DE1916525A1 - Vorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren Gegenstandes - Google Patents
Vorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren GegenstandesInfo
- Publication number
- DE1916525A1 DE1916525A1 DE19691916525 DE1916525A DE1916525A1 DE 1916525 A1 DE1916525 A1 DE 1916525A1 DE 19691916525 DE19691916525 DE 19691916525 DE 1916525 A DE1916525 A DE 1916525A DE 1916525 A1 DE1916525 A1 DE 1916525A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- contacts
- voltage
- ring
- angle
- potentiometer
- 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
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
DR. MÜLLER-BORE DlPL.-ΙΝθ. GRALFS 1916525
DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL
31. März 1969 M/Sv - D 1007
DUNL-OP AG
Hanau am Main
Hanau am Main
Vorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren
Gegenstandes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren Gegenstandes mit einem von
einer festen Spannungsquelle gespeisten Potentiometer, dessen
beweglicher Teil mit dem Gegenstand gekuppelt ist und eine dem Winkel proportionale Ausgangsspannung liefert.
Bei bekannten Winkelmeßverfahren werden Potentiometer mit
schleifendem Abgriff sowie induktive, kapazitive oder photoelektrische Meßsysteme verwendet. Die bekannten Meßsysteme
haben jedoch den Nachteil, daß die beweglichen Teile sorgfältig spielfrei gelagert werden müssen, da das
Ausgangssignal stark von der Lage des beweglichen Systems abhängig ist. Die Lagerung muß überdies so ausgeführt sein,
daß nur eine Drehbewegung möglich ist, während alle translatorischen Bewegungen des Meßsystems, insbesondere senkrecht
zu dessen Drehachse, vollkommen ausgeschlossen wer-
0Ö9841/Q87
Τ·Ι·Κ3 122 OSO mbpit d
den müssen. Aufgrund der lagerre'ibung muß "bei den bekannten
Meßverfahren zur Einstellung ein bestimmtes Drehmoment aufgebracht werden, so daß Meßfehler unvermeidlich sind, wenn
das bezüglich seines Verdrehungswinkeis zu vermessende Objekt das erforderliche Einstelldrehmoment nicht aufbringen
kann oder darf. Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden,
ist bisher ein erheblicher Aufwand an Elektronik oder Optik erforderlich gewesen. Man mußte sich z.B. Irägerfrequenz-Meßverstärker,
Objektive, Prismen und dergleichen bedienen.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eine,r Vorrichtung der
eingangs genannten Gattung, bei welcher selbst im Falle nicht völlig ausgerichteter Drehachsen des Potentiometers und des
verdrehten Gegenstandes -auch bei nur kleinen zur Verfügung stehenden St el !-Drehmoment en. eine äußerst genaue Messung
möglich ist.
Hierzu sieht die Erfindung vor, daß das Potentiometer einen
Ringwiderstand aufweist, über dem an zwei.im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Stellen zwei mechanisch mit
dem Gegenstand und starr miteinander verbundene, elektrisch gegeneinander isolierte sowie an eine Summierschaltung an-
zweckmäßigerweise.
geschlossene Kontakte /in Bezug auf den Ringwiderstand abhebbar und absenkbar angeordnet sind. Das Heben und Senken
der Kontakte kann dabei zweckmäßig elektromagnetisch erfolgen.
Durch diese Ausbildung wird durch die Meßvorrichtung selbst der Verdrehung des Gegenstandes keinerlei Widerstand entgegengesetzt
, so daß eine genaue Einstellung ermöglicht ist» Erst durch die Absenkung der Kontakte nach erfolgter Einstellung
werden die Meßwerte abgenommen. Erfindungsgemäß braucht also das bewegliche !Teil nicht gelagert zu sein.
009841/0878
Überdies ist es bei dem eriindungsgemäßen Meßsystem nicht
schädlich., wenn die Drehachsen des verdrehbaren Gegenstandes und des durch den Ringwiderstand und die diesem zugeordneten
Kontakte gebildeten Potentiometers gegeneinander versetzt sind.
Die Kontakte sind vorzugsweise an eine Schaltung angeschlossen, die die Summe der Spannungen bildet, den Wert 180 subtrahiert
und durch 2 dividiert. Das Ergebnis ist der Winkel Ot, wobei sich der durch eine etwaige Achsenversetzung bedingte
Fehlwinkel Δθ6 herausgehoben hat.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung -ieht vor,
daß"der Ringwiderstand einen festen Mittelabgriff aufweist
und daß eine Ausgangsspannung
EA - - E1 + Üf (IJA + V
bei positiver (negativer) Differenz (TJ. - Ug) .und eine Ausgangsspannung
EA = - E + \ (UA + UB)
bei negativer (positiver) Differenz (U. - U-g) gebildet wird,
wobei E^, die Hälfte der an dem Ringwiderstand liegenden Gesamtspannung
(E) beträgt und U., Uß die Spannungen an den
Kontakten A bzw. B sind. Uach der ersten Gleichung lassen
sich Winkel von -90° bis + 90°, von + 2?0° bis +360° usw. messen, während die zweite Gleichung die Messung von Winkeln
zwischen +90° und 270° usw. gestattet.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform sind zwei übereinander
angeordnete Ringwiderstände vorgesehen, wobei der eine Kontakt mit dem einen, der andere mit dem anderen Ringwiderstand zusammenwirkt.
009841/0878
Die Enden des bzw. der Ringwiderstände haben bevorzugt
einen geringen Abstand in der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 mm.
Um
/für die vorstehend erwähnten verschiedenen Winkelbereiche eine automatische Bereichsumschaltung zu erhalten,· kann ein Komparator vorgesehen sein, der ein vom Vorzeichen der Differenz U^ - U-g abhängiges Signal liefert, welches ein Relais zur Umschaltung auf die Spannungen E^, bzw. E betätigt. Die Kontaktspannungen U. , U-g werden nach Bildung des arithmetischen Mittels vorzugsweise auf eine Differenzbildungsschaltung gegeben, der außerdem die von dem Komparator ausgewählte feste Spannung zugeführt wird. Zwischen das Relais und den Komparator kann vorzugsweise ein Verstärkungstransistor geschaltet sein.
/für die vorstehend erwähnten verschiedenen Winkelbereiche eine automatische Bereichsumschaltung zu erhalten,· kann ein Komparator vorgesehen sein, der ein vom Vorzeichen der Differenz U^ - U-g abhängiges Signal liefert, welches ein Relais zur Umschaltung auf die Spannungen E^, bzw. E betätigt. Die Kontaktspannungen U. , U-g werden nach Bildung des arithmetischen Mittels vorzugsweise auf eine Differenzbildungsschaltung gegeben, der außerdem die von dem Komparator ausgewählte feste Spannung zugeführt wird. Zwischen das Relais und den Komparator kann vorzugsweise ein Verstärkungstransistor geschaltet sein.
Der Erfindungsgegenstand findet vorzugsweise Verwendung bei der Torsionsmessung. Hierbei kann z.B. eine einseitig
festgespannte Probe auf der anderen Seite mit einem zwecks Erteilung einer definierten Torsionskraft tordierbaren
Stahldraht verbunden sein. Erfindungsgemäß befinden sich bei dieser Meßmethode die Kontakte an der Verbindungsstelle
Probe-Draht.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen
Figur 1 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer bekannten Torsionsmeßmethode, bei der die erfindungsgemäße
Vorrichtung angewandt werden kann,
Figur 3 eine weitere schematische Draufsicht der Vorrichtung
gemäß der Erfindung, wobei noch ein zusätzlicher fester Mittelabgriff vorgesehen ist, und
009841/0.8 78
Figur 4· eine elektrische Schaltung, welche die Berechnung
des Drehwinkels 06 gestattet und die automatische Winkelbereichs-Umschaltung ermöglicht,
Fig. 4a eine Abwandlung dieser Schaltung, und Figur 5 einen Axialschnitt einer bevorzugten Ausführungsform
eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Torsionsmessers,
Nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Meßvorrichtung aus
einem Ringwiderstand 11, dessen einander gegenüberliegende Enden 11a, 11b nur einen geringen Abstand von 0,2 bis 0,4 mm
aufweisen, über dem Ringwiderstand sind schwebend zwei federnde
Kontakte A, B angeordnet, die mit dem Gegenstand, dessen Verdrehung gemessen werden soll, mechanisch verbunden sind. Diese
Kontakte und der Ringwiderstand bilden zusammen·ein Ringpotentiometer.
Die Kontakte A, B können durch nicht dargestellte Elektromagnete oder durch eine andere Auslösevorrichtung
nach Bedarf auf den Ringwiderstand aufgesetzt oder von ihm abgehoben werden.
Die beiden Kontakte A, B sind um 180° versetzt, starr miteinander
verbunden und elektrisch gegeneinander isoliert. Wenn der elektrische Nullpunkt gemäß Fig. 1 mit dem Verdrehungswinkel
0° zusammenfällt, so entsteht bei Berührung mit dem Ringwiderstand an dem Kontakt A eine dem Verdrehungswinkelot
proportionale Spannung, während am Kontakt B eine dem Winkel 180° + 06 proportionale Spannung abgenommen werden
kann, sofern die Kontakte auf den Ringwiderstand aufgesetzt sind.
Überlagert sich nun aufgrund irgendwelcher Störeinflüsse der Drehbewegung der beiden Kontakte um die senkrecht zur Ringebene stehende Achse eine translatorische Bewegung senkrecht
zu dieser Achse, so entsteht gemäß Fig* 1 z.B. eine Verschiebung
d der Abgriffe aus der zentralen Lage heraus. Aufgrund dieses Fehlers liefert detst der Kontakt A eine
!Spannung proportional zu OC + &uC , während am Kontakt B eine
0098 41/0878
Spannung proportional 180 + OC - && auf tritt. tioC ist hierbei
der der Verschiebung d entsprechende scheinbare Winkelfehler.
Um nun den tatsächlichen, zu messenden Winkel oC zu erhalten,
werden die an den Kontakten A und B auftretenden Spannungen zunächst einer Summier schaltung zugeführt, welche die folgende
Addition durchführt:
180 + oC - AoL+ oC + Δ<Χ- = 180 + 2 OC (1)
Ersichtlich fällt der Fehler/AD^bei der Summierung heraus.
Durch Subtraktion des Wertes 180 und Division des Ergebnisses durch 2 kann direkt der richtige Winkel Φ erhalten werden.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung gestattet es also,
exakt den richtigen VerdrehungswinkelOC zu erhalten unabhängig
von Verschiebungen der Kontakte parallel zu der Ebene des Ringwiderstandes.
Erfolgt die Verschiebung zwischen Hingwiderstand und zugeordneten
Kontakten A, B in Richtung der Verbindungslinie der beiden Kontakte, so entsteht ersichtlich kein Eehlwinkel
ΔOC . Selbstverständlich müssen die Kontakte A, B in
Richtung ihrer Verbindungslinie eine solche Ausdehnung haben,
daß sie noch bei den größten IFehlerverschiebungen in
Richtung der Verbindungslinie sicher in Kontakt mit dem Ringwiderstand 11 kommen können, wenn sie auf diesen her abgesenkt
werden.
Das erfindungsgemäße Meßsystem kompensiert also automatisch Verschiebungsfehler zwischen der Drehachse und der Ringachse
unabhängig davon, in welcher Sichtung senkrecht zu der Ringachse die Versetzung vorliegt.
009841/0878
Das erfin&ungsgemäße Meßverfahren wird mit Vorteil überall
da eingesetzt, wo auf jegliche lagerung "bei der elektrischen
Darstellung eines Torsionswinkels verzichtet werden muß,
andererseits a"ber eine genaue zentrische Lage des Abgriffsystems nicht garantiert werden kann. Zum Beispiel kann
das Verfahren bei automatischen Geräten zur Messung des Torsionsmodul etwa nach ASTH D 1053 angewendet werden.
Diese Meßmethode ist sciiematisch in Fig. 2 dargestellt.
Gemäß Fig. 2 ist eine Probe 19» deren Torsionsmodul aus
ihrem Torsionswinkel bei einem bestimmten Torsionsmoment bestimmt werden soll, an ihrem unteren Ende festgehalten,
während an ihrem oberen Ende ein Stahldraht/be' estigt ist.
Der Stahldraht wird an seinem oberen Ende um 180° verdreht. Diese Verdrehung wird zum Teil vom Stahldraht, zum Teil von
der Probe aufgenommen. 3er Verdrehungswinkel OC an der Verbindungsstelle Draht-Probe soll gemessen werden.
Zu diesem Zweck werden die Kontaktfedern A, B'des Ringpotentiometers
an der Verbindungsstelle Draht-Probe befestigt. Die Messung des WinkelsoC kann dann mittels einer
Rechenelektronik erfolgen, wie das anhand von Fig. 1 beschrieben worden war.
Die Messung kann aber auch mittels einer weitergebildeten Vorrichtung gemäß Fig. 3 erfolgen, mit der es möglich ist,
Winkel zwischen -90° und +360° zu erfassen. Hierzu weist
derRingwiderstand 11 gemäß Fig. 3 zusätzlich zu der Ausführung
nach Fig.1 noch einen festen Mittelabgriff 1 auf. Dieser befindet sich bei dem Ringwinkel 180°.
009841/0878 BADORlGfNAL
Ein weiterer Unterschied der Ausführung nach Fig. 3 gegenüber
dem aus Fig. 1 besteht darin, daß/mechanische Nullpunkt
um 90° gegenüber· den\ elektrischen Nullpunkt, welcher
durch das Masse-Zeichen veranschaulicht ist, verschoben ist.
Es sei nun angenommen, daß der die Kontakte A1 , B1 tragende
Gegenstand sich um einen Winkel OC verdreht, der zwischen 0 und -90° liegt. Außerdem liegt eine AchsenVersetzung um
den Betrag d vor. Die Gesamtspannung an dem Ringwiderstand
betrage wie bei dem Beispiel nach Fig. 1 E., so daß die Spannung an dem Abgriff 1 E/2 bzw. E. beträgt» Durch einen
weiter unten beschriebenen Rechner soll bei Winkeln zwischen -90° und +90° sowie +270° und 360° eine Ausgangsspannung ΕΔ
geliefert werden, die sich wie folgt zusammensetzt:
E = -E + i (U* +U) (2).
Für +E kann gesetzt werden
+E=C- 360 ' (3)
wcbei C eine Konstante ist. Es gilt dann weiter .
E1 = C · 180 - ■ * (4)
Unter Berücksichtigung der Konstanten C ergeben sich dann für die Spannungen U^ bzw. U„ die folgenden Werte
uÄ - c · (90 -OC - AoQ (5)
Ä -
UB = C (270 - OC +AcC) (6)
Die Ausgangsspannung E. berechnet sich, dann wie folgt
E. = -c · 180 +ic (90 -OC -Δ&:+ 270 - oc +4«,) (7)
. 00 9 8A1/087 8 - ■ " . -
EA = -C 180 + § (360 - 2 oc ) (8)
EA = -C 180 + G * 180 - Cot (9)
EA = -CiX (10)
Die Ausgangsspannung des Rechners, der die Funktion (2)
"berechnen kann, ist also proportional dem Winkelöt,.wie
das erwünscht ist. Der durch die FehlerverSchiebung d erhaltene Fehlwinkel ΔflChebt sich heraus.
Für die Berechnung von Winkeln zwischen +90° und 270° wird
dem Rechner statt der Eingangsspannung -E. die doppelte
Eingangsspannung -E zugeführt. Die vom Rechner durchgeführte Operation lautet dann wie folgt , . ·
EA m -E +;£ (UA ■+ UB) : ■ (11)
Das Ergebnis dieser Rechnung bei Einsetzen von Gleichung (3)
lautet ■ .-.,"-
EA = - C · (180 +OL ) (12)
Ersichtlich ist auch dieses Ergebnis proportional zum Verdrehungswinkel
Ot , wobei sich der Fehlerwinkel A^C herausgehoben
hat.
Die Umschaltung des Rechners von der Funktion (2)auf die
Funktion (11) kann von Hand oder auch automatisch erfolgen.
Fig. 4 zeigt die Schaltung eines Rechners, welche in der Lage
ist, die Operationen (2) und (11) durchzuführen, und zu_dem die
Umschalbung von einer Operation auf die andere automatisch
bewirkt.
009841 /0878
- ίο -
Die von den Kontakten A und B abgenommenen Spannungen U., TLg
werden über Widerstände 12, 13 an einen Rechner 1? angelegt.
Ein geeigneter Ableitwiderstand 14- sorgt dafür, daß am Eingang des Rechners ein Signal vorliegt, das dem arithmetischen
Mittel der Eingangs spannungen TJ., U-g entspricht. Einem zweiten
Eingang des Rechners wird über einen weiteren Widerstand 21 die Spannung E oder E1 zugeführt, je nachdem, welche Stellung
der einem Relais 16 zugeordnete Schaltkontakt einnimmt.
Bei der Darstellung nach Fig. 4 ist der feste Abgriff 1,· der
die Spannung E^ aufweist, an den zweiten Eingang des Rechners
17 angeschlossen. Der Rechner 17 führt die Subtraktion der
beiden Eingangs signale durch, so daß am Ausgang die gewünschte
Spannung E. vorliegt, die dem WinkeloC proportional ist.
Die beiden Eingangs spannungen U., υβ werden außerdem über
weitere Widerstände 22, 23 den beiden Eingängen eines Komparators
15 zugeführt, der ein Ausgangssignal liefert, das von
dem Torzeichen der Differenz (U. - U-g) abhängt ν Das Ausgangssignal
des Komparators wird über einen weitoEn Widerötknd auf
den Eingang eines Verstärkungstransistors 18 gegeben, in dessen
Ausgangskreis das Relais 16 liegt.
Bei der dargestellten Stellung des Relais 16 führt der
Transistor 18 keinen Strom und der Kontakt ist an die
Spannung E^, angeschlossen. Ändert sich nun das Vorzeichen
der Differenz U. - ILg, so erscheint an der Basis des Transistors.
18 ein öffnungssignal, so daß das Relais 16 anzieht und den
Schaltarm mit der Spannung +E verbindet.
Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ändert sich das Vorzeichen der
Differenz XL· - Ufi immer dann, wenn einer der Kontakte A1 ,B1
vom Endpunkt des Ringwiderstandes 11 auf den elektrischen Nullpunkt überwechselt. Durch die erwähnte aitomatische Um-
BAD ORIGINAL
009841/0178
schaltung kann der gesamte 360°-Bereich eindeutig erfaßt
werden. ·
Das erfindungsgemäße Meßsystem zeichnet sich durch Einfachheit
und Robustheit aus. Es ist zusätzlich zu der Unempfindlichkeit
gegen Auswanderungen aus der Abgriffmitte auch
weitgehend unabhängig von vertikalen Auswanderungen und Verkippung der Abgriffhaltung.
Der Ringwiderstand 11 kann ein einfacher Widerstandsdraht, ein gewickelter Widerstandsdraht, ein Halbleiter oder dergleichen
sein.
Die Werte der Widerstände der Schaltung nach Pig. 4- werden
erfindungsgemäß bevorzugt in den aus Hg. 4 ersichtlichen Verhältnissen gewählt.
Statt des Relais 16 nach ELg. 4 kann gemäß IFig. 4a auch ein
dem Komparator 15 nachgeschalteter Begrenzer 42.verwendet werden,
welcher das gewünschte Potential je nach dem Vorzeichen
der Ausgangsspannung des !Comparators liefert.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß durch "Änderung der
Werte der Widerstände 12, 1$, 14-, 21, 21a der Ausgangsspannungshub
des Rechners in einfacher Weise geändert werden kann, so daß eine Anpassung an Meßgeräte oder eine Spreizung des
Meßbereiches ohne weiteres vorgenommen werden kann.
Um das erfindungsgemäße Meßverfahren zur Darstellung des Torsionsmoduls
zu automatisieren, kann ein reibungsloser Meßwertaufnehmer
gemäß i"ig. 5 verwendet werden, der das Ringpotentiometer
11 aufweist, das drehbar gelagert und mit Hilfe der Klemmvorrichtung 24- feststellbar ist.
00984 1/0078
BAD ORIGINAL
Ein Motor 25 übernimmt; die Verdrehung des Torsionsärahtes 20
um 180°. Je nach Steifheit der Probe verstellt sich ein über dem Ringpotentiometer 11 schwebender Zeiger 26, der mit der
unteren Einspannklemme 27 des Sorsionsdrahtes verbunden ist,
um einen Yerdrehungswinkel OC ..
Eine Aluminiumscheibe 28, die sich erfin&ungsgemäB im magnetischen
Feld eines Permanent-Magnet en 29 befindet, wirkt als Wirbelstrombremse und bringt das durch die Verdrehung in
Schwingung gebrachte Meßgestänge schneller zum Stillstand»
Am Zeiger 26, der federnd ausgebildet ist, sind erfindungsgemäß
Eontakte 3O5 31 befestigt.« Die Kontakte 30 und 31 sind
gegeneinander elektrisch isoliert und stellen den lüttelabgriff des Singpotentiometers 11 dar«,
Ein Senkring 32, der mit einem Stahlrohr 33 eine Einheit bildet,
ist erfindungsgemäß so ausgeführt, daß er mit dem Hauptkörper
34· als luftdämpfung wirkt, wobei ein DichtrxHg 35 für
eine optimale Dämpfung sorgt. Dadurch können die messerförmigen
Kontakte 30 1^d 31 weich auf das Eingpotentiometer 11 abgesenkt
werden. Somit kann durch den Kontakt 30 eine dem Verdrehungswinkel
OCs, entsprechende Spannung über den Zeiger 26,
die Einspannklemme 27, den Torsionsdraht 20 und eine Spiralfeder
36 dem elektronischen Rechner zugeführt werden« Die dem Verdrehungswinkel ötp entsprechende Spannung wird durch den
Kontakt 31 über den Kontaktring 37, der in den Senkring 32
eingelegt ist, ebenfalls dem elektronischen Rechner zugeführt. Der elektronische Rechner bildet dann aus den beiden
Werten den arithmetischen Mittelwert und berechnet daraus den Logarithmus des Torsionsmoduls.
Etwa 10 see. nach erfolgter Verdrehung des'Drahtes 20 läßt
man durch eine Magnetspule 38 einen Strom fließen, worauf
BADORlGfNAL
0 0 9 8 4 1/0878
das in einer Kugelbüchse 39 geführte Stahlrohr 33 in
Magnetfeld der Spule hineingezogen wird. Hierbei senken sich die Kontakte 30, 31 auf das Ringpotentiometer, und
die Messung kann erfolgen.
Nachdem der Torsionsmodul registriert ist, wird der durch
die Magnetspule 38 fließende Strom wieder abgeschaltet.
Der Senkring 32 wird sodann durch die im Dämpfungsraum 40
gleichmäßig verteilten drei Druckfedern 41 in seine Ruhelage zurückgebracht. Der Motor 25 ,dreht den Torsionsdraht
20 auf seine Ausgangsstellung 0° zurück. Eine neue Messung kann beginnen.
Die besonders bevorzugte Ausführungsform nach Fig. 5 kat
den Vorteil, daß durch koaxiale Anordnung aller Teile ein kompakter und platzsparender Aufbau erzielt wird. Gleichwohl
arbeitet die Vorrichtung sehr betriebssicher und zuverlässig.
- Patentansprüche -
009841/0878 BAD ORIGINAL
Claims (1)
- - 14 PatentansprücheVorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren Gegenstandes mit einem von einer festen Spannungsquelle gespeisten Potentiometer, dessen beweglicher 1SeIl mit dem Gegenstand gekuppelt ist und eine dem ¥inkel proportionale'Ausgangsspannung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer einen Ringwiderstand (11) aufweist, an dem an zwei im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Stellen (A, B) zwei mechanisch mit dem Gegenstand und starr miteinander verbundene, elektrisch gegeneinander isolierte sowie an eine Summierschaltung angeschlossene Kontakte angeordnet sind.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k q n η - ζ ei c h η e t, daß die Eontakte in bezug auf den Ringwiderstand abhebbar und absenkbar sind.5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g- e k e η η zeichnet, daß das Heben und Senken der Kontakte elektromagnetisch erfolgt.4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß beim Überwechseln eines Eontaktes von einem Ende (+E) des Ringpotentiometers zum anderen Ende (0) aufgrund des damit verbundenen Spannungssprunges an diesem liontakt eine Bereichsumschaltung für den folgenden 180o-Bereich di geführt wird.BADORiGINAL009841/Q8785. Vorrichtung nach. Anspruch 4-, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t-, daß der Torseichenwechsel der Spannungsdifferenz an den Kontakten (A, B) "beim Überwechseln eines Kontaktes von einem Ende des Potentiometers zum anderen Eade für die Bereichsumschaltung ausgenutzt win.. ■ . - .6» Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ken η a eichnet, daß die Kon-■ takte (A, B) an eine Schaltung angeschlossen sind, die die Summe der Spannungen bildet, den Wert 180 subtrahiert und durch 2 dividiert*7* Vorrichtung nach einem der Jknsprüche 1 "bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Singwiderstand (11) einen festen Mittelabgriff (Ί) aufweist und daß eine Ausgangsspannungbei positiver (negativer) Differenz (ü» - U^) und eine Ausgange sp arsmm gEA Ä - E + TL (UA + Vbei negativer (positiver) Differenz (U. - XJ-g) gebildet wird, wobei E. die Hälfte der an dem Eingwiderstand liegenden Gesamt spannung (E) beträgt und TJ., Ug die Spannungen an den Kontakten (A bzw. B) sind.8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei übereinander angeordnete Eingwiderstände vorgesehen sind, wobei der eine Kontakt (A) mit dem einen, der andere mit dem anderen Hingwiderst and zusammenwirkt.009841/08789. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ eichnet, daß die Enden des bzw. der Ringwiderstände (11) einen geringen Abstand in der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 mm haben.o. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (15) vorgesehen ist, der ein vom Vorzeichen der Differenz (U. - U-p,) abhängiges Signal liefert, welches ein Relais (16) zur Umschaltung auf die Spannungen E. bzw. E betätigt.11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch g ekennzei chnet, daß die Kontaktspannung-en (Uj,, U-d) nach Bildung des arithmetischen Mittels auf eine Differenzbildungsschaltung (17) gegeben werden, der außerdem die von dem, .Komparator (15) ausgewählte feste Spannung· (E, E.) zugeführt wird.12« Vorrichtung nachAnspruch 10" oder 11, dadurch g e kenn ζ eichnet, daß zwischen das Relais (16) und den Komparator (15) ein Verstärkungstransistor (18) geschaltet ist.13. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bei der Torsionsmessung.14. Verwendung nach Anspruch 10, bei der eine einseitig ' festgespannte Probe auf der anderen Seite mit einem zwecks Erteilung einer definierten Torsionskraft tor-, di erb ar en Stahldraht verbunden ist, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß die Kontakte (A, B) an der Verbindungsstelle Probe (19) - Draht (20) angebracht sind. * .0 0 9 8 4 1/0878
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691916525 DE1916525B2 (de) | 1969-03-31 | 1969-03-31 | Vorrichtung zur messung des drehwinkels eines verdrehbaren gegenstandes |
CA078,221A CA958097A (en) | 1969-03-31 | 1970-03-24 | Device for the measurement of the angle of rotation of a rotatable object |
NL7004466A NL7004466A (de) | 1969-03-31 | 1970-03-26 | |
GB04961/70A GB1299350A (en) | 1969-03-31 | 1970-03-26 | Device for the measurement of the angle of rotation of a rotatable object |
US23398A US3672212A (en) | 1969-03-31 | 1970-03-27 | Device for the measurement of the angle of rotation of a rotatable object |
FR7011178A FR2040096A5 (de) | 1969-03-31 | 1970-03-27 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691916525 DE1916525B2 (de) | 1969-03-31 | 1969-03-31 | Vorrichtung zur messung des drehwinkels eines verdrehbaren gegenstandes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1916525A1 true DE1916525A1 (de) | 1970-10-08 |
DE1916525B2 DE1916525B2 (de) | 1976-12-02 |
Family
ID=5729938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691916525 Granted DE1916525B2 (de) | 1969-03-31 | 1969-03-31 | Vorrichtung zur messung des drehwinkels eines verdrehbaren gegenstandes |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3672212A (de) |
CA (1) | CA958097A (de) |
DE (1) | DE1916525B2 (de) |
FR (1) | FR2040096A5 (de) |
GB (1) | GB1299350A (de) |
NL (1) | NL7004466A (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3919886A (en) * | 1974-06-11 | 1975-11-18 | Champion Int Corp | Method and apparatus for measuring yarn twist set |
CH571715A5 (de) * | 1974-10-31 | 1976-01-15 | Lonza Ag | |
GB2167189B (en) * | 1984-11-14 | 1988-05-25 | Vinten Ltd | Continuous electrical control device |
FR2684758B1 (fr) * | 1991-12-09 | 1997-03-28 | Alcatel Satmam | Capteur de position angulaire a piste resistive continue fermee, et procede de mesure correspondant. |
US5872318A (en) * | 1997-03-14 | 1999-02-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for inducing fully-reversed three-dimensional loading on a non-rotating beam |
US6393897B1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-05-28 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Accelerated leakage testing |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE385792C (de) * | 1923-11-29 | Siemens Schuckertwerke G M B H | Einrichtung zum Messen der Verschiebung zweier Koerper gegeneinander | |
US2396244A (en) * | 1943-12-30 | 1946-03-12 | Adolph W Borsum | 360u deg. resistance type transmitter |
US2743408A (en) * | 1944-07-04 | 1956-04-24 | Otto H Schmitt | Motor control |
US2856769A (en) * | 1957-04-01 | 1958-10-21 | John A Bennett | Torsion testing machine for wire |
-
1969
- 1969-03-31 DE DE19691916525 patent/DE1916525B2/de active Granted
-
1970
- 1970-03-24 CA CA078,221A patent/CA958097A/en not_active Expired
- 1970-03-26 GB GB04961/70A patent/GB1299350A/en not_active Expired
- 1970-03-26 NL NL7004466A patent/NL7004466A/xx unknown
- 1970-03-27 US US23398A patent/US3672212A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-03-27 FR FR7011178A patent/FR2040096A5/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1916525B2 (de) | 1976-12-02 |
US3672212A (en) | 1972-06-27 |
NL7004466A (de) | 1970-10-02 |
FR2040096A5 (de) | 1971-01-15 |
GB1299350A (en) | 1972-12-13 |
CA958097A (en) | 1974-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1855080A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines zurückgelegten Weges | |
EP2159547A2 (de) | Sensorbaugruppe für einen Drehgeber und mit einer solchen Sensorbaugruppe ausgestatteter Drehgeber | |
DE1556775A1 (de) | Lastanzeigeeinrichtung fuer Krane od.dgl. | |
DE10045260C1 (de) | Potentiometer zur Wegerfassung | |
DE1807260A1 (de) | Lastanzeigeeinrichtung fuer Krane od.dgl. | |
EP1676099B1 (de) | Gebereinrichtung mit einem winkelsensor | |
DE1916525A1 (de) | Vorrichtung zur Messung des Drehwinkels eines verdrehbaren Gegenstandes | |
DE3109704C2 (de) | Meßeinrichtung, insbesondere Digitalmeßeinrichtung | |
EP0136495A1 (de) | Messvorrichtung zur Bestimmung des Durchmessers von Rundhölzern od. dgl. | |
DE2404467B2 (de) | Zeichenmaschine | |
DE69923807T2 (de) | Vorrichtung zur Messung einer mit der Rotation eines Organs zusammenhängenden physikalischen Grösse | |
DE2435709A1 (de) | Einrichtung zur ueberpruefung und justierung von beruehrungslos arbeitenden drehmomentmesseinrichtungen | |
DE10023503B9 (de) | Positionsschalter | |
DE2044848C3 (de) | Roentgenzielgeraet | |
EP0855599A2 (de) | Elektronischer Kompass | |
DE19732530A1 (de) | Zeigerinstrument für Fahrzeuge | |
EP3757330B1 (de) | Antrieb für einen fenster- oder türflügel | |
DE3104500C2 (de) | Mehrfach-Drehimpulsgeber | |
DE1958791C3 (de) | Verfahren zur richtigen Neueinstellung von zwei senkrecht zueinander beweglichen Stellgliedern nach dem Kartenwechsel eines Gerätes zur Standortanzeige eines Fahrzeuges in einer Landkarte | |
EP3680207A1 (de) | Justagevorrichtung zur justage einer führungsschiene | |
DE1965575A1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Stroemungsmenge einer Fluessigkeit | |
DE10007936C2 (de) | Neigungsgeber | |
DE3246246A1 (de) | Potentiometer | |
DE102008039333A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur analogen Winkelsignalauswertung | |
DE644928C (de) | Vorrichtung zum Nachpruefen fein bearbeiteter konischer Bohrungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |