DE1673992B2 - Vorrichtung zur Ermittlung der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren zweiten Körpers, insbesondere für Gyrometer - Google Patents
Vorrichtung zur Ermittlung der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren zweiten Körpers, insbesondere für GyrometerInfo
- Publication number
- DE1673992B2 DE1673992B2 DE19681673992 DE1673992A DE1673992B2 DE 1673992 B2 DE1673992 B2 DE 1673992B2 DE 19681673992 DE19681673992 DE 19681673992 DE 1673992 A DE1673992 A DE 1673992A DE 1673992 B2 DE1673992 B2 DE 1673992B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- teeth
- winding
- stator
- secondary winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
- G01C19/28—Pick-offs, i.e. devices for taking-off an indication of the displacement of the rotor axis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung
der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren zweiten Körpers, insbesondere für Gyrometer,
mit einem dem einen Körper zugeordneten Stator und einem dem anderen Körper zugeordneten
Rotor eines elektromagnetischen Systems und einer Primär- sowie mindestens einer Sekundärwicklung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die einfach im Aufbau
ist, trotzdem aber genaue Werte über die zu ermittelnde Winkellage liefert.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß jeder einem Pol des einen Teils des aus dem Stator und dem Rotor gebildet magnetisch
aktiven Körpers zugeordnete Pol des anderen Teils in Jwei Abschnitte unterteilt ist, welche den von der Primärwicklung
erzeugten gesamten Polfluß in zwei Teilfioiisc
unterteilen, die die erste bzw. zweite Sekundärwicklung durchsehen. .
Wird die Primärwicklung einer solchen Vorrichtung mit ein^r Wechselspannung konstanter Amplitude erreKt
so induzieren die beiden Teilflüsse in den beiden Sekundärwicklungen je eine Wechselspannung, deren
Amplituden Funktionen der Winkellage des Rotors bezoeen auf eine elektromagnetische Gleichgewichtslage
sind. Von den beiden Sekundärspannungen wird die Differenz ermittelt. Die Amplitude dieser Differenz-SDannung
ist ebenfalls eine Funktion der Winkellage des Rotors bezüglich des Stators. Die Richtung der Differenzspannung
gibt die Richtung der Abweichung aus der magnetischen Gleichgewichtslage an. In der
Gleichgewichtslage ist die Amplitude der Differenzspannung gleich Null.
Die Primärwicklung kann mehrpolig ausgeführt sein.
In diesem Falle wird die erste Sekundärwicklung bei fortlaufender Numerierung der im Luftspalt zwischen
Stator und Rotor nebeneinander verlaufender Teilflüsse
von der Summe der ungeradzahligen Teilflüsse, die zweite Sekundärwicklung von der Summe der geradzahligen
Teilflüsse durchsetzt.
Bei einer in ihrem Aufbau besonders einfachen Ausführungsform umfaßt jeder der Pole der Primärw.ck
lung, die mit wechselnder Polarität in Richtung der Relativbewegung
zwischen Rotor und Stator aufeinander folgen, zwei nebeneinander liegende Zähne. Bei fortlaufender
Numerierung dieser Zähne wird dann die erste Sekundärwicklung von der Summe der Flüsse der
ungeradzahligen Zähne und die zweite Sekundärwicklung von der Summme der Flüsse der ungeradzahligen
Zähne durchsetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind alle
Wicklungen auf dem Stator angeordnet. Hierdurch sind Schwierigkeiten, wie sie beim Anschluß einer auf dem
Rotor vorgesehenen Wicklung auftreten können, ausgeschaltet.
Die Wicklungen können in verschiedener Weise ausgeführt
sein. Als besonders vorteilhaft hat sich die Ausführung als Strangwicklung erwiesen, die ähnlich einer
Wellenwicklung ausgebildet sein kann.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Siirnansicht des Ausführungsbeispiels,
F i g. 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels,
F i g. 3 eine schematisch dargestellte Abwicklung der Innenfläche des Stators und der Wicklungen.
Ein Differenzspannungs-Winkelmeßgerät besitzt einen Stator 17 und einen Rotor 18. Der Rotor 18 weist
eine gerade Anzahl, nämlich acht, regelmäßig auf seinen Umfang verteilte, ausgeprägte Zähne oder Pole 19,
20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 auf. Der Stator 17 ist mit
einer doppelt so großen Anzahl Polen oder Zähnen wie der Rotor 18 also sechzehn, versehen; die Zähne des
Stators 17 sind im Uhrzeigersini: mit 1 bis 16 bezeichnet. Der Stoff, aus dem der Rotor 18 und der Stator 17
bestehen, ist der für Rotoren und Statoren von Elektromotoren übliche. Die Pole des Rotors sind in Umfangsrichtung
ausreichend groß, um zumindest teilweise zwei aufeinander folgende Zähne des Stators überdekken
zu können.
i 673
In F i g. 2 bezeichnet die Zahl 27 die Wicklung in ihrer
Gesamtheit, die aus einer Primär- und zwei Sekundärwicklungen
besteht. Die Leitungen 28,29,30 und 31,
32, 33 stellen die Eingänge bzw. die Ausgänge dieser Wicklungen dar.
Die Primärwicklung 34 ist als durchgezogene Linie, die erste Sekundärwicklung 35 als gestrichelte Linie
und die zweite Sekundärwicklung 36 als strichpunktierte Linie in F i g. 3 dargestellt Die für alle drei Wicklungen
verwendete Wicklungsart ist unter dem Namen ι ο »Strang-Wicklung« bekannt Sie gleicht einer Wellenwicklung.
Es erfolgt allerdings auf halbem Umfang eine Umkehr in der Gangrichtung, so daß jede Wicklung
eint rechtsgängige und eine linksgängige Hälfte besitzt An den beiden Umkehrstellen ist der Wickelschritt bei
den Sekundärwicklungen = 1. d hu, zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Spulenseiten liegt nur ein einziger Zahn, während er bei der Primärwicklung = 2 ist. Im
übrigen Teil der Wicklungen ist der Wickelschritt ebenfalls = 2.
Die Primärwicklung 34 besitzt eine Eingangsklemme 28 und eine Ausgangsklemme 31, an die eine Wechselspannung
konstanter Amplitude angelegt wird. In der schematischen Darstellung der F i g. 3 sieht man. wenn
man die Pfeile verfolgt, welche die Stromrichtung in der Wicklung 34 in einem bestimmten Augenblick angeben,
daß die Wicklung 34 eine gewisse Anzahl Spulen bildet, wobei jede dieser Spulen zwei Zähne des
Stators einschließt Die durch die beiden aufeinanderfolgenden Spulen erzeugten Flüsse haben entgegen- 3c
setzte Richtungen. So erzeugt die die Zähne 1 und 2 einschließende Spule im betrachteten Augenblick einen
zum Betrachter gerichteten Fluß, die die Zähne 3 und 4 einschließende Spule einen entgegengesetzt gerichteten
Fluß. Die die Zähne 4 und 5 einschließende Spule erzeugt wiederum einen auf den Betrachter gerichteten
Fluß usw. Die erzeugten Flüsse haben also abwechselnd entgegengesetzte Richtung, und jeder der Flüsse
verläuft über zwei benachbarte Zähne des Stators.
Die Sekundärwicklungen 35 und 36 werden von dem durch die ungeradzahligen bzw. geradzahligen Statorzähne
gehenden Fluß durchsetzt. So wird die Sekundärwicklung 35 durch die Summe der durch die Zähne
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 und 15 gehenden Flüsse durchsetzt.
Anders ausgedrückt, besagt dies, daß die Spulen, aus denen die Wicklung 35 gebildet ist, die ungeradzahligen
Zähne derart umgeben, daß die in der Wicklung 35 durch die durch die ungeradzahligen Zähne geleiteten
Flüsse induzierten Spannungen sich addieren. An den Klemmen 32-29 nimmt man eine erste Wcchselspannung
ab. In analoger Weise wird die Wicklung 36 durch die Summe der durch die geradzahligen Zähne 2, 4, 6. 8
10, 12, 14 und 16 geleiteten Flüsse durchflossen. Die in den diese Zähne umgebenden Spulen induzierten Spannungen
addieren sich, und man nimmt an den Klemmen 33-30 eine zweite Wechselspannung ab.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die auf den Sekundärwicklungen 35 und 36 eingezeichneten Pfeile
nicht die Richtung der induzierten Ströme anzeigen, sondern zum leichteren Verständnis der Wicklung bestimmt
sind.
Im Ausführungsbeispiel besitzt die Primärwicklung 34 einhundertfünfzig Windungen, während die Sekundärwicklungen
35 und 36 je einhunclertfünfund-iebzig Windungen besiti.cn. fi5
Man sieht, daß der durch eine Spule der Primärwicklung 34 erzeugte Fluß in zwei Teile aufgeteilt wird, von
denen der eine in der Sekundärwicklung 35 eine Spannung
und der andere eine Spannung in der Sekundärwicklung
36 induziert Die jeweilige Amplitude der in der einen oder anderen Sekundärwicklung induzierten
Spannungen hängt von der Reluktanz der magnetischen Kreise ab, in denen die Teilflusse verlaufen. Die
Reluktanzen selbst sind von der Winkelstellung des Rotors bezüglich des Stators abhängig, und zwar derart
daß beide in der in F i g. 1 dargestellten Mittellage gleich sind und bei einer Verdrehung des Rotors die
Reluktanz des einen Kreises zunimmt während diejenige des anderen Kreises abnimmt
Das magnetische System Rotor-Stator arbeitet also wie ein Transformator mit veränderlicher Reluktanz,
wie im folgenden erklärt werden wird. Wenn der Rotor 18 in der in F i g. 1 dargestellten Stellung ist d. h. wenn
die Achse eines Poles des Rotors mit der Winkelhalbierenden zwischen zwei aufeinanderfolgenden und in
einem Fluß gleicher Richtung liegenden Zähne des Stators übereinstimmt wie z. B. der Pol 19 und die Zähne 1
und 2, ist der Luftspalt, den die vom Pol 19 zu den von ein und derselben Spule der Primärwicklung 34 umfaßten
Zähne 1 und 2 übertreten -;en Teilflüsse überwinden
müssen, gleich. Daher ist auch di° Reluktanz beider magnetischer Kreise gleich. Anders ausgedrückt, der Fluß
trifft bei der Überwindung des Luftspaits auf dieselbe Reluktanz, gleichgültig, ob er durch die geradzahligen
Zahne oder durch die ungeradzahligen Zähne fließt. Die in den Sekundärwicklungen 35 und 36 induzierten
Spannungen sind also gleicn. Der Rotor 18 ist in einer magnetischen Gleichgewichtslage.
Wenn man das magnetische Gleichgewicht durch Drehung des Rotors aus einer Gleichgewichtslage aufhebt,
vermindert sich die vom einen Teilfluß angetroffene Reluktanz, z. B. diejenige der geradzahligen Zähne,
wenn man den Rotor um einen gewissen Winkel im Uhrzeigersinn dreht, während sie für den durch die anderen
Zähne geleiteten Fluß zunimmt, im gewählten Beispiel für die ungeradzahligen Zähne. Die in der
Wicklung 36 induzierte Spannung nimm also zu, während die in der Wicklung 35 induzierte Spannung abnimmt.
Dreht man den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn, ist die Änderung der induzierten Spannungen offensichtlich
der des oben gewählten Beispiels entgegengesetzt. Die Differenz zwischen den in der Wicklung
35 und in der Wicklung 36 induzierten Spannungen gibt also sowohl über den Winkel als auch über die
Richtung der Verdrehung des Rotors, bezogen auf seine magnetische Gleichgewichtslage. Auskunft.
Man kann die an den Klemmen jeder der Sekundärwicklungen 35 und 36 auftretenden Spannungen mit
Hilfe bekannter Gleichrichterschaltungen gleichrichten und sie dann in Gegenphase summieren. In der magnetischen
Gleichgewichtslage erhält man dann für die Differenzrpannung den Wert Null. Für die anderen
Winkellagen des Rotors nirr.mt nan eine Differenz-Gleichspannung ab. deren Amplitude der Winkelverdrehung
des Rotors proportional und deren Richtung von der Richtung dieser Verdrehung abhängig ist.
lis können aber auch beispielsweise die beiden in den
Sekundärwicklungen 35 und 36 induzierten Spannungen direkt in Gegenphase summiert werden. In der magnetischen
Gleichgewichtslage nimmt man dann eine Spannung mit dem Wert Null ab, da, wenn die beiden
Amplituden gleich sind, ihre Vektorsumme gleich Null ist. Für eine bestimmte Drehung des Rotors ist die am
Ausgang abgenommene Differenzspannung der Winkelverdrehung des Rotors proportional. Je nachdem, ob
man den Rotor in der einen oder anderen Richtung,
bezogen auf die magnetische Gleichgewichtslage, drehil, ist die Ausgangs-Differenzspannung in Phase
oder in Gegenphase zur Vergleichs-Wechselspannung der Primärwicklung.
Die besehriebenen Wicklungen können in einem Gyrometer
verwendet werden, sie können jedoch gleichfalls in jedem Winkelanzeigegerät oder Anzeigegerät
für geradlinige Bewegungen Verwendung finden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Ermittlung der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren
zweiten Körpers, insbesondere fü> Gyrometer, mit einem dem einen Körper zugeordneten Stator und
einem dem anderen Körper zugeordneten Rotor eines elektromagnetischen Systems und einer Primär- sowie mindestens einer Sekundärwicklung,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder einem Pol (19 bis 26) des einen Teils (18) des aus dem Stator (17) und dem Rotor (18) gebildeten magnetisch
aktiven Körpers zugeordnete Pol des anderen Teils (7) in zwei Abschnitte (!, 2; 3,4; 5,6 usw. bis 15,16)
unterteilt ist, welche den von der Primärwicklung
(34) erzeugten gesamten Polfluß in zwei Teilflüsse unterteilen, die die erste bzw. eine zweite Sekundärwicklung (35 bzw. 36) durchsetzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärwicklung (34) mehrpolig ausgeführt ist und daß die erste Sekundärwicklung
(35) bei fortlaufender Numerierung der im Luftspalt zwischen Stator (17) um) Rotor (18) nebeneinander
verlaufenden Teilflüsse von der Summe der ungeradzahligen Teilflüsse und die zweite Sekundärwicklung
(36) von der Summ;? der geradzahligen Teilflüsse durchsetzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Pole der Primärwicklung,
die mit >wechselnder Polarität in Richtung der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des
magnetischen Körpers (17, Ii) aufeinanderfolgen,
zwei nebeneinander liegende Zihne (1, 2; 3, 4 usw. bis 15, 16) umfaßt und daß bei fortlaufender Numerierung
der Zähne (1 bis 16) die erste Sekundärwicklung (35) durch die Summe der Flüsse der ungeradzahligen
Zähne (1, 3, 5 usw. bis 15), die zweite Sekundärwicklung (36) von der Summe der geradzahligen
Zähne (2,4,6 bis 16) durchsetzt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen (34,
35, 36) auf demselben Teil (17) des magnetischen Körpers angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen (34, 35, 36) auf dem
Stator (17) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (34,
35,36) als Strangwicklungen ausgeführt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR96217A FR1605350A (de) | 1967-02-23 | 1967-02-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1673992A1 DE1673992A1 (de) | 1971-06-24 |
DE1673992B2 true DE1673992B2 (de) | 1974-11-28 |
DE1673992C3 DE1673992C3 (de) | 1975-07-03 |
Family
ID=8625814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681673992 Expired DE1673992C3 (de) | 1967-02-23 | 1968-02-22 | Vorrichtung zur Ermittlung der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren zweiten Körpers, insbesondere für Gyrometer |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1673992C3 (de) |
FR (1) | FR1605350A (de) |
GB (1) | GB1218986A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4697144A (en) * | 1984-04-19 | 1987-09-29 | Verify Electronics Limited | Position sensing apparatus |
-
1967
- 1967-02-23 FR FR96217A patent/FR1605350A/fr not_active Expired
-
1968
- 1968-02-22 DE DE19681673992 patent/DE1673992C3/de not_active Expired
- 1968-02-23 GB GB887868A patent/GB1218986A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1673992A1 (de) | 1971-06-24 |
FR1605350A (de) | 1974-10-31 |
GB1218986A (en) | 1971-01-13 |
DE1673992C3 (de) | 1975-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69405182T2 (de) | Dauermagneten-Elektromotor mit niedrigem pulsierenden Drehmoment | |
DE2335249C2 (de) | Vorrichtung zum Messen von Spannungen an der Oberfläche von Bauteilen aus magnetostruktivem Material | |
DE3884815T2 (de) | Rotierende elektrische vorrichtung. | |
DE10248200B4 (de) | Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels | |
DE2416508C3 (de) | Anordnung zum Bestimmen einer Relatiwerschiebung | |
DE2920621A1 (de) | Linearvariabler phasenwandler | |
DE2305384C2 (de) | Anordnung zur Bestimmung der Windelstellung und Drehzahl | |
EP0528199B1 (de) | Geber zur induktiven Erzeugung eines Messsignals | |
DE3232870A1 (de) | Magnetische messeinrichtung | |
DE1438568B2 (de) | Wicklungsanordnung fuer einen polumschaltbaren einphasen wechselstrommotor | |
DE102018211179A1 (de) | Resolver und Motor | |
DE19800774B4 (de) | Verfahren und magnetische Maßverkörperung zur Generierung eines Referenzsignals sowie Herstellungsverfahren für eine solche magnetische Maßverkörperung | |
DE2541538A1 (de) | Winkelgeschwindigkeitsfuehler mit verbesserter empfindlichkeit | |
DE2739578C2 (de) | Detektoreinrichtung mit mindestens einem Detektor für magnetische Domänen | |
DE2432142C3 (de) | LagenmeBtransformator | |
DE1673992C3 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung der Winkellage eines relativ zu einem ersten Körper drehbaren zweiten Körpers, insbesondere für Gyrometer | |
DE2132477B2 (de) | Elektromotor | |
DE1140716B (de) | Vorrichtung zur Umwandlung der Bewegung eines Körpers oder Mediums in eine elektrische Grösse. | |
DE3218508C2 (de) | Frequenzgespeiste Meßspulenanordnung für einen induktiven Drehwinkelaufnehmer | |
DE702595C (de) | e der Richtung konstanter magnetischer Felder | |
DE2262577A1 (de) | Ablenkjoch mit wicklungen in brueckenschaltung | |
DE2839935C2 (de) | Ablenkspulensystem für Farbbildröhren | |
DE2720053A1 (de) | Elektromagnetischer schrittmotor | |
DE2633411C2 (de) | Induktiver Winkelgeber | |
DE2655986A1 (de) | Elektrische kopplungsanordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |