßsysteme, mit wenig stens einer das Rückstellmoment für die Drehachse erzeugenden Spiralfeder. Ziel der Erfindung ist die Linearisierung der an sich nicht linearen Systemkennlinie.Measuring system with axis of rotation, in particular eddy current measuring system. The invention relates to measuring systems with an axis of rotation, in particular eddy current measuring systems, with little at least one coil spring generating the restoring torque for the axis of rotation. target of the invention is the linearization of the inherently non-linear system characteristic.

Bei Wirbelstrommeßsystemen, die zur Messung von Drehzahlen verwendet werden, ist die Meßsysternkennlinie, die den Verlauf des von der Dreb zahl abhängigen Drehmomentes des Meßsystems kennzeichnet, nicht linear. Dies trifft aber auch bei den sogenannten Fliehpendelsystemen und anderen zu. An Stelle der verschiedenen Meßsysteme, für die diese Erfindung anwendbar ist, soll nun im folgenden nur auf das sogenannte Wirbelstrommeßsystem eingegangen werden. In eddy current measuring systems that are used to measure speeds are, is the measuring system characteristic, which depends on the course of the Dreb number Torque of the measuring system, not linear. But this also applies to the so-called fleeing commuting systems and others. Instead of the various Measurement systems for which this invention is applicable will now only refer to the so-called eddy current measuring system can be entered into.

Die bekannten Wirbelstrommeßsysteme zur Drehzahlmessung bestehen im wesentlichen aus einem Permanentmagneten, einer Wirbelstromglocke, einem Rückschlußring und einer Spiralfeder. Permanentmagnet, Wirbelstromglocke und Rückschlußring sind konzentrisch angeordnet, derart, daß die Wirbelstromgiocke, in deren Innenraum sich der Permanentmagnet befindet, von dem Rückschlußring umgeben wird. Das äußere Ende der Spiralfeder ist an einem Fixpunkt befestigt, während das innere Ende an der Achse, die die Wirbelstromglocke trägt, befestigt ist. The known eddy current measuring systems for speed measurement exist essentially consisting of a permanent magnet, an eddy current bell, a return ring and a coil spring. Permanent magnet, eddy current bell and return ring are Arranged concentrically in such a way that the eddy current gauze, in the interior thereof the permanent magnet is surrounded by the yoke ring. The outer end the coil spring is attached to a fixed point, while the inner end is attached to the Axis that carries the eddy current bell is attached.

Durch den sich mit der zu messenden Drehzahl drehenden Permanentmagneten werden, wie bekannt, in der Wirbelstromglocke Wirbelströme erzeugt, die (Formel 1) Dabei ist Mb das vom Wirbeistromsystem übertragene Drehmoment (p cm), h Breite der Wirbelstromtrommel (cm), B magnetische Luftspaltinduktion (Gauß), m Krümmungsfaktor (konstruktionsbedingt) (#s cm-1), n Durchmesser der Wirbelstromtrommel (cm), #1 Wandstärke der Wirbelstromtrommel (cm), a Ltspait zwischen Magnet und Rückschlußkörper (cm), es spzifischer Widerstand der Wirbeistromtrommel ( cm), in der Spiralfeder ein Drehmoment in Drehrichtung des sich drehenden Permanentmagneten zur Folge haben. Dieses Drehmoment wäre, wenn keine Selbstinduktion auftreten würde, proportional der Drehzahl des Magneten, und es ergäbe sich somit eine stetig steigende lineare Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie a (F i g. 2) des Systems. Die praktischen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinien b (Fig. 2) solcher Systeme weichen jedoch sehr stark von der Linearität ab und sind besonders über größere Meßbereiche merklich gekrümmt. Es läßt sich für den Verlauf dieser Kennimien b folgende mathematische Funktion angeben x. Übertragungskonstante (konstruktionsbedingt) (Q ps Gauß-t cm-3), p Polzahl des Magneten (1), o Drehfrequenz des Magneten.As is known, the permanent magnets rotating at the speed to be measured generate eddy currents in the eddy current bell (Formula 1) where Mb is the torque transmitted by the eddy current system (p cm), h width of the eddy current drum (cm), B magnetic air gap induction (Gauss), m curvature factor (due to construction) (#s cm-1), n diameter of the eddy current drum ( cm). If no self-induction were to occur, this torque would be proportional to the speed of the magnet, and thus a steadily increasing linear speed-torque characteristic curve a (FIG. 2) of the system would result. The practical speed-torque characteristics b (FIG. 2) of such systems, however, deviate very strongly from the linearity and are noticeably curved, especially over larger measuring ranges. The following mathematical function x can be specified for the course of these characteristics b. Transmission constant (due to design) (Q ps Gauss-t cm-3), p number of poles of the magnet (1), o rotational frequency of the magnet.

Diese Funktion hat für Drehfrequenzen unter 100 Umdr./Sek. einen einer e-Funktion ähnlichen Verlauf. This function has for rotational frequencies below 100 rev./sec. a a curve similar to an exponential function.

Da diese Abweichung von der Linearität durch magnetische oder elektromagnetische Kompensationsmittel nicht ausgeglichen werden kann, mußten erhebliche Meßgenauigkeitsabweichungen in Kauf genommext werden, weit bei gekrümmten Kennlinien eine genaue Eichung meistens nicht möglich ist. Als Hilfsmittel hat man eine gedachte Kennlinie c (Fig. 2) geschaffen, die etwa dem arithmetischen Mittel der veränderlichen Steigungen dieser gekrümmten Kennlinie entspricht, und die Meßbereichstoleranzen von dieser gedachten linearen Kennlinie c für die Praxis festgelegt.Diese gedachte Kennlinie c verläuft linear, und zwar liegen ihre Drehmomentwerte im mittleren Drittel des Meßbereiches unter denen der praktisch gektütinten Kennlinie b, während sie im oberen Drittel des Meßbereiches über den Werten der gekrümmen Kennlinie b liegen. Because this deviation from linearity due to magnetic or electromagnetic Compensation means cannot be compensated, there had to be considerable deviations in measurement accuracy be accepted, far in the case of curved characteristics, an exact calibration mostly not possible. as Aid has an imaginary characteristic curve c (Fig. 2) created, which is approximately the arithmetic mean of the variable slopes corresponds to this curved characteristic, and the measuring range tolerances of this The imaginary linear characteristic curve c is defined for practice. This imaginary characteristic curve c is linear, and its torque values are in the middle third of the Measuring range below those of the practically good characteristic curve b, while they are in the upper Thirds of the measuring range are above the values of the curved characteristic curve b.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die gekrümmte Kennlinie b solcher Wirbelstromsysteme dieser gedachten, idealisierten linearen Hilfskennlinie c anzugleichen, damit eine Verbesserung der Meß- und.Anzeigegenauigkeit erreicht werden kann. The aim of the present invention is to provide the curved characteristic curve b such eddy current systems this imaginary, idealized linear auxiliary characteristic c to be adjusted so that the accuracy of measurement and display can be improved can be.

Die Tatsache, daß die praktische Systemkennlinie b teils über, teils unter der gedachten Hilfskennlinie c liegt, läßt es zu, sie durch Überlagerung einer Sinusfunktion zu linearisieren und an die Hilfskennimie c anzugleichen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach in der Erzeugung der notwendigen Sinusfunktion.The fact that the practical system characteristic b partly over, partly is below the imaginary auxiliary characteristic curve c, it allows you to superimpose a Linearize the sine function and adapt it to the auxiliary characteristic c. The task the present invention therefore consists in generating the necessary sine function.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder zur Drehachse in der Weise angeordnet ist, daß der Spiralfedermittelpunkt gemäß einer Exzentrität nicht auf der Drehachse liegt und hierdurch bei Drehung der Drehachse eine der gewöhnlichen Systenikennimie überlagerte sinusförmige Drehmomentkennlinie entsteht. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Winkellage der Exzentrizität bei entspannter Spiralfeder in bezug auf den äußeren Befestigungspunkt der Spiralfeder so gewählt, daß der negative Teil der sinusförmigen Drehmomentkurve verdrehwinkelmäßig mit dem über der idealen linearen Kennlinie liegenden Teil der gewöhnlichen Kennlinie und der positive Teil der Sinuskurve mit dem unter der idealen linearen Kennlinie liegenden Teil der gewöhnlichen Kennlinie zusammenfällt. The invention is characterized in that the spiral spring for Rotation axis is arranged in such a way that the coil spring center point according to a Eccentricity does not lie on the axis of rotation and therefore when the axis of rotation is rotated one of the usual system characteristics superimposed sinusoidal torque characteristic arises. In a further embodiment of the invention, the angular position is the eccentricity when the spiral spring is relaxed with respect to the outer fastening point of the spiral spring chosen so that the negative part of the sinusoidal torque curve is rotational angle with that part of the normal characteristic that is above the ideal linear characteristic and the positive part of the sine curve with the one below the ideal linear characteristic lying part of the normal characteristic coincides.

Dieses zusätzliche Drehmoment ist das Produkt aus einer sich ändernden Kraft, die immer auf den Mittelpunkt gerichtet ist, und dem Abstand der Wirkungslinie dieser Kraft vom Drehpunkt. Unter Spiralfedermittelpunkt versteht sich der Spiralursprung im entspannten Zustand der Spiralfeder. This additional torque is the product of a changing Force that is always directed towards the center and the distance between the line of action this force from the fulcrum. The spiral spring center is understood to mean the spiral origin in the relaxed state of the spiral spring.

Der Sinusverlauf dieses Drehmomentes entsteht dadurch, daß sich der Abstand der Kraftwirkungslinie vom Drehpunkt während der Drehung (Anzeige) entsprechend dem Cosinus des halben Drehwinkels und die Kraft sich mit dem doppelten Sinus des halben Drehwinkels ändert. Das Produkt aus diesem Abstand und dieser Kraft ergibt das jeweils wirksame Drehmoment und ändert sich mit dem Sinus des Verdrehwinkels. Mathematisch ausgedrückt ist der Abstand r e cos 2 und die Kraft p 07 . p2e 2 Dabei ist e die Exzentrizität (Abstand Spiralmittelpunkt [Ursprung] zum Drehpunkt); p eine Federkonstante für radial auf die Feder wirkende Kräfte; ç der Drehwinkel (= Anzeige) und das Drehmoment AM M = r P = p 2 e2 sinL. cos ? .The sine curve of this torque arises from the fact that the Distance of the line of action from the pivot point during the rotation (display) accordingly the cosine of half the angle of rotation and the force with double the sine of the half the angle of rotation changes. The product of this distance and this force results the effective torque in each case and changes with the sine of the angle of rotation. Expressed mathematically, the distance is r e cos 2 and the force p 07. p2e 2 where e is the eccentricity (distance from the spiral center point [origin] to the pivot point); p one Spring constant for forces acting radially on the spring; ç the angle of rotation (= display) and the torque AM M = r P = p 2 e2 sinL. cos? .

2 2 Daraus ergibt sich [nach Umformung nach der Formel 2 sin os cos ß = sin ( + ß) + sin (o;ß)]: AM = r P = pe2 sin e (Formel II). 2 2 This results in [after conversion according to the formula 2 sin os cos ß = sin (+ ß) + sin (o; ß)]: AM = r P = pe2 sin e (formula II).

Wie allgemein bekannt ist, liegt der innere Anfang der Spiralfeder in der praktischen Anwendung nicht im Spiralursprung = Spiralfedermittelpunkt, sondern auf einem endlich großen Radius, weil es praktisch nicht möglich ist, eine Verbindung zwischen der Spiralfeder und der Welle des Anzeigeorgans eines Meßsystems genau im Ursprung der Spirale zu verwirklichen. Die Verbindung zwischen dem inneren Spiralfederende und der Systemwelle liegt also immer auf einem bestimmten Radius von der Drehachse und damit von dem Spiralursprung entfernt. Wenn aber dafür Sorge getragen wird, was bisher bei jeglicher Anwendung von Spiralfedern der Fall war, daß durch die Befestigung des inneren Spiralfederendes an der System- oder Anzeigewelle keine Verformung der Spiralfeder in radialer Richtung erfolgt und dabei der Spiralursprung = Spiralfedermittelpunkt mit der Drehachse des Systems zusammenfällt, so hat diese Art der Befestigung auf die Kennlinie der Spiralfeder keinen Einfluß. As is well known, the inner beginning of the spiral spring lies in practical application not in the spiral origin = spiral spring center, but on a finite radius because it is practically impossible to establish a connection between the spiral spring and the shaft of the display element of a measuring system exactly to be realized at the origin of the spiral. The connection between the inner coil spring end and the system shaft is always on a certain radius from the axis of rotation and thus removed from the spiral origin. But if care is taken what was previously the case with any application of coil springs that by the Attachment of the inner spiral spring end to the system or display shaft none Deformation of the spiral spring takes place in the radial direction and thereby the spiral origin = The center of the coil spring coincides with the axis of rotation of the system, this has The type of attachment has no influence on the characteristic curve of the spiral spring.

Das bedeutet aber, daß bisher alle Spiralfedern, obwohl die Lage der Verbindungsstelle zwischen innerem Spiralfederende und Systemwelle, bezogen auf Spiralursprung bzw. Mittelpunkt, exzentrisch lag, nicht von einer exzentrischen Anordnung der Spiralfeder die Rede sein konnte, da trotzdem Drehachse und Spiralursprung zusammenfielen. But that means that so far all coil springs, although the situation the connection point between the inner spiral spring end and the system shaft on the spiral origin or center point, was eccentric, not from an eccentric one Arrangement of the spiral spring could be the question, because nevertheless the axis of rotation and the spiral origin collapsed.

Eine exzentrische Anordnung der Spiralfeder ist erst dann gegeben, wenn absichtlich Spiralursprung bzw. Spiralfedermittelpunkt und Drehachse von einander entfernt gelegt sind. An eccentric arrangement of the spiral spring is only given if if intentional spiral origin or spiral spring center point and axis of rotation from each other are placed away.

An Hand der Zeichnungen sollen nun die Erfinnung und deren Wirkungsweise ausführlich erläutert und bewiesen werden. The invention and its mode of operation should now be based on the drawings be explained and proven in detail.

Fig. 1 zeigt eine Spiralfeder in entspanntem Zustand mit den geometrischen Punkten, an denen die zusätzlichen Kräfte wirksam werden; Fig. 2 ist ein Diagrammschaubild und zeigt die einzelnen Kennlinien und Funktionskurven; Fig. 3, 4 und 5 zeigen schematisiert eine Spiralfeder mit den eingezeichneten wirksamen Kräften und Kraftlinien, die das zusätzliche sinusförmig verlaufende Drehmoment erzeugen; F i g. 4 a und 5 a zeigen in vergrößertem Maßstab Kräftediagramme, zugehörig zu Fig. 4 bzw 5. Fig. 1 shows a spiral spring in the relaxed state with the geometric Points at which the additional forces take effect; Fig. 2 is a diagrammatic diagram and shows the individual characteristics and function curves; 3, 4 and 5 show schematically a spiral spring with the active forces and lines of force drawn in, the generate the additional sinusoidal torque; F i g. 4 a and 5 a show, on an enlarged scale, force diagrams associated with FIGS. 4 and 5, respectively.

In der folgenden Betrachtung sollen der Einfachheit halber nur die Kräfte berücksichtigt werden, die für die Erzeugung des zusätzlichen sinusförmigen Drehmomentes in Frage kommen. In the following discussion, for the sake of simplicity, only the Forces are taken into account for the generation of the additional sinusoidal Torque come into question.

In F i g. 1 ist das innere Ende der Spiralfeder 1 im Punkt C an einer Welle 2 befestigt, deren Achse durch den Drehpunkt D geht. Der Punkt M ist gleichzeitig Spiralfedermittelpunkt und Spiralursprung in der Ruhelage der Spiralfeder, wenn keine äußeren radialen Kräfte auf die Spiralfeder einwirken. Das zwischen C und M liegende Stück 1' der Spirale 1 ist in der Praxis nicht vorhanden und ist nur zu Demonstrationszwecken eingezeichnet. In dem Fixpunkt ist das äußere Ende der Spiralfeder 1 befestigt. Der Abstand zwischen dem Drehpunkt D und dem Spiralfedermittelpunkt M ist e und stellt die Exzentrizität der inneren Aufhängung dar. <p ist der Winkel, um den die Spiralfederwelle 2 durch die Wirbelstromglocke gedreht wird. ß ist der Winkel, der angibt, wie die Exzentrizität im losen Zustand der Spiralfeder winkelmäßig zum Fixpunkt liegt, d. h. der Winkel, der zwischen den Verbindungslinien von MF und MD liegt. (Daß der Punkt C in der Fig. 1 auf der Verlängerung der Verbindungslinie von MD liegt, ist rein zufällig und hat keine Bedeutung.) Wenn auf eine Spiralfeder keine äußeren radialen Kräfte einwirken, fallen Mittelpunkt M und Spiralursprung S zusammen. Wenn der Drehpunkt D, d. h. also die Achse der Welle 2 ebenfalls mit dem Punkt M und mit dem Spiralursprung zusammenfällt, so wäre bei streng linearem Drehmomentanstieg beim Drehen der Welle 2 in Uhrzeigerrichtung um den Winkel ein diesem Winkel direkt proportionales Drehmoment = Rückstellmoment zu erwarten, so daß die in der Fig. 2 dargestellte Kennlinie a gegeben wäre. Die Steigung dieser Federkennlinie a entspricht einer Feder, die nach der Anfangssteigung der Systemkennlinie b ausgelegt wäre. Die Linie b der F i g. 2 zeigt den Drehmomentverlauf eines Wirbelstromsystems in Abhängigkeit von der Drehzahl n des Magneten, wie sie in der Einleitung beschrieben wurde mit einer Feder der Kennlinie c, wenn diese auf herkömmliche Weise exzentrisch zum Drehpunkt D angeordnet ist. Die gestrichelt gezeichnete Linie c ist gleichzeitig die gewünschte, idealisierte Kennlinie, die man durch geeignete Hilfsmittel aus der Linie b zu erhalten sucht. Wie oben erwähnt, entspricht ihre Steigung etwa dem Mittel der verschiedenen Steigungen von b. Die sinusförmige Kurve k ist die durch die erfindungsgemäße Anordnung der Spirale erzeugte Kompensationskurve, die, weil sie in der Spirale 1 wirksam ist, der Kurve b derart überlagert wird, daß aus diesen beiden Kurven k und b die linearisierte Kennlinie d resultiert. In Fig. 1 is the inner end of the coil spring 1 at point C on one Fixed shaft 2, the axis of which goes through the pivot point D. The point M is simultaneous Coil spring center point and coil origin in the rest position of the coil spring, if no external radial forces act on the spiral spring. That Piece 1 'of the spiral 1 lying between C and M is not present in practice and is shown for demonstration purposes only. In the fixed point is the outer End of the spiral spring 1 attached. The distance between pivot point D and the center of the coil spring M is e and represents the eccentricity of the inner suspension. <P is the angle, around which the spiral spring shaft 2 is rotated by the eddy current bell. ß is that Angle that indicates how the eccentricity in the loose state of the spiral spring is angular lies at the fixed point, d. H. the angle between the lines connecting MF and MD lies. (That point C in Fig. 1 is on the extension of the connecting line of MD is purely coincidental and has no meaning.) If on a spiral spring no external radial forces act, center M and spiral origin fall S together. When the pivot point D, i.e. H. so the axis of the shaft 2 also with coincides with point M and with the spiral origin, then it would be strictly linear Torque increase when rotating shaft 2 clockwise by the angle torque directly proportional to this angle = restoring torque to be expected, see above that the characteristic curve a shown in FIG. 2 would be given. The slope of this Spring characteristic curve a corresponds to a spring following the initial slope of the system characteristic curve b would be designed. Line b of FIG. 2 shows the torque curve of an eddy current system as a function of the speed n of the magnet, as described in the introduction was with a spring of characteristic curve c, if this eccentrically in the conventional way is arranged to the pivot point D. The dashed line c is simultaneous the desired, idealized characteristic curve, which can be made out using suitable tools the line b seeks to get. As mentioned above, its slope is roughly the same as that Mean of the different slopes of b. The sinusoidal curve k is the one through the inventive arrangement of the spiral generated compensation curve, because it is effective in the spiral 1, the curve b is superimposed in such a way that from these the linearized characteristic curve d results from both curves k and b.

Mathematisch stellt die Kennlinie d die Summe der beiden Funktionen Mb + A M (formel 1 und H) dar.Mathematically, the characteristic curve d represents the sum of the two functions Mb + A M (formula 1 and H).

Die Kennlinien a, c, d und k kennzeichnen den in der Spirale 1 auftretenden Drehmomentverlauf als Funktion von Drehwinkel <p. Über den ganzen Meßbereich y weicht die Kennlinie d nur sehr wenig von der Linie c ab. Auf das Meßsystem übertragen bedeutet das: Drehmomentanstieg #Mb und Winkeländerung ## sind gleich, d.h., die Teilstriche auf der Ableseskala können unter sich jeweils gleichen Abstand haben.The characteristics a, c, d and k characterize the one occurring in the spiral 1 Torque curve as a function of angle of rotation <p. Over the entire measuring range y, the characteristic curve d deviates only very little from the line c. Transferred to the measuring system this means: Torque increase #Mb and angle change ## are the same, i.e., the Tick marks on the reading scale can have the same distance between each other.

Wegen der Reibungsverluste in den Lagern wird bei solchen Systemen der Meßbereichs-Nullpunkt unterdrückt, d. h., die Skala beginnt nicht bei Null, sondern je nach System bei = 5 bis 150, so daß der Meßbereich y in Wirklichkeit kleiner ist als a. Because of the friction losses in the bearings, such systems the zero point of the measuring range is suppressed, d. i.e. the scale does not start at zero, but depending on the system at = 5 to 150, so that the measuring range y in reality is less than a.

Wie die Korrektionskurve k entsteht, soll nun an Hand der Fig. 3, 4 und 5 erklärt werden. How the correction curve k arises should now be based on FIG. 3, 4 and 5 are explained.

In der Fig. 3 -ist die Spirale in ihrer Ruhelage, d. h. bei ç = 0 dargestellt. Der Spiralfedermittelpunkt fällt mit dem Spiralursprung S zusammen und hat vom Drehpunkt D einen Abstand e. Es ist also hier keine Kraft wirksam. Wird nun die Welle 2, an der das innere Ende der Spiralfeder bei C befestigt ist, in Uhrzeigerrichtung um g,= = 900 = 2 gedreht, so wandert der Spiralursprung S, da auf das Spiralstück zwischen C und S keine Gegenkraft wirksam ist, auf einem Kreisbogen mit dem Radius e ebenfalls um 900 in Ulirzeigerrichtung um D, während der eigentliche Mittelpunkt M der Spirale seine Lage behält. Da das zwischen F und C liegende Spiralfederstück aber bestrebt ist, in der Ruhelage gemäß Fig.3 zu verharren, in der S und M zusammenliegen, wird bei Verdrehung in die Lage gemäß Fig. 2 eine Kraft P wirksam, die von S nach M gerichtet ist und vom Drehpunkt D den Abstand r hat. Daraus entsteht das zusätzliche Drehmoment AM nach AM= r-P. In FIG. 3 the spiral is in its rest position, i. H. at ç = 0 shown. The center point of the spiral spring coincides with the spiral origin S. and has a distance e from the pivot point D. It is so there is no force at work here. Will now the shaft 2, to which the inner end of the spiral spring is attached at C, in When turned clockwise by g, = = 900 = 2, the spiral origin S, da moves no counterforce is effective on the spiral piece between C and S, on an arc of a circle with the radius e also around 900 in the Ulir pointer direction around D, while the actual Center M of the spiral retains its position. Since the piece of spiral spring lying between F and C. but endeavors to remain in the rest position according to Fig. 3, in which S and M lie together, a force P becomes effective when rotated into the position according to FIG. 2, from S to M is directed and is at a distance of r from the pivot point D. This creates the additional Torque AM to AM = r-P.

Da nun r= e-cos 2 und P= p2e-sin , 2 stellt das Produkt aus r zuP = p e" sinsv bei # = 90° = # , absolut gesehen, einen Höchstwert dar, der unter Berücksichtigung des Vorzeichens - in diesem Falle wirkt die Kraft P dem aufzubringenden Drehmoment entgegen - nach der analytischen Geometrie ein Minimum ist. Bei einer Drehung um q7 = 1800 = z ist die Kraft P vektoriell = 2 e und r = O, d. h., das Drehmoment SM=P 0. Since r = e-cos 2 and P = p2e-sin, 2 the product of r equals P = p e "sinsv at # = 90 ° = #, seen in absolute terms, represents a maximum value below Consideration of the sign - in this case the force P acts on the one to be applied Opposite torque - according to the analytical geometry is a minimum. At a Rotation around q7 = 1800 = z, the force P is vectorial = 2 e and r = O, i.e. h., that Torque SM = P 0.

Bei Sp = 2700= 2 z (F i g. 5) ist der Punkt S nach S' gewandert, und die Kraft P' wirkt von S' nach M im Abstand r'. Wertmäßig ist für ç 2700 = z P' = P und r' = r, jedoch ist die Richtung von P' positiv, d. h., die Kraft wirkt in der Drehrichtung der Welle 2, und das Drehmoment,' P' addiert sich zu dem von der Welle 2 bzw. von der Wirbelstromglocke aufgebrachten Drehmoment, während sie sich von dem Rückstellmoment, das die Spiralfeder erzeugt, subtrahiert. Es liegt also in diesem Falle für AM ein Maximum vor.At Sp = 2700 = 2 z (Fig. 5) the point S has moved to S ', and the force P 'acts from S' to M at a distance r '. In terms of value, for ç 2700 = z P ' = P and r '= r, however the direction of P' is positive, i.e. i.e., the force acts in the direction of rotation of shaft 2, and the torque, 'P' is added to that of the Shaft 2 or torque applied by the eddy current bell while it is subtracted from the restoring torque that the spiral spring generates. So it lies in this case there is a maximum for AM.

Damit der Nullpunkt 0 (Fig.2) der Kompensationskurve k nicht mit dem Nullpunkt des Meßbereiches, d. h. mit der Ruhelage der Spirale zusammenfällt, wird der Drehpunkt D in der Ausgangslage der Spirale so gelegt, daß die Verbindungslinie zwischen Spiralmittelpunkt M (S) und Drehpunkt nicht durch den Fixpunkt F geht, sondern mit der Verbindungslinie MF einen Winkel ß bildet. fi wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß 0 auf der Abszisse mit dem unteren Schnittpunkt der Linien b und c zusammenfällt. Dadurch wird gleichzeitig erreicht, daß 0' wenigstens näherungsweise auf der Abszisse des oberen Schnittpunktes der beiden Linienb und c liegt. ß läßt sich, wenn die Kennlinie b bekannt ist, rechnerisch bestimmen. So that the zero point 0 (Fig.2) of the compensation curve k does not the zero point of the measuring range, d. H. coincides with the rest position of the spiral, the pivot point D is placed in the starting position of the spiral so that the connecting line does not go through the fixed point F between the spiral center point M (S) and the pivot point, but forms an angle β with the connecting line MF. fi is expedient chosen so that 0 on the abscissa with the lower intersection of lines b and c coincides. This at the same time ensures that 0 'is at least approximately lies on the abscissa of the upper intersection of the two lines b and c. ß lets Determine yourself mathematically if the characteristic curve b is known.

Mittels der Erfindung ist somit in einfacher und wirksamer Weise die Linearisierung von nicht linearen Meßsystemkennlinien verwirklicht. By means of the invention is thus in a simple and effective manner realizes the linearization of non-linear measuring system characteristics.

Claims

Claims: 1 measuring systems with axis of rotation, in particular eddy current measuring system, with at least one spiral spring generating the restoring torque for the axis of rotation, characterized in that the spiral spring (1) is arranged in relation to the axis of rotation in the manner is that the spiral spring center point (M) does not appear according to an eccentricity (e) the axis of rotation and thereby one of the usual when the axis of rotation is rotated System characteristic curve C) superimposed sinusoidal torque characteristic curve (k) arises, 2. Measuring system according to Claim 1, characterized in that the angular position of the eccentricity (e) with the spiral spring (1) relaxed in relation to the outer attachment point (F) the spiral spring is chosen so that the negative part of the sinusoidal torque curve (k) in terms of the angle of rotation with that lying above an ideal linear characteristic curve (c) Part of the usual characteristic curve (b) and the positive part of the sinusoidal curve (k) with the part of the normal characteristic curve that is below the ideal linear characteristic coincides.

Documents considered: German Patent No. 922453.