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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausmessen eines Magnetfeldes
mit einer Ringspulenanordnung, die mit einem sättigbaren Ringkern und mit einer
Wicklung ausgestattet ist, die aus zwei Spulen besteht, von denen eine Spule verteilt
auf die erste Hälfte dieses sättigbaren Ringkernes gewickelt ist, während die andere
Spule verteilt auf die zweite Hälfte dieses sättigbaren Ringkernes gewickelt ist,
wobei dieser sättigbare Ringkern in ein auszumessendes Magnetfeld eingebracht ist,
mit einem Brückenkreis, der aus diesen beiden Spulen und zwei linearen Impedanzen
besteht, mit einer Wechselstromquelle, die mit zwei einander diagonal gegenüberliegenden
Punkten dieses Brückenkreises verbunden ist, um in diesem sättigbaren Ringkern ein
wechselndes Magnetfeld zu erzeugen, mit einem Wandlerkreis, der an den beiden anderen
sich diagonal gegenüberliegenden Punkten des Brückenkreises angeschlossen ist, um
das erstgenannte Magnetfeld auszumessen, und mit einer Belastung, die in den Ausgangskreis
dieses Wandlerkreises geschaltet ist.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Ausmessen von gleichgerichteten
Magnetfeldern bekannt, bei der die Stärke eines solchen Magnetfeldes auf Grund der
Induktanzänderung eines Induktors gemessen werden kann, wobei ein Eisenkern im Magnetfeld
angeordnet ist und der Induktor selbst als Detektor ausgebildet ist, der parallel
zu einer Kapazität zur Bildung eines Resonanzkreises geschaltet ist. Mit dieser
Vorrichtung kann jedoch lediglich die Stärke eines gleichgerichteten Magnetfeldes
ausgemessen werden. Die Bestimmung der Richtung eines solchen Feldes sowie die Messung
von Wechselfeldern ist mit Hilfe dieser Vorrichtung nicht möglich.
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Weiter ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Magnetfeld in einem
magnetischen Material gemessen wird, in dem ein Wechselstrommagnetfeld, das in einem
Magnetmaterial induziert wurde und durch einen durch eine Vielzahl von Leitern fließenden
Strom hervorgerufen wurde, mit einem bekannten magnetischen Wechselstromfeld verglichen
wird. Ein räumliches Magnetfeld kann jedoch mit dieser Vorrichtung nicht gemessen
werden.
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Ferner ist ein Gerät zum Anzeigen und Ausmessen von äußeren magnetischen
Feldern bekannt, bei dem auf polygonförmig angeordneten Gliedern aus magnetisch
permeablem Stoff zur Messung eines Magnetfeldes Spulen aufgebracht sind, die zur
Erzeugung eines Magnetflusses an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind und
das eine Sekundärwicklungsanordnung enthält, mit deren Hilfe ein äußeres Magnetfeld
ausgemessen werden kann. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch ebenfalls nicht für
die Ausmessung eines wechselnden Magnetfeldes und ist auf Grund ihrer Bauweise verhältnismäßig
aufwendig.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung zum Ausmessen von Magnetfeldern
wird in der später folgenden Figurenbeschreibung näher behandelt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausmessen
eines Magnetfeldes, mit deren Hilfe auch wechselnde Magnetfelder, beispielsweise
in Form eines Signals, gemessen werden können, mit einem Wandler- bzw. Gleichrichterkreis
von verhältnismäßig geringer Impedanz, so daß ein größerer Ausgangsstrom möglich
wird und Signale wirksam übertragen werden, ohne merkliche Dämpfung und Verluste
der Impulse, die nur eine geringe Erreger-
leistung benötigt und die schließlich
einfach gebaut ist und genau arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wechselstromquelle
mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Spulen und dem Verbindungspunkt der
beiden linearen Impedanzen verbunden ist und daß der Wandlerkreis, dessen Eingangsseite
mit den anderen beiden sich einander diagonal gegenüberliegenden Punkten des Brückenkreises
verbunden ist, einen Unterdrückungsschaltkreis enthält, der nur dann leitend wird,
wenn auf den Wandlerkreis eine positive oder negative Eingangsspannung gegeben wird,
die einen vorbestimmten Wert übersteigt.
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Ein Teil des Standes der Technik sowie beispielsweise Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der F i g. 1 eine zur Erläuterung dienende Skizze einer bekannten Ringspule zum
Abtasten eines Magnetfeldes ist; F i g. 2 ist das Schema einer Brückenschaltung
mit der in F i g. 1 gezeigten Ringspule; Fig. 3 ist ein zur Erläuterung dienendes
Schema, das den Wellenverlauf der Spannung darstellt, die durch die in Fig. 1 gezeigte
Ringspule abgetastet worden ist; Fig. 4 ist ein zur Erläuterung dienendes Schema
der Ringspule zum Abtasten eines Magnetfeldes, was als Teil der Erfindung anzusehen
ist; F i g. 5 ist eine Brückenschaltung schematisch mit der in F i g. 4 gezeigten
Ringspule; Fig. 6 ist ein der Erläuterung dienendes Schema nach einem anderen Verfahren
zum Aufbringen der Windung auf die Ringspule einer Magnetfeldabtastvorrichtung gemäß
der Erfindung; Fig. 7 ist ein der Erläuterung dienendes Schema einer Ringspule,
die als Abtastvorrichtung für kleine Gleichströme verwendet wird; F i g. 8 ist ein
Schaltbild eines bekannten Wandlerkreises, der in Verbindung mit einer wie in Fig.
1 gezeigten Ringspule verwendet wird, bei der Impulssignale in Gleichstromsignale
umgewandelt werden; Fig. 9 ist ein Schaltbild einer anderen beispielsweisen Anordnung
des obigen Wandlerkreises; Fig. 10 ist ein Schaltbild eines Wandlerkreises, der
einen anderen Teil der Erfindung darstellt; Fig. 11 ist ein Schaltbild eines anderen
Wandlerkreises gemäß der Erfindung, und F i g. 12 ist ein Schaltbild nach einer
anderen beispielsweisen Ausführungsform des Wandlerkreises gemäß der Erfindung.
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Es wird jetzt auf die Zeichnungen Bezug genommen.
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F i g. 1 und 2 dienen zur Erklärung einer bekannten Magnetfeldabtastvorrichtung,
und deren Erklärungen werden gegeben, um die Vorteile der Erfindung klarer zu machen.
In F i g. 1 ist 1 eine Legierung mit hoher Permeabilität, z. B. ein Ringkern aus
Permalloy od. ä., die gewöhnlich aus einem Stück besteht, das durch Prägen eines
dünnen metallischen Bleches entsteht oder geschichtet ist, auf das eine Windung
2 als eine Ringspule aufgewickelt wird. In diesem Fall wird eine Hälfte der Gesamtwindungszahl
der Wicklung auf die rechte Hälfte des Ringes aufgebracht und die andere Hälfte
davon auf die linke Hälfte des Ringes, und die entsprechenden Halb spulen sind entsprechend
mit L-1 und L-2 bezeichnet.
Der in der Mitte der Windung liegende
Punkt ist durch M bezeichnet, von dem eine Anzapfung T nach außen geführt wird.
S zeigt den Windungsanfang an, und F bildet dessen Ende, und die Polarität der Spulen
L-1 und L-2 ist so, daß bei einem Stromfluß von S nach F das im Ringkern erzeugte
Feld den ganzen Ring durchläuft. Die Ringspulen sind so geschaltet, daß sie eine
Brückenschaltung bilden mit einer Wechselstromspannungsquelle 3 und Widerständen
4 und 5, wie in F i g. 2 gezeigt.
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Wenn man jetzt auf einen gemäß der gestrichelten Linie verbundenen
Widerstand 6 verzichtet, sind in dem Brückenkreis die Induktanz, der magnetische
Sättigungsstrom und der Windungswiderstand der Spulen L-1 und L-2 entsprechend einander
gleich, und zwar dann, wenn die Widerstandswerte der Widerstände 4 und 5 gleich
sind, befindet die Brücke sich im Gleichgewicht, und an den AbtastendenX und Y wird
keine Spannung erzeugt, unabhängig davon, ob der Kern der Ringspule gesättigt ist
oder nicht. In diesem Fall ist die Spannung der Energiequelle 3 so gewählt, daß
der Kern innerhalb einer halben Spannungsperiode gesättigt ist. Besteht nun ein
äußeres magnetisches Feld, wie durch H2 gezeigt, so wird dieses Magnetfeld im Kern
geteilt, z. B. in H22 und H22. Andererseits bewegt sich das durch einen Wechselstrom
erzeugte Magnetfeld durch den Kern, so daß dieses Magnetfeld z. B. als Ha in der
jeweils halben Periode erzeugt wird. Da Ha und H in der Spule L-t die gleiche Richtung
haben, addieren sich die Magnetfelder, während sie sich in der SpuleL-2 voneinander
subtrahieren. Demgemäß erreicht in dieser halben Periode der Kernteil, auf den die
Spule L-1 aufgebracht ist, die Sättigung früher als der der Spule L-2, und die Spule
L-1 verliert demgemäß ihre Induktanz rasch, und darum geht das Gleichgewicht der
Brücke verloren, so daß eine Spannung zwischen X und Y erzeugt wird. Da jedoch der
Kernteil, der der Spule L-2 entspricht, wenig später als die Spule L-1 gesättigt
ist, gewinnt die Brücke das Gleichgewicht nach Sättigung des Spulenteils der Spule
L-2 wieder, und die Spannung zwischen X und Y verschwindet. Bei der entgegengesetzten
halben Periode entsteht Ha in der entgegengesetzten Richtung, jedoch H2l und H22
liegen in der gleichen Richtung, so daß der Kernteil der Spule L-2 früher gesättigt
ist als der der Spule L-1 und eine Spannung zwischen X und Y erzeugt wird, bis der
Kernteil der Spule L-1 gesättigt ist. Daraus ergibt sich, daß eine Impulsspannung
et, z. B. in Fig. 3 a gezeigt, zwischen X und Y erhalten werden kann.
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Der Abstand dieses Impuls es entspricht dem Zeitintervall zwischen
den Sättigungszeiten, die auf Grund der Spulen L-1 und L-2 zustande kommen. Nach
Versuchen ist die Impulsgröße diesem Zeitintervall in fast allen Fällen proportional.
Der Grund, warum die Impulse alle in der gleichen Richtung erzeugt werden, besteht
darin, daß beim früheren Sättigen des Kernteiles der Spule L-1 als bei dem der Spule
L-2 - wenn eine positive Spannung von der Wechselstromquelle 3 auf das Ende S der
Spule L-1 in F i g. 2 gegeben wird - ein Impuls zum Positivmachen von X erzeugt
wird und in der entgegengesetzten Periodenhälfte das Ende F der Spule L-2 plus wird
und weiterhin der Kernteil der Spule L-2 früher gesättigt wird als der der Spule
L-1 und daher wieder ein Impuls, der X positiv macht, wieder--erzeugt wird.
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Um das Magnetfeld H2 zu bestimmen, wenn der Impuls sehr klein ist,
z. B. wie dann, wenn sich der Wert von H2 in der Nähe von Null befindet, ist der
Widerstand 6 gewöhnlich, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, angeschlossen.
Beim Anschluß eines solchen Widerstandes kann die auf die Spule L-2 zu gebende Wechselspannung
immer kleiner sein als die auf die Spule L-1. Für diesen Zustand sind die Widerstände
4 und 5 so gewählt, daß die Brücke nach Sättigung der zwei Kernteile ausgeglichen
ist, und wenn kein äußeres Magnetfeld vorhanden ist, können solche Impulse e2 und
gezeigt in F i g. 3 b, zwischen X und Y erhalten werden. Dies ist so, weil die angewendete
Spannung an den Klemmen der SpuleL-1 größer ist als die an der SpuleL-2, und der
Kernteil der vornliegenden Spule ist früher gesättigt als der der Spule L-2. Ein
unmittelbar vor den Impulsen e2 und e2 gezeigter Impuls e8 wird durch eine nicht
ausgeglichene Spannung hervorgerufen, weil sich die Brücke nicht vor der Sättigung
der beiden Kernteile im Gleichgewicht befindet, nach ihrer Sättigung ist die Brücke
ausgeglichen. Die unausgeglichene Spannung, kann, verglichen mit den Impulsen e2
und e2,, genügend klein sein. Wird jetzt ein Magnetfeld H2 der Ringspulanordnung
überlagert, wird es offensichtlich, daß der Impuls el, gezeigt in Fig. 3 a, und
die Impulse e2, e2 und e3, gezeigt in F i g. 3 b, überlagert sind und an den Klemmen
X und Y erzeugt werden. Die sich ergebende Spannung e4 und e4 kann wie in F i g.
3 c dargestellt werden. Wird H2 weiter erhöht, so verlaufen alle Impulse, wie durch
e5 und e5 gezeigt, in der gleichen in Fig. 3d gezeigten Richtung. Entsprechend sind
die oberen Impulse e2 und die unteren Impulse e2, von gleicher Amplitude, wenn kein
äußeres Magnetfeld H2 angelegt wird. Deshalb kann die Meßgenauigkeit für den Fall
des sehr kleinen äußeren Magnetfeldes erhöht werden.
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F i g. 8 ist ein Schaltbild eines bekannten Wandlerkreises, der in
der Schaltung mit der Ringspulanordnung, wie erwähnt, verwendet worden ist. Das
heißt, die Klemmen X' und Y' des Wandlerkreises sind entsprechend mit den Klemmen
X und Y des Brückenkreises, gezeigt in Fig. 2, verbunden. Der Wandlerkreis besitzt
einen Transformator 13, dessen Primärseite mit den Klemmen X' und Y' weiterhin mit
zwei Dioden 7 und 8 verbunden ist, die mit den Außenklemmen der Sekundärseite des
Transformators 13 verbunden sind, mit einem Parallelkreis mit einer Kapazität 9
und einem Widerstand 11, der an den Ausgang der Diode 7 oder an eine Klemme P und
den Mittelpunkt m der Sekundärseite des Transformators 13 gelegt ist, und schließlich
mit einem anderen Parallelkreis mit einer Kapazität 10 und einem Widerstand 11,
der an den Ausgang der Diode 8 oder eine Klemme Q und den Mittelpunkt m gelegt ist.
Entsprechend wären Impulse, z. B. wie in F i g. 3 c gezeigt, auf die Dioden 7 und
8 über einen Transformator 13 gegeben. Wird ein im oberen Teil der Transformatorsekundärseite
13 induzierter Impuls in Richtung der Leitung der Diode 7 angelegt, so wird die
Diode leitend und läßt Impulse zum -Widerstandll durch, so daß die Kapazität 9 durch
die Spannung am Widerstand 11 geladen wird, wobei die Spannung dem Verhältnis der
Impulshöhe an den Klemmen X und Y entspricht. Auf Grund eines Impulses mit umgekehrter
Polarität wird die Diode 8 leitend und lädt die Kapazität 10. Wählt man daher
entsprechend
die Zeitkonstanten der Kapazität 9 und des Widerstandes 11 und der Kapazität 10
und des Widerstandes 12, verglichen mit der Wechselstromperiode, groß genug, so
kann man eine Gleichstromspannung, die proportional der Differenz der oberen und
unteren Impulse in F i g. 3 b, 3 c und 3 d ist, an den Klemmen P und Q erhalten.
Das heißt, ist das äußere Feld, Null, so ist die Spannung an den Klemmen P und Q
Null, denn die Ausgangsspannung ist proportional der Stärke des äußeren Feldes,
und die Polarität der Ausgangsspannung wird umgekehrt, wenn die Richtung des Feldes
H2 sich umkehrt. So kann das äußere Magnetfeld H2 als eine Gleichspannung abgetastet
werden.
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Besteht weiterhin ein äußeres Magnetfeld H,, das unter rechtem Winkel
zu H2 liegt, so sind die Kernteile, die den Spulen L-1 und L-2 entsprechen, gleichzeitig
gesättigt, so daß wie in F i g. 3b gezeigte Impulse erzeugt werden, und die Amplitude
des positiven Impulses ist gleich der des negativen Impulses, und die Ausgangsspannung
an den Klemmen P und Q ist Null. Ist nur das FeldH, vorhanden, das gleich groß wie
H2 ist, und liegt die Richtung von H3 zwischen den Richtungen von H0 und H2, so
liegt der an den Klemmen P und Q auf Grund von Hj erzeugte Spannungswert zwischen
den Spannungswerten, die durch H0 und H2 hervorgerufen sind.
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Wird entsprechend ein Magnetfeld in bezug auf die Ringspule gedreht,
so ändert sich eine an den Klemmen P und Q erzeugte Spannung im wesentlichen in
einem sinusförmigen Verlauf in Abhängigkeit des Drehwinkels von der Richtung von
H0. Entsprechend kann die Richtung des Magnetfeldes H1 abgetastet werden. Die oben
erläuterte Abtasteinrichtung hat den fölgenden Nachteil. Es wird auf F i g. 2 Bezug
genommen. Wenn der Kernteil der Spule L-1 früher gesättigt ist als bei einer halben
Periode der Spule L-2, so wird fast die gesamte Spannung der Energiequelle 3 an
die Spule L-2 gelegt, so daß die Sättigung des Kernteiles der Spule L-2 sofort erfolgt.
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Daher ist es unvermeidlich, daß die Impulsbreite sehr eng wird.
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Gemäß der Erfindung soll der oben beschriebene Nachteil beseitigt
werden. Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel der Erfindung und stellen einen Teil der
Erfindung dar. In Fig.4 ist eine Wicklung in zwei genau gleiche Teile aufgeteilt,
deren einer durch L-1 bezeichnet ist, und Sl ist der Beginn einer Spule, und F1
ist deren Ende, die Spule ist nämlich verteilt auf dem halben Teil der Ringspule
1 aufgewickelt. Die andere SpuleL-2 ist auch auf den anderen halben Teil gewickelt,
und 82 ist der Beginn der Spule L-2, und F2 ist deren Ende. Die Spulen Sl-Fl und
82-F2 sind gleich in ihrer Wicklungsrichtung und haben die gleiche Polarität. F1
und F2 sind miteinander verbunden, angedeutet durch M'. - Die Spulen L-1 und L-2
und zwei Widerstände 4, S bilden eine Brücke, in der ein Paar von gegenüberliegenden
Diagonalen M' und N mit einer Wechselspannungsquelle 3 so verbunden sind, daß der
Kreis mit der Spule L-t und dem Widerstand 4 und der Kreis mit der Spule L-2 und
dem Widerstand 5 parallel mit der Quelle 3 liegen und das andere Paar gegeniiberliegender
Diagonalen Sj und S2 mit den AusgangsklemmenX und Y verbunden sind.
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So wie in dem vorhergehenden Beispiel der bisher verwendeten Vorrichtung
wird ein Strom von der Spannungsquelle 3 bei M' getrennt und fließt durch
die Spulen
L-1 und L-2, jedoch bewegen die Flüsse auf Grund der getrennten Ströme sich durch
den Gesamtweg des Kerns. Wenn jedoch selbst der Kernteil der Spule L-1 früher gesättigt
ist als der der Spule L-2, so ändert sich die an die Spule L-2 angelegte Spannung
nicht, und daher ist die Sättigung des Kernteils der SpuleL-2 nicht sofort vollzogen.
An den Klemmen X und Y liegt ein Gleichrichterkreis, wie er oben mit Bezug auf F
i g. 8 erläutert wurde.
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Da die Impedanz des Gleichrichters nicht so hoch ist und diese Impedanz
parallel mit der SpuleL-2 liegt, da die Impedanz der Spule L-1 sehr klein auf Grund
der Sättigung des Kernteiles der Spule L-1 ist, ist entsprechend die an die SpuleL-2
angelegte Spannung ziemlich vermindert, und die Sättigung des Kernteiles der Spule
L-2 wird verzögert. Demgemäß werden größere Impulse selbst durch ein kleineres äußeres
Magnetfeld, verglichen mit dem in Fig. 1 und 2, erzeugt, dementsprechend ist die
Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Grund der großen Ausbeute
hoch. Außerdem hat der erfindungsgemäße Gleichrichterkreis, gezeigt in Fig. 5, noch
einen anderen Vorteil. Das heißt, ein erheblicher Strom geht durch die beiden Spulen
L-1 und L-2, wenn die Kernteile der Spulen L-1 und L-2 gleichzeitig in dem in F
i g. 2 gezeigten Brückenkreis gesättigt sind; wohingegen in dem Brückenkreis der
Fig. 5 solch ein erheblicher Strom nicht durch die Spulen L-1 und L-2 fließen kann,
selbst wenn die entsprechenden Kernteile zur gleichen Zeit gesättigt sind, weil
die Widerstände 4 und 5 entsprechend in Reihe mit den Spulen L-1 und L-2 parallel
zur Spannungsquelle3 liegen. So kann die Erregerkraft der Spulen wirtschaftlich
verwendet werden.
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Selbstverständlich kann das gleiche Arbeiten, wie in dem vorhergehenden
Beispiel erläutert, erreicht werden, wenn St und 82 miteinander verbunden sind,
dargestellt durch M', und Fj und F2 mit den Widerständen 4 und 5 in F i g. 4 verbunden
sind. Weiterhin ist auch das Arbeiten des Widerstandes 6 das gleiche wie das in
Fig. 2, und man erhält die gleichen Wellenformen, wie in F i g. 3 b, 3 c und 3d
gezeigt, in ähnlicher Weise an X und Y. Außerdem kann eine Induktanz, die schwieriger
zu sättigen ist als die Spulen L-1 und L-2, oder ein nichtlineares Element anstatt
des Widerstandes 6 verwendet werden. Die Ausmeßvorrichtung kann in der Weise der
in F i g. 6 gezeigten Wicklung gemacht sein. Das heißt, in Fig. 6 ist der Wicklungssinn
von M' nach F' der gleiche wie in den vorhergehenden Beispielen, aber der von S'nach
M' ist hierzu entgegengesetzt. In diesem Falle sind beide M' in F i g. 4 und 6 genau
äquivalent, sogar entsprechend, wenn S'und F' in Fig. 6 jeweils an die Klemmen S,
und 82 in Fig. 5 gelegt werden, anstatt die in Fig. 4 gezeigte Ringspule zu benutzen,
so kann die gleiche Ausmeßvorrichtung gebildet werden F i g. 7 zeigt auch ein Beispiel
nach der Erfindung, in dem ein Gleichstrom von den Klemmen 83 und F3 einer Sekundärwindung
geliefert wird, die auf die Spulen der Fig. 4 statt eines äußeren Magnetfeldes gewickelt
ist und wodurch ein Magnetfeld entsprechend H21 und H22 in F i g. 1 erzeugt wird
und dieses Feld ausgemessen werden kann. Dies kann als ein kleiner Gleichrichter
für pulsierenden Strom verwendet werden.
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Man sieht, daß in F i g. 7 die Spulen L-l und L-2, die in F i g.
4 gezeigt sind, um der Einfachheit halber
fortgelassen worden sind,
obwohl die Klemmen, 82 und F1 und F2 nur dargestellt sind. Der Ausmeßkreis in F
i g. 8 hat den folgenden Nachteil. Da Impulse eine sehr hohe Frequenzkomponente
haben, werden die Impulse durch einen Transformator 13 in F i g. 8 abgeschwächt.
Aus diesem Grunde ist, selbst wenn das Wicklungsverhältnis des Transformators erheblich
erhöht wird, es schwierig, einen gewünschten Ausgangswert von der Sekundärseite
zu erhalten. F i g. 9 zeigt einen anderen Gleichrichterkreis, bei dem kein Transformator
- vorhanden ist.
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Hierbei muß man jedoch unvermeidlich die Nachteile in Kauf nehmen,
daß die Impulse im Nebenschluß zu den Widerständen 14 und 15 liegen und daß die
Widerstandswerte dieser Widerstände 14 und 15 nicht so hoch gemacht werden können,
weil ein Strom zum Laden der Kapazitäten 9 und 10 erforderlicherweise durch jeden
der Widerstände 14 und 15 fließen muß.
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Diese Nachteile können durch einen in Fig. 10 gezeigten Gleichrichterkreis
beseitigt werden, der einen Teil der Erfindung darstellt. Neu werden nämlich Zenerdioden
17 und 18 verwendet, und die Zenerdiode 17 ist mit einer Diode 7 mit umgekehrter
Polarität und in Reihe damit geschaltet. Die Zenerdiode 18 ist auch mit einer Diode
8 in gleicher Weise verbunden. Nur ein Teil der Summe der Zenerspannung und der
in positiver Richtung liegende Spannungsabfall der Dioden wird von der Impulshöhe
abgezogen und fließt durch die Dioden 7 und 17 und durch eine Belastung RL und lädt
eine Kapazität 16. Auch bei den Impulsen in umgekehrter Richtung fließt der Teil,
der die Summe des Spannungsabfalls der Diode 8 in positiver Richtung übersteigt,
und die Zenerspannung der Zenerdiode 18 über den Widerstand RL umgekehrt zur obigen
Richtung und lädt die Kapazität 16 umgekehrt auf. Das heißt, wenn die durch den
Widerstand RL und die Kapazität 16 gebildete Zeitkonstante so gewählt ist, daß sie
groß genug, verglichen mit der wiederkehrenden Impulsperiode, ist, kann man einen
Gleichstrom, der proportional der Höhe der oberen und unteren Impulse ist, an den
Klemmen P und Q erhalten. In diesem Fall tritt keine merkliche Schwächung auf und
auch kein Energieverlust im Gleichrichter dieses Beispiels, verglichen mit der in
F i g. 8 und 9 gezeigten Vorrichtung. Eine solche, in Fig. 10 gezeigte Bauweise
ist also vorteilhaft, verglichen mit den in Fig. 8 und 9 gezeigten. Gemäß der Erfindung
können jedoch nicht nur Zenerdioden, sondern auch ein Unterdrückungselement (dead
zone element), das einer Zenerdiode äquivalent ist, in gleicher Weise verwendet
werden.
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F i g. 11 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Unterdrückungsschaltung
verwendet wird. Die Unterdrückungsschaltung besteht aus einem Brückenkreis, bei
dem zwei Zweige jeweils von den beiden Dioden 7 und 8 gebildet werden und bei dem
die anderen Zweige entsprechend durch die Widerstände 20 und 21 gebildet sind, und
besteht aus einem Verbindungspunkt, der mit den Elektroden der beiden Dioden 7 und
8, die entgegengesetzte Polarität aufweisen, verbunden ist und weist mit dem Verbindungspunkt
der beiden Widerstände 20 und 21 ein Paar von Diagonalen des Brückenkreises auf,
und das andere Paar Diagonalen ist mit einer unipolaren Spannungsquelle 19 so gepolt
verbunden, daß die Dioden 7 und 8 einen Strom von der unipolaren Spannungsquelle
19
nicht durchlassen. Hierbei wird die Spannung der Spannungsquelle 19 durch die
Widerstände 20 und 21 in zwei gleiche Werte geteilt, und nur der höhere Impulsanteil,
der größer ist als die Summe aus der halben Spannung der Spannungsquelle 19 und
dem Spannungsabfall der Dioden 7 und 8 in positiver Richtung, addiert sich an RL
und der Kapazität 16.
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Das heißt, die an den Widerständen 20 und 21 erzeugte Spannung führt
zu der gleichen Wirkung wie die Zenerspannung nach Fig. 10. Man kann daher die gewünschten
Ziele zufriedenstellend nach Fig. 11 erreichen.
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Fig. 12 zeigt ein anderes Beispiel des Gleichrichterkreises, bei
dem die Klemmen X und Y mit dem Parallelkreis der Kapazität 16 und des Widerstandes
RL verbunden sind oder die Klemmen P und Q über zwei Zenerdioden 17 und 18 in Reihe
mit der entgegengesetzten Polarität verbunden sind.
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Durch diese Verbindung kann der Gleichrichterkreis vereinfacht werden,
jedoch ist der Betrieb und die Wirkung die gleiche, wie schon im Zusammenhang mit
der in Fig. 10 und 11 gezeigten Vorrichtung erläutert wurde.
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Bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Gleichrichterkreis soll ein
Gleichstromausgangsstrom, der an den Klemmen P und Q erzeugt wird, durch jeden der
Widerständell und 12 fließen. Um den Ausgangsstromwiderstand zu erhöhen, müssen
die Werte der Widerständell und 12 so klein wie möglich sein, wodurch das Erzeugen
einer erwünschten Empfindlichkeit unmöglich wird. Vom Belastungswiderstand RL her
gesehen, kann die Impedanz aber nicht klein gemacht werden. Bei dem in den Fig.
10 bis 12 einschließlich gezeigten Gleichrichter ist im Gegenteil keine Impedanz
außer der Belastung RL für die Spannung des Impulssignals oberhalb der Zenerspannung
im Gleichrichterkreis vorhanden. Ein erfindungsgemäßer Gleichrichterkreis kann also
vom Typ mit geringer Impedanz sein. In dieser Hinsicht kann der erfindungsgemäße
Gleichrichterkreis als Eingangs stromnetz für einen transistorisierten Kreis dienen.