DE1623863A1 - Winkelmessgeraet fuer mehrere Ebenen - Google Patents
Winkelmessgeraet fuer mehrere EbenenInfo
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
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Description
- W. Gollung
Kal8»r«traee· ie,n·
BDrohau· am Kalserplatz
Winkelmeßgerät für mehrere Ebenen
Zur Abtastung der Drehbewegungen eines Gerätes -müssen
seither für jede Drehebene besondere Meßgeräte verwendet werden. Die zur Anwendung gelangenden Geräte sind bei
genügender Genauigkeit empfindlich, weil die Lagerungen der messenden Teile auf.eine Mindestreibung gebracht werden
müssen, um hysterese F-ehler zu vermeiden* Derselbe
Grund ist bei den bekannten Geräten auch dafür verantwortlich,
daP sie teuer sind.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur· Aufgabe gestellt,
ein Meßgerät zu schaffen,, das in der Lage ist, Meßsignale für verschiedene"Drehebenen zu liefern. Weiterhin soll
dieses Gerät keine beweglichen Teile enthalten und durch
die Mitnahme seines Gehäuses bei der zu messenden Drehung von jeglichen Eeibungsfehlern befreit sein. Infolge
seines einfachen Aufbaus ist das Gerät robust und wirtschaftlich
herstellbar.
vorgeschlagene Erfindungsgedanke geht davon aus, daß
man als .Meßniveau ein möglichst homogenes und konstantes
Magnetfeld verwendet, insbesondere das Magnetfeld der
Erde, in Fig. I sind Äquipotentiallinien eines derartigen
Magnetfeldes quer zur Feldlinienrichtung durch die Pfeile
15 a bis 15 η dargestellt. Innerhalb dieser Äquipotentiallinien
befindet sich das eigentliche Meßgerät mit einem __
109809/0477 ' ' *X
vollkommen geschlossenen Gehäuse 12. Innerhalb des Gehäuses 12 sind in der in Fig. I gezeigten Weise
2 mittels den Perinanent-Magneten 3, 4, 7, 8 gebildete:·.
Magnetkreise M + K angeordnet. Jedes der.Magnetsysteme
besitzt einen Luftspalt, in dem jeweils zur Messung des Magnetflusses die Sonden 13 + Ή angebracht sind.
Zur Messung des Magnetflusses werden insbesondere
H · bekannte Halbleiter-Elemente vorgeschlagen, die auf dem
Hall-Effekt basieren. Die Permanent-Magnete 3 + 7 sowie
4 + 8 sind so angeordnet,- daß sich gleichnamige Pole bei beiden Magnet-Paaren gegenüberliegen (Fig. I1
5 1/S 3} Ή 2/N M-).
Bei dem Magnetkreis M sind die Dauermagnete 3 + 4·
durch hochpermeabAU.es, niederkoerzitives Material mit den Magnetleitern 1+2 .verlängert, die vorzugsweise
rund sein sollen. Das Magneto och des Kreises M wird vorzugsweise durch ebensolches Material mit rechteckigem
Querschnitt aus den Teilen 5+6 gebildet.
Das Joch des Magnetkreises K besteht aus den Teilen
9 + 10, deren Bauweise den Teilen.5 + 6 entsprich^. Das
gegenüberliegende Magnet j och wird vpn einem einzigen.
Teil 11 mit vorzugsweise ,ebenfalls rechteckigem Quer-
. schnitt ■- dargestellt. ' .
109809/0 47 7 ../3
Während der Magnetkreis E bis auf den kleinen zur
Messung dienenden Luftspalt Vollkommen .geschlossen
sein kann, ist der Magnetkreis M vorzugsweise zwischen
den Teilen 1 + 2 durch einen sehr großen Luftspalt geöffnet. "
In der Fig. I durchdringt z.B. die Äquipotentiallinie
15 D die Mitte der "Verlängerung 2 und der Dauermagnete
4 + 8. Infolge der Feldrichtung des Äquipotentials
15 D und der Magnetkreise M + K wird auf der Seite.des
Teiles 2 beim. Kreis M die ITordpolarität verstärkt,
während dieselbe imKreis E geschwächt wird. Die
Äquipotentiallinie 15 ο durchdringt die Mitte des
Teiles 1 und.der Magnete 3 + 7 mit der umgekehrten
Wirkung. Da die Quantität der Wirkungen infolge der
Homogenität des äußeren Magnetfeldes gleich ist, kann
das Meßgerät in der in Fig. I gezeigten StaLlung kein
Meßsignal liefern. Da die Kräfteverhältnisse durch
Verharren der messenden Fühlerteile in denselben
Äquipotentialebenen gleich bleiben, -kann' das Gerät
auch bei Drehung um die Achse 1? in der Drehebene Z
kein Meß signal liefern* .
In Fig. II werden Teile der Äquipotentialschalen mit
den Linien 15 a bis 15 η gezeigt, während das Meßgerät
in Draufsieht auf die Achse 16 (Fig. I) dargestellt ist
1098 09/0 477
■- ·.. ■■: Ψ ■ ■ ■
Wenn der Geber nun in Richtung des Bogens 1 ·? bis zur
Ebene 17 a gedreht wird, so durchlaufen die Magnetsysteme des Meßgerätes ständig Sohalen verschiedener
Potentiale., wobei die Potentialdifferenz zwischen den
Fühlern 1 + 2 abnimmt. Hierdurch wird der Magnetkreis
M-z.B. nordpolarisch geschwächt und der Magnetkreis K
nordpolarisch verstärkt. Die Sonden 13 + 14-"registrierer
diese Flußänderung.
Die Fig. III stellt die elektrische. Verschaltung der
Flußsonden 13+14- dar. Hiernach sind die beiden Sonden in einer bekannten Brückenschaltung zu einem einstellbaren
Widerstand R unter der Spannung U geschaltet. Zwischen der Brückenschaltung kamn ein Meßgerät 19
oder ein hier nicht weiter dargestellter Verstärker ein der Sondenänderung lineares,proportionales Signal messer
Im in Fig. II dargestellten Fall würde ζ ..B. der Brückenpunkt
Y gegenüber dem Brückenpunkt X von der negativen Seite her zum Brückenabgleich hinstreben. Der Brückenabgleich
wäre erfolgt, wenn die beiden Teile 1+2 mit ihren Mitten auf der Achse' 17 a liegen, da hier die
Potentialdifferenz des äußeren Magnetfeldes Null ist. Bei Weiterdrehen des Meßgerätes 12 auf dem Bogen 18 a
würde der Brückenpunkt Y in den positiven Bereich abweichen. Bei Weiterdrehung auf der anderen Bogenhälft<
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geht das Meß signal wieder von maximal positiver auf
maximal negative Abweichung. Der größte positive Ausschlag
wäre nach 180° Gerätedrehung gegenüber der in Fig. II gezeigten Stellung'erreicht. Die beschriebene
Signaländerung trifft z.B.- bei Verwendung von sogen. Feldplatten als Flußsonden zu. ·
Das von dem Erfindungsgedanken vorgeschlagene Verfahren
ermöglicht also zunächst die Winkelmessung um die . m
Achse 16 des vorgeschlagenen Meßfühlers, wobei um die
in Fig. I gezeigte Achse 17 hei der angenommenen Gerätelage keine Meßgröße erhältlich ist. . ·
Die Fig. IV zei'gt das Meßgerät innerhalb der Potentialschale 15 d, die. in Draufsicht dargestellt ist,, während
das Meßgerät anders wie in Fig. II gezeigt, in diese
Potentialschale hineingedreht worden ist, so daß es in Draufsieht zur Achse 17 a in dieser Schalenebene.er- ä
scheint. Wenn man nun das Gerät auf dem 'Bogen20 zur
Achse 17 hindreht, so durchlaufen die Magnets^steme M
+ K v/iederum Ebenen mit veränderlicher Potentialdifferei
In dieeem Fall handelt es sich um die Potentialebenen
in- Längsrichtung des äußeren Maghetfeldes, die durch
die strichpunktierten Pfeile 15 d 1 bis 1$ d m verdeutlicht
ßind. Auf Grund der vorher schön" beschriebenen
Wirkungsweise des Gebers wird klar, daß nun ebenfalls
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entgegengesetzte Flußänderungen im Magnetkreis K + M über die nach Fig. III vorgeschlagene Brückenschaltung
festgestellt werden können. Hierbei wird z.B. bei Drehung in Bogenrichtung 20 das positive Maximum erreicht
und bei Drehung um den Bogen 20 a das negative Maximum.Bei der in Fig. IV dargestellten Lage des Gerätes,
also wenn die Geräteachse 16 parallel zu den Feldlinien 15 d 1 +15dm verläuft, ist der Brückenabgleich
erreicht, und zwar auch wenn' die Magnetsysteme M+ K um 180° gegen die gezeigte Stellung verdreht angeordnet
wären. Diese Wirkungsweise trifft ebenfalls wieder bei Verwendung sogen. Feldplatten zu. Würde man
das Meßgerät bei seiner hier beschriebenen Lage zur Magnetfeldschale 15 d um seine Achse 17 drehen, könnte
man ebenfalls wieder kein Meßergebhis erzielen.
Demnach erfüllt der Erfindungsgedanke seine Aufgabenstellung
der Messung von Drehungen in verschiedenen. Ebenen mit einem Gerät. Das Meßgerät braucht bei dieser
Verfahrensweise keine beweglichen Teile zu besitzen und ist einfach und robust aufbaübar sowie wirtschaftlich
herstellbar.
Die Erfindung schlägt zusätzlich noch vor, für Aufgabenstellungen., die die Messung um mel^r als 2 Drehachsen
erfordern, mehrere solche Meßgeräte mit entsprechender
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Stellung ihrer Teile 1 + 2 in winkelrechten Ebenen zusammenzubauen und die Signale der einzelnen Geber
getrennt oder in einer entsprechenden Brückenschaltung,
die alle Gebersignale beinhaltet, zu registrieren. Hierbei können auch die von einem, einzelnen Geber
nicht erwünschten Signale durch Kompensation eines winkelrecht ■-.dazu angeordneten Gebers um dessen 2. Achse
eliminiert werden. Der Erfindungsgedanke schlägt außerdem
noch vor, mehrere Magnetsystem-Paare in winkelrechten Ebenen zueinander in einem Gehäuse unterzubringen
und deren Signale getrennt oder verflochten zu registrieren. ·
Maisch, den 6. März 1967 · ä
Vö/Rh '
BAD
109809/0477
Claims (2)
1. Y/inkelmeßgerät für mehrere Ebenen, gekennzeichnet durch einen insbesondere zwei offene oder geschlossene
in einer Eben,e liegende megnetische bzw. vormagnetisierte Kreise, deren parallel nebeneinanderliegende Magnet schenkel
gleiche Flußrichtung haben und beide Magnetschenkel in einem
Luftspalt auf eine magnetische Durchflußänderung ansprechende ohm'sche 'widerstände enthalten, die an einer Brücke liegen
und gemeinsam entweder um mindestens eine Achse drehbar gelagert sind oder an einem beweglichen Körper (Fahrzeug od.dgl.)
befestigt sind, der mindestens eine Drehachse aufweist.
2. Winkelmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß der eine'Brückenzweig an dem Durchflußänderungsmesser
der beiden Magnete liegt und der andere an einem Potentiometer.
109809/ru77
L e e r s e i t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV0033192 | 1967-03-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1623863A1 true DE1623863A1 (de) | 1971-02-25 |
Family
ID=7587922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671623863 Pending DE1623863A1 (de) | 1967-03-08 | 1967-03-08 | Winkelmessgeraet fuer mehrere Ebenen |
Country Status (4)
Country | Link |
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US (1) | US3539916A (de) |
DE (1) | DE1623863A1 (de) |
FR (1) | FR1586846A (de) |
GB (1) | GB1225661A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2204292A (en) * | 1937-07-13 | 1940-06-11 | Siemens App Und Maschinen Gmbh | Direction indicating means |
US2442732A (en) * | 1945-04-16 | 1948-06-01 | Jacob H Rubenstein | Magnetometer |
US2941163A (en) * | 1954-06-16 | 1960-06-14 | Sperry Rand Corp | Magneto-resistive bridge modulator |
DE1297755B (de) * | 1963-05-10 | 1969-06-19 | Siemens Ag | Magnetfeldmessgeraet mit einer Sonde mit magnetfeldabhaengigem Widerstand |
-
1967
- 1967-03-08 DE DE19671623863 patent/DE1623863A1/de active Pending
-
1968
- 1968-03-07 US US711330A patent/US3539916A/en not_active Expired - Lifetime
- 1968-03-08 GB GB1225661D patent/GB1225661A/en not_active Expired
- 1968-03-08 FR FR1586846D patent/FR1586846A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1586846A (de) | 1970-03-06 |
US3539916A (en) | 1970-11-10 |
GB1225661A (de) | 1971-03-17 |
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