DE1673755C3

DE1673755C3 - Time-keeping mechanical transducers, especially tuning fork transducers

Info

Publication number: DE1673755C3
Application number: DE19671673755
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7231 Schramberg- Sulgen Ganter
Original assignee: Gebr Junghans 7230 Schramberg GmbH
Current assignee: Gebr Junghans 7230 Schramberg GmbH
Priority date: 1967-07-05
Filing date: 1967-07-05
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE1673755A1; DE1673755B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen zeithaltenden mechanischen Schwinger, insbesondere Stimmgabelschwinger, mit einem mit ihm bewegten Permanentmagnetsystem, das mit einem Steuer- und Triebspule einhaltenden koaxialen Spulenaggregat zusammenwirkt, wobei die Steuerspule in den Eingangskreis und die Triebspule in den Ausgangskreis einer elektronischen Verstärkerschaltung geschaltet sind und wobei das Spulenaggregat wenigstens zwei in Schwingungsrichtung des Permanentmagnetsystems nebeneinanderliegende Spulenteile enthält, von denen der eine Spulenteil zumindest einen Steuerspulenteil und der andere Spulemteil zumindest einen Triebspulenteil enthält.The invention relates to a time-keeping mechanical transducer, in particular a tuning fork transducer, with a permanent magnet system moved with it, which complies with a control and drive coil coaxial coil unit cooperates, the control coil in the input circuit and the drive coil in the output circuit of an electronic amplifier circuit are connected and wherein the coil assembly at least two coil parts lying next to one another in the direction of oscillation of the permanent magnet system contains, of which the one coil part at least one control coil part and the other Spulemteil at least contains a drive coil part.

Es ist ein kontaktlos elektromagnetisch selbstgesteuerter mechanischer Schwinger der eingangs genannten Art in Form einer Stimmgabel mit einem Wandler zur selbsttätigen Steuerung der Unterhaltung der Stimmgabelschwingungen bekannt, wobei der Wandler ein wenigstens an einer Zinke der Stimmgabel befestigtes magnetisches Element enthält und mit dem magnetischen Element in Wirkverbindung stehende Steuerspulen und Triebspulen aufweist, wobei die Steuerspule in zwei zueinander symmetrische Teilspulen unterteilt ist.It is a contactless, electromagnetic, self-controlled mechanical oscillator of the types mentioned at the beginning Art in the form of a tuning fork with a transducer for automatic control of the entertainment of the tuning fork oscillations known, the transducer having at least one prong of the tuning fork contains attached magnetic element and is operatively connected to the magnetic element Has control coils and drive coils, the control coil in two mutually symmetrical sub-coils is divided.

Uni bei einer solchen Anordnung die bei eng benachbarten Steuer- und Triebspulen möglichen Kopplungsschwingungen mit Sicherheit auszuschalten, ohne daß hierfür besondere Abschirmungen oder Dämpfungsglieder, z. B. in Form von Kondensatoren parallel zur Triebspule oder in Form von Hochohmwiderständen, verwendet werden müssen, sind bei der bekannten Anordnung die beiden Teilspulen der Steuerspule im Gegensinn zueinander gewickelt und derart gegenüber dem ihnen eng benachbarten Triebspulenantrieb aneeordnet, daß trotz der engen Nachbarschaft dieses Triebspulenteils zu den Steuerspulenteilen die Streuungskopplung zwischen der Triebspiile und der Steuerspüle auf ein Mindestmaß verringert ist Dabei sind die beiden Teile der Steuerspule gegenüber dem schwingenden Permanentmagnetsystem so angeordnet, daß in dem einen Steuerspulenteil ein erheblich größerer Anteil an Steuerspannung gegenüber dem Steuerspannungsanteil in dem anderen Steuerspulenteil erzeugt wird so daß die Differenz der beiden Steuerspannungsanteile zur periodischen Aussteuerung eines Versiärkers ausreicht. Nachteilig ist hierbei, daß die für die Steuerung des elektronischen Verstärkers zur Verfüeune stehende Spannung im Vergleich zum Spulenumfang gering ist (DT-AS 1226046)Uni in such an arrangement that in closely adjacent ones Control and drive coils to switch off possible coupling vibrations with certainty, without for this purpose special shields or attenuators, e.g. B. in the form of capacitors parallel to the Driving coil or in the form of high-ohmic resistors, must be used, are in the known arrangement the two sub-coils of the control coil wound in opposite directions to each other and so opposite arranges the drive coil drive closely adjacent to them, that despite the close proximity of this drive coil part to the control coil parts, the leakage coupling between the drive spool and the control spool is reduced to a minimum two parts of the control coil opposite the oscillating permanent magnet system so arranged that in one control coil part has a significantly larger proportion of control voltage compared to the control voltage part is generated in the other control coil part so that the difference between the two control voltage components is sufficient for periodic control of a insurance company. The disadvantage here is that for the Control of the electronic amplifier available voltage compared to the coil circumference is low (DT-AS 1226046)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zeithaltenden mechanischen Schwinger, insbesondere einen Stimmgabelschwinger, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem bei vergleichsweise kleiner Spulenanordnung eine ausreichend hohe Steuerspannung zur Steuerung des elektronischen Verstärkers insbesondere eines Transistorverstärkers, zur Verfügung steht und dennoch mögliche Kopplungsschwingungen vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die unmittelbar benachbarten Teile von Steuerspule und Triebspule so gewickelt sind, daß durch sie eine Gegenkopplung bewirkt wird, und daß das Permanentmagnetsystem wenigstens zwei in Schwingungsrichtung benachbarte gegensinnige Magnetpole enthält, die je einen der unmittelbar benachbarten Spulenteile beeinflussen. Vorzugsweise sind Steuerspule und Triebspule als getrennte Spulen gewickelt, die mit gleichsinnigem Wicklungssinn konzentrisch angeordnet sind, wobei die gegensinnigen Magnetpole je einer Spule zugeordnet sind.The invention has the object to provide a time-keeping mechanical oscillator, in particular a tuning fork vibrator of the initially named kind, is avoided in which a comparatively small coil assembly, a sufficiently high control voltage for controlling the electronic amplifier, in particular a transistor amplifier, is available yet possible coupling vibrations will. This is achieved according to the invention in that the immediately adjacent parts of the control coil and drive coil are wound in such a way that they cause a negative feedback, and that the permanent magnet system contains at least two opposing magnetic poles adjacent in the direction of oscillation, each influencing one of the immediately adjacent coil parts. The control coil and drive coil are preferably wound as separate coils which are arranged concentrically with the same direction of winding, the opposing magnetic poles each being assigned to a coil.

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung befindet sich also jeder Spulenteil in einem anderen Magnetfeld, so daß d^;e Spulen so gewickelt werden können, daß sich eine Gegenkopplung ergibt. Dabei ist es nicht notwendig, die Steuerspannungen gegeneinander zu schalten, sondern die erzeugten Steuerspannungen können sich addieren, so daß bei verhältnismäßig kleiner Spulengröße eine hohe Steuerspannung erzeugt wird.In an arrangement according to the invention, each coil part is in a different magnetic field, so that d ^; e coils can be wound so that there is a negative feedback. It is not necessary to switch the control voltages against each other, but the control voltages generated can add up, so that a high control voltage is generated with a relatively small coil size.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing of some exemplary embodiments. In the drawing shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Stimmgabelschwinger mit zugehörigem Spulensystem,F i g. 1 is a plan view of a tuning fork transducer with an associated coil system,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,F i g. 2 shows a side view of the embodiment according to FIG. 1,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-III in F i g. 1,F i g. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1,

F i g. 4 eine Darstellung des Schnittes nach F i g. 3 in vergrößertem Maßstab,F i g. 4 shows a representation of the section according to FIG. 3 on an enlarged scale,

F i g. 5 ein Schaltbild der verwendeten elektronischen Antriebsschaltiing.F i g. 5 is a circuit diagram of the electronic drive circuit used.

In den F i g. 1 bis 3 ist mit 10 eine Grundplatte bezeichnet, auf welcher ein Halteelement 11 befestigt ist, das zur Halterung einer Stimmgabel 12 dient. Die Stimmgabel 12 ist an dem Halteelement 11 in bekannter Weise elastisch befestigt.In the F i g. 1 to 3, 10 denotes a base plate, on which a holding element 11 is attached, which is used to hold a tuning fork 12. the Tuning fork 12 is elastically attached to holding element 11 in a known manner.

Auf der Tragplatte 10 ist in dem Falle, in dem diese magnetisch nicht gut leitend ist, eine magnetische Rückschlußplatte 13 angeordnet, welche ein Spulenaggregat 15 trägt. Der Aufbau dieses Spulenaggregates wird weiter unten noch beschrieben.In the event that it is not magnetically conductive, a magnetic one is on the support plate 10 Return plate 13 is arranged, which carries a coil assembly 15. The structure of this coil unit is described below.

Die Stimmgabel 12 enthält zwei Arme 12a und \2b, die an ihren Enden Permanentmagneten 18 und 19 tra-The tuning fork 12 contains two arms 12a and \ 2b, which carry permanent magnets 18 and 19 at their ends.

gen, die auf ihren dem Spulenaggregat 15 abgesandten Seiten mit magnetischen Rückschlußplatten 16, 17 versehen sind.gen that sent on their the coil unit 15 Pages with magnetic return plates 16, 17 are provided.

Wie insbesondere aus der Darstellung in der F i g. 4 zu sehen ist, sind die Permanentmagneten 18 und 19 senkrecht zu ihrer Schwingungsrichtung magnetisiert, und zwar derart, daß jeder der Magneten 18 und 19 zwei auf das Spulenaggregat weisende gegensinnige Pole SS und NN aufweist. Es wird so jeweils ein magnetischer Luftspalt zwischen einem dtr Magnete 18 und 19 und der Rückschlußplatte 13 gebildet, der in zwei vom Magnetfluß gegensinnig durchsetzte Bereiche aufgeteilt werden kann.As can be seen in particular from the illustration in FIG. 4, the permanent magnets 18 and 19 are magnetized perpendicular to their direction of oscillation, specifically in such a way that each of the magnets 18 and 19 has two opposing poles SS and NN pointing towards the coil assembly. In this way, a magnetic air gap is formed between a dtr magnet 18 and 19 and the return plate 13, which can be divided into two areas penetrated by the magnetic flux in opposite directions.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 sind die Steuerspule 25 und die Triebspule 26 gleichsinnig gewickelt und konzentrisch angeordnet. Die beiden Spulenteile sind jeweils von unterschiedlichen Magnetpolen beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine Gegenkopplung zwischen den Spulen erreicht, während der richtige Antriebssinn durch die gegensinnigen Magne!- flüsse erreicht wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Steuerspule außen und die Triebspule innen anzuordnen.In the embodiment of Figure 4 are the Control coil 25 and drive coil 26 wound in the same direction and arranged concentrically. The two coil parts are each acted upon by different magnetic poles. This creates a negative feedback between the coils, while the correct sense of drive is achieved by the opposing magnets! - rivers is reached. Of course, it is also possible to have the control coil on the outside and the drive coil on the inside to arrange.

In F i g. 5 ist die Antriebsschaltung schemalisch dargestellt. Tr ist ein Transistor, in dessen Basis-Emitterkreis die Steuerspule LX und ein Kondensator C liegen. Die Steuerspule Li kann aus mehreren Spulenteilen zusammengesetzt sein. Der Kollektor- und Emitter-Elektrode des Transistors Tr sind durch die Spulenanordnung Li und eine Spannungsquelle E miteinander verbunden. In Fig. 5 the drive circuit is shown schematically. Tr is a transistor in whose base-emitter circuit the control coil LX and a capacitor C are located. The control coil Li can be composed of several coil parts. The collector and emitter electrodes of the transistor Tr are connected to one another by the coil arrangement Li and a voltage source E.

Ferner ist noch ein Widerstand R vorgesehen, der mit einem Pol der Spannungsque'ile E in Verbindung steht und diesen Pol mit der Basis-Elektrode des Transistors Tr verbindet. Auf diese Weise wird eine Vorspannung an der Basis-Elektrode des Transistors Tr erzeugt, die beispielsweise so bemessen sein kann, daß im Ruhezustand des Schwingers die Basis soweit vorgespannt wird, daß bereits ein Ruhestrom im Ausgangskreis fließt, wodurch ein leichtes Anschwingen der Stimmgabel 12 erreichbar ist. Nach dem Anschwingen der Stimmgabel wird die Ladung des Kondensators C-durch die in der Steuerspule Li erzeugten Spannungsimpulse veränderl, wodurch auch die Basisvorspannung des Transistors Tr verändert wird, so daß das Auftreten eines Ruhestromes in den Impulspausen verhindert wird.A resistor R is also provided, which is connected to a pole of the voltage source E and connects this pole to the base electrode of the transistor Tr . In this way, a bias voltage is generated at the base electrode of the transistor Tr , which can be dimensioned, for example, so that when the oscillator is at rest, the base is biased to such an extent that a quiescent current already flows in the output circuit, whereby a slight oscillation of the tuning fork 12 can be achieved is. After the tuning fork has started to oscillate, the charge of the capacitor C- is changed by the voltage pulses generated in the control coil Li, which also changes the base bias of the transistor Tr , so that the occurrence of a quiescent current in the pulse pauses is prevented.

Hierzu 2 Blatt ZeichnuneenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Time-keeping mechanical oscillator, in particular tuning fork oscillator, with a permanent magnet system moved with it, which interacts with a coaxial coil unit containing control and drive coils, the control coil being connected to the input circuit and the drive coil being connected to the output circuit of an electronic amplifier circuit and the coil unit at least Contains two coil parts lying next to one another in the direction of oscillation of the permanent magnet system, of which one coil part contains at least one control coil part and the other coil part contains at least one drive coil part, characterized in that the immediately adjacent parts of the control coil and drive coil are wound in such a way that they cause a negative feedback , and that the permanent magnet system (18, 19) contains at least two opposing magnetic poles (N, S) which are adjacent in the direction of oscillation and which each influence one of the immediately adjacent coil parts.

2. Time-keeping mechanical oscillator according to claim 1, characterized in that the control coil and drive coil are wound as separate coils (25, 26) which are arranged concentrically with the same winding direction, and that the opposing magnetic poles (N, S) are each assigned to a coil .