DE1766971B1

DE1766971B1 - DEVICE FOR SYNCHRONOUS TRANSMISSION OF A ROTATING MOTION

Info

Publication number: DE1766971B1
Application number: DE19681766971
Authority: DE
Inventors: Alfred El-Ing Dr Spaelti
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1968-08-09
Filing date: 1968-08-22
Publication date: 1970-09-16
Also published as: CH473435A; AT294966B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung mit zwei Sonden, deren Impedanzen von der zu übertragenden Winkelstellung abhängen.The invention relates to a device for synchronous transmission a rotary movement with two probes whose impedances depend on the angular position to be transmitted depend.

Bei einem Induktionszähler ist die Winkelgeschwindigkeit der Systemscheibe der zu messenden Leistung proportional, während der Drehwinkel ein Maß für die verbrauchte Energie darstellt. Da Winkelgeschwindigkeit und Drehwinkel mechanische Größen sind, müssen sie zur Fernübertragung in entsprechende elektrische Signale umgeformt werden.In the case of an induction meter, the angular velocity is the system disk proportional to the power to be measured, while the angle of rotation is a measure of the power consumed Represents energy. Since angular velocity and angle of rotation are mechanical quantities, they have to be converted into corresponding electrical signals for long-distance transmission.

Eine weitverbreitete Methode zur Fernübertragung eines Drehwinkels besteht darin, daß der mechanische Meßwert mittels eines Meßwertumformers in eine Impulsfolge umgeformt wird, wobei jeder einzelne Impuls der Zunahme des Drehwinkels um einen ganz bestimmten Betrag entspricht. Durch Zählung der Impulse an der Empfangsstelle kann der insgesamt zurückgelegte Drehwinkel bestimmt werden.A widely used method of remote transmission of an angle of rotation consists in that the mechanical measured value by means of a transducer into a Pulse sequence is reshaped, with each individual pulse increasing the angle of rotation corresponds to a very specific amount. By counting the pulses at the receiving point the total covered angle of rotation can be determined.

Solche Meßwertumformer sind im Prinzip so aufgebaut, daß mit dem drehbaren Meßwerkteil, dessen Drehwinkel ferngemessen werden soll, ein metallisches Flügelrad derart gekuppelt ist, daß es synchron mit dem Meßwerkteil umläuft. Beim Umlaufen des Flügelrades laufen seine Flügel bzw. seine vorspringenden Teile durch den Luftspalt eines Magnetkernes hindurch, der eine im Schwingkreis eines Hochfrequenzoszillators liegende Spule trägt. Jedesmal, wenn sich ein Flügel in dem Luftspalt befindet, wird der Schwingkreis so stark gedämpft, daß der Oszillator nicht mehr schwingen kann. Die Oszillatorschwingungen setzen dagegen ein, wenn sich in dem Luftspalt keine Teile des Flügelrades befinden.Such transducers are constructed in principle so that with the rotatable Measuring mechanism part, the angle of rotation of which is to be measured remotely, a metallic impeller is coupled in such a way that it rotates synchronously with the measuring mechanism part. When walking around of the impeller run its wings or its protruding parts through the air gap a magnetic core through it, the one in the resonant circuit of a high-frequency oscillator lying bobbin. Every time a wing is in the air gap the oscillating circuit is damped so much that the oscillator no longer oscillates can. The oscillator vibrations, on the other hand, set in when they are in the air gap there are no parts of the impeller.

Bei dieser bekannten Methode muß ein erheblicher Informationsverlust in Kauf genommen werden, der um so größer ist, je kleiner die Impulsfrequenz gewählt wird.With this known method, a considerable loss of information must be observed be accepted, which is greater, the smaller the selected pulse frequency will.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung durchlaufen die Flügel eines metallischen Flügelrades die Luftspalte zweier einander diametral gegenüberstehender Eisenkreise, welche je eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung tragen. Die Primärwicklungen sind in Reihe geschaltet und an eine Referenzspannung angeschlossen. Wenn ein Flügel einen Luftspalt durchläuft, wird der Wechselfiuß im Eisenkreis derart verändert, daß an den hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen eine Schwebung entsteht, deren Frequenz von der Zählerdrehzahl abhängt, während die Trägerfrequenz der eingespeisten Bezugsfrequenz entspricht. Empfängerseitig wird die amplitudenmodulierte Signalspannung demoduliert und in eine der zu übertragenden Winkelgeschwindigkeit proportionale Spannung umgeformt, wozu ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich ist.In another known device, the wings pass through one metallic impeller, the air gaps between two diametrically opposed Iron circles, each with a primary winding and a secondary winding. the Primary windings are connected in series and connected to a reference voltage. When a wing passes through an air gap, this is what the interchangeable foot in the iron circle is like changed that a beat on the secondary windings connected in series arises, the frequency of which depends on the counter speed, while the carrier frequency corresponds to the fed-in reference frequency. On the receiver side, the amplitude-modulated Signal voltage demodulated and converted into one of the angular velocities to be transmitted transformed into proportional voltage, which requires considerable technical effort is.

Es ist ferner eine Einrichtung zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung bekannt, bei welcher Sender und Empfänger je eine Drehstrom-Asynchron-Schleifringläufermaschine enthalten. Die Statorwicklungen der beiden Maschinen sind phasengleich an ein gemeinsames Drehstromnetz angeschlossen und ihre Läuferschleifringe phasengleich miteinander verbunden. Die Sendermaschine erzeugt eine einphasige Spannung, deren Phasenlage proportional dem Drehwinkel von der Phasenlage der Netzspannung abweicht.It is also a device for the synchronous transmission of a rotary movement known which transmitter and receiver each have a three-phase asynchronous slip ring machine contain. The stator windings of the two machines are in phase with a common one Three-phase network connected and their slip rings in phase with each other tied together. The transmitter machine generates a single-phase voltage, its phase position deviates proportionally to the angle of rotation from the phase position of the mains voltage.

Bei der synchronen Übertragung einer Drehbewegung in der Meßtechnik dürfen aus naheliegenden Gründen keine Schleifringe verwendet werden und die Einrichtung darf nicht von einem Drehstromnetz abhängig sein. Ferner muß zur Erzielung einer streng synchronen, von Pendelschwingungen freien Übertragung der Drehbewegung die Phasenabweichung der erzeugten Spannung dem Drehwinkel in jedem Zeitmoment genau proportional sein. Diese Forderung ist in der Praxis nur sehr schwer erfüllbar.With the synchronous transmission of a rotary movement in measurement technology For obvious reasons, no slip rings may be used and the device must not be dependent on a three-phase network. Furthermore, to achieve a strictly synchronous transmission of the rotary motion free of pendulum oscillations Phase deviation of the generated voltage exactly corresponds to the angle of rotation in every moment of time be proportional. This requirement is very difficult to meet in practice.

Bekannt sind ferner Einrichtungen zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung, bei denen auf der Geber- und der Empfängerseite je ein Potentiometer oder je eine Brückenschaltung vorhanden ist. Auf der Geberseite wird der Potentiometerabgriff bzw. mindestens ein Widerstand der Brückenschaltung in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehwinkel verstellt. Die entsprechende Verstellung auf der Empfängerseite erfolgt durch einen Servomotor, der von der Differenz der an den Potentiometem abgegriffenen Potentiale bzw. von der Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Brückenschaltungen gespeist wird. Der Servomotor bringt das von ihm angetriebene Stellorgan in diejenige Stellung, in der seine speisende Spannung verschwindet, und somit ist diese Stellung dem zu übertragenden Drehwinkel eindeutig zugeordnet.Also known are devices for synchronous transmission of a Rotary movement with one potentiometer each on the transmitter and receiver side or a bridge circuit is available. The potentiometer tap is on the encoder side or at least one resistance of the bridge circuit depending on the one to be transmitted Rotation angle adjusted. The corresponding adjustment is made on the recipient side by a servomotor, which is based on the difference between the tapped at the potentiometer Potentials or the difference between the output voltages of the two bridge circuits is fed. The servomotor brings the actuator driven by it into that Position in which its feeding voltage disappears, and thus this position is clearly assigned to the angle of rotation to be transmitted.

Solche Übertragungseinrichtungen benötigen zur Verstellung der Widerstände Reibungskräfte, was in vielen Fällen unzulässig ist. Da Stellwiderstände nur einen begrenzten Stellbereich haben, ist mit diesen Mitteln zunächst eine Übertragung von Drehwinkeln bis höchstens 360° möglich. Man hat deshalb bei der Verwendung von Drehwiderständen diese paarweise angeordnet, wobei die beiden Drehwiderstände jedes Paares um 180° gegeneinander verdreht miteinander gekoppelt sind. Wenn sich der Schleifer des einen Drehwiderstandes in der Zone zwischen den beiden Anschlüssen des Widerstandsleiters befindet, also wirkungslos ist, übernimmt der andere Drehwiderstand des Paares die Umwandlung der zu übertragenden Winkelstellung in eine entsprechende Spannung. Die zu überwindende Reibung wird durch die Verdoppelung der Drehwiderstände noch erhöht.Such transmission devices need to adjust the resistances Frictional forces, which is inadmissible in many cases. Since variable resistors only have one have a limited control range, these means are initially a transfer angles of rotation up to a maximum of 360 ° are possible. One therefore has when using Rotary resistors these are arranged in pairs, the two rotary resistors each Couple rotated by 180 ° against each other are coupled to each other. If the Slider of one rotary resistor in the zone between the two connections of the resistance conductor is located, i.e. is ineffective, the other rotary resistance takes over of the couple converting the angular position to be transmitted into a corresponding one Tension. The friction to be overcome is achieved by doubling the rotational resistance still increased.

Das Problem der Reibung tritt natürlich nicht auf, wenn die veränderbaren Brückenwiderstände, wie ebenfalls bekannt, aus Dehnungsmeßstreifen bestehen. Dehnungsmeßstreifen eignen sich aber nicht zur Übertragung von Drehbewegungen über größere Drehwinkel und scheiden deshalb für die Lösung der Aufgabe der Erfindung aus.The problem of friction does not, of course, arise when the changeable Bridge resistors, as is also known, consist of strain gauges. Strain gauges but are not suitable for the transmission of rotary movements over larger angles of rotation and are therefore excluded from the solution of the object of the invention.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Übertragung von Drehbewegungen wird auf der Geberseite ein Generator vorgesehen, der eine Frequenz erzeugt, welche dem zu übertragenden Drehwinkel eindeutig zugeordnet ist. Obwohl bei dieser Einrichtung hierfür ein RC-Generator mit Stehwiderständen verwendet wird, also das Problem der Reibung wieder auftaucht, sind auch Generatoren zur Erzeugung einer drehwinkelabhängigen Frequenz denkbar, die zu ihrer Verstellung keine nennenswerten Drehmomente erfordern. Bei der bekannten Einrichtung wird die Ausgangsspannung des Gebers einerseits in einer Phasendreheinrichtung um 90° in der Phase gedreht und außerdem einer Wienschen Frequenz-Meßbrücke zugeführt, deren Frequenzeinstellung durch einen Servomotor verändert werden kann. Weicht die Frequenz, auf die die Brücke eingestellt ist, von der zugeführten Frequenz ab, so entsteht am Brückenausgang eine Spannung der Speisefrequenz, die je nach dem Grad der Frequenzabweichung in ihrer Größe und zugleich auch in ihrer Phasenlage von der Speisespannung abweicht. Der Imaginärteil dieser Spannung wird nun in einem Phasengleichrichter, der von der erwähnten, um 90° gedrehten Übertragungsspannung gesteuert wird, gleichgerichtet, wobei eine Gleichspannung entsteht, deren Höhe dem Betrag der Differenz zwischen Eingangs- und Abstimmfrequenz der Wienschen Brücke entspricht und deren Richtung von dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz abhängt. Mit dieser Gleichspannung wird die feste Betriebsfrequenz des Servomotors moduliert, so daß eine Wechselspannung entsteht, deren Amplitude der Größe der erwähnten Frequenzdifferenz entspricht und die bei einem Vorzeichenwechsel dieser Frequenzdifferenz ihre Phasenlage um 180° ändert. Sie dient als Steuerspannung für den Servomotor, der somit die Wiensche Brücke jeweils so einstellt, daß ihre Abstimmfrequenz gleich ihrer Speisefrequenz, d. h. gleich der Übertragungsfrequenz ist.In another known device for the transmission of rotary movements a generator is provided on the encoder side, which generates a frequency which is clearly assigned to the angle of rotation to be transmitted. Although with this facility an RC generator with withstand resistances is used for this, so the problem of If friction reappears, there are also generators for generating a rotation angle-dependent Frequency conceivable that do not require any significant torque to adjust. In the known device, the output voltage of the encoder is on the one hand in a phase rotator rotated by 90 ° in phase and also a Wienschen Frequency measuring bridge supplied, the frequency setting of which is changed by a servo motor will can. Deviates from the frequency to which the bridge is set depends on the frequency fed in, a voltage is generated at the bridge output the feed frequency, depending on the degree of frequency deviation in their size and at the same time also deviates in its phase position from the supply voltage. The imaginary part this voltage is now in a phase rectifier, that of the mentioned order 90 ° rotated transmission voltage is controlled, rectified, with a direct voltage arises, the amount of which corresponds to the amount of the difference between the input and tuning frequency corresponds to the Vienna Bridge and its direction depends on the sign of the frequency difference depends. This DC voltage becomes the fixed operating frequency of the servomotor modulated, so that an alternating voltage is produced, the amplitude of which is the same as that mentioned Corresponds to the frequency difference and the change in sign of this frequency difference their phase position changes by 180 °. It serves as control voltage for the servo motor, which thus adjusts the Wien bridge in such a way that its tuning frequency is the same their feed frequency, d. H. is equal to the transmission frequency.

Eine solche Übertragungseinrichtung arbeitet auch bei größeren Entfernungen zwischen Geber und Empfänger unbeeinflußt von in die übertragungsleitung eingestreuten Störspannungen, da diese die Übertragungsfrequenz nicht beeinflussen können. Die Übertragung von Drehwinkeln, die größer als 360° sind, ist auch hierbei erst durch eine Verdoppelung der Frequenzgeneratoren auf der Geberseite und aller Abstimm- und Umformungseinrichtungen auf der Empfängerseite möglich, so daß sich wegen der notwendigen Modulation und Demodulation ein außerordentlich hoher Aufwand ergibt.Such a transmission device also works over long distances between transmitter and receiver unaffected by interspersed in the transmission line Interference voltages, as these cannot influence the transmission frequency. the Transmission of angles of rotation that are greater than 360 ° is also only through here a doubling of the frequency generators on the encoder side and all tuning and conversion devices on the receiver side possible, so that because of the necessary modulation and demodulation results in an extraordinarily high effort.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung zur übertragung einer Drehbewegung, die es gestattet, mit reibungslosen Drehwinkelsonden, insbesondere induktiven Sonden, auf der Geberseite zu arbeiten, die von Störspannungen unabhängig ist, einen beliebig großen Drehwinkel zuläßt und vor allem nur einen geringen Aufwand an Schaltungselementen erfordert.The invention creates a device for transmitting a rotary movement, which allows, with frictionless rotary angle probes, in particular inductive probes, to work on the encoder side, which is independent of interference voltages, any allows large angle of rotation and, above all, only a small amount of circuit elements requires.

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung mit zwei Sonden, deren Impedanzen von der zu übertragenden Winkelstellung abhängen, und mit zwei Brückenschaltungen, deren jede in einem Zweig eine von zwei weiteren, durch einen Servomotor gemeinsam verstellbaren Sonden enthält, wobei der Servomotor von den Brückenspannungen der Brückenschaltungen gespeist ist.The invention is based on a device for synchronous transmission a rotary movement with two probes whose impedances depend on the angular position to be transmitted depend, and with two bridge circuits, each of which in a branch is one of two contains further probes that can be adjusted jointly by a servomotor, the Servomotor is fed by the bridge voltages of the bridge circuits.

Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, daß den Brückenschaltungen je ein Spannungsteiler parallel geschaltet ist, daß die Sonden der einen Brückenschaltung gegenüber den Sonden der anderen Brükkenschaltung in ihrer Winkelstellung zwischen Stator und Rotor gegeneinander verschoben sind und daß Einrichtungen zur Steuerung der Drehrichtungswirkung der Brückenspannung einer Brückenschaltung in Abhängigkeit von der Spannung vorgesehen sind, die zwischen einem Diagonalpunkt der jeweils anderen Brückenschaltung und dem dieser parallel geschalteten Spannungsteiler auftritt.The invention is characterized in that the bridge circuits a voltage divider is connected in parallel so that the probes of a bridge circuit compared to the probes of the other bridge circuit in their angular position between The stator and rotor are shifted from one another and that control devices the direction of rotation effect of the bridge voltage of a bridge circuit as a function of from the voltage provided between one diagonal point of each other Bridge circuit and which this voltage divider connected in parallel occurs.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild, F i g. 2 zusammengehörende Diagramme und F i g. 3 eine Schaltvariante.Some exemplary embodiments of the invention are described in greater detail below explained. It shows F i g. 1 is a block diagram, FIG. 2 related diagrams and F i g. 3 a switching variant.

In der F i g. 1 sind an eine Welle 1, deren Drehbewegung bzw. deren Winkelgeschwindigkeit 0 übertragen werden soll, zwei gleichbeschaffene Sonden Z1 und Z2 angekuppelt. Diese Sonden besitzen je eine Impedanz, welche gemäß dem in der F i g. 2 dargestellten Diagramm nach einer Sinusfunktion von der Winkelstellung der Welle 1 abhängt. Derartige Sonden mit veränderbarem ohmschem, induktivem oder kapazitivem Widerstand sind bekannt und brauchen deshalb nicht näher beschrieben zu werden.In FIG. 1, two identical probes Z1 and Z2 are coupled to a shaft 1 whose rotational movement or whose angular velocity 0 is to be transmitted. These probes each have an impedance which, according to the method shown in FIG. 2 depends on the angular position of the shaft 1 according to a sine function. Such probes with variable ohmic, inductive or capacitive resistance are known and therefore do not need to be described in more detail.

Die Winkelstellung zwischen dem Stator und dem Rotor der Sonde Z1 ist gegenüber derjenigen der Sonde Z2 um 90° verschoben.The angular position between the stator and the rotor of the probe Z1 is shifted by 90 ° compared to that of the Z2 probe.

Empfängerseitig sind an eine Welle 2, welche synchron mit der Welle l umläuft, zwei weitere, gleichartige Sonden Z3 und Z4 angekuppelt. Die Sonden Z3 und Z4 sind in ihrer Winkelstellung zwischen Stator und Rotor ebenfalls um 90° gegeneinander verschoben. Die Sonde Z1 bzw. Z2 ist zusammen mit einem Widerstand 3 bzw. 4 in den einen Zweig einer Brückenschaltung 5 bzw. 6 und die Sonde Z3 bzw. Z4 zusammen mit einem Widerstand 7 bzw. 8 in den anderen Zweig derselben geschaltet. Die mit 9 und 10 bzw. 11 und 12 bezeichneten Diagonalpunkte der Brückenschaltung 5 bzw. 6 sind an Verstärker 13 bzw. 14 angeschlossen. Die Brükkenschaltungen 5 und 6 sind von einer gemeinsamen Wechselspannungsquelle 15 gespeist. Die Wechselspannungsquelle 15 ist ferner an einen Spannungsteiler 16 bzw. 17 gelegt, welcher durch einen Widerstand 18 bzw. 19 und durch eine Impedanz Z, bzw. Z6 gebildet ist. Der Diagonalpunkt 10 bzw. 12 der Brückenschaltung 5 bzw. 6 und der Abgriff 20 bzw. 21 des Spannungsteilers 16 bzw. 17 sind an den Eingang je eines Verstärkers 22 bzw. 23 geführt.On the receiver side, two further, similar probes Z3 and Z4 are coupled to a shaft 2, which rotates synchronously with shaft 1. The angular position of the probes Z3 and Z4 between the stator and the rotor are also shifted by 90 ° relative to one another. The probe Z1 or Z2 is connected together with a resistor 3 or 4 in one branch of a bridge circuit 5 or 6 and the probe Z3 or Z4 together with a resistor 7 or 8 in the other branch thereof. The diagonal points of the bridge circuit 5 and 6, denoted by 9 and 10 or 11 and 12, are connected to amplifiers 13 and 14, respectively. The bridge circuits 5 and 6 are fed by a common AC voltage source 15. The AC voltage source 15 is also applied to a voltage divider 16 or 17, which is formed by a resistor 18 or 19 and an impedance Z or Z6. The diagonal point 10 or 12 of the bridge circuit 5 or 6 and the tap 20 or 21 of the voltage divider 16 or 17 are connected to the input of an amplifier 22 or 23, respectively.

Der Ausgang des,Verstärkers 13 bzw. 14 ist über einen Ringmodulator 24 bzw. 25 und einen En?-kopplungswiderstand 26 bzw. 27 mit einem als Gleichstrommotor 28 ausgebildeten Servomotor, welcher einen permanent magnetisierten Stator 29 und einen die Welle 2 antreibenden Rotor 30 besitzt, verbunden. Der Steuereingang 31 bzw. 32 des Ringmodulators 24 bzw. 25 ist an den Ausgang des Verstärkers 23 bzw. 22 angeschlossen.The output of the amplifier 13 or 14 is via a ring modulator 24 or 25 and a coupling resistor 26 or 27 with a servo motor designed as a direct current motor 28 , which has a permanently magnetized stator 29 and a rotor 30 driving the shaft 2 , tied together. The control input 31 or 32 of the ring modulator 24 or 25 is connected to the output of the amplifier 23 or 22.

In der F i g. 2 ist die Impedanz Z der Sonden Z1 bis Z4 als Funktion des Drehwinkels S2 t dargestellt. Vorerst wird angenommen, daß der Impedanzverlauf der senderseitigen Sonde Z1 bzw. Z2 demjenigen der empfängerseitigen Sonde Z3 bzw. Z4 um den Winkel T nacheilt, d. h. die Welle 2 ist gegenüber der Welle 1 um den Winkelfehler 9P verschoben. Bei der nachfolgenden Erläuterung der Funktionsweise wird gezeigt, daß der Winkel T in Wirklichkeit gegen Null geht.In FIG. 2 shows the impedance Z of the probes Z1 to Z4 as a function of the angle of rotation S2 t . It is initially assumed that the impedance curve of the transmitter-side probe Z1 or Z2 lags that of the receiver-side probe Z3 or Z4 by the angle T, ie the shaft 2 is shifted by the angle error 9P relative to the shaft 1. In the following explanation of the mode of operation it will be shown that the angle T actually approaches zero.

Zur Zeit t1 bzw. beim Drehwinkel d2 t1 ist Z3 > Z1. An den Diagonalpunkten 9 und 10 der Brückenschaltung 5 entsteht somit eine Brückenspannung, welche vom Verstärker 13 linear verstärkt wird und an den Eingang des Ringmodulators 24 gelangt. Da zur gleichen Zeit Z4 > Z6 ist, liegt am Steuereingang 31 des Ringmodulators 24 ebenfalls ein Signal an. Somit entsteht am Ausgang des Ringmodulators 24 eine zweiweggleichgerichtete Spannung Ui, so daß der Servomotor 28 in positiver Drehrichtung läuft. Analoge Betrachtungen gelten für die Brückenschaltung 6 und den Ringmodulator 25, dessen Ausgangsspannung U2 ebenfalls mithilft, den Servomotor 28 bzw. die Welle 2 in positiver Drehrichtung anzutreiben.At time t1 or at angle of rotation d2 t1, Z3> Z1. A bridge voltage thus arises at the diagonal points 9 and 10 of the bridge circuit 5, which is linearly amplified by the amplifier 13 and reaches the input of the ring modulator 24. Since Z4> Z6 at the same time, a signal is also present at the control input 31 of the ring modulator 24. A full-wave rectified voltage Ui is thus produced at the output of the ring modulator 24 , so that the servomotor 28 runs in the positive direction of rotation. Analogous considerations apply to the bridge circuit 6 and the ring modulator 25, whose output voltage U2 also helps to drive the servomotor 28 and the shaft 2 in the positive direction of rotation.

Zur Zeit t2 ist Z1 = Zs und demzufolge Ui = 0. Gleichzeitig ist jedoch Z2 > Z4 und somit U2 > 0. Im Zeitmoment t3 gilt Z, > Za, d. h. die Wechselspannung am Eingang des Ringmodulators 24 besitzt jetzt entgegengesetzte Richtung wie zur Zeit t1. Inzwischen hat jedoch auch die Steuerspannung am Steuereingang 31 ihre Richtung gewechselt, denn Z4 ist nun kleiner als Z8. Die Polarität der Spannung U1 und die Dreh- bzw. Beschleunigungsrichtung des Servomotors 28 bleiben somit gleich.At time t2, Z1 = Zs and consequently Ui = 0. At the same time, however, Z2> Z4 and thus U2> 0. At time t3, Z, > Za applies, ie the alternating voltage at the input of ring modulator 24 now has the opposite direction as at time t1 . In the meantime, however, the control voltage at the control input 31 has also changed direction, because Z4 is now smaller than Z8. The polarity of the voltage U1 and the direction of rotation or acceleration of the servo motor 28 thus remain the same.

Mit kleiner werdendem Winkelfehler (p werden auch die Spannungen U1 und U2 kleiner. Infolge der gewählten Verstärkungs- und übersetzungsverhältnisse genügt bereits eine sehr kleine Brückenspannung, um die Welle 2 anzutreiben. Bei negativem Winkelfehler (p eilt der Impedanzverlauf der senderseitigen Sonde Z1 bzw. Z2 demjenigen der empfängerseitigen Sonde Z3 bzw. Z4 vor, die Spannungen U1 und U2 werden negativ und der Servomotor 28 dreht rückwärts. Somit gleicht der Servomotor 28 die Brückenschaltungen 5 und 6 kontinuierlich ab und der Winkelfehler rp wird gegen Null geregelt.As the angle error (p) becomes smaller, the voltages U1 and U2 smaller. As a result of the chosen amplification and transmission ratios A very small bridge voltage is sufficient to drive shaft 2. at negative angle error (the impedance curve of the transmitter-side probe Z1 resp. Z2 that of the receiver-side probe Z3 or Z4, the voltages U1 and U2 go negative and the servo motor 28 rotates in reverse. Thus the servo motor is the same 28 the bridge circuits 5 and 6 continuously and the angle error rp becomes regulated towards zero.

Handelsübliche Sonden weisen in der Regel einen nur annähernd sinusförmigen Impedanzverlauf auf. Bei der beschriebenen Einrichtung wirkt sich ein derartig unvollkommener Impedanzverlauf nicht nachteilig aus, denn die Genauigkeit der empfangsseitigen Drehbewegung ist nur von der Reproduzierbarkeit zweier Sonden abhängig.Commercially available probes usually only have an approximately sinusoidal shape Impedance curve on. In the case of the device described, such an imperfect appears Impedance curve is not disadvantageous, because the accuracy of the receiving side Rotary movement only depends on the reproducibility of two probes.

An Stelle der konstanten Impedanzen Z5 und Z6 können zwei weitere, von der Welle 2 angetriebene Sonden verwendet werden, wobei die Sonde Z5 gegenüber der Sonde Z3 und die Sonde Zs gegenüber der Sonde Z4 um 180° verschoben wird. Dadurch wird eine größere Brückenspannung an den Schaltungspunkten 10 und 20 bzw. 12 und 21 erzielt.Instead of the constant impedances Z5 and Z6, two more, Probes driven by shaft 2 are used, with probe Z5 opposite the probe Z3 and the probe Zs is displaced by 180 ° with respect to the probe Z4. Through this becomes a greater bridge voltage at the nodes 10 and 20 or 12 and 21 scored.

In der F i g. 3 ist das Prinzipschaltbild einer Einrichtung dargestellt, die ohne die in der F i g. 1 gezeichneten Ringmodulatoren auskommt. Gleiche Teile wie in der F i g. 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen.In FIG. 3 shows the basic circuit diagram of a device, those without those in FIG. 1 drawn ring modulators. Same parts as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Die F i g. 3 unterscheidet sich von der F i g. 1 in den Teilen 1 bis 23 nur dadurch, daß die Brückenschaltung 6 und der Spannungsteiler 17 nicht unmittelbar, sondern über ein Phasenschiebeglied 33, das die Phasenlage der von der Wechselspannungsquelle 15 abgegebenen Spannung um 90° dreht, an derselben angeschlossen sind. Als Servomotor dienen zwei aneinandergekuppelte Zweiphasen-Asynchronmotoren 34 und 35. Vorteilhaft kann es sich jedoch auch um einen einzigen Asynchronmotor handeln, bei welchem beide Phasen je zwei Wicklungen aufweisen. Ferner kann ein Asynchronmotor mit zwei Statoren und einem gemeinsamen Rotor Verwendung finden.The F i g. 3 differs from FIG. 1 in parts 1 to 23 only in that the bridge circuit 6 and the voltage divider 17 are not directly but via a phase shifter 33, which changes the phase position of the AC voltage source 15 output voltage rotates by 90 °, are connected to the same. As a servo motor serve two coupled two-phase asynchronous motors 34 and 35. Advantageous however, it can also be a single asynchronous motor, in which both Phases each have two windings. Furthermore, an asynchronous motor with two stators and a common rotor are used.

Eine Wicklung 36 bzw. 37 der ersten Phase des Asynchronmotors 34 bzw. 35 ist am Ausgang des Verstärkers 13 bzw. 14 und eine Wicklung 38 bzw. 39 der zweiten Phase am Ausgang des Verstärkers 23 bzw. 22 angeschlossen.A winding 36 or 37 of the first phase of the asynchronous motor 34 or 35 is at the output of the amplifier 13 or 14 and a winding 38 or 39 of the second Phase connected to the output of the amplifier 23 or 22.

Zunächst wird wieder angenommen, die Welle 2 laufe synchron mit der Welle 1 um, eile ihr jedoch um den Winkel (p nach. Die Wicklungen 36 und 38 werden von in ihrer gegenseitigen Phasenbeziehung um 90° verschobenen Strömen durchflossen. Dadurch entsteht im Asynchronmotor 34 ein Drehfeld und die Welle 2 wird angetrieben. Dasselbe gilt für 35.First of all, it is assumed again that shaft 2 runs synchronously with the Wave 1 around, but follow it by the angle (p. The windings 36 and 38 become traversed by currents shifted by 90 ° in their mutual phase relationship. This creates a rotating field in the asynchronous motor 34 and the shaft 2 is driven. The same goes for 35.

Zur Zeit t" (F i g. 2) wird der Strom in der Wicklung 36 zu Null. Anschließend beginnt der Strom wieder zu wachsen, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Dasselbe gilt aber auch - mit kleiner zeitlicher, durch den Winkelfehler cp bedingter Verschiebung - für den Strom in der Wicklung 38, so daß das Drehfeld seine Richtung nicht ändert.At time t "(FIG. 2) the current in winding 36 becomes zero. The current then begins to grow again, but in the opposite direction. But the same also applies - with a smaller time, caused by the angle error cp Displacement - for the current in winding 38 so that the rotating field changes its direction does not change.

Die in den Asynchronmotoren 34 und 35 entstehenden Drehfelder kehren jedoch ihre Richtung um, wenn der Winkelfehler (p negativ wird. Somit gleicht der Servomotor die Brückenschaltungen 5 und 6 kontinuierlich ab.The rotating fields generated in the asynchronous motors 34 and 35 are reversed however, reverses its direction when the angle error (p becomes negative Servomotor the bridge circuits 5 and 6 continuously.

Claims

Claims: 1. Device for synchronous transmission of a rotary movement with two probes, the impedances of which depend on the angular position to be transmitted, and with two bridge circuits, each of which in a branch one of these probes and in another branch one of two more, shared by a servo motor contains adjustable probes, the servo motor from the bridge voltages of the Bridge circuits is fed, d a d u r c h characterized that the bridge circuits (5; 6) a voltage divider (16; 17) is connected in parallel so that the probes (Z1, Z3) of one bridge circuit (5) opposite the probes (Z2, Z4) of the other bridge circuit (6) are shifted relative to one another in their angular position between the stator and rotor and that means (24, 25; 38, 39) for controlling the direction of rotation effect of Bridge voltage of a bridge circuit (5; 6) is provided as a function of the voltage are that between a diagonal point (12; 10) of the other bridge circuit (6; 5) and the voltage divider (17; 16) connected in parallel to this (6; 5) occurs.

2. Device according to claim 1, characterized in that the dependence of the Impedances of the probes (Z1, Z, or Z2, Z4) from the angular position approximately sinusoidal and that the probes (Z1, Z ") of a bridge circuit (5) opposite the probes (Z2, Z4) of the other bridge circuit (6) in its angular position between the stator and rotor are shifted 90 'from one another.

3. Device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the bridge circuits (5, 6) each have one Ring modulator (24; 25) to the servo motor designed as a direct current motor (28) are connected, each of which is connected downstream of the one bridge circuit (5; 6) Ring modulator (24; 25) is controlled by a signal at a diagonal point (12; 10) of the other bridge circuit (6; 5) and connected in parallel on the same Voltage divider (17; 16) is tapped.

4. Device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the servomotor is a two-phase asynchronous motor (34, 35) is designed with two systems, the first of which Phase (36; 37) to the bridge voltage of one bridge circuit (5; 6) and its second Phase (38; 39) each to a diagonal point (12; 10) of the other bridge circuit (6; 5) and to the tap (21; 20) of the voltage divider connected in parallel (17; 16) is connected, and that the bridge circuits (5, 6) with in their phase position voltages displaced by 90 ° against each other are fed.

5. Set up after Claim 4, characterized in that the asynchronous motor (34, 35) has two stators and has a common rotor.

6. Device according to claim 4, characterized in that that each phase of the asynchronous motor (34, 35) has two windings (36, 37; 38, 39).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the DC motor (28) or asynchronous motor (34, 35) or the ring modulator (24, 25) an amplifier (13; 14; 22; 23) is connected upstream.