DE1249575B - - Google Patents

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DE1249575B
DE1249575B DES90125A DE1249575DA DE1249575B DE 1249575 B DE1249575 B DE 1249575B DE S90125 A DES90125 A DE S90125A DE 1249575D A DE1249575D A DE 1249575DA DE 1249575 B DE1249575 B DE 1249575B
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/49Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed using eddy currents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

301 ρ301 ρ

GOldGold

jueutsche Kl.: 42 ο -13/10 Jueutsche Kl .: 42 ο - 13/10

Nummer: 1 249 575Number: 1 249 575

Aktenzeichen: S 90125 IX b/42 οFile number: S 90125 IX b / 42 ο

Anmeldetag: 20. März 1964 Filing date: March 20, 1964

Auslegetag: 7. September 1967Opened on: September 7, 1967

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur gleichzeitigen Messung von Weg und Geschwindigkeit rotierender Körper, bei der in bewegten, leitenden, nichtmagnetischen Metallkörpern, insbesondere Trommeln oder Scheiben, durch feststehende Ma' gnete geschwindigkeitsproportionale Wirbelströme erzeugt werden, deren Magnetfeld einen Hallgenerator durchdringt, wobei zwei parallele Permanentmagnete mit gleicher Magnetisierungsrichtung auf einer weichmagnetischen Grundplatte angeordnet lund die der Grundplatte gegenüberliegenden Polflächen der Permanentmagnete jeweils mit einer weichmagnetischen Platte versehen sind, so daß zwischen diesen Platten ein Luftspalt besteht, in dem sich ein Hallgenerator in der magnetischen Symmetrieebene der Permanentmagnete befindet.The invention relates to an arrangement for the simultaneous measurement of distance and speed rotating body, in which in moving, conductive, non-magnetic metal bodies, in particular Drums or disks, eddy currents proportional to the speed of fixed magnets are generated whose magnetic field penetrates a Hall generator, with two parallel permanent magnets arranged with the same magnetization direction on a soft magnetic base plate and the pole faces of the permanent magnets opposite the base plate each with a soft magnetic plate are provided so that there is an air gap between these plates in which a Hall generator is located in the magnetic plane of symmetry of the permanent magnets.

Es ist bereits eine Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung mittels Wirbelströmen bekannt, bei der ein Hallgenerator ortsfest relativ zu Magneten so angeordnet ist, daß dieser von dem durch die Wirbelströme entstandenen Feld durchgesetzt wird. Mit dieser Anordnung läßt sich aber ohne zusätzliche Integriermittel keine direkte elektrische Wegmessung durchführen.An arrangement for measuring speed by means of eddy currents is already known in which a Hall generator is arranged stationary relative to the magnet so that it is separated from the magnet by the eddy currents resulting field is enforced. With this arrangement, however, it is possible without additional integrating means do not perform a direct electrical displacement measurement.

Weiterhin ist ein kontaktloser Signalgeber mit berührungsloser Betätigung durch Eisenteile bekannt geworden, der einen Hallgenerator verwendet. Bei diesem Signalgeber sind zwei Dauermagnete auf einer weichmagnetischen Eisenplatte aufgebaut. Durch diese Platte wird der Signalgeber gegen am Einbauort vorhandene Eisenteile von unten abgeschirmt, welche die Feldsymmetrie stören könnten. Außerdem trägt die Eisenplatte zur Steigerung der Empfindlichkeit des Signalgebers bei. Um eine möglichst große Bündelwirkung für den magnetischen Fluß und damit eine hohe Anzeigeempfindlichkeit zu erreichen, befindet sich der Hallgenerator im Luftspalt zweier Weicheisenstücke in der magnetischen Symmetrieebene der Anordnung. Die Weicheisenpolschuhe verjüngen sich auf den Hallgenerator hin. Damit wird der magnetische Nebenschluß zwischen den Weicheisenstücken klein gehalten.Furthermore, a contactless signal transmitter with contactless actuation by iron parts is known using a hall generator. This signal transmitter has two permanent magnets on one magnetically soft iron plate. With this plate, the signal transmitter is against at the place of installation existing iron parts are shielded from below, which could disturb the field symmetry. aside from that the iron plate helps to increase the sensitivity of the signal transmitter. To be as large as possible To achieve a bundling effect for the magnetic flux and thus a high display sensitivity, the Hall generator is located in the air gap between two pieces of soft iron in the magnetic plane of symmetry of the arrangement. Taper the soft iron pole pieces towards the hall generator. This eliminates the magnetic shunt between the pieces of soft iron kept small.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der gegenüber den bekannten Anordnungen ohne zusätzliche Integriermittel gleichzeitig Geschwindigkeits- und Wegmessungen durchgeführt werden können. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß zu beiden Seiten des Hallgenerators je ein L-förmiges weichmagnetisches Blech angeordnet und in dem beweglichen nichtmagnetischen Metallkörper mindestens ein Permanentmagnet befestigt.The present invention has for its object to provide an arrangement with the opposite the known arrangements without additional integrating means at the same time speed and Distance measurements can be carried out. To this end, the invention is on both sides of the Hall generator each arranged an L-shaped soft magnetic sheet and in the movable non-magnetic metal body attached at least one permanent magnet.

Anordnung zur gleichzeitigen Messung von Weg
und Geschwindigkeit rotierender Körper
Arrangement for the simultaneous measurement of displacement
and speed of rotating bodies

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. rer. nat. Friedrich Kuhrt,Dr. rer. nat. Friedrich Kuhrt,

Dr. rer. nat. Julius Brunner, NürnbergDr. rer. nat. Julius Brunner, Nuremberg

^^

Erst durch diese Anordnung der L-förmigen weichmagnetischen Bleche ist es möglich, den Magnetfluß des sich in dem beweglichen nichtmagnetischen Metallkörper befindenden Permanentmagnets ein-Only through this arrangement of the L-shaped soft magnetic sheets is it possible to control the magnetic flux of the permanent magnet located in the movable non-magnetic metal body

ao zufangen und auf den Hallgenerator zur Einwirkung zu bringen, um einen Zählimpuls zu bewirken. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß nun die an sich bekannten Anordnungen zur Geschwindigkeitsmessung mittels Wirbelströmen und Hallgeneratoren gleichzeitig zur Wegmessung verwendet werden können. Catch ao and bring it to action on the Hall generator in order to cause a counting pulse. This measure ensures that the known arrangements for speed measurement by means of eddy currents and Hall generators can now be used simultaneously for distance measurement.

Im nachfolgenden wird an Hand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention will be explained with reference to the drawing and an exemplary embodiment explained in more detail. It shows

F i g. 1 in einer schematischen Darstellung das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Anordnung begrenzt auf die Geschwindigkeitsmessung,F i g. 1 limits the basic principle of the arrangement according to the invention in a schematic representation on the speed measurement,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur gleichzeitigen Geschwindigkeits- und Wegmessung.Fig. 2 shows an embodiment of the arrangement according to the invention for simultaneous speed and distance measurement.

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs der mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzeugten Signalspannung.F i g. 3 a graphical representation of the course of the generated with the arrangement according to the invention Signal voltage.

In F i g. 1 ist das bekannte Grundprinzip der Geschwindigkeitsmessung schematisch dargestellt. Mit 11 sind zwei parallele Dauermagnete mit gleicher Magnetisierungsrichtung, mit 12 ist eine weichmagnetische Grundplatte, mit 13 ein Hallgenerator, z. B. ein Ferrit-Hallgenerator, der sich im Luftspalt zwischen zwei weichmagnetischen Platten 14 befindet, mit 15 ein nichtmagnetischer beweglicher Metallkörper, z. B. eine Scheibe oder Trommel aus Kupfer, mit 16 und 17 der Feldlinienverlauf der Magnetfelder der beiden Dauermagnete bezeichnet. Mit 18 und 19 ist die Richtung der Wirbelströme in dem nichtmagnetischen Metallkörper angedeutet; mit 20 ist der Feldlinienverlauf des Wirbelstrom-Magnet-In Fig. 1 the known basic principle of speed measurement is shown schematically. With 11 are two parallel permanent magnets with the same magnetization direction, with 12 is a soft magnetic base plate, with 13 a Hall generator, z. B. a ferrite Hall generator, which is located in the air gap between two soft magnetic plates 14 , with 15 a non-magnetic movable metal body, for. B. a disc or drum made of copper, with 16 and 17 denotes the field lines of the magnetic fields of the two permanent magnets. 18 and 19 indicate the direction of the eddy currents in the non-magnetic metal body; with 20 the course of the field lines of the eddy current magnet

709 640/120709 640/120

Claims (2)

feldes dargestellt. Tritt eine Relativbewegung zwischen dem unmagnetischen Metallkörper 15 und den Magneten 11 z. B. in Pfeilrichtung auf, wird in dem Körper 15 eine elektrische Spannung hervorgerufen. Unter der Einwirkung dieser Spannung treten in dem Körper 15 Wirbelströme auf, deren Richtung durch 18 bzw. 19 angedeutet ist. Die Wirbelströme haben wiederum ein Magnetfeld zur Folge, dessen Feldlinien durch 20 dargestellt sind. Dieses Magnetfeld ist der Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers proportional. Der Magnetfluß des WirbeIstromfeldes durchdringt den Hallgenerator 13, der eine geschwindigkeitsproportionale Spannung abgibt. In Fig. 2 ist in einem Ausfiihrungsbeispiel die erfindungsgemäße Anordnung zur gleichzeitigen Geschwindigkeits- und Wegmessung schematisch dargestellt. Mit 21 und 22 sind Dauermagnete, mit 23, 24 und 25 weichmagnetische Stücke, mit 26 ein Hallgenerator, mit 27 und 28 L-förmig geformte weichmagnetische Bleche und mit 29 ein Dauermagnet bezeichnet, der sich in dem nichtmagnetischen Metallkörper befindet. Der Metallkörper ist übersichtshalber nicht zeichnerisch dargestellt. Nur wenn dieser Dauermagnet über dem Hallgenerator steht, wird der von dem Dauermagnet 29 ausgehende magnetische Fluß von den L-förmigen Fangstücken aufgenommen und durch die Halbleiterschicht geleitet. Zusätzlich zu der geschwindigkeitsproportionalen Spannung gibt nun der Hallgenerator pro Umdrehung einmal einen Spannungsimpuls ab, dessen Polarität entgegengesetzt derjenigen der geschwindigkeitsproportionalen Spannung ist (Wahl der Polarität des Magnets 29) und dessen Höhe den Maximalwert der geschwindigkeitsproportionalen Spannung übersteigt. Die Hallspannung verläuft dann entsprechend, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Auf der Abszisse ist der zurückgelegte Weg 5 der unmagnetischen Scheibe bzw. Trommel und auf der Ordinate die geschwindigkeitsproportionale Spannung Uti dargestellt. Der Mittelwert der geschwindigkeitsproportionalen Span- nung kann durch ein entsprechendes Instrument, z.B. ein Drehspulinstrument, zur Anzeige gebracht werden. Der negative Impuls kann über einen einfachen Verstärker, z. B. Transistorverstärker, verstärkt und zur Betätigung des Wegmessers, z. B. als Kilometerzähler an Kraftfahrzeugen, benutzt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich zur Geschwindigkeits- und Wegmessung an drehend bewegten Körpern. Patentansprüche:shown in the field. If a relative movement occurs between the non-magnetic metal body 15 and the magnet 11 z. B. in the direction of the arrow, an electrical voltage is generated in the body 15. Under the action of this tension, eddy currents occur in the body 15, the direction of which is indicated by 18 and 19, respectively. The eddy currents in turn result in a magnetic field, the field lines of which are represented by 20. This magnetic field is proportional to the speed of the moving body. The magnetic flux of the eddy current field penetrates the Hall generator 13, which emits a voltage proportional to the speed. In FIG. 2, the arrangement according to the invention for simultaneous speed and distance measurement is shown schematically in an exemplary embodiment. With 21 and 22 permanent magnets, with 23, 24 and 25 soft magnetic pieces, with 26 a Hall generator, with 27 and 28 L-shaped soft magnetic sheets and with 29 a permanent magnet, which is located in the non-magnetic metal body. The metal body is not shown in the drawing for the sake of clarity. Only when this permanent magnet is above the Hall generator is the magnetic flux emanating from the permanent magnet 29 picked up by the L-shaped catch pieces and passed through the semiconductor layer. In addition to the voltage proportional to the speed, the Hall generator now emits a voltage pulse once per revolution, the polarity of which is opposite to that of the voltage proportional to the speed (selection of the polarity of the magnet 29) and the magnitude of which exceeds the maximum value of the voltage proportional to the speed. The Hall voltage then runs accordingly, as shown in FIG. 3 is shown. The path 5 covered by the non-magnetic disk or drum is shown on the abscissa and the voltage Uti, which is proportional to the speed, is shown on the ordinate. The mean value of the voltage proportional to the speed can be displayed using an appropriate instrument, e.g. a moving-coil instrument. The negative pulse can be generated through a simple amplifier, e.g. B. transistor amplifier, amplified and to operate the odometer, z. B. be used as an odometer on motor vehicles. The arrangement according to the invention is suitable for measuring the speed and distance on rotatingly moving bodies. Patent claims: 1. Anordnung zur gleichzeitigen Messung von Weg und Geschwindigkeit rotierender Körper, bei der in bewegten, leitenden, nichtmagnetischen Metallkörpern, insbesondere Trommeln oder Scheiben, durch feststehende Magnete geschwindigkeitsproportionale Wirbelströme erzeugt werden, deren Magnetfeld einen Hallgenerator durchdringt, wobei zwei parallele Permanentmagnete mit gleicher Magnetisierungsrichtung auf einer weichmagnetischen Grundplatte angeordnet und die der Grundplatte gegenüberliegenden Polflächen der Permanentmagnete jeweils mit einer weichmagnetischen Platte versehen sind, so daß zwischen diesen Platten ein Luftspalt besteht, in dem sich ein Hallgenerator in der magnetischen Symmetrieebene der Permanentmagnete befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Hallgenerators je ein L-förmiges weichmagnetisches Blech (27, 28) angeordnet ist und daß in dem beweglichen nichtmagnetischen Metallkörper mindestens ein Permanentmagnet (29) befestigt ist (F i g. 2).1. Arrangement for the simultaneous measurement of path and speed of rotating bodies, in which in moving, conductive, non-magnetic metal bodies, in particular drums or disks, eddy currents proportional to the speed are generated by stationary magnets, the magnetic field of which penetrates a Hall generator, with two parallel permanent magnets with the same magnetization direction arranged a soft magnetic base plate and the base plate opposite pole faces of the permanent magnets are each provided with a soft magnetic plate, so that there is an air gap between these plates in which a Hall generator is located in the magnetic plane of symmetry of the permanent magnets, characterized in that on both sides of the Hall generator an L-shaped soft magnetic sheet (27, 28) is arranged and that in the movable non-magnetic metal body at least one permanent magnet (29) is attached (Fig. 2). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ferrit-Hallgenerator verwendet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a ferrite Hall generator is used is. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1147 787;
»Elektrotechnische Zeitschrift«, Ausg. A (ETZ-A), 1. 83, H. 11 vom 21. 5. 1962, S. 367 bis 372.
Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1147 787;
"Elektrotechnische Zeitschrift", Ed. A (ETZ-A), 1. 83, issue 11 of May 21, 1962, pp. 367 to 372.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 640/120 8.67 © Bundesdruckerei Berlin709 640/120 8.67 © Bundesdruckerei Berlin
DES90125A Pending DE1249575B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3015971A1 (en) * 1980-04-25 1981-11-05 Braun Ag, 6000 Frankfurt Movement direction discriminator for body with magnetic markers - has magnetic latch giving defined rest sensor position and sensor delivering signal indicating direction of previous movement

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3015971A1 (en) * 1980-04-25 1981-11-05 Braun Ag, 6000 Frankfurt Movement direction discriminator for body with magnetic markers - has magnetic latch giving defined rest sensor position and sensor delivering signal indicating direction of previous movement

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