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Es sind elektronische Kippschaltungen mit mindestens einem Halbleiterkörper,
dessen elektrische Eigenschaften in Abhängigkeit von mindestens einem Magnetfeld
gebracht sind, bekannt. Parallel und/oder in Reihe zu den magnetfeldabhängigen Halbleiterkörpern
ist mindestens eine Tunneldiode geschaltet.
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Darüber hinaus ist es bekannt, die Anordnung zu einem tristabilen
Schaltelement auszubilden, derart, daß in Reihe zu einem magnetfeldabhängigen Widerstand
zwei ohmsche Widerstände und parallel zu diesen je eine Tunneldiode und parallel
zu den beiden Tunneldioden ein Arbeitswiderstand geschaltet sind. Die Strom-Spannungs-Charakteristik
ist durch eine mehr oder weniger periodisch schwankende Kurve dargestellt. Wird
der Meßwert des magnetfeldabhängigen Widerstandes geändert, so wandert der Arbeitspunkt
der Anordnung entlang der Kurve und überspringt bei der Vergrößerung des den Widerstand
beeinflussenden Magnetfeldes ein Maximum, während er bei Verminderung des Magnetfeldes
nach Durchlaufen eines Minimums etwa zum Ausgangspunkt zurückspringt. Diese Charakteristik
zeigt eine ausgeprägte Hysterese und ist wesentlich von der Größe des Widerstandes
abhängig.
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Weiterhin ist bekannt, daß zur Verkürzung der Übergangszeit bei magnetfeldabhängigen
Widerständen die Einführung einer Rückkoppelung im Steuerkreis dient, die einen
Kippvorgang auslöst. Es wird ein Halbleiterwiderstand mit magnetischer Sperrschicht
verwendet, der über einen Lastwiderstand an einer Spannung liegt und sich zwischen
zwei Magnetpolen befindet. Das seinen Widerstand beeinflussende magnetische Feld
wird-durch eine von einem Strom durchflossene erste Wicklung erzeugt und hat eine
bestimmte Richtung. Durch eine zweite Wicklung kann dieses Feld mit Hilfe eines
Steuerstromes geschwächt werden. Weiter wirkt eine dritte Wicklung, die als Rückkopplungswicklung
vom Laststrom durchflossen ist und bei einer bestimmten Polarität der Spannung in
der gleichen Richtung wirkt wie die zweite Wicklung, nämlich entgegen der ersten
Wicklung. Ändert man bei einem solchen Halbleiter mit magnetischer Sperrschicht
die magnetische Feldstärke in der Weise, daß mit zunehmendem Strom die Feldstärke
verkleinert wird bzw. durch Null zu einem negativen Wert geändert wird, dann ergibt
sich eine Kipplinie.
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Die Erfindung sieht dahingegen eine Einrichtung für einen kontaktlos,
digital und richtungsempfindlich arbeitenden Schalter vor, bei dem ein magnetisierbarer
oder magnetischer Körper kleine Weg- oder Winkeländerungen relativ zu einem Abtastkopf
vornimmt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf von einem Magnetkreis
gebildet ist, der aus zwei Kreisringsegmenten, einem prismatischen Mittelstück mit
abgerundeten Stirnflächen und zwei Spalten mit nicht ferromagnetischer Substanz
sowie zwei weiteren Spalten besteht, in welchen sich mindestens je ein magnetisch
steuerbarer Halbleiterwiderstand befindet Eine andere Ausführungsform der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf aus zwei vorzugsweise konzentrisch
übereinander angeordneten, ringförmigen Magnetkreisen besteht, die durch nicht ferromagnetische
Distanzteile getrennt sind, mit je einem um einen kleinen Winkel gegeneinander verdrehten
Spalt und mit je einem weiteren Spalt, in welchem sich mindestens je ein magnetisch
steuerbarer Halbleiterwiderstand befindet.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, daß der Magnetkreis
des Abtastkopfes aus zwei dreischenkligen, einander mit den Stirnflächen ihrer Schenkel
gegenüberstehend angeordneten Jochteilen besteht, deren Mittelschenkel mit ihren
sich gegenüberstehenden Stirnflächen denArbeitsluftspalt bilden, während in den
durch die sich gegenüberstehenden Stirnflächen der Außenschenkel gebildeten Spalten
die magnetisch steuerbaren Halbleiterwiderstände angeordnet sind, wobei die Außenschenkel
in einer Ebene liegen, während die beiden Mittelschenkel senkrecht zu der Ebene
der Außenschenkel herausgeschwenkt sind.
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Die magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstände bestehen aus einem
Material großer Elektronenbeweglichkeit, z. B. aus Indiumantimonid, das vorzugsweise
senkrecht zum Magnetfeld und zur Stromrichtung gerichtet eingebaute elektrische
gut leitende Einschlüsse, beispielsweise der Antimoniden von Nickel, Eisen, Chrom
oder Mangan, enthält.
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Der Magnetkreis kann wie ein Abtastkopf für Magnettonaufzeichnungen
mit einem oder mehreren Luftspalten und einem oder mehreren Arbeitsspalten zur Aufnahme
der magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstände ausgebildet sein. Die Vorrichtung
besitzt weiter Spulen mit einer oder mehreren Wicklungen zur Beeinflussung der magnetfeldabhängigen
Halbleiterwiderstände.
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An Hand der Zeichnungen werden im folgenden die Erfindung und ihre
Vorteile näher beschrieben und erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine bekannte Ausführungsform eines Abtastkopfes;
in F i g. 2 ist ein Schaltungsbeispiel, welches den Abtastkopf nach F i g. 1 verwendet;
in F i g. 3 wird eine Erweiterung der Einrichtung nach F i g. 2 veranschaulicht.
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Eine andere Weiterentwicklung der Einrichtung nach F i g. 2 wird
in F i g. 4 dargestellt.
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F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Abtastkopfes der Erfindung
mit besonders kleinem Temperaturfehler und richtungsabhängigem Ausgangssignal; in
F i g. 6 ist die Schaltung eines richtungsempfindlichen kontaktlosen Schalters sowie
seine Arbeitsweise dargestellt.
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Andere Ausführungsformen des Abtastkopfes der Einrichtung nach F
i g. 5 zeigen die F i g. 8 und 9.
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Die Schaltung eines Abtastkopfes, der mittels eines weichmagnetischen
Körpers betätigt werden kann, zeigt die Fig. 7.
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In F i g. 10 ist ein kontaktloser digitaler Winkelgeber dargestellt,
der unter Verwendung einer der Einrichtungen nach F i g. 5 bis 9 aufgebaut ist.
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In der Einrichtung nach F i g. 1 bilden zwei Halbringe K1 und K2
aus weichmagnetischem Werkstoff den magnetischen Kreis des Abtastkopfes A. In einem
Spalt des Magnetkreises ist der magnetisch steuerbare Halbleiterwiderstand RF1 angeordnet.
Ein zweiter Spalt Spl, welcher gegenüber dem den magnetfeldabhängigen Widerstand
enthaltenden Spalt angeordnet ist, ist mit einer nichtmagnetischen Substanz, ausgefüllt.
Die Halbringe K1 und K2 sind mit Spulen L112 bewickelt.
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Die Schaltung nach F i g. 2 verwendet den Abtastkopf nach F i g.
1. Der magnetisch steuerbare Widerstand RF1 bildet mit dem ohmschen WiderstandS
einen Spannungsteiler im Basiskreis des Transistors T1.
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Die Wicklung L1 des Abtastkopfes A liegt in Serie mit dem Arbeitswiderstand
RL im Kollektorkreis des Transistors T1. Das Teilerverhältnis des aus RF und
R1
gebildeten Spannungsteilers ist so gewählt, daß kein Kollektorstrom fließt. Der
Transistor T1 ist gesperrt, die Ausgangsspannung UAus ist gleich der Batteriespannung
UB. Wird ein Magnet M dem Spalt Sp1 des Abtastkopfes genähert, dann vergrößert sich
infolge des in den Magnetkreis eingestreuten magnetischen Flusses der Widerstandswert
des magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstandes RF1. Die Basis-Emitter-Spannung
UBE des Transistors T1 steigt an, ein Kollektorstrom beginnt zu fließen. Die Wicklung
L1 ist so gepolt, daß das vom Kollektorstrom in ihr erzeugte Magnetfeld sich zum
Magnetfeld, welches der Magnet Min den Abtastkopf A einstreut, addiert. Dadurch
steigt der Widerstandswert des magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstandes RF1 und
damit die Basis-Emitter-Spannung UBE des Transistors T1 sprunghaft an. Der Transistor
T1 kippt augenblicklich vom gesperrten in den leitenden Zustand um. Die Ausgangsspannung
UA&s verringert sich von der Batteriespannung UB bis auf die Kollektor-Emitter-Restspannung.
Die Schaltung nach F i g. 2 in Verbindung mit dem AbtastkopfA nach F i g. 1 besitzt
zwei diskrete Schaltzustände (Ein oder Aus), je nachdem ob ein Magnet M mit hinreichender
Feldstärke in der Umgebung des Spaltes Spl des Abtastkopfes A vorhanden ist oder
nicht vorhanden ist. Die Diode D1 schließt beim Übergang vom Ein- in den Auszustand
die Wirkung, zum Schutze des Transistors T1 kurz.
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F i g. 3 stellt eine Erweiterung der Schaltung nach F i g. 2 dar.
Auf dem Kern des Abtastkopfes A wird außer der Schaltwicklung L1 die Vormagnetisierungswicklung
L1, aufgebracht, welche mit dem konstanten Strom Ivorm gespeist wird. Infolge der
Vormagnetisierung genügt es zur Betätigung des Schalters nach F i g. 3, daß ein
weichmagnetischer Körper WE in die Nähe des Luftspaltes Sp1 des Abtastkopfes A1
gebracht wird. Durch Veränderung der Größe des Vormagnetisierungsstromes Ivorm kann
der Einschaltpunkt der Einrichtung nach F i g. 3 in weiten Grenzen variiert werden.
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Eine andere Ausführungsform des Abtastkopfes ist in F i g. 4 dargestellt.
Der Abtastkopf A2 ist mit den Spulen L2 und L3 bewickelt. Die Wicklung L2 liegt
im Kollektorkreis des Transistors T3, die Wicklung L3 in dessen Emitterkreis. Wirkt
nun auf den magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstand RF3 das Feld eines Magneten
M und wird durch Vergrößerung der Basis-Emitter-Spannung UBE infolge der Zunahme
des Widerstandswertes von RF3 der Transistor T3 vom gesperrten in den leitenden
Zustand gebracht, dann erzeugt die Einrichtung nach F i g. 4 infolge der Verkopplung
von Kollektor- und Emitterkreis über die Spulen L2 und L3 Kippschwingungen. Das
Auftreten einer rechteckförmigen Wechselspannung am Ausgang kennzeichnet in der
Einrichtung nach Fig.4 den Schaltzustand »Ein«. Die Einrichtung nach Fig.4 wird
vorteilhaft dann eingesetzt, wenn der Schaltzustand über längere Leitungen weitergemeldet
werden soll, wobei die Frequenz der Signalwechselspannung durch geeignete Dimensionierung
des AbtastkopfesA2 und der Windungszahlen von L2 und L3 in den Tonfrequenzbereich
gelegt werden kann, so daß Störungen benachbarter, elektronischer Geräte durch vagabundierende
Hochfrequenzspannungen, wie etwa beim HF-Grenzkontakt, sicher vermieden werden.
In bekannter Weise kann die Ausgangswechselspannung der Einrichtung nach Fig.4 gleichgerichtet
und weiterverarbeitet werden.
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Der Einfluß der temperaturabhängigen Veränderungen des magnetfeldabhängigen
Halbleiterwiderstandes RF1, RF2 oder RFQ und des Transistors Tl, T2 oder T3 in den
Einrichtungen nach F i g. 2, 3 und 4 kann dadurch weitgehend beseitigt werden, daß
der jeweilige Transistor in thermisch gutem Kontakt mit dem magnetfeldabhängigen
Halbleiterwiderstand angeordnet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der Transistor T1, T2 oder T3 in den eisenfreien Innenraum des Abtastkopfes
A wärmeschlüssig eingesetzt, so daß der Transistor T1, T2 oder T3 und der magnetfeldabhängige
WiderstandRF,, RF2 oder RF3 die gleiche Temperaturänderung erleiden und sich die
Spannungsänderungen der Basis-Emitter-Spannung UBE des Transistors T1, T2 oder T3
und die Spannungsänderung am magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstand RF1, RF2
oder Rp3 kompensieren.
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Eine Ausführungsform eines Abtastkopfes für einen kontaktlosen Schalter
mit richtungsabhängiger Ausgangsspannung und nahezu vollständiger Beseitigung des
Temperatureinflusses wird in F i g. 5 dargestellt.
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Der Abtastkopf nach F i g. 5 besteht aus zwei halbringförmigen Jochteilen
J1 und J2 und einem quaderförmigen Mittelstück J8. Alle Jochteile J1 J2, J8 sind
aus einem ferri- oder ferromagnetischen Material hergestellt. Durch Einfügen von
nichtmagnetischem Material zwischen die halbringförmigen Teile und das Mittelstück
des Magnetjoches sind zwei Spalte Sp2 und Sp3 entstanden. In zwei weiteren Spalten
der Jochteile gegenüber den Spalten Sp2 und Sp3 sind zwei magnetfeldabhängige Halbleiterwiderstände
RF4 und RF5 angeordnet. Die Jochteile J1 und J2 sind mit Spulen L4 und L5 bewickelt.
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Die Schaltung eines richtungsempfindlichen kontaktlosen Schalters
unter Verwendung des Abtastkopfes nach F i g. 5 ist in F i g. 6 a dargestellt. Die
magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstände RF4 und Rp5 bilden mit zwei gewöhnlichen
Widerständen R4 und R5 eine Brückenschaltung Bs2 die mit konstantem Strom IKonst
gespeist wird. An der Brückendiagonale a-b wird die Ausgangsspannung der Brückenschaltung
BS2 abgegriffen und dem Differenzverstärker V1 zugeführt.
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Die Wicklungen L4 und L5 sind über die antiparallel gepolten Dioden
D3 und D4 in Serie zum Lastwiderstand RL am Verstärkerausgang angeschlossen.
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Wird nach F i g. 6b der Einrichtung nach F i g. 6 a ein Permanentmagnet
M genähert und in die Position 1 gebracht, so vergrößert sich infolge des in den
Abtastkopf A3 eingestreuten Magnetfeldes zunächst der Widerstandswert von RF4, während
der Widerstandswert von RF5 noch nahezu unverändert bleibt. Der AusgangsstromlAu,
des Verstärkers V1 fließt über den Lastwiderstand RL und über die in Durchlaßrichtung
gepolte Diode D3 durch die SteuerwicklungL4.
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Das Magnetfeld der Wicklung L4 ist so gerichtet, daß es ebenfalls
eine Vergrößerung des Widerstandswertes von RF4 bewirkt. Die Einrichtung nach F
i g. 6 a schaltet daher von der Ruhelage IAUS = O in den Schaltzustand I (UAus >
O) um. Wird der Magnet M von der Position 1 in die Position 2 gebracht, dann nimmt
der Widerstandswert von RF4 ab, während der Widerstandswert von RF5 ansteigt. Erreicht
der Magnet M gerade die Position 2, dann ändert die Brückenausgangsspannung und
damit der Ausgangsstrom des Verstärkers V1 die Richtung. Die Diode D8 wird gesperrt
und die Diode D4 in Durchlaßrichtung betrieben. Das Magnetfeld der Spule L5 bewirkt
eine
zusätzliche Vergrößerung des Widerstandswertes von RF5. Die
Einrichtung schaltet vom Schaltzustand 1 (UAus > O) in den Schaltzustand II (UAns
< O) um.
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Der Schaltzustand II bleibt bei der Anderung der Lage des Magneten
M von der Position 2 bis in die Position 3 erhalten. Wird der Magnet M aus der Position
3 vom AbtastkopfAa weiter entfernt, so wird die Ausgangs spannung der Brückenschaltung
Bs2 und damit der Ausgangsstrom des Verstärkers V1 zu Null.
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Die Einrichtung nach F i g. 6 a fällt in die Ruhelage (IAus = 0) zurück.
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In der F i g. 6c ist die Ausgangsspannung UAus als Funktion der Lage
des Magneten M für die Position, 2 und 3 dargestellt. Das Vorzeichen der Ausgangsspannung
UAus kennzeichnet die Richtung, aus welcher der Magnet M sich der Einrichtung nach
F i g. 6 a nähert.
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Der Einfluß von Temperaturänderungen auf die Einrichtung nach F i
g. 6a wird dadurch nahezu beseitigt, daß zwei in ihren Daten völlig übereinstimmende
magnetisch steuerbare Halbleiterwiderstände RF4, RFg und zwei gleiche temperaturunabhängige
Festwiderstände R5, R6 zum Aufbau der Brückenschaltung Bs2 verwendet werden.
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Die F i g. 7 zeigt die Ausführungsform eines richtungsabhängigen
kontaktlosen Schalters, der mit einem in die Nähe der Luftspalte gebrachten weichmagnetischen
Körper WE betätigt werden kann. Gegenüber der Einrichtung nach F i g. 6 a besitzt
der Abtastkopf A4 nach F i g. 7 außer den Steuerwicklungen L6 und L7 die Vormagnetisierungswicklungen
L61 und L7, die mit konstantem Strom, gespeist werden. Die Steuerspulen L6 und L7
sind in Serie mit dem Lastwiderstand RL im Ausgangskreis des Differenzverstärkers
Vs angeordnet. Sie sind so gepolt, daß sich z. B. bei positiver Richtung der Brückenausgangsspannung
und damit bei positiv gerichtetem Ausgangsstrom des Verstärkers V2 das von IAus
in L6 erzeugte Magnetfeld sich zum Magnetfeld der Vormagnetisierung addiert, während
das von L7 ausgehende Magnetfeld dem Feld der Vormagnetisierung entgegengerichtet
ist. Wird ein weichmagnetischer Körper WE in eine der Position 1 nach F i g. 6b
entsprechenden Lage gebracht, so vergrößert sich der Widerstandswert von RFs, während
Rp7 zunächst unverändert bleibt. Der positive Ausgangsstrom IAs bewirkt nun über
die Spulen, ein weiteres Ansteigen des Widerstandswertes von RF6, während er den
Widerstandswert von RF7 verkleinert. Die Einrichtung schaltet von der Ruhelage (UAus
= O) in die Schaltstellung 1 (UAus >0) um. In der Position 2 des weichmagnetischen
Körpers WE springt der Schalter von der Schaltstellung I in die Schaltstellung II
(UAus < O). Bei einer Entfernung des weichmagnetischen Körpers WE vom Abtastkopf
A4 über die Position 3 hinaus fällt die Vorrichtung in die Ruhelage (UAus = 0) zurück.
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Eine andere Ausführungsform eines Abtastkopfes A4 zum Aufbau eines
richtungsempfindlichen, kontaktlosen Schalters ist in der F i g. 8 dargestellt.
Der Abtastkopf A5 nach F i g. 8 besteht aus den beiden ringförmigen Magnetjochen
J3 und J4, die unter Verwendung von Distanzteilen DS aus nichtmagnetischem Material
konzentrisch übereinander angeordnet sind und deren Arbeitsspalte Sp4 und Sp5 um
einen kleinen Winkel gegeneinander verdreht sind. Die Joche J3 und Jo enthalten
in einem weiteren, dem Arbeitsspalt Sp4 bzw. Sp, entgegengesetzt angeordneten Spalt
die magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstände RF« bzw.
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RF9. Auf das Joch Je ist die Schaltwicklung L8 und auf das Joch J4
die Schaltwicklung L9 aufgebracht. Der Abtastkopf As nach F i g. 8 arbeitet wie
der Abtastkopf As nach Fig. 5. Die in Fig. 6a bis 6c dargestellte Schaltung und
beschriebene Arbeitsweise eines kontaktlosen, richtungsempfindlichen Schalters gilt
sinngemäß für den Abtastkopf A5 nach Fig.8.
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Werden die Joche J3 und J4 des Abtastkopfes A5 nach F i g. 8 zusätzlich
noch mit Vormagnetisierungswicklungen bzw. Lg' bewickelt, dann kann der Abtastkopf
A5 in die Schaltung eines kontaktlosen, richtungsempfindlichen Schalters nach F
i g. 7 eingesetzt werden.
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Eine weitere Ausführung eines Abtastkopfes A6 mit zwei magnetisch
steuerbaren Widerständen RFIO und Rw, ist in Fig.9 dargestellt. Dabei besteht der
magnetische Kreis aus zwei dreischenkligen, einander mit den Stirnflächen ihrer
Schenkel gegenüberstehend angeordneten Magnetkernen J5 und Jß, deren Mittelschenkel
mit ihren sich gegenüberstehenden Stirnflächen den Arbeitsluftspalt Sp6 bilden,
während in den durch die sich gegenüberstehenden Stirnflächen der Außenschenkel
gebildeten Spalten die magnetisch steuerbaren Widerstände Bp10 und RF11 angeordnet
sind. Die Außenschenkel liegen in einer Ebene, während die beiden Mittelschenkel
senkrecht zu der Ebene der Außenschenkel herausgeschwenkt sind.
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Auf den beiden Mittelschenkeln der Einrichtung nach F i g. 9 sind
die Schaltwicklungen Llo und Lll angeordnet. Die Magnetkerne J9 und J6 tragen auf
Bereichen außerhalb ihrer Mittelschenkel gleichstromdurchflossene Wicklungen L;0
und Líl gleicher Amperewindungszahlen, so daß sich die durch sie erzeugten Vormagnetisierungsflüsse
im Arbeitsspalt Sp6 aufheben. Der Abtastkopf A6 nach F i g. 9 arbeitet in einer
Schaltung nach F i g. 6 in der dort dargestellten und erläuterten Weise.
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Die F i g. 10 zeigt die Anwendung der Erfindung zum Aufbau eines
kontaktlosen und verschleißfreien Analog-Digitalwandlers für Drehwinkel o a. Eine
Scheibe S mit magnetischen Bezirken Ms dreht sich vor dem Arbeitsspalt Sp eines
im vorhergehenden beschriebenen Abtastkopfes AK. Gelangt ein Bezirk Ms in den Bereich
des Luftspaltes Sp des Abtastkopfes AK, dann liefert die zum Abtastkopf AK gehörende
elektronische Schaltung, wie vorstehend beschrieben, einen Ausgangsimpuls. Die Anzahl
der Impulse, die z. B. von einem elektronischen Zähler Z in bekannter Technik gezählt
werden, ist ein Maß für den von der ScheibeS überstrichenen Drehwinkel a.
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Im Vergleich zu den bekannten Analog-Digitalwandlern mit rotierenden
Scheiben aus Isolierstoff mit aufgebrachten Leiterbahnen und mechanischen Kontakten
oder reflektierenden oder transparenten Scheiben mit photoelektrischer Abtastung
vermeidet die Anordnung nach F i g. 10 die Nachteile der Abnutzung der Kontaktwerkstoffe
und Kontaktfedern der elektromechanischen digitalen Winkelgeber sowie die Schwierigkeiten
der photoelektrischen Winkelgeber, die im Verschleiß der Lampen und der sehr schwierigen
Justierung beim Lampenwechsel bestehen. Die Einrichtung nach F i g. 10 besitzt aber
darüber hinaus noch einen ganz entscheidenden Vorteil. Sie ermöglicht bereits bei
Verwendung von nur einer Spur von Bezirken Ms und nur einem Abtastkopf AK die Aussage
über die Laufrichtung der Scheibe S im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn. Wird
in der Einrichtung nach F i g. 10 als Abtastkopf AK eine Vorrichtung
verwendet,
wie sie in der F i g. 5 und 6, 7 oder 8 dargestellt und erläutert wurde, so verursacht
in einem derartigen Abtastkopf eine Änderung der Drehrichtung der Scheibe Seine
Umkehrung des Spannungssprunges des Ausgangssignals von beispielsweise positiver
zu negativer Spannung nun von der negativen zur positiven Spannung. Wird bei der
Einrichtung nach F i g. 10 die Richtung des Spannungssprunges der Ausgangsspannung
beim Vorbeibewegen eines Bezirks Ms am Spalt Sp des Abtastkopfes AK gespeichert
und mit der Richtung des Spannungssprunges der nachfolgenden Bezirke verglichen,
so wird bei Übereinstimmung der nachgeschaltete Zähler Z in gleicher Richtung weiterzählen,
während, wenn die Vorzeichen der Spannungsimpulse nicht übereinstimmen, die Zählrichtung
des Zählers Z umgeschaltet wird. Von Bedeutung ist eine derartige Einrichtung bei
digitalen Steuerungen z. B. für Geräte zur Röntgenfeinstrukturanalyse von Werkstoffen,
etwa bei Sequenzröntgen-Spektrometern, wenn der Detektor in einen ganz bestimmten
Winkel zu der zu untersuchenden Probe gebracht werden soll und beim Abbremsen des
Detektorantriebes in der Umgebung der Soll-Position infolge mechanischer Schwingungen
die Scheibe S des digitalen Winkelgebers nach F i g. 10 mit der Detektorachse vorwärts
und rückwärts bewegt wird. Eine digitale Steuerung ohne richtungsempfindlichen Drehwinkelgeber
würde bei dem vorstehend geschilderten Betriebsfall auch die bei der Rückwärtsdrehung
abgegebenen Impulse als Vorwärtsimpulse ausgeben und somit die anzusteuernde Position
um den den Rückwärtsimpulsen entsprechenden Winkelbetrag falsch anlaufen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht in der
Einrichtung nach F i g. 10 die Scheibe S aus einem nichtmagnetischen Grundmaterial,
auf welche eine aus der Tonbandtechnik bekannte, magnetisierbare Schicht aufgebracht
wurde. Mittels der Photoresisttechnik wird diese Schicht so abgeätzt, daß schmale,
radial ausgerichtete, parallele oder ellipsenförmige Streifen auf der Trägerplatte
T aus nichtmagnetischem Material zurückbleiben. Diese Streifen werden dann aufmagnetisiert.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird auf das nichtmagnetische
Grundmaterial der Scheibe S ein magnetisierbares Stahlblech mit großer Remanenz
und Koerzitivkraft, beispielsweise mit hohem Nickelgehalt, aufgebracht. Mittels
der Photoresisttechnik werden ebenfalls die Bezirke Ms hergestellt, die anschließend
aufmagnetisiert werden. Werden in der Einrichtung nach F i g. 10 Abtastköpfe nach
F i g. 5 oder 8 mit der Schaltung nach F i g. 7 eingesetzt, dann bestehen die Bezirke
Ms der Scheibe S aus weichmagnetischen Werkstoffen, wie z. B. aus Permenorm 5000
H2, Mumetall oder Permalloy.
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Verständlicherweise können in der Einrichtung nach F i g. 10 an Stelle
einer Spur mit Bezirken Ms und einem Abtastkopf AK auch mehrere Abtastköpfe für
eine Spur und auch mehrere Spuren mit je einem oder mehreren Abtastköpfen vorgesehen
werden. Derartige mehrspurige Einrichtungen sind dann vorteilhaft, wenn die Ausgangssignale
in einem der bekannten Code, wie Cray-Code, Dezimal-Code usw., am Ausgang des Drehwinkelgebers
zur Verfügung stehen sollen. An Stelle einer Scheibe S kann in der Einrichtung nach
F i g. 10 sinngemäß auch ein drehbarer Zylinder mit den Spuren mit Bezirken Ms auf
dem Mantel und den Stirnflächen verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft also eine Einrichtung, die
einen berührungslos
gesteuerten, richtungsempfindlichen, verschleißfreien, elektronischen Schalter mit
sehr großer Empfindlichkeit darstellt. Die Formgebung der Magnetjoche, z. B. K1,
K2 usw., kann in mannigfaltiger Weise gestaltet werden, ohne das Wesen der Erfindung
zu beeinflussen, ebenfalls wird nicht auf einen besonderen Typ von Transistoren
oder andere Verstärkerelemente Bezug genommen. Wichtig ist, daß der eingestreute
Magnetfluß Bw, genügt, um die magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstände in ihrem
Widerstandswert zu verändern, daß das diese Widerstände enthaltende elektrische
Netzwerk seine Ausgangsspannung oder seinen Ausgangsstrom ändert und diese Signaländerung
in einem Verstärker in eine verstärkte Änderung eines Ausgangsstromes umgeformt
wird, wobei dieser Ausgangsstrom so durch Wicklungen fließt, die räumlich den magnetfeldabhängigen
Halbleiterwiderständen zugeordnet sind, daß eine Vergrößerung des Ausgangssignals
des die magnetfeldabhängigen Widerstände enthaltenden elektrischen Netzwerkes bewirkt
wird, wodurch die Einrichtung von der Ruhelage in einen definierten Schaltzustand
umkippt.