DE1268194B - Einrichtung zur Umsetzung einer Winkelstellung in ein elektrisches digitales Signal - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1268194
P 12 68 194.6-31
2. November 1962
16. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umsetzung der jeweiligen Stellung eines Rotors gegenüber einem Stator in ein elektrisches digitales Signal mit einer den Rotor bildenden, durch Impulse kapazitiv abtastbaren Kodescheibe, die auf ihrer einen Stirnfläche in mehreren den einzelnen Binärstellen des Ausgangssignals entsprechenden konzentrischen Spuren eine Vielzahl leitfähiger Segmente aufweist, die mit entsprechenden Segmenten auf der der Kodescheibe zugewandten Seite einer Stator-Scheibe Kondensatoren bilden.

Es sind bereits zahlreiche verschiedene Bauarten von Kodierungsgeräten bekannt, mittels deren eine mechanische Stellung in einen digitalen Kode verwandelt werden kann. Gewöhnlich handelt es sich bei diesen bekannten Geräten ebenso wie bei dem Gerät nach der Erfindung bei der das Eingangssignal bildenden Stellung um die Winkelstellung einer als Eingangsorgan wirkenden Welle, und das Gerät erzeugt Ausgangssignale in digitaler Form, welche diese Winkelstellung repräsentieren. Beispielsweise arbeitet ein bekanntes Kodierungsgerät mit Bürsten, die auf kreisrunden Spuren einer Scheibe gleiten, welche durch die das Eingangsorgan bildende Welle gedreht wird. Hierbei bestehen die Spuren auf der Scheibe abwechselnd aus leitfähigen bzw. aus isolierenden Segmenten, so daß an den Bürsten ein digital verschlüsseltes Signal erzeugt wird, welches die Winkelstellung der Eingangswelle repräsentiert. Die Bürsten sind bei diesem Kodierungsgerät einer Abnutzung unterworfen, so daß es, abgesehen von der Schwierigkeit, die Bürsten einwandfrei auszurichten, schwierig ist, ein zuverlässiges Arbeiten des Geräts bei Segmenten zu gewährleisten, deren Breite weniger als etwa 0,5 mm beträgt. Dementsprechend ist das Auflösungsvermögen, mit dem ein Kodierungsgerät dieser Bauart eine mechanische Stellung wiedergeben kann, begrenzt.

Wegen dieser Einschränkungen hat man andere Bauarten von Kodierungsgeräten entwickelt, z. B. solche, die mit optischen Verfahren oder mit magnetischen Verfahren arbeiten, sowie Geräte in Gestalt von Synchrontransformatoren. Manche dieser bekannten Kodierungsgeräte besitzen ein außerordentlich hohes Auflösungsvermögen, doch muß man zur Erzielung eines solchen hohen Auflösungsvermögens Einbußen bezüglich anderer erwünschter Eigenschaften in Kauf nehmen. Beispielsweise ergibt sich bei vielen bekannten Kodierungsgeräten eine niedrige Ausgabegeschwindigkeit. Bei anderen bekannten Geraten benötigt man komplizierte und kostspielige Ausgabeschaltungen, die viel Raum in Anspruch neh-Einrichtung zur Umsetzung einer Winkelstellung in ein elektrisches digitales Signal

Anmelder:

General Precision, Inc.,

Little Falls, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. v. Schumann, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:

Marvin Masel, West Englewood, N. J.;

Andrew Woerner, Oradell, N. J.;

Carl L. Vrabel, Ridgewood, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. Februar 1962 (174 759)

men. Manche der bekannten Kodierungsgeräte sind gegenüber thermischen Änderungen empfindlich, bei weiteren Geräten sind umfangreiche Wartungsarbeiten erforderlich, und bei wieder anderen Geräten ergeben sich Herstellungsschwierigkeiten. Bei dem erfindungsgemäßen Kodierungsgerät wird ein hohes Auflösungsvermögen erzielt, ohne daß sich die bei den bis jetzt bekannten Kodierungsgeräten auftretenden Schwierigkeiten ergeben.

Auch ist bereits eine Einrichtung zur Umformung der jeweiligen Stellung eines Rotors gegenüber einem Stator in ein elektrisches digitales Signal mit einer den Rotor bildenden, durch Impulse kapazitiv abtastbaren Kodescheibe bekannt. Bei dieser Einrichtung hat man einen Kompromiß zwischen optimaler, absoluter Amplitude des Ausgangssignals und optimaler Trennschärfe gewählt, in dem die eine Kondensatorplatte darstellende Fläche des Zeigers möglichst klein gemacht wird. Es kann nur ein Teil derjenigen Fläche für die kapazitive Kopplung ausgenutzt werden, die an sich der Einteilung des Kodemusters entspricht. Bei einer dieser bekannten Einrichtungen wird, um eine weitere Unterscheidung zwischen den verschiedenen Segmenten einer Spur herbeizuführen, nicht mit leitfähigen und nichtleitfähigen Abschnitten gearbeitet, sondern nur mit leitenden Segmenten abwechselnder Polarität. Abgesehen davon, daß hierbei die Schwierigkeit auftritt, jeweils alle zweiten Segmente miteinander zu verbinden und mit unter-

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schiedlichen Spannungen zu versorgen, hat eine Metallplatte verbunden, der die Abtastimpulse von solche Gestaltung des Kodemusters den erheblichen einer benachbarten feststehenden Metallplatte durch Nachteil, daß zwischen benachbarten Segmenten ver- kapazitive Kopplung zugeführt werden, schiedener Polarität ein Isolierstreifen gewisser Min- Das erfindungsgemäße Kodiergerät hat ein hohes

destbreite vorhanden sein muß, der die Unsicherheit 5 Auflösungsvermögen und eine schnelle Signalausgabe, der Ablesung erhöht. Auch bei einer anderen be- Das Gerät ist für Temperaturänderungen relativ unkannten Einrichtung beträgt die Breite der einen empfindlich.

Kondensatorplatte nur einen Teil der anderen. Es Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

kann also bei dieser bekannten Anordnung ebenso ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nur ein Teil derjenigen Fläche für die kapazitive io Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen. Kopplung ausgenutzt werden, die an sich der Ein- Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Konstruktion in

teilung des Kodemusters entspricht. einer teilweise weggeschnitten gezeichneten perspek-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei tivischen Darstellung;

4er allgemein angestrebten kleinen Baugröße des F i g. 2 zeigt einen Teil der Vorderseite des Rotors

Kodiergerätes doch Ausgangsimpulse ausreichender 15 mit dem leitfähigen Muster;

Größe zu erzeugen, wobei einerseits die kapazitive Fig. 3 zeigt einen Teil der Vorderseite des Sta-

Kopplung zwischen den Platten groß ist und anderer- tors, welche der Vorderseite des Rotors zugewandt seits noch genügende Trennschärfe vorhanden ist. ist und das gezeigte leitfähige Muster trägt; Dies wird dadurch erreicht, daß jede Kodespur auf Fig. 4 ist eine Teildarstellung der Rückseite des

der Statorscheibe aus zwei konzentrischen Segment- 20 Stators und zeigt das darauf vorgesehene leitfähige reihen besteht, die so angeordnet sind, daß die Seg- Muster;

mente der einen Reihe jeweils den Zwischenräumen Fig. 5 veranschaulicht in einem Blockdiagramm

zwischen den Segmenten der anderen Reihen gegen- die Ausgabeschaltung des Kodierungsgeräts nach der überliegen und daß die auf die beiden Segmentreihen Erfindung; kapazitiv übertragenden Impulse den Eingängen eines 25 Fig. 6 veranschaulicht zeichnerisch das angewen-Differentialverstärkers zugeführt werden, dessen Aus- dete logische System.

gangsspannung den Wert der zugehörigen Binärstelle Gemäß F i g. 1 umfaßt das Kodierungsgerät einen

bestimmt. Rotor 11 und einen nahe dem Rotor angeordneten

Die Erfindung geht also einen völlig anderen Weg, Stator 13. Der Rotor 11 besteht aus einer Scheibe indem jede Kodespur des auf dem Stator vorgesehe- 30 11« aus isolierendem Material, auf deren Vorderseite nen Musters in zwei konzentrische Segmentreihen 11 & ein elektrisch leitendes Muster lic angeordnet zerlegt wird, wobei die Segmente der einen Reihe je- ist. Auf der Rückseite des Rotors ist ein elektrisch weils den Zwischenräumen zwischen den Segmenten leitendes Blatt 11 ei angeordnet, das elektrisch leitend der anderen Reihe gegenüberliegen. Die entspre- mit dem leitfähigen Muster lic verbunden ist; zu chende Kodespur des auf dem Rotor angebrachten 35 diesem Zweck ist ein leitfähiges Verbindungsstück Musters besteht aus der üblichen einzigen Reihe von lie vorgesehen, das sich durch die isolierende abwechselnden Segmenten und Zwischenräumen. Am Scheibe 11« erstreckt. Der Rotor ist auf einer das Stator sind dabei die Segmente der einen Reihe mit Eingangsorgan bildenden Welle 1 befestigt und dreht dem einen Eingang und die der anderen Reihe mit sich zusammen mit dieser Welle. Parallel zu dem dem anderen Eingang eines Difierentialverstärkers 40 Blatt lld ist in einem geringen Abstand davon eine verbunden. Die Schaltung richtet sich also nicht mehr elektrisch leitende Platte 2 angeordnet, die einen nach der absoluten Höhe des jeweils gemessenen Impulsgenerator 81 trägt. Die Welle 1 erstreckt sich Impulssignals, sondern nach der Differenz zwischen durch die Platte 2 und ist dieser bei 3 drehbar geder von der einen Segmentreihe und der von der lagert. Der Stator 13 umfaßt ein dünnes scheibenföranderen Segmentreihe empfangenen Leistung, d.h. 45 miges Blatt 13a aus Glimmer, dessen Vorderseite danach, ob die Segmente des Rotors zu ihrem größe- parallel zur Vorderseite lift des Rotors angeordnet ren Teil den Segmenten der äußeren oder der inneren und dieser zugewandt ist; somit ist die Vorderseite Reihe der Spur auf dem Stator gegenüberstehen. des Stators 13 dem leitfähigen Muster lic des Rotors Durch diese Differenzbildung wird die Trennschärfe zugewandt. Auf der Vorderseite der Glimmerscheibe zwischen dem eine logische Null und dem eine 50 13 a ist ein Muster aus elektrisch leitenden Segmen-Iogische Eins darstellenden Signal verdoppelt. Gleich- ten angeordnet, so daß zwischen dem leitfähigen zeitig ist nicht eine Unterscheidung nach der Ampli- Muster lic des Rotors und den leitfähigen Segmentude erforderlich, vielmehr erfolgt die Ausgabe ohne ten auf der Vorderseite der Glimmerscheibe 13 α Zuhilfenahme eines Bezugspegels direkt in Form mehrere Kapazitäten vorhanden sind. Diese Kapazipositiver oder negativer Polarität. 55 täten ändern sich, wenn der Rotor 11 gedreht wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung Auf der Rückseite 13 & der Glimmerscheibe 13 α ist ist jede Spur mit Ausnahme der die unterste Binär- . ein Muster aus leitfähigen Segmenten vorgesehen, das stelle bildenden Spur doppelt vorhanden und dabei genau dem Muster auf der Vorderseite der Glimmerauf der Statorscheibe oder auf der Rotorfläche die scheibe entspricht, so daß für jedes leitfähige Segment eine Spur gegenüber der anderen um eine halbe ° auf der Vorderseite der Glimmerscheibe 13 a ein ent-Segmentbreite versetzt und erfolgt die Auswahl je- sprechendes leitfähiges Segment auf der Rückseite weils einer der beiden Spuren für die Abgabe des den und in der gleichen Lage vorhanden ist. Die Form Wert der betreffenden Binärstelle darstellenden Aus- der Segmente auf der Rückseite der Glimmerscheibe gangssignals mit Hilfe von Und-Gattern durch das 13 a ist jeweils spiegelbildlich zur Form der Segmente Signal der nächst niedrigeren Stelle. Gemäß einer 65 auf der Vorderseite der Glimmerscheibe, so daß jedes weiteren Ausbildung der Erfindung sind sämtliche Segment auf der Rückseite der Glimmerscheibe genau auf der einen Rotorfläche vorhandenen Segmente mit das zugehörige Segment auf der Vorderseite der einer auf der anderen Rotorseite angebrachten Glimmerscheibe überdeckt. Gruppen von Segmenten

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des Musters auf der Rückseite 13 b der Glimmer- bindung mit der ihr zugeordneten Statorspur ein Ausscheibe 13 α sind durch auf der Rückseite angeord- gangssignal für eine Ziffer einer binären Zahl, durch nete leitfähige Streifen miteinander verbunden. Wegen welche die Winkelstellung des Rotors repräsentiert der geringen Dicke der Glimmerscheibe 13 a ist jedes wird. Die radial am weitesten außen liegende Spur der Segmente auf der Vorderseite der Glimmerscheibe 5 des Rotors erzeugt zusammen mit der entsprechenkapazitiv eng mit dem entsprechenden Segment auf den Spur auf dem Stator ein Signal, das die am der Rückseite der Glimmerscheibe gekoppelt. In- wenigsten bedeutsame Ziffer des binären Ausgangsfolgedessen bildet das leitfähige Muster lic auf dem signals des Kodierungsgeräts bildet. Die vom Rand Rotor mit jeder Gruppe von miteinander verbünde- des Rotors aus gezählte zweite Spur und die dritte nen Segmenten auf der Rückseite der Glimmerscheibe io Spur sowie die entsprechenden Spuren auf dem Staeine andere Kapazität. Diese Kapazitäten ändern tor erzeugen ein Signal für die zweite am wenigsten sich, wenn der Rotor gedreht wird. Auf der Rück- bedeutsame Ziffer des binären Ausgangssignals. Wenn seite der Glimmerscheibe 13 α ist eine Schaltungs- man in Richtung auf die Rotorachse nach innen fortplatte 13 α angeordnet, welche die modulförmig aus- schreitet, erzeugen die Spuren Signale, welche nachgebildeten Schaltungseinheiten 4 zum Entnehmen der 15 einander immer bedeutsameren Ziffern des binären Signale des Kodiergeräts trägt. Die Schaltungseinhei- Ausgangssignals entsprechen, wobei für jede Ziffer ten 4 sind über Öffnungen in der Platte 13 c mit den zwei benachbarte Spuren auf dem Rotor und die entGruppen untereinander verbundener Segmente auf sprechenden Spuren auf dem Stator benutzt werden, der Rückseite der Glimmerscheibe verbunden. Die Somit wird jede Ziffer mit Ausnahme der am wenig-Welle 1 erstreckt sich mit einem Spielraum durch 20 sten bedeutsamen durch ein Signal repräsentiert, weleine zentrale Öffnung 13 d des Stators 13 und ist in ches durch zwei Spuren auf dem Rotor und die beieiner Stirnplatte 5 bei 6 drehbar gelagert. Die Stirn- den entsprechenden Spuren auf dem Stator erzeugt platte 5, der Stator 13 und die Platte 2 sind sämtlich wird. Die am wenigsten bedeutsame Ziffer wird durch fest in ein in Fig. 1 nicht gezeigtes Gehäuse einge- ein Signal repräsentiert, welches nur mit Hilfe einer baut. 25 Spur des Rotors und einer Spur des Stators gewonnen

Beim Betrieb des Kodiergeräts führt der Impuls- wird. Diese Anordnung wird verwendet, da bei dem generator 81 der Platte 2 einen Impuls zu, der sich System auf eine noch zu erläuternde Weise von der infolge der kapazitiven Kopplung auf das leitfähige Logik der V-Abtastung Gebrauch gemacht wird.
Blatt Hd auswirkt. Von dem Blatt 11 d aus wird der In Fi g. 2, wo ein Teil des leitfähigen Musters lic Impuls mit Hilfe der Verbindung He dem leitfähigen 30 auf dem Rotor dargestellt ist, sind nur die fünf radial Muster lic auf der Vorderseite 11 δ des Rotors zu- am weitesten außen liegenden Spuren 8, 9, 10, 12 geführt. Alle Teile des Musters Uc sind unterein- und 14 des Rotors zu erkennen. Das Muster der ander verbunden, so daß der Impuls zu allen Teilen äußersten Spur 14 auf dem Rotor 11 umfaßt im des Musters gelangt. Dann wird der Impuls mit Hilfe wesentlichen rechteckige Segmente 15 aus leitfähigem kapazitiver Kopplungserscheinungen weitergegeben, 35 Material, die durch Segmente 17 aus isolierendem die sich in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Material voneinander getrennt sind. Die Segmente 15 Rotors ändern, wobei der Impuls zu den Gruppen und 17 sind in Wirklichkeit nicht rechteckig, sondern von unter sich verbundenen Segmenten auf der Rück- sie haben die Form von Kreisringsegmenten, denn seite 13 & der Glimmerscheibe 13 a gelangt. Die ihre radial am weitesten außen liegenden Grenzen Größe der Impulse, die an den verschiedenen Grap- 40 werden durch Kreisbögen eines die Spur 14 auf der pen von unter sich verbundenen Segmenten auf der Außenseite begrenzenden Kreises gebildet, ihre radial Rückseite des Stators erzeugt werden, variiert in Ab- am weitesten innen liegenden Grenzen werden durch hängigkeit von der Winkelstellung des Rotors, da die Bögen eines die Spur 14 auf der Innenseite begrenkapazitive Kopplung zwischen dem leitfähigen zenden Kreises gebildet, und bei den Grenzlinien zwi-Muster Hc und den Gruppen von untereinander ver- 45 sehen den Segmenten 15 und 17 handelt es sich um bundenen Segmenten auf der Rückseite 13 b der Teile der Radien der beiden genannten Kreise. Die Glimmerscheibe in Abhängigkeit von der Winkelstel- Spuren 10 und 12 auf dem Stator 11 ähneln der Spur lung des Rotors variiert. Die Schaltungsmodule 4 ver- 14. Die Spur 12 setzt sich aus miteinander abwechgleichen die Größe der so erzeugten Impulse und er- selnden leitfähigen Segmenten 16 und isolierenden zeugen mit Hilfe dieser Vergleichsvorgänge digitale 50 Segmenten 18 in Form von Kreisringsegmenten zu-Ausgangssignale, welche die Winkelstellung des sammen, und die Spur 10 besteht aus miteinander abRotors repräsentieren. Die Schaltungsmodule 4 bil- wechselnden leitfähigen Segmenten 26 und isolierenden somit in Verbindung mit dem Impulsgenerator den Segmenten 28. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Aus-81 Mittel zum Vergleichen der verschiedenen Kapa- führungsbeispiel haben die isolierenden Segmente 18 zitäten zwischen den leitfähigen Mustern auf dem 55 die gleiche Größe wie die leitfähigen Segmente 16 Stator und dem Rotor sowie zum Erzeugen digitaler und sind damit kongruent, und bei der Spur 10 haben Signale auf der Basis dieses Vergleichs, wobei diese die isolierenden Segmente 28 die gleiche Größe wie Signale die Winkelstellung des Rotors wiedergeben. die leitfähigen Segmente 26 und sind damit kongru-

Das leitfähige Muster lic auf dem Rotor 11 hat ent. Die Spuren 10, 12 und 14 haben alle die gleiche

die Form mehrerer konzentrisch mit der Rotorachse 60 Breite, und daher sind auch die radialen Abmessun-

angeordneter kreisrunder Spuren. Die leitfähigen gen aller Segmente 15, 17, 16, 18, 26 und 28 gleich.

Segmente auf dem Stator 13 sind ebenfalls in Form Jedoch entspricht die Winkelabmessung der Segmente

mehrerer Spuren ausgebildet, wobei je eine dieser 15 und 17 nur der Hälfte der Winkelabmessung der

Spuren jeder der Spuren des Rotors zugeordnet ist; Segmente 16,18, 26 und 28. Die leitfähigen Segmente

die Spuren sind auf dem Stator 13 konzentrisch mit 65 15, 16 und 26 sind unter sich alle durch kreisrunde

der Rotorachse so angeordnet, daß jede Spur des leitfähige Streifen 20, 22 und 24 verbunden. Der

Stators den gleichen Radius besitzt wie die züge- kreisrunde leitfähige Streifen 20 begrenzt "die radial

hörige Spur des Rotors. Jede Rotorspur liefert in Ver- am weitesten außen liegende Seite der Spur 14 und

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ist mit den leitfähigen Segmenten IS an deren radial Wie schon erwähnt, besitzt der Stator 13 ebenfalls

am weitesten außen liegenden Rändern verbunden. mehrere Spuren, wobei jede dieser Spuren einer Der kreisrunde, leitfähige Ring 22 trennt die Spur 12 anderen Rotorspur entspricht und wobei jede Statorvon der Spur 14 und ist mit den Segmenten 15 an spur den gleichen Radius hat wie die entsprechende deren radial am weitesten innen liegenden Rändern 5 Rotorspur. Fig. 3 zeigt einen Teil der Vorderseite und mit den Segmenten 16 an deren radial am weite- der Glimmerscheibe 13 a des Stators, welcher dem sten außen liegenden Rändern verbunden. Der kreis- in Fig. 2 gezeigten Teil des Rotors entspricht. Somit runde leitfähige Ring 24 trennt die Spur 10 von der läßt F i g. 3 die leitfähigen Segmente erkennen, Spur 12 und ist mit den Segmenten 16 der Spur 12 welche die Spuren des Stators 13 auf der Vorderseite an deren radial am weitesten innen liegenden Rän- io der Glimmerscheibe 13a bilden. In Fig. 3 ist die der dem und mit den Segmenten 26 an deren radial am Spur 14 des Rotors entsprechende, radial am weiteweitesten außen liegenden Rändern verbunden. Da sten außen liegende Spur mit 31 bezeichnet. Die den die Winkelabmessung der Segmente der Spuren 10 Spuren 12, 10, 9 und 8 des Rotors entsprechenden und 12 doppelt so groß ist wie die Winkelabmessung Spuren des Stators sind mit 33, 35, 36 und 38 beder Segmente der Spur 14, umfassen die Spuren 10 15 zeichnet. Jede der Statorspuren wird durch mit der und 12 nur halb so viele Segmente wie die Spur 14. Rotorachse konzentrische Kreise begrenzt, die den Die übrigen Spuren des Rotors 11, nämlich die Spu- gleichen Radius haben wie die die entsprechenden ren 9 und 8 sowie die aus F i g. 2 nicht ersichtlichen Rotorspuren abgrenzenden Kreise. Somit ist jede der weiteren Spuren ähneln den Spuren 10, 12 und 14, Statorspuren direkt gegenüber der entsprechenden abgesehen davon, daß die Segmente von je zwei auf- 20 Rotorspur angeordnet. Gemäß F i g. 3 umfaßt die einanderfolgenden Spuren in Richtung auf die Rotor- Statorspur 31 auf der Vorderseite der Glimmerachse fortschreitend jeweils eine doppelt so große scheibe 13 α eine erste Reihe von in Winkelabständen Winkelabmessung haben wie die Segmente der beiden verteilten, elektrisch leitenden, kreisringsegmentförvorangehenden Spuren, wie es für die Segmente der migen Segmenten 37, die durch isolierende Segmente Spuren 10 und 12 gilt, deren Winkelabmessung dop- 25 39 voneinander getrennt sind, deren Winkelabmespelt so groß ist wie die Winkelabmessung der Seg- sung gleich derjenigen der leitfähigen Segmente 37 mente der Spur 14. Ein weiteres Ergebnis dieser Be- ist. Ferner umfaßt die Spur 31 eine zweite Reihe von ziehung besteht darin, daß je zwei aufeinanderfol- in Winkelabständen verteilten, elektrisch leitenden gende Spuren in Richtung auf die Rotorachse fort- Segmenten 41, die durch isolierende Segmente 43 geschreitend jeweils nur halb so viele Segmente ent- 30 trennt sind, deren Winkelabmessung gleich derjenihalten wie die beiden vorangehenden Spuren. Somit gen der leitfähigen Segmente 41 ist. Die Reihe der umfaßt die Spur 9 miteinander abwechselnde isolie- leitfähigen Segmente 41 ist gegenüber der Reihe der rende Segmente 30 und leitfähige Segmente 29, deren Segmente 37 radial nach innen versetzt und gegen-Winkelabmessung doppelt so groß ist wie diejenige über der Reihe der Segmente 37 außerdem unter der Segmente der Spuren 10 und 12, und die Spur 8 35 einem solchen Winkel versetzt, daß jedes der Segenthält miteinander abwechselnde isolierende Seg- mente 41 die gleiche Winkellage einnimmt wie eines mente 27 und leitfähige Segmente 25, deren Winkel- der isolierenden Segmente 39 und daß jedes der leitabmessung ebenfalls doppelt so groß ist -wie diejenige fähigen Segmente 37 die gleiche Winkellage einnimmt der Segmente in den Spuren 10 und 12. Entsprechend wie eines der isolierenden Segmente 43 zwischen den umfassen die Spuren 8 und 9 nur halb so viele Seg- 40 leitfähigen Segmenten 41. Die leitfähigen Segmente mente wie die Spuren 10 und 12. Die beiden radial 37 und 41 haben die gleiche Winkelabmessung, so am weitesten innen liegenden Spuren, die im Zusam- daß die radial verlaufenden Ränder jedes der Segmenwirken mit den beiden entsprechenden Spuren mente 37 die gleiche Winkellage haben wie die radial auf dem Stator die bedeutsamste Ziffer des binären verlaufenden Kanten der leitfähigen Segmente 41. Ausgangssignals liefern, umfassen jeweils ein isolie- 45 Die radial am weitesten innen liegenden Ränder der rendes Segment mit einem wirksamen Winkel von leitfähigen Segmente 41 liegen auf dem Kreis, der die 180° und ein leitfähiges Segment mit einer Winkel- Spur 31 radial nach innen begrenzt, während die abmessung von 180°. Die Spuren 8 und 9 sind eben- radial am weitesten außen liegenden Ränder der Segso wie die in Fig. 2 nicht gezeigten weiteren Spuren mente 37 mit dem radial am weitesten außen liegendes Rotors durch leitfähige Ringe voneinander ge- 50 den Rand der Spur 31 zusammenfallen. Die radialen trennt, welche die leitfähigen Segmente der Spuren Abmessungen der Segmente 37 und 41 sind gleich ebenso untereinander verbinden, wie es bezüglich der und betragen weniger als die Hälfte der Breite einer leitfähigen Ringe 22 und 24 beschrieben wurde, Spur, so daß die radial am weitesten innen liegenden welche die Spuren 10, 12 und 14 voneinander tren- Ränder der Segmente 37 durch einen radialen Abnen und die leitfähigen Segmente 15 bzw. 16 bzw. 26 55 stand von den radial am weitesten außen liegenden untereinander verbinden. Die leitfähigen Segmente Rändern der Segmente 41 getrennt sind. Die Winkelder Rotorspuren und die leitfähigen Ringe, welche abmessung der Segmente 37 und 41 ist gleich der die Rotorspuren abgrenzen und voneinander trennen, Winkelabmessung der leitfähigen Segmente 15 der bilden ein einziges zusammenhängendes leitfähiges entsprechenden Spur 14 auf dem Rotor 11. Jedes der Muster auf dem Rotor, denn es sind keine physikali- 60 Segmente 37 und 41 nimmt eine einem bestimmten sehen Abgrenzungen zwischen den leitfähigen Ringen Schritt entsprechende Winkellage ein, welche jeweils und den leitfähigen Segmenten der Rotorspuren vor- durch eine andere binäre Zahl im Ausgangssignal des handen. Bei dem in F i g. 2 gezeigten leitfähigen Kodiergeräts repräsentiert wird. Die Spur 33 ähnelt Muster handelt es sich um das in F i g. 1 mit lic be- der Spur 31, d. h., sie umfaßt eine erste Reihe von zeichnete Muster. Bei dem leitfähigen Muster lic es elektrisch leitenden Segmenten 45 und eine zweite des Rotors handelt es sich, um einen dünnen elek- Reihe von elektrisch leitenden Segmenten 49. Die irisch leitenden Überzug, der auf der isolierenden Segmente 45 sind radial weiter außen angeordnet als Scheibella des Rotors 11 vorgesehen ist. die Segmente49, und sie sind außerdem um einen

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Winkel gegenüber den Segmenten 49 versetzt. Die auf dem Stator umfassen jeweils ein leitfähiges Segmente 45 sind durch isolierende Segmente 47 ge- äußeres Segment, das sich über einen Winkel von trennt, welche die gleiche Winkelabmessung haben 180° erstreckt, und ein leitfähiges inneres Segment, wie die Segmente 45, und die Segmente 49 sind durch das sich auf der entgegengesetzten Seite über einen isolierende Segmente 51 getrennt, deren Winkelab- 5 Winkel von 180° erstreckt. Die leitfähigen Segmente messung gleich derjenigen der Segmente 49 ist. Die von je zwei aufeinanderfolgenden Spuren umfassen Segmente 45 und 49 haben die gleichen Winkelab- in Richtung auf die Achse fortschreitend genau dopmessungen und die gleichen radialen Abmessungen. pelt so viele Stellungsschritte auf dem Stator wie die Jedes der Segmente 49 befindet sich in der gleichen leitfähigen Segmente der beiden vorangehenden Spu-Winkellage wie eines der isolierenden Segmente 47, io ren. Somit nehmen die Segmente der Spuren 36 und und jedes der leitfähigen Segmente 45 nimmt die 38 jeweils im Vergleich zu den beiden von den Seggleiche Winkellage ein wie eines der isolierenden menten der Spuren 33 und 35 eingenommenen Stel-Segmente 51. Der radial am weitesten außen liegende lungsschritte vier Stellungsschritte ein. Die leitfähigen Rand jedes Segments 45 fällt mit der äußeren Be- Segmente der inneren Spur jedes Paars sind gegengrenzung der Spur 33 zusammen, und die radial am 15 über den leitenden Segmenten der äußeren Spur des weitesten innen liegenden Ränder der Segmente 49 betreffenden Paars um einen Winkelbetrag versetzt, liegen auf der inneren Begrenzung der Spur 33. Die der gleich der Hälfte der Winkelabmessung der leiradialen Abmessungen der Segmente 45 und 49 sind tenden Segmente der beiden Spuren ist, wie es z. B. kleiner als die Hälfte der Breite der Spur, so daß die für die Segmente 53 und 57 gilt, welche gegenüber radial am weitesten innen liegenden Ränder der Seg- 20 den Segmenten 45 und 49 um einen Betrag versetzt mente 45 durch einen radialen Abstand von den sind, der gleich der Hälfte der Winkelabmessung der radial am weitesten außen liegenden Rändern der Segmente 45, 49, 53 und 57 ist. Somit sind die Seg-Segmente49 getrennt sind. Die radial verlaufenden mente der Spur 38 gegenüber den Segmenten der Ränder der Segmente 45 befinden sich in der gleichen Spur 36 um einen Betrag versetzt, der gleich der Winkellage wie die radial verlaufenden Ränder der 25 Hälfte der Winkelabmessung der Segmente der Spuleitfähigen Segmente 49. Die Winkelabmessung der ren 36 und 38 ist, d. h. um zwei Stellungsschritte.
Segmente 45 und 49 ist doppelt so groß wie diejenige Die in F i g. 3 gezeigten leitfähigen Segmente der der Segmente 37 und 41, und sie ist gleich der Statorspuren sind als dünne, elektrisch leitende Über-Winkelabmessung der leitfähigen Segmente 16 der züge auf einer isolierenden Unterlage ausgebildet, bei entsprechenden Rotorspur 12. Die Spur 35 ähnelt der 30 der es sich um die Glimmerscheibe 13 α handelt.
Spur 34, und sie besteht aus einer radial weiter außen F i g. 4 zeigt die Anordnung auf der Rückseite 13 b liegenden Reihe leitfähiger Segmente 53, die durch der Glimmerscheibe. Gemäß Fig. 4 ist auf der Rückisolierende Segmente 55 getrennt sind, und einer seite 13 b ein entsprechendes leitendes Segment für radial weiter innen liegenden Reihe von leitfähigen jedes der Segmente auf der Vorderseite mit den glei-Segmenten 57, die durch isolierende Segmente 59 ge- 35 chen Abmessungen wie die Segmente auf der Vordertrennt sind. Die Spur 35 unterscheidet sich von der seite und genau in der gleichen Winkellage vorge-Spur 33 nur dadurch, daß sie gegenüber der Spur 33 sehen. Die Form jedes Segments auf der Rückseite radial weiter nach innen versetzt ist und daß die der Glimmerscheibe ist ein Spiegelbild des entspre-Segmente 53 und 57 gegenüber den leitfähigen Seg- chenden Segments auf der Vorderseite der Glimmermenten 45 und 49 der Spur 33 um die Hälfte der 40 scheibe, und jedes Segment auf der Rückseite über-Winkelabmessung der leitfähigen Segmente 53 und deckt genau das entsprechende Segment auf der 57, d. h. um einen Winkelschritt, versetzt sind. Der Vorderseite, so daß eine enge kapazitive Kopplung Grund für diese Anordnung geht aus der weiter unten zwischen den einander entsprechenden Segmenten folgenden Beschreibung der logischen Anordnung für auf der Vorderseite und der Rückseite über die die V-Abtastung hervor. Die übrigen Spuren des Sta- 45 dünne Glimmerscheibe 13 a besteht. Somit umfaßt tors sind ebenso ausgebildet wie die Spuren 31, 33 die Spur 31 auf der Rückseite der Glimmerscheibe und 35, abgesehen davon, daß je zwei aufeinander- eine äußere Reihe von Segmenten 60 und eine innere folgende Spuren in Richtung auf die Rotorachse Reihe von Segmenten 62; die Spur 33 umfaßt eine fortschreitend Segmente besitzen, deren Winkelab- äußere Reihe von Segmenten 65 und eine innere messung doppelt so groß ist wie bei den beiden vor- 50 Reihe von Segmenten 67; die Spur 35 umfaßt eine angehenden Spuren, und daß daher je zwei aufein- äußere Reihe von Segmenten 73 und eine innere anderfolgende Spuren nur halb so viele leitfähige Reihe von Segmenten 75; die Spur 36 umfaßt eine Segmente enthalten wie die beiden vorangehenden äußere Reihe von Segmenten 82 und eine innere Spuren. Somit umfaßt die Spur 36 eine äußere Reihe Reihe von Segmenten 86, und die Spur 38 umfaßt eine von miteinander abwechselnden leitfähigen Segmen- 55 äußere Reihe von Segmenten 89 und eine innere ten 58 und isolierenden Segmenten 60 und eine Reihe von Segmenten 93. Die Segmente jeder Reihe innere Reihe von miteinander abwechselnden leit- auf der Rückseite sind unter sich verbunden, die fähigen Segmenten 54 und isolierenden Segmenten Segmente jeder äußeren Reihe jeder Spur sind an 56, deren Winkelabmessung doppelt so groß ist wie ihren radial am weitesten außen liegenden Rändern diejenige der Segmente in den Spuren 33 und 35. 60 durch leitfähige Streifen verbunden, und die Segmente Entsprechend umfaßt die Spur 38 eine äußere Reihe jeder inneren Reihe jeder Spur sind an ihren radial von miteinander abwechselnden leitfähigen Elemen- am weitesten innen liegenden Rändern ebenfalls durch ten 52 und isolierenden Segmenten 50 und eine innere leitfähige Streifen verbunden. Mit anderen Worten, Reihe von miteinander abwechselnden leitfähigen die Segmente 60 sind durch leitfähige Streifen 61 Segmenten 48 und isolierenden Segmenten 46, deren 65 verbunden, während die Segmente 62 durch leitende Winkelabmessung ebenfalls doppelt so groß ist wie Streifen 63 verbunden sind. Entsprechend sind die diejenige der Segmente der Spuren 33 und 35. Die Segmente 65, 67, 73, 75, 82, 86, 89 und 93 jeweils beiden radial am weitesten innen liegenden Spuren durch leitende Streifen 69, 71, 77, 79, 84, 87, 91 und

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95 miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die größerer Impuls an der äußeren Reihe von Segmen-Segmente der äußeren Reihe jeder Spur des Stators ten 60 als an der inneren Reihe von Segmenten 62 13 wirksam miteinander verbunden, und auch die erzeugt wird, so bedeutet dies, daß die am wenigsten Segmente der inneren Reihe jeder Statorspur sind bedeutsame Ziffer der die Stellung des Rotors anwirksam miteinander verbunden. 5 gegebenden binären Zahl eine 0 ist; wenn an der Um die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Reihe von Segmenten 62 ein größerer Impuls er-Kodiergeräts leichter verständlich zu machen, ist das scheint als an der Reihe von Segmenten 60, so ist Rotormuster in F i g. 6 mit gestrichelten Linien in die am wenigsten bedeutsame Ziffer der binären Zahl Deckung mit dem Statormuster dargestellt, so daß eine 1. Wenn sich der Rotor in einer Stellung befinman erkennt, auf welche Weise das Rotormuster io det, bei welcher die leitenden Segmente 15 einen gegenüber dem ihm nahe benachbarten Statormuster größeren Teil der leitenden Segmente 37 überdecken angeordnet ist. Wegen des geringen Abstandes zwi- als bei den leitenden Segmenten 41, ist die am wenigschen der Vorderseite des Rotors 11 und der Vorder- sten bedeutsame Ziffer der die Winkelstellung des seite der Glimmerscheibe 13 α ist das leitfähige Rotors angebenden binären Zahl eine 0, und wenn Muster lic des Rotors kapazitiv mit den leitenden 15 sich der Rotor 11 in einer Stellung befindet, bei der Segmenten auf der Vorderseite der Glimmerscheibe die leitenden Segmente 15 einen größeren Teil der gekoppelt, wobei diese Segmente ihrerseits kapazitiv Segmente 41 als der Segmente 37 überdecken, ist mit den entsprechenden Segmenten auf der Rückseite die am wenigsten bedeutsame Ziffer der die Winkelder Glimmerscheibe gekoppelt sind. Der Rotor und Stellung des Rotors wiedergebenden binären Zahl der Stator bilden praktisch zahlreiche Differential- 20 eine 1, und die Ausgangssignale der zusammenhänkondensatoren, wobei das leitende Muster lic des genden Reihen von Segmenten 60 und 62 auf der Rotors den einen Satz von Kondensatorbelägen bildet, Rückseite der Glimmerscheibe 13 a repräsentieren die untereinander verbunden sind, während die ver- diese am wenigsten bedeutsame Ziffer. Die logische schiedene Reihen leitender Segmente auf dem Stator Unterscheidung zwischen der 0 und der 1 läßt sich die anderen Beläge der Kondensatoren bilden. Die 25 am besten an Hand von F i g. 6 verstehen. Auf ähn-Kapazitätswerte dieser verschiedenen Differential- liehe Weise empfangen die zusammenhängenden kondensatoren variieren, wenn die Lage des leitenden Reihen von Segmenten 65 und 67 der Spur 33 Im-Rotormusters gegenüber dem leitenden Statormuster pulse von den leitenden Segmenten 16, wenn dem geändert wird. Wenn der Rotor z. B. so angeordnet Rotor ein Impuls zugeführt wird. Impulse werden von ist, daß die leitenden Segmente 15 der Spur 14 den 30 den Segmenten 16 zu den leitenden Segmenten 45 leitenden Segmenten 37 der Spur 31 gegenüberstehen, und 49 übertragen. Die zu den leitenden Segmenten ist eine hohe Kapazität zwischen den leitenden 45 übertragenen Impulse werden dann über die Segmenten 37 und den leitenden Segmenten 15 vor- dünne Glimmerscheibe zu den zusammenhängenden handen. Diese Kapazität verringert sich kontinuier- leitenden Segmenten 65 übertragen, während die zu lieh, wenn der Rotor aus dieser Stellung in eine 35 den leitenden Segmenten 49 gelangenden Impulse zu Stellung gedreht wird, in welcher sich die leitenden den zusammenhängenden leitenden Segmenten 67 Segmente 15 genau in der gleichen Winkelstellung übertragen werden. Die Größe der an den zusammenbefinden wie die leitenden Segmente 41; hierbei er- hängenden Segmenten 65 und 67 erzeugten Impulse folgt die Drehung um einen Winkelschritt. Während richtet sich auch nach der Stellung des Rotors. Wenn der Rotor in dieser Weise gedreht wird, nimmt die 40 sich der Rotor in einer Stellung befindet, bei der die Kapazität zwischen den leitenden Segmenten 15 und Segmente 16 einen größeren Teil der Segmente 45 den leitenden Segmenten 41 zu. Wenn dem leitfähigen als der Segmente 49 überdecken, wird ein größerer Muster lic des Rotors ein Impuls zugeführt wird, Impuls über die Segmente 45 zu den Segmenten 65 wird dieser Impuls von den leitenden Segmenten 15 als über die Segmente 49 zu den Segmenten 67 überzu den leitenden Segmenten 37 und 41 übertragen. 45 tragen. Somit wird in der Spur 33 ein größerer Impuls Diese Impulse werden zu den entsprechenden, unter an den zusammenhängenden Segmenten 65 erzeugt sich verbundenen Segmenten auf der Rückseite der als an den zusammenhängenden Segmenten 67. Auf Glimmerscheibe 13 α übertragen, so daß ein Impuls ähnliche Weise richtet sich die relative Größe der an zu der zusammenhängenden äußeren Reihe von Seg- den zusammenhängenden Segmenten 75 und 73 der mentenöO und ein weiterer Impuls zu der zusam- 50 Spur 35 erzeugten Impulse nach der Stellung der menhängenden inneren Reihe von Segmenten 62 Segmente 26 gegenüber den Segmenten 53 und 57. übertragen wird. Die Größe der an der inneren Reihe Die so an den zusammenhängenden Segmenten auf von Segmenten 62 erzeugten Impulse sowie der der der Rückseite des Stators 13 in den Spuren 33 und äußeren Reihe von Segmenten 60 zugeführten Im- 35 erzeugten Impulse repräsentieren somit die zweite pulse richtet sich nach der kapazitiven Kopplung 55 am wenigsten bedeutsame Ziffer. Es sei bemerkt, daß zwischen den Segmenten 15 einerseits und den Seg- die mit Hilfe der Spur 33 erzeugten Ausgangsimpulse menten 37 und 41 andererseits. Wenn sich der Rotor nicht die gleichen sind wie die mit Hilfe der Spur 35 11 in einer Stellung befindet, bei welcher eine größere erzeugten, da die Segmente der Spur 33 gegenüber Fläche der Segmente 37 als der Segmente 41 über- den Segmenten der Spur 35 versetzt sind. Nur das deckt wird, wird an der äußeren Reihe von Segmen- 60 Ausgangssignal einer der Spuren 33 und 35 wird verten 60 ein größerer Impuls erzeugt als an der inneren wendet, um die zweite am wenigsten bedeutsame Reihe von Segmenten 62, und wenn der Rotor eine Ziffer des binären Ausgangssignals anzuzeigen, und Stellung einnimmt, bei der die leitenden Segmente 15 die Wahl der betreffenden Spur zur Darstellung der einen größeren Teil der leitenden Segmente 41 als zweiten am wenigsten bedeutsamen Ziffer richtet sich der leitenden Segmente 37 überdecken, wird ein 65 nach der noch zu beschreibenden logischen V-Abtastgrößerer Impuls zur inneren Reihe von Segmenten 62 schaltung. Auf ähnliche Weise werden Ausgangsauf der Rückseite der Glimmerscheibe 13 α übertragen signale mit Hilfe der übrigen Spuren des Stators erals zur äußeren Reihe von Segmenten 60. Wenn ein zeugt, um die übrigen Ziffern des binären Ausgangs-

signals des Kodiergeräts zu repräsentieren. Auf diese Weise werden Ausgangssignale erzeugt, die alle binären Ziffern der binären Zahl repräsentieren, durch welche die Winkelstellung des Rotors wiedergegeben wird.

In F i g. 5 ist gezeigt, auf welche Weise die Ausgangssignale der unter sich verbundenen Segmente auf der Rückseite der Glimmerscheibe 13 c benutzt werden, um binäre Ausgangssignale bekannter Art zu erzeugen. Gemäß Fig. 5 führt ein Impulsgenerator 81 einen Impuls dem elektrisch leitenden Muster lic auf der Vorderseite des Rotors über eine kapazitive Kopplung zu, die in Fig. 5 durch den Kondensator 83 veranschaulicht ist. Der Kondensator 83 stellt die kapazitive Kopplung zwischen der Platte 2 und dem leitfähigen Blatt Ud auf der Rückseite des Rotors dar. Das Muster 11 c auf der Vorderseite des Rotors 11, welches in Fig. 2 in seinen Einzelheiten dargestellt ist, wird in F i g. 5 durch eine Kondensatorplatte symbolisiert. Der erwähnte Impuls wird dann mit Hilfe der beschriebenen kapazitiven Kopplungen den zusammenhängenden Reihen von Segmenten auf der Rückseite 13 b der Glimmerscheibe 13 α zugeführt. Diese Reihen von zusammenhängenden Segmenten sind in Fi g. 5 durch die Kondensatorbeläge 101 bis 110 dargestellt, wobei das leitende Muster lic den gemeinsamen anderen Kondensatorbelag aller dieser Kondensatoren bildet. Die Kondensatorbeläge 101 bis 110 repräsentieren die Reihen von zusammenhängenden Segmenten 60, 62, 65, 67, 73, 75, 82, 86, 89 und 93. Das Muster lic bildet auch einen gemeinsamen Kondensatorbelag für andere zweite Kondensatorbeläge für jede zusammenhängende Reihe von Segmenten auf der Rückseite des Stators, die in F i g. 4 nicht gezeigt sind. Diese zusätzlichen Kondensatoren sind aus Gründen der Deutlichkeit auch in F i g. 5 nicht dargestellt. Die Darstellung des leitenden Rotormusters als gemeinsamer Kondensatorbelag für eine große Zahl von zweiten Kondensatorbelägen, welche die zusammenhängenden Reihen von Segmenten auf der Rückseite der Glimmerscheibe 13 a repräsentieren, ist eine genaue Wiedergabe der tatsächlichen physikalischen Anordnung des Stators und des Rotors, denn das leitfähige Rotormuster lic ist kapazitiv mit den einzelnen zusammenhängenden Reihen von Segmenten auf der Rückseite der Glimmerscheibe 13 α über das leitende Muster auf der Vorderseite der Glimmerscheibe gekoppelt. Die Darstellung wird vollständiger, wenn man berücksichtigt, daß die Kapazität zwischen dem Belag lic und jedem der Beläge 101 bis 110 variiert, wenn der Rotor 11 gedreht wird.

Die an den Belägen 101 und 102 erzeugten Impulse werden den Eingängen eines Differentialverstärkers 111 zugeführt, der daraufhin eine Flip-Flop-Schaltung 113 umstellt. Wenn der Impuls an dem Belag 101 größer ist als der Impuls am Belag 102, bringt der Differentialverstärker 111 die Flip-Flop-Schaltung 113 in ihren 0-Zustand; wenn der Impuls an dem Belag 102 größer ist als der Impuls am Belag 101, bringt der Differentialverstärker 111 die Flip-Flop-Schaltung 113 in ihren 1-Zustand. Bei diesem 1-Zustand erzeugt die Schaltung 113 in der Leitung 115 ein Ausgangssignal von +10V und in der Leitung 117 ein solches von +0,5 V; beim 0-Zustand erzeugt die Schaltung 113 in der Leitung 117 ein Ausgangssignal von +10 V und in der Leitung 115 ein solches von +0,5 V. Diese in den Leitungen 115 und 117 erscheinenden Ausgangssignalspannungen repräsentieren die am wenigsten bedeutsame Ziffer des binären Ausgangssignals des Systems. Wenn das Ausgangssignal in der Leitung 115 eine Spannung von +10 V und in der Leitung 117 eine Spannung von +0,5V ist, wird hierdurch die binäre Ziffer 1 dargestellt; wenn die Spannungen in den Leitungen 115 und 117 umgekehrt auftreten, wird als am wenigsten bedeutsame Ziffer eine 0 dargestellt. Wenn

ίο sich der Rotor in einer Stellung befindet, bei der die leitfähigen Segmente 15 einen größeren Teil der Segmente 37 als der Segmente 41 überdecken, ist die Kapazität zwischen dem Belag lic und dem Belag 101 größer als die Kapazität zwischen den Belägen lic und 102. Infolgedessen wird an dem Belag 101 ein größerer Impuls erzeugt als an dem Belag 102, und der Differentialverstärker 111 bringt die Flip-Flop-Schaltung 113 in den 0-Zustand. Daher erscheint in der Ausgangsleitung 115 eine Spannung

zo von +0,5V, während in der Ausgangsleitung 117 eine Spannung von +10 V erscheint. Auf diese Weise repräsentieren die Ausgangssignalspannungen an den Leitungen 115 und 117 die am wenigsten bedeutsame Ziffer in Form einer 0. Wenn die leitenden Segmente 15 einen größeren Teil der Segmente 41 als der Segmente 37 überdecken, ist die Kapazität zwischen den Belägen lic und 102 größer als diejenige zwischen den Belägen lic und 101, so daß an dem Belag 102 ein größerer Impuls erzeugt wird als am Belag 101.

Daher bringt der Differentialverstärker 111 die Flip-Flop-Schaltung 113 in ihren 1-Zustand, so daß in der Ausgangsleitung 115 als Ausgangssignal eine Spannung von +10 V und in der Ausgangsleitung 117 eine Spannung von +0,5 V erscheint, um anzuzeigen, daß die am wenigsten bedeutsame Ziffer eine 1 ist.

Die an den Belägen 103 und 104 erzeugten Impulse, bei denen es sich um die an den Segmenten 65 und 67 erzeugten Impulse handelt, werden einem Differentialverstärker 119 zugeführt, durch den eine Flip-Flop-Schaltung 121 betätigt wird. Wenn der am Belag 103 erscheinende Impuls größer ist als der am Belag 104 erscheinende, bringt der Differentialverstärker 119 die Schaltung 121 in ihren 0-Zustand, und wenn der Impuls am Belag 104 größer ist als derjenige am Belag 103, bringt der Differentialverstärker 119 die Schaltung 121 in den 1-Zustand. Wenn die Schaltung 121 in den 1-Zustand gebracht wird, läßt sie in der Ausgangsleitung 123 eine Spannung von +0,5 V erscheinen, und beim 0-Zustand der Schaltung 121 erscheint in der Leitung 123 eine Ausgangsspannung von +10 V. Die Leitung 123 ist mit dem Eingang einer Und-Sperre 125 verbunden, die durch die Signalspannung gesteuert wird, welche von der Flip-Flop-Schaltung 113 über die Leitung 117 abgegeben wird. Wenn in der Leitung 117 eine Ausgangsspannung von +10V aus der Schaltung 113 erscheint, um anzuzeigen, daß die am wenigsten bedeutsame Ziffer eine 0 ist, wird die in der Leitung 123 erscheinende Spannung durch die Und-Sperre 125 durchgelassen; wenn jedoch das Ausgangssignal der Schaltung 113 eine binäre 1 repräsentiert, erscheint in der Leitung 117 eine Spannung von +0,5 V, und die Und-Sperre 125 wird nicht geöffnet, so daß die Spannung von der Leitung 123 die Und-Sperre 125 nicht passieren kann. Die an den Kondensatorbelägen 105 und 106 erzeugten Impulse, welche von den zusammenhängenden Segmenten 73 und 75

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der Statorspur 35 herrühren, werden den Eingängen die Impulse bestimmt werden, die je nachdem, eines Difierentialverstärkers 127 zugeführt, mittels welches die am wenigsten bedeutsame Ziffer ist, entdessen eine Flip-Flop-Schaltung 129 betätigt wird. weder durch die an den Belägen 103 und 104 oder Wenn der am Belag 105 erscheinende Impuls größer durch die an den Belägen 105 und 106 erzeugten ist als der Impuls am Belag 106, bringt der Diffe- 5 Impulse bestimmt werden. Wenn die am wenigsten rentialverstärker 127 die Flip-Flop-Schaltung 129 in bedeutsame Ziffer eine 0 ist, so bestimmen die an den 0-Zustand, und wenn der Impuls am Belag 106 den Belägen 103 und 104 erzeugten Impulse die in. größer ist als derjenige am Belag 105, bringt der den Leitungen 137 und 139 erscheinenden Ausgangs-Differentialverstärker 127 die Schaltung 129 in den Signalspannungen, und wenn die am wenigsten be-1-Zustand. Beim 0-Zustand erscheint in der Leitung io deutsame Ziffer eine 1 ist, bestimmen die an die 131 eine Ausgangsspannung von +10 V, und beim Beläge 105 und 106 angelegten Impulse die Signal-1-Zustand wird in der Leitung 131 eine Ausgangs- spannungen in den Leitungen 137 und 139. Wenn das spannung von +0,5 V erzeugt. Die Leitung 131 ist Ausgangssignal der Spur 31 eine 0 repräsentiert, wird an eine Und-Sperre 131 angeschlossen, die durch das somit die Spur 33 gewählt, um das Ausgangssignal zu in der Ausgangsleitung 115 der Flip-Flop-Schaltung 15 erzeugen, welches die zweite am wenigsten bedeut- 113 erscheinende Signal gesteuert wird. Wenn in der same Ziffer darstellt, und wenn das Ausgangssignal Leitung 115 eine Spannung von +10 V erscheint, der Spur 31 eine 1 ist, wird die Spur 35 gewählt, um um anzuzeigen, daß die am wenigsten bedeutsame ein die zweite am wenigsten bedeutsame Ziffer Ziffer eine 1 ist, wird die Und-Sperre 133 geöffnet, repräsentierendes Signal zu erzeugen. Wenn die Spur so daß die in der Leitung 131 erscheinende Span- 20 33 gewählt wird und der dem Belag 103 zugeführte nung durchgelassen wird. Wenn in der Leitung Ausgangsimpuls größer ist als der dem Belag 104 115 eine Spannung von +0,5V erscheint, die an- zugeführte Ausgangsimpuls, läßt die Flip-Flopzeigt, daß die am wenigsten faedeutsame Ziffer eine 0 Schaltung 121 in der Leitung 123 ein Ausgangssignal ist, wird die Und-Sperre133 nicht geöffnet, so daß von +10V erscheinen, das bewirkt, daß in der die in der Leitung 131 erscheinende Spannung nicht 25 Leitung 137 eine Spannung von +0,5 V und in der passieren kann. Die Ausgänge der beiden Und- Leitung 139 eine Spannung von +10V erscheint; Sperren 125 und 133 sind mit den Eingängen einer somit wird als zweite am wenigsten bedeutsame Ziffer Umkehrungsstufe 135 verbunden. Wenn die in den eine 0 dargestellt. Wenn die Spur 33 gewählt wird Leitungen 115 und 117 erscheinenden Ausgangs- und der dem Belag 104 zugeführte Ausgangsimpuls Signalspannungen anzeigen, daß die am wenigsten 30 größer ist als der dem Belag 103 zugeführte Ausbedeutsame Ziffer eine 0 ist, wird die Und-Sperre gangsimpuls, erscheinen die Spannungen in den 125 geöffnet; wenn die genannten Ausgangssignal- Leitungen 137 und 139 in der umgekehrten Weise, spannungen jedoch anzeigen, daß die am wenigsten d. h., die dargestellte Ziffer ist eine 1. Wenn die Spur bedeutsame Ziffer eine 1 ist, wird die Und-Sperre 35 gewählt wird, bestimmen die den Belägen 105 und 133 geöffnet. Der Umkehrungsstufe 135 wird somit 35 106 zugeführten Impulse die in den Leitungen 137 je nach der Art der am wenigsten bedeutsamen Ziffer und 139 erscheinenden Ausgangssignalspannungen eine Spannung von der Leitung 123 oder von der in der gleichen Weise, um eine 0 darzustellen, wenn Leitung 131 aus zugeführt. Wenn an die Um- der dem Belag 105 zugeführte Impuls größer ist als kehrungsstufe 135 über beide Und-Sperren 125 und der dem Belag 106 zugeführte, und um eine 1 dar- 133 eine Spannung von +0,5 V angelegt wird, er- 40 zustellen* wenn dem Belag 106 ein größerer Impuls zeugt sie eine Ausgangsspannung von +10 V, und zugeführt wird als dem Belag 105. Die den Belägen wenn über eine der beiden Und-Sperren eine Ein- 107 und 108 über die Spur 36 und die den Belägen gangsspannung von +10 V angelegt wird, gibt die 109 und 110 über die Spur 38 zugeführten Impulse Umkehrungsstufe 135 eine Ausgangsspannung von beeinflussen die in den Leitungen 143 und 145 er- +0,5 V ab. Die zweite am wenigsten bedeutsame 45 scheinenden Ausgangssignalspannungen zum Dar-Ziffer des Ausgangssignals des Systems erscheint in stellen der dritten am wenigsten bedeutsamen Ziffer den Leitungen 137 und 139. Die Leitung 137 ist in der gleichen Weise, in der die Ausgangssignale der direkt mit dem Ausgang der Umkehrungsstufe 135 Spuren 33 und 35 die Ausgangsspannungen in den verbunden, während die Leitung 139 an den Ausgang Leitungen 137 und 139 bestimmen. Die durch die einer Umkehrungsstufe 141 angeschlossen ist, deren 50 Spuren 36 und 38 erzeugten Impulse steuern die Eingang mit dem Ausgang der Umkehrungsstufe 135 Flip-Flop-Schaltungen 147 und 151 über Differentialverbunden ist. Wenn die Umkehrungsstufe 135 eine verstärker 149 und 153 ebenso wie die Impulse aus Ausgangssignalspannung von +10 V abgibt, erzeugt der Spur 31 die Flip-Flop-Schaltung 113 über den die Umkehrungsstufe 141 eine in der Leitung 139 Differentialverstärker 111 steuern. Die Ausgangserscheinende Ausgangsspannung von +0;5 V, und 55 spannungen der Flip-Flop-Schaltungen 147 und 151 wenn die Ausgangssignalspannung der Umkehrungs- regem die in den Leitungen 143 und 145 erscheinenstufe 135 gleich +0,5V ist, gibt die Umkehrungs- den Ausgangssignalspannungen ebenso, wie die Ausstufe 141 über die Leitung 139 eine Ausgangs- gangsspannungen der Flip-Flop-Schaltungen 121 und spannung von +10 V ab. Wenn die Ausgangsspan- 129 die Signalspannungen in den Leitungen 137 und nung in der Leitung 137 gleich+10 V und die Aus- 60 139 bestimmen. Das Ausgangssignal der Schaltung gangsspannung in der Leitung 139 gleich +0,5 V ist, -147 wird einer Und-Sperre 153 zugeführt, die mit ist die durch diese Signalspannungen repräsentierte ' Hilfe der Signalspannung an der Leitung 139 ge^ zweite am wenigsten bedeutsame Ziffer eine 1, und steuert wird, und die Ausgangsspannung der Schalwenn die genannten Spannungen umgekehrt auf- rung 151 wird an eine Und-Sperre 155 angelegt, treten, ist die erwähnte Ziffer eine 0. Man erkennt 65 deren Steuerung mit Hilfe der Signalspannung aus somit, daß die in den Leitungen 137 und 139 er- der Leitung 137 erfolgt. Die Ausgangssignale der scheinenden Ausgangsspannungen, welche die zweite Und-Sperren 153 und 155 werden einer Umkehrungsam wenigsten bedeutsame Ziffer repräsentieren, durch stufe 157 zugeführt, deren Ausgang direkt mit der

Ausgangsleitung 143 sowie mit dem Eingang einer weiteren Umkehrungsstufe 159 verbunden ist, deren Ausgang wiederum in direkter Verbindung mit einer Ausgangsleitung 145 steht. Mit Hilfe der Und-Sperren 153 und 155 wird eine der Spuren 36 und 38 gewählt, um die in den Leitungen 143 und 145 erscheinenden Ausgangssignalspannungen entsprechend der zweiten am wenigsten bedeutsamen Ziffer zu regeln, welche durch die Signalspannungen in den Leitungen 137 und 139 repräsentiert wird, und zwar in der gleichen Weise, wie eine der Spuren 33 und 35 gewählt wird, um die in den Leitungen 137 und 139 erscheinenden Signalspannungen entsprechend der am wenigsten bedeutsamen Ziffer zu regeln, welche durch die Signalspannungen an den Leitungen 115 und 117 repräsentiert wird. Wenn die zweite am wenigsten bedeutsame Ziffer, die durch die Signalspannungen an den Leitungen 137 und 139 dargestellt wird, eine 0 ist, regelt das den Belägen 107 und 108 zugeführte Ausgangssignal der Spur 36 die in den Leitungen 143 und 145 erscheinenden Signalspannungen, welche die drittletzte Ziffer repräsentieren, und wenn die durch die Signalspannungen an den Leitungen 137 und 139 dargestellte zweitletzte Ziffer eine 0 ist, regelt das den Belägen 109 und 110 zugeführte Ausgangssignal der Spur 38 die an den Leitungen 143 und 145 erscheinenden Signalspannungen, welche die drittletzte Ziffer darstellen. Die Ausgangsimpulse von je zwei aufeinanderfolgenden Spuren, welche jenseits der Spuren 36 und 38 weiter nach innen zur Rotorachse versetzt sind, regeln jeweils Signalspannungen, die in zwei Ausgangsleitungen erscheinen und nacheinander jeweils eine höhere Ziffer in der gleichen Weise darstellen, in welcher die Ausgangssignale der Spuren 33 und 35 die Signalspannungen zur Darstellung der zweitletzten Ziffer und die Ausgangssignale der Spuren 36 und 38 die Signalspannungen zur Darstellung der drittletzten Ziffer bestimmen. Von jedem Paar von Spuren wird jeweils eine Spur gewählt, um die Ausgangssignalspannungen zu regeln, und zwar je nachdem, ob die nächstniedrigere Ziffer eine 1 oder eine 0 ist. Wenn die nächstniedrigere Ziffer eine 0 ist, wird die äußere der beiden Spuren gewählt, und wenn die nächstniedrigere Ziffer eine 1 ist, wird die innere der beiden Spuren gewählt, und zwar mit Hilfe einer Schaltung, die ebenso ausgebildet ist wie die für die Spurpaare 33, 35 und 36, 38 beschriebene. Diese Schaltung, die für die Spuren 33 und 35 die Und-Sperren 125 und 133 und die zugehörigen Verbindungen und für die beiden Spuren 36 und 38 die Und-Sperren 153 und 155 sowie die zugehörigen Verbindungen umfaßt, wird als logische Schaltung für die V-Abtastung bezeichnet. Der Grund für die Verwendung einer solchen V-Abtastung, bei der man mit Ausnahme für die letzte Ziffer zwei Spuren für jede Ziffer des binären Ausgangssignals benötigt, besteht in dem Erfordernis, Zweideutigkeiten bei diesen Ausgangssignalen zu vermeiden, die anderenfalls auftreten könnten, und eine bestimmtere Anzeige für jede Ziffer zu gewährleisten. Wenn man z. B. nur die Spur 33 in der Anordnung nach F i g. 3 und 4 benutzen würde, um die zweitletzte Ziffer anzuzeigen, würden immer dann, wenn sich das leitende Segment 15 in genauer Deckung mit einem der Segmente 41 befindet, die Segmente 16 in genauer Deckung mit einer Hälfte der leitenden Segmente 45 und einer Hälfte der leitenden Segmente 49 sein. Immer dann, wenn sich die Segmente 15 genau mit einem der Segmente 41 decken, wobei die letzte Ziffer des Ausgangssignals eine 1 ist, wird daher mit Hilfe der V-Abtastschaltung an Stelle der Spur 33 die Spur 35 gewählt. Da die Segmente 53 und 57 der Spur 35 gegenüber den Segmenten 45 und 49 der Spur 33 um die halbe Winkelmessung dieser Segmente versetzt sind, tritt diese Zweideutigkeit bei der Spur 35 nicht auf, wenn sich die Segmente 15 in Deckung mit den Segmenten 41 befinden. Auf die gleiche Weise wird eine Zweideutigkeit für die drittletzte Ziffer dadurch vermieden, daß die zweite Spur 38 zusätzlich zu der Spur 36 benutzt wird, und für jede Ziffer mit Ausnahme der letzten wird eine Zweideutigkeit auf die gleiche Weise durch die Verwendung von zwei Spuren ausgeschaltet.

Die Spuren 33 und 35 sind gegenüber dem Muster auf dem Rotor so angeordnet, daß immer dann, wenn das durch die Spannungen an den Leitungen 115 und 117 repräsentierte binäre Ausgangssignal von 1 in 0 geändert wird, d. h. wenn der Rotor gegenüber den Statorspuren nach Fig. 3 im Uhrzeigersinn um einen Schritt gedreht wird, das in den Leitungen 137 und 139 erscheinende Ausgangssignal in Form von zwei Spannungen so geändert wird, daß die entgegengesetzte Ziffer dargestellt wird. Entsprechend ist das Muster der Spuren 36 und 38 gegenüber dem Muster der Spuren 8 und 9 so angeordnet, daß die in den Leitungen 143 und 145 erscheinenden Ausgangssignalspannungen geändert werden, um die entgegengesetzte binäre Ziffer immer dann darzustellen, wenn die zweitletzte Ziffer von einer 1 in eine 0 geändert wird, d. h. wenn der Rotor gegenüber den Statorspuren nach F i g. 3 im Uhrzeigersinn um einen Schritt gedreht wird. Bei dem Stator ist das Muster in jedem Paar von Spuren gegenüber den beiden entsprechenden Rotorspuren so angeordnet, daß die daraus abgeleitete binäre Ausgangssignalziffer immer dann in ihr Gegenteil verwandelt wird, wenn die nächstniedrigere Ziffer dadurch aus einer 1 in eine 0 verwandelt wird, daß der Rotor gemäß F i g. 3 und 6 gegenüber dem Stator um einen Schritt im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Gegebenenfalls kann man die radiale Breite der Spuren vergrößern, ohne den Gesamtdurchmesser des Kodiergeräts zu vergrößern, indem man mehrere Statoren oder Rotoren verwendet. Ferner kann man die Segmentmuster zum Erzeugen verschlüsselter Ausgangssignale abändern. Diese und ähnliche Abänderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Umsetzung der jeweiligen Stellung eines Rotors gegenüber einem Stator in ein elektrisches digitales Signal mit einer den Rotor bildenden, durch Impulse kapazitiv abtastbaren Kodescheibe, die auf ihrer einen Stirnfläche in mehreren den einzelnen Binärstellen des Ausgangssignals entsprechenden konzentrischen Spuren eine Vielzahl leitfähiger Segmente aufweist, die mit entsprechenden Segmenten auf der der Kodescheibe zugewandten Seite einer Statorscheibe Kondensatoren bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kodespur (z. B. 31) auf der Statorscheibe (13 a) aus zwei konzentrischen Segmentreihen besteht, die so angeordnet sind, daß die Segmente (37) der einen

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Reihe jeweils den Zwischenräumen (43) zwischen den Segmenten (41) der anderen Reihe gegenüberliegen, und daß die auf die beiden Segmentreihen (101,102) kapazitiv übertragenen Impulse den Eingängen eines DifEerentialverstärkers (111) zugeführt werden, dessen Ausgangsspannung den Wert der zugehörigen Binärstelle bestimmt (Fig. 3, 5).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spur (z. B. 12, 33; 10, 35) mit Ausnahme der die unterste Binärstelle bildenden Spur (14, 31) doppelt vorhanden und dabei auf der Statorscheibe (13 d) oder auf der Rotorfläche (11 b) die eine Spur (33) gegenüber der anderen (35) um eine halbe Segmentbreite versetzt ist und daß die Auswahl jeweils einer der beiden Spuren für die Abgabe des den Wert der betreffenden Binärstelle darstellenden Ausgangssignals mit Hufe von Und-Gattern (125, 133) durch das Signal der nächstniedrigeren Stelle erfolgt (Fig. 3, 5).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche auf der

einen Rotorfläche (lic) vorhandenen Segmente mit einer auf der anderen Rotorseite angebrachten Metallplatte (11 if) verbunden sind, der die Abtastimpulse von einer benachbarten feststehenden Metallplatte (2) durch kapazitive Kopplung zugeführt werden (Fig. 1).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Kodescheibe (11) zusammenwirkenden Statorsegmente auf einer dielektrischen Schicht, vorzugsweise einer Glimmerscheibe (13 ä), aufgebracht sind, deren Rückseite gleiche reihenweise untereinander leitend verbundene Segmente trägt, die mit den zugehörigen Ausgangsschaltungen (111, 113...) verbunden sind (Fig. 1, 4).

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch gleich breite Ausbildung und äquidistante Anordnung der Segmente einer Spur (Fig. 2, 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1106 089;
USA.-Patentschrift Nr. 2 873 440.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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