DE19800380A1 - Induktive Winkelmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine induktive Winkelmeßvorrich­ tung mit wenigstens einer elektromagnetischen Meßspule, in welche durch wenigstens ein magnetisches Wechselfeld eine Meßspannung induziert wird, und mit einem drehend antreibbaren, die Induktivität und die Meßspannung der Meßspule in Abhängigkeit seiner Winkelstellung gegenüber der Meßspule beeinflussenden Meßkörper.

Es sind Meßvorrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, welche wenigstens eine elektromagnetische Meßspule auf­ weisen, in welcher durch ein magnetisches Wechselfeld ei­ ne Meßspannung induziert wird. Solche induktive Winkel­ meßvorrichtungen ermöglichen die einfache elektrische Er­ fassung und Messung mechanischer Größen, indem diese me­ chanischen Größen in ein analoges Spannungssignal umwan­ delbar sind. Zur Winkelmessung wird dabei ein im indukti­ ven Wirkungsbereich der Meßspule angeordneter Meßkörper rotierend angetrieben, so daß in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Meßkörpers gegenüber der Meßspule de­ ren Induktivität und damit deren Meßspannung beeinflußt wird. Als Meßkörper dienen dabei im wesentlichen Meßzy­ linder, deren Umfangsfläche mit einem etwa halbzylin­ drisch ausgebildeten, aus einem speziellen, die Indukti­ vität beeinflussenden Material bestehenden Werkstoff ge­ bildeten Körperabschnitt versehen ist. Die bekannten Win­ kelmeßvorrichtungen können dabei aus zwei Spulen oder Spulenabschnitten gebildet sein, die in einer induktiven Halbbrücke zusammengeschaltet sind oder sie arbeiten auf dem Prinzip eines Differentialtransformators.

Eine solche induktive Halbbrücke besteht aus zwei in Se­ rie geschalteten Spulen, welche mit einer Wechselspannung von beispielsweise 10 kHz gespeist werden. Durch diese Wechselspannung wird in den Spulen ein entsprechender Wechselstrom I hervorgerufen, durch welchen ein magneti­ scher Wechselfluß erzeugt wird. Dieser Wechselfluß indu­ ziert nach dem Induktionsgesetz eine Selbstinduktions­ spannung, welche in beiden Spulen bei gleicher Ausbildung der Spulen die gleiche Größe aufweist. Sind nun diese beiden Spulen im Umfangsbereich eines rotatorisch ange­ triebenen Meßkörpers angeordnet und werden die Induktivi­ täten der beiden Spulen bei der drehenden Bewegung des Meßkörpers nacheinander unterschiedlich beeinflußt, so entsteht eine vom Drehwinkel des Meßkörpers abhängige und zu diesem Winkel proportionale Spannungsänderung, welche im Verbindungsbereich zwischen den beiden Spulen abnehm­ bar ist. Diese Spannungsänderung kann von einem Demodula­ tor in ein entsprechendes Gleichspannungssignal umgewan­ delt werden, welches dann entsprechend proportional zur Winkeländerung bzw. dem Drehwinkel des Meßkörpers ist. Auf diese Art läßt sich in einfacher Weise der Drehwinkel eines Meßkörpers über ein Spannungssignal ermitteln. Die Ausgangssignale sind dabei stufenlos und haben einen ste­ tigen Verlauf. Induktive Winkelmeßvorrichtungen, welche nach dem Prinzip der induktiven Halbbrücke ausgelegt sind, dienen zum Messen von Winkeln mit einem linearen Meßbereich von ± 45°. Dies bedeutet, daß derartige nach einer induktiven Halbbrücke ausgelegten Winkelmeßvorrich­ tungen für eine Drehwinkelmessung über einen Winkelbe­ reich von 360° nicht oder nur bedingt geeignet sind.

Solche Winkelmessungen über eine Winkelbereich von 360° und mehr können allerdings von induktiven Winkelmeßvor­ richtungen, welche nach dem Differentialtransformator­ prinzip arbeiten gemessen werden. Dazu sind beispielswei­ se Winkelmeßvorrichtungen, welche als sogenannte "Resolver" bezeichnet werden, bekannt- geworden (Prospekt Firma Baumer electric, TTW 4/96 Nr. 800164). In dieser Firmenschrift wird ein als rein passives Winkelmeßsystem ausgelegter Miniatur-Resolver beschrieben, welcher ei­ gentlich ein Transformator mit winkelabhängiger, elektro­ magnetischer Kopplung ist. Dieser Resolver besitzt einen rein passiven Rotor ohne Spulen. Eine feststehende Pri­ märspule wird von einer Wechselspannung gespeist. In ih­ rem Inneren erzeugt sie somit ein homogenes, magnetisches Wechselfeld. Als Aufnehmer befinden sich innerhalb dieser Sendespule stationäre Empfängerspulen oder auch Meßspu­ len, die von diesem homogenen, magnetischen Wechselfeld durchsetzt werden. Folglich wird in diesen im Inneren-der Sendespule angeordneten Meßspulen eine zu messende Span­ nung induziert, welche von der induktiven Kopplung zwi­ schen der Sendespule und den Meßspulen abhängig ist. Ohne weitere Beeinflussung dieses Systems werden in den Meß­ spulen Spannungen gleicher Größe und je nach Wickelrich­ tung der einzelnen Spulen mit unterscheidlichem oder gleichem Vorzeichen erzeugt.

In der Sendespule ist desweiteren ein Rotor angeordnet, welcher ein ferromagnetisches Teil aufweist, das umlau­ fend mit dem Rotor rotiert und die in Umfangsrichtung gleichmäßig hintereinander angeordneten Meßspulen nach­ einander beeinflußt. Dieser ferromagnetische Teil des Ro­ tors verändert dabei das elektromagnetische Wechselfeld im Inneren der Sendespule so, daß in den Meßspulen in Ab­ hängigkeit vom Drehwinkel des Rotors unterschiedliche Spannungen induziert werden. Es sind dabei vier Meßspulen vorgesehen, welche einander paarweise, sich diametral ge­ genüberliegend zugeordnet sind. Diese paarweisen Meßspu­ len sind gegensinnig gewickelt und verlaufen mit ihrer Spulenachse parallel zur Spulenachse der Sendespule, wel­ che ihrerseits wiederum parallel und konzentrisch zur Drehachse des Rotors angeordnet ist. Jedes Meßspulenpaar erzeugt dabei eine drehwinkelabhängige Meßspannung, so daß durch diese Meßspannung eines jeden Spulenpaares ein Drehwinkel von insgesamt 360° erfaßbar ist. Da die Meß­ spulen in Umfangsrichtung paarweise um 90° versetzt zuein­ ander angeordnet sind, können aus den beiden um 90° pha­ senverschobene Meßspannungen sowohl Rotorwinkel als auch Drehrichtung des Rotors bestimmt werden.

Dieser bekannte Resolver zeichnet sich durch eine einge­ schränkte induktive Kopplung zwischen der Sendespule und den Meßspulen aus, da die Sendespule außerhalb der ei­ gentlichen Meßspulen angeordnet ist und somit die elek­ tromagnetische Kopplung nicht optimal ist. Desweiteren ist auch aufgrund der vorgesehenen einzelnen Meßspulen, welche sich paarweise diametral gegenüberliegen ein kom­ plizierter mechanischer Aufbau notwendig. Desweiteren können solche Resolver nach dem beschriebenen Aufbau nicht in beliebiger Größe hergestellt werden, da je grö­ ßer diese Resolver geometrisch gebaut werden, um so schlechter die induktive Kopplung zwischen der Sendespule und den Meßspulen wird und somit die Meßgenauigkeit einer solchen induktiven Winkelmeßvorrichtung mit zunehmender Baugröße ungenauer wird. Außerdem wird ein solcher Re­ sovler mit zunehmender Baugröße empfindlicher gegen äußere Störeinflüsse.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine induktive Winkelmeßvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher eine optimale induktive Kopplung zwischen dem magnetischen Wechselfeld und der oder den verwendeten Meßspulen im wesentlichen unabhängig von der Baugröße der Winkelmeßvorrichtung erreicht wird.

Die Aufgabe wird in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches I erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßspule aus einem ersten und einem zwei­ ten Spulenring gebildet ist, welche gegensinnig gewickelt und koaxial zueinander angeordneten sind, und
daß jeder Spulenring in jeweils einen ersten und einen zweiten Spulenabschnitt unterteilt ist, die sich jeweils diametral gegenüberliegen, und
daß sich die Wicklungen der beiden Spulenringe derart überkreuzen, daß der erste Spulenabschnitt des ersten Spulenringes in einer Achsrichtung der Spulenachse axial versetzt vor dem ersten Spulenabschnitt des zweiten Spu­ lenringes und der zweite Spulenabschnitt des ersten Spu­ lenringes in der gleichen Achsrichtung axial versetzt hinter dem zweiten Spulenabschnitt des zweiten Spulenrin­ ges angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Meßspule ist diese sowohl für induktive Winkelmeßvorrichtungen ein­ setzbar, welche nach dem Prinzip der induktiven Halbbrüc­ ke ausgelegt sind, wie auch für induktive Winkelmeßvor­ richtungen, welche nach dem Differentialtransformator­ prinzip arbeiten. Dazu weist die Meßspule einen ersten und einen zweiten Spulenring auf, welche gegensinnig ge­ wickelt sind und koaxial zueinander angeordnet sind. Je­ der der Spulenringe ist jeweils in einen ersten und einen zweiten Spulenabschnitt unterteilt, welche sich jeweils bezüglich der Spulenachse diametral gegenüberliegen. Die­ se Wicklungen der beiden Spulenringe überkreuzen sich, so daß der erste Spulenabschnitt des ersten Spulenringes in einer Achsrichtung der Spulenachse der Meßspule axial versetzt vor dem ersten Spulenabschnitt des zweiten Spu­ lenringes liegt. Dementsprechend liegt der zweite Spulen­ abschnitt des ersten Spulenringes in gleicher Achsrich­ tung axial versetzt hinter dem zweiten Spulenabschnitt des zweiten Spulenringes. Dies bedeutet, daß sich die beiden Spulenringe bzw. deren Wicklungen diametral gegen­ überliegend überkreuzen.

Gemäß Anspruch 2 wird das magnetische Wechselfeld durch Einspeisung einer Wechselspannung in die Meßspule selbst erzeugt, wobei die beiden Spulenringe elektrisch mitein­ ander gekoppelt sind, d. h. daß beide Spulenringe über die gleiche Spannungsversorgung mit einer Wechselspannung be­ aufschlagt werden. Auf Grund ihrer gegensinnigen Wicklun­ gen werden somit in den Spulenringen magnetische Wechsel­ felder erzeugt, welche um 180° zueinander phasenverscho­ ben sind. Der vorgesehene Meßkörper ist konzentrisch zur Spulenachse der Meßspule angeordnet und weist auf seiner Mantelfläche einen Zylinderabschnitt auf, welcher sich über einen Zentriwinkel von etwa 180° erstreckt. Dieser Zylinderabschnitt erstreckt sich in Achsrichtung der Spu­ lenachse im wesentlichen oder wenigstens über die Breite einer der Spulenringe, so daß bei dessen Rotation in Ab­ hängigkeit des Drehwinkels des Meßkörpers abwechselnd die beispielsweise im axial vorderen Bereich liegenden Spu­ lenabschnitte der beiden Spulenringe beeinflußt werden, sofern der Zylinderabschnitt des Meßkörpers in diesem axialen Bereich angeordnet ist. Desgleichen gilt für die axial hinteren Spulenabschnitte der beiden Spulenringe, wenn der Zylinderabschnitt entsprechen in deren Axialbe­ reich angeordnet ist. Somit wird durch den Zylinderab­ schnitt in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Meßkörpers re­ lativ zur Meßspule deren Induktivität verändert. Durch diese wechselseitige Beeinflussung der Spulenabschnitte, von denen der eine dem ersten Spulenring und der andere dem zweiten Spulenring zugeordnet ist, wird im Verbin­ dungsbereich zwischen den beiden Spulenringen eine Meß­ spannung erzeugt, welche in diesem Verbindungsbereich ab­ nehmbar ist.

Zur Verstärkung dieser Induktivitätsbeeinflussung kann der Meßkörper gemäß Anspruch 3 zwei sich diametral gegen­ überliegende Zylinderabschnitte aufweisen, welche sich jeweils über einen Zentriwinkel von etwa 180° erstrecken. Diese Zylinderabschnitte sind zueinander axial in Rich­ tung der Spulenachse versetzt angeordnet, wobei der erste Zylinderabschnitt beispielsweise im Bereich der vorderen Spulenabschnitte und der zweite Zylinderabschnitt axial im Bereich der hinteren Spulenabschnitte angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Zylinderabschnitte werden in einer ersten Winkelstellung beide Spulenabschnitte bei­ spielsweise des ersten Spulenringes induktiv beeinflußt, während die beiden Spulenabschnitte des zweiten Spulen­ ringes nicht beeinflußt werden. Somit ergibt sich ein ma­ ximaler Spannungsausschlag der Meßspannung im Verbin­ dungsbereich der Spulenringe. In einer um 180° zur dieser ersten Winkelstellung gedrehten Winkelstellung des Meß­ körpers hingegen werden die beiden Spulenabschnitte des zweiten Spulenringes induktiv beeinflußt, während die Spulenabschnitte des ersten Spulenringes nicht beeinflußt werden. Damit wird in dieser zweiten um 180° gedrehten Winkelstellung des Meßkörpers eine negative Meßspannung gleicher Größe erzeugt, wie die positive Meßspannung in der ersten Winkelstellung. Somit kann mit Hilfe des gemäß Anspruch 3 ausgestalteten Meßkörpers eine Winkelmessung über 360° mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Meßspule in einfacher Weise gemessen werden. Die induktive Kopp­ lung zur Erzeugung der Meßspannung ist dabei optimal, da das magnetische Wechselfeld durch die Meßspule selbst er­ zeugt wird.

Um nun auch eine Drehrichtungserkennung zu ermöglichen, kann gemäß Anspruch 4 eine zweite Meßspule vorgesehen sein, deren Spulenringe in Umfangsrichtung mit ihren Spu­ lenabschnitten um 90° zur ersten Meßspule versetzt ange­ ordnet ist. Dadurch wird, bei gleicher Ausgestaltung des Meßkörpers gemäß Anspruch 2 oder gemäß Anspruch 3 in die­ ser zweiten Meßspule ein um 90° phasenversetztes Signal erzeugt, welches zur Drehrichtungserkennung verwendbar ist. Um eine optimale Baugröße und induktive Kopplung zu erreichen, können die beiden Meßspulen gemäß Anspruch 5 zumindest bereichsweise ineinander gewickelt sein. Es versteht sich, daß die einzelnen Meßspulen mit ihren Spu­ lenabschnitten auch axial hintereinander angeordnet wer­ den können, wobei in diesem Fall eine entsprechende An­ passung des Meßkörpers bzw. seiner Zylinderabschnitte er­ folgen sollte.

Gemäß Anspruch 6 kann das magnetische Wechselfeld auch durch eine separate Sendespule erzeugt werden, welche mit einer entsprechenden Wechselspannung und damit einem ent­ sprechenden Wechselstrom beaufschlagt wird. Durch diesen Wechselstrom wird das benötigte magnetische Wechselfeld erzeugt, durch welches in die Meßspule eine entsprechende Spannung induziert wird. Die Sendespule ist dabei koaxial zur Meßspule angeordnet und kann gemäß Anspruch 6 aus zwei entgegengesetzt gewickelte Spulenringen bestehen, welche axial in Richtung der Spulenachse hintereinander liegend angeordnet sind. Dabei befindet sich der erste Spulenring der Sendespule axial im Bereich der vorderen Spulenabschnitte der Spulenringe der Meßspule und der zweite Spulenring der Sendespule axial im Bereich der hinteren Spulenabschnitte. Dadurch werden in die einzel­ nen Spulenabschnitten der Spulenringe der Meßspule entge­ gengesetzte Meßspannungen in den jeweiligen Spulenab­ schnitten induziert. Zur Winkelmessung ist der Meßkörper zumindest mit einem etwa halbzylindrisch ausgebildeten Zylinderabschnitt ausgestattet, welcher sich axial zumin­ dest über die Breite eines Spulenringes erstreckt und im Axialbereich der vorderen oder hinteren Spulenabschnitte angeordnet. Durch diesen Zylinderabschnitt wird die In­ duktivität der im Wirkungsbereich des Meßkörpers liegen­ den Spulenabschnitte in Abhängigkeit vom Rotationswinkel des Meßkörpers bzw. seines Zylinderabschnittes abwech­ selnd beeinflußt, so daß die induzierten Ausgangsspannun­ gen der Meßspule in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Zy­ linderabschnittes des Meßkörpers verändert wird.

Gemäß Anspruch 7 kann auch bei dieser Ausgestaltung der induktiven Winkelmeßvorrichtung zur Drehrichtungserken­ nung eine zweite Meßspule vorgesehen sein, die in Um­ fangsrichtung mit ihren Spulenabschnitten um 90° versetzt zur ersten Meßspule angeordnet ist. Der Meßkörper ist da­ bei gleich ausgestaltet wie in Anspruch 6, wobei der halbzylindrische Zylinderabschnitt sich über die Länge eines Spulenringes oder auch über die gesamte Länge bei­ der hintereinander liegender Spulenringe erstrecken kann. Zum Erreichen einer möglichst optimalen magnetischen Kopplung können die beiden Meßspulen zumindest bereichs­ weise ineinander gewickelt sein.

Gemäß Anspruch 9 wird die induktive Kopplung dadurch er­ heblich verbessert, daß auch die Wicklungen der Sendespu­ le mit den Wicklungen der beiden Meßspulen bereichsweise ineinander gewickelt sind, so daß eine optimale magneti­ sche Kopplung zwischen den einzelnen Spulenabschnitten und der Sendespule erreicht wird.

Es versteht sich, daß die Meßspulen und die Sendespule in ihrem Durchmesser auch unterschiedlich ausgebildet sein können, so daß sie ineinander schiebbar sind und auch so­ mit eine äußerst gute elektromagnetische Kopplung zwi­ schen den einzelnen Spulenabschnitten der Meßspule und den Spulenringen der Sendespule erreicht wird.

Auch kann die Sendespule aus lediglich einem Spulenring bestehen, wobei dieser wahlweise im Bereich der in Rich­ tung der Spulenachse axial vorne liegenden Spulenab­ schnitten oder im Bereich der hinten liegenden Spulenab­ schnitte angeordnet sein kann, so daß nur jeweils zwei Spulenabschnitte paarweise mit der Sendespule elektroma­ gnetisch gekoppelt sind.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung nä­ her erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die einzelnen Bestandteile einer Winkelmeßvor­ richtung mit zwei Meßspulen und einem Meßkörper in perspektivischer Explosionsdarstellung;

Fig. 2 die Meßspulen und den Meßkörper aus Fig. 1 in ihrer funktionsgerechten Lage zueinander;

Fig. 3 eine Winkelmeßvorrichtung mit zwei Meßspulen, einer Sendespule und einem Meßkörper in per­ spektivischer Explosionsdarstellung;

Fig. 4 die Meßspulen, die Sendespule und den Meßkörper in fuktionsrichtiger Lage in perspektivisch vergrößerter Darstellung;

Fig. 5 einen perpektivischen Teilschnitt einer erfin­ dungsgemäßen Winkelmeßvorrichtung mit einer Meßspule und einer Sendespule sowie einem Meß­ körper;

Fig. 6 einen Aufnahmering zum Ineinanderwickeln von zwei Meßspulen und einer Sendespule;

Fig. 7 den Aufnahmering aus Fig. 6 mit fertig gewic­ kelten Meßspulen und Sendespule in perspektivi­ scher Darstellung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Halbbrückensystems mit zwei Meßspulen;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Differentialtrafo­ schaltung mit Sendespule und zwei Meßspulen.

Fig. 10 einen Signalverlauf einer Trägerfrequenzspan­ nung und zweier Meßspannungen zweier Meßspulen bei einer Halbbrückenschaltung in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Meßkörpers;

Fig. 11 einen Signalverlauf einer Trägerfrequenzspan­ nung und zweier Meßspannungen zweier Meßspulen bei einer Differentialtransformatorschaltung in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Meßkörpers;

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile einer erfin­ dungsgemäßen induktiven Winkelmeßvorrichtung 1 in per­ spektivischer Explosionsdarstellung. Die Winkelmeßvor­ richtung 1 besteht aus zwei Meßspulen 2 und 3 sowie aus einem Meßkörper 4. Die beiden Meßspulen 2 und 3 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils einen ersten Spulenring 5 bzw. 6 sowie einen zweiten Spulenring 7 bzw. 8 auf. Die Spulenringe 5, 6, 7 und 8 sind jeweils in zwei sich bezüglich einer gemeinsamen Spulenachse 9 diametral gegenüberliegende Spulenabschnitte unterteilt. So weist der erste Spulenring 5 der Meßspule 2 einen ersten Spu­ lenabschnitt 10 und einen zweiten Spulenabschnitt 11 auf, welche sich über einen Zentriwinkel in Umfangsrichtung über annähernd 180° erstrecken. Der zweite Spulenring 7 der Meßspule 2 weist ebenfalls einen ersten Spulenab­ schnitt 12 sowie einen zweiten Spulenabschnitt 13 auf, welche sich ebenfalls diametral gegenüberliegen und wel­ che sich in Umfangsrichtung jeweils über einen Zentriwin­ kel von annähernd 180° erstrecken.

In gleicher Weise ist der erste Spulenring 6 der Meßspule 3 ebenfalls in einen ersten Spulenabschnitt 14 und in ei­ nen zweiten Spulenabschnitt 15 unterteilt. Der zweite Spulenring 8 der Meßspule 3 weist ebenfalls einen ersten Spulenabschnitt 16 und einen zweiten Spulenabschnitt 17 auf, wobei sich die Spulenabschnitte 14 und 15 des Spu­ lenringes 6 bzw. die Spulenabschnitte 16 und 17 des Spu­ lenringes 8 jeweils ebenfalls diametral gegenüberliegen und sich jeweils über einen Zentriwinkel in Umfangsrich­ tung von annähernd 180° erstrecken.

Die Wicklungen des jeweiligen ersten Spulenringes 5 bzw. 6 und des jeweiligen zweiten Spulenringes 7 bzw. 8 über­ kreuzen sich diametral gegenüberliegend in zwei Kreu­ zungsbereichen 18 und 19 bzw. 20 und 21 derart, daß der jeweilige erste Spulenabschnitt 10 bzw. 14 des jeweiligen ersten Spulenringes 5 bzw. 6 in Achsrichtung der Spu­ lenachse 9 hinter dem jeweiligen ersten Spulenabschnitt 12 bzw. 16 des jeweiligen zweiten Spulenringes 7 bzw. 8 liegt. Dementsprechend liegen die jeweiligen zweiten Spu­ lenabschnitte 11 bzw. 15 des jeweiligen ersten Spulenrin­ ges 5 bzw. 6 axial vor dem jeweiligen zweiten Spulenab­ schnitt 13 bzw. 17 des zweiten Spulenringes 7 bzw. 8.

Die beiden Spulenringe 5 und 7 der ersten Meßspule 2 sind im Kreuzungsbereich 19 der Wicklungen ihrer beiden Spu­ lenringe 5 und 7 miteinander verbunden, wie dies durch den elektrischen Verbindungssteg 22 in Fig. 1 angedeutet ist.

In diesem Kreuzungsbereich 19 sind auch die Anschlußlei­ tungen 23 und 24, über welche beiden Spulenringe 5 und 7 mit einer Wechselspannung zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes beaufschlagbar sind. Es versteht sich, daß die Anschlußleitungen 23 und 24 nicht zwingend im Um­ fangsbereich des Kreuzungsbereiches 19 angeordnet sein müssen. Es ist jedoch von Vorteil, wenn beide Anschluß­ leitungen 23 und 24 im gleichen umfangsbereich der Meß­ spule 2 angeordnet sind, so daß beide Spulenringe 5 und 7 dieselbe Spulengeometrie aufweisen und im unbeeinflußten Zustand bei gleichem magnetischen Wechselfeld auch die­ selbe Ausgangsspannung in ihnen induziert wird. Im Be­ reich des Verbindungssteges 22 ist eine Meßleitung 25 vorgesehen, über welche ein Meßsignal, welches zwischen den beiden Spulenringen 5 und 7 auftritt, abnehmbar ist und einer Auswerteelektronik zugeführt wird. Sind beide Spulenringe identisch ausgebildet, so ist die an der Meß­ leitung abnehmbare Meßspannung im unbeeinflußten Zustand der Meßspule gleich Null, da in den gegensinnig gewickel­ ten Meßspulen die in diesen induzierten Spannung entge­ gengesetzt gleich groß sind und sich somit im Meßpunkt bzw. im Verbindungssteg gerade aufheben.

In gleicher Weise wie bei der Meßspule 2 ist auch bei der Meßspule 3 in deren Kreuzungsbereich 21 ein Verbindungs­ steg 26 vorgesehen, über welchen die beiden Spulenringe 6 und 8 elektrisch miteinander gekoppelt sind. Auch dieser Verbindungssteg 26 weist eine Meßleitung 27 auf, welche zur Abnahme eines entsprechenden Meßsignals bzw. einer Meßspannung, welche zwischen den gegensinnig gewickelten Spulenringen 6 und 8 auftritt, abnehmbar ist und welche entsprechend der Meßspule 2 einer elektronischen Auswer­ teeinrichtung zugeführt wird. Im Kreuzungsbereich 21 mit dem Verbindungssteg 26 sind auch bei der Meßspule 3 zwei Anschlußleitungen 28 und 29 vorgesehen, über welche der Meßspule bzw. den Spulenringen 6 und 8 der Meßspule 3 zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes eine entspre­ chende Wechselspannung zugeführt wird. Auch diese An­ schlußleitungen 28 und 29 müssen nicht zwingend in diesem Kreuzungsbereich 21, wie bereits zur Meßspule 2 zum Kreu­ zungsbereich 19 beschrieben angeordnet sein.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die beiden Meßspulen 2 und 3 koaxial zueinander angeordnet und um einen Winkel von 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzt. Dies be­ deutet, daß die Kreuzungsbereiche 18 und 19 der Meßspule 2 in etwa in einer Vertikalebene und um 90° versetzt zu den Kreuzungsbereichen 20 und 21 der Meßspule 3 angeord­ net sind, welche in etwa in einer Horizontalebene ange­ ordnet sind. Zum Erzeugen von zwei um 90° zueinander pha­ senverschobenen Meßsignalen werden die beiden Meßspulen 2 und 3 mit einer möglichst phasen- und amplitudengleichen Versorgungswechselspannung beaufschlagt.

In den beiden Meßspulen 2 und 3 werden ohne das Vorhan­ densein des Meßkörpers 4, welcher deren Induktivitäten drehwinkelabhängig beeinflußt, in den jeweiligen Spulen­ ringen 5 und 7 bzw. 6 und 8 aufgrund deren gegensinniger Wickelrichtungen Meßspannungen indiziert, welche gegen­ sinnig gleich groß sind, so daß in unbeeinflußtem Zustand beider Meßspulen 2 und 3 an den entsprechenden Meßleitun­ gen 25 bzw. 27 keine Meßspannung anliegt.

Durch wechselseitige Beeinflussung der Induktivitäten der Meßspulen 2 und 3 bzw. der Spulenringe 5, 7 und 6, 8 der beiden Meßspulen 2 und 3 durch einen, wie in Fig. 1 bei­ spielhaft dargestellten Meßkörper 4 ändern sich aller­ dings die induzierten Spannungen in den Spulenringen 5 und 7 bzw. 6 und 8, so daß an den Meßleitungen 25 und 27 entsprechende Spannungssignale in positiver oder negati­ ver Richtung abnehmbar sind. Zu dieser Induktivitätsbe­ einflussung ist der Meßkörper 4 aus einem metallischen Werkstoff gebildet, welcher eine positive oder negative elektromagnetische Kopplung und damit auch eine dement­ sprechende Beeinflussung der Induktivitäten bewirkt.

Um eine drehwinkelabhängige Beeinflussung der Induktivi­ täten der Spulenringe zum Erzeugen eines Meßsignals zu ermöglichen, weist dazu der Meßkörper 4 einen äußeren et­ wa halbzylindrisch ausgebildeten Zylinderabschnitt 38 auf, welcher sich über einen Umfangswinkel von etwa 180° erstreckt. In diesem Zylinderabschnitt 30 liegt eine sich ebenfalls über 180° in Umfangsrichtung erstreckende Zy­ linderwandabschnitt 31 diametral gegenüber, welcher in seinem Außendurchmesser r kleiner ausgebildet ist, als der Außendurchmesser R des Zylinderabschnittes 30.

Um eine induktive Beeinflussung beider Meßspulen 2, 3 durch den Meßkörper 4 zu erreichen, werden die beiden Meßspulen 2, 3 mit ihren Spulenabschnitten 10, 11, 12, 13 und 14, 15, 16, 17 so angeordnet, daß deren vordere Spu­ lenabschnitte 11, 12 und 15, 16 bzw. deren hintere Spu­ lenabschnitte 10, 13 und 14, 17 in axialer Richtung dec­ kungsgleich sind. Dabei können die Meßpulen 2, 3 unter­ schiedliche Durchmesser aufweisen, so daß sie wechselsei­ tig ineinander geschoben werden können oder bei deren Herstellung ineinander gewickelt werden.

Wird der Meßkörper 4 in die beiden Meßspulen 2 und 3 in axialer Richtung hinein geschoben, so weist der Zylinder­ abschnitt 30 einen wesentlich geringeren radialen Abstand zu den Meßspulen 2 und 3 bzw. zu deren Spulenringen 5 und 7 bzw. 6 und 8 auf, so daß die Induktivitäten der Spulen­ ringe 5 und 7 bzw. 6 und 8 insbesondere aber deren Spu­ lenabschnitte 10, 11 und 12, 13 bzw. 14, 15 und 16, 17 je nach Winkellage des Zylinderabschnittes 30 relativ zu diesen Spulenabschnitten 10 bis 17 in diesen unterschied­ liche Meßspannungen induziert. Der Zylinderabschnitt 30 erstreckt sich dabei in Achsrichtung zumindest über eine axiale Länge in Richtung der Spulenachse 9, welche der Breite B eines Spulenringes 5, 6, 7 oder 8 entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß der Zylinderabschnitt 30, wenn er in axialer Richtung genau im Bereich beispiels­ weise der Spulenabschnitte 12 und 11 der beiden Spulen­ ringe 5 und 7 angeordnet ist, auch nur diese beiden Spu­ lenabschnitt 11 und 12 induktiv beeinflußt.

Die Wirkungsweise dieser induktiven Beeinflussung wird nach folgend am Beispiel der Meßspule 2 näher erläutert. In der in Fig. 1 dargestellten Drehlage des Meßkörpers 4 mit seinem Zylinderabschnitt 30 wird, wie dies insbeson­ dere aus Fig. 2 hervorgeht, durch diesen Zylinderab­ schnitt 30 des Meßkörpers 4 die Induktivität des vorderen Spulenabschnittes 11 des vorderen Spulenringes 5 beein­ flußt, während die Induktivität des vorderen Spulenab­ schnittes 12 des Spulenringes 7 durch den großen radialen Abstand zum Zylinderwandabschnitt 31 nur wenig bzw. gar nicht induktiv beeinflußt wird. Dadurch wird je nach Wahl des Materials des Zylinderabschnittes 30 (oder auch des gesamten Meßkörpers 4) die in den Spulenabschnitt 11 in­ duzierte Spannung verringert oder vergrößert, während die in den Spulenabschnitt 12 induzierte Spannung unverändert bleibt. Eine Vergrößerung dieser Spannung des Spulenab­ schnittes 11 wird durch beispielsweise eine induktive Kopplung durch den Zylinderabschnitt 30 erreicht, wenn der Zylinderabschnitt 30 beispielsweise aus einem ferro­ magnetischen Material gebildet ist. Eine negative Kopp­ lung bzw. Bedämpfung wird bei der Verwendung eines nicht­ magnetischen metallischen Materials für den Zylinderab­ schnitt 30 erreicht, so daß für diesen Fall die in den Spulenabschnitt 11 bei der dargestellten Drehlage des Zy­ linderabschnittes 30 die induzierte Spannung kleiner ist, als in dem nicht beeinflußten Spulenabschnitt 12. Somit ist am Verbindungssteg 22 über die Meßleitung 25 der Meß­ spule 2 aufgrund der unterschiedlich induzierten Spannun­ gen in den Spulenabschnitten 11 und 12 einer Differenz­ spannung meßbar, welche als Meßsignal weiter auswertbar ist.

Zur Verstärkung der induktiven Kopplung oder Bedämpfung der Meßspulen 2 kann der Meßkörper 4 mit einem zweiten Zylinderabschnitt 32 versehen sein, welcher dem ersten Zylinderabschnitt 30 diametral gegenüberliegt und sich ebenfalls über einen Umfangswinkel von ca. 180° er­ streckt. Dieser zweite Zylinderabschnitt 32 ist in axia­ ler Richtung des Meßkörpers 4 versetzt zum Zylinderab­ schnitt 30 angeordnet und liegt dabei in einem Abstand zum Zylinderabschnitt 30 in Achsrichtung der Spulenachse 9 hinter diesem, welcher in etwa dem axialen Abstand der Spulenringe 5 und 7 bzw. 6 und 8 der Meßspulen 2 bzw. 3 entspricht. Durch diese diametral gegenüberliegende An­ ordnung und durch den axialen Versatz des zweiten Zylin­ derabschnittes gegenüber dem ersten Zylinderabschnitt 30 beeinflußt der zweite Zylinderabschnitt in der in Fig. 1 dargestellten Drehwinkellage, wenn er beispielsweise in die Meßspule 2 eingesetzt ist, mit seinem Zylinderab­ schnitt 30, wie bereits oben beschrieben, den Spulenab­ schnitt 11 des Spulenringes 5, während der axial nach hinten versetzte zweite Zylinderabschnitt 32 den Spulen­ abschnitt 10 des Spulenringes 5 gleichsinnig beeinflußt. Durch diese gleichsinnige Beeinflussung der beiden Spu­ lenabschnitte 10 und 11 desselben Spulenringes 5 wird die Induktivitätsbeeinflussung bei identischem Material des bzw. der Zylinderabschnitte 30 und 32 nochmals verstärkt, so daß bei Verwendung eines ferromagnetischen Materials für die Zylinderabschnitte 30 und 32 eine erhebliche Er­ höhung des Spannungssignals an der Meßleitung 25 abnehm­ bar ist. Bei einer Drehung um 180° des Meßkörpers 4 mit seinen beiden Zylinderabschnitten 30 und 32 bewegen sich die Zylinderabschnitte 30 und 32 aus dem Wirkfeld der Spulenabschnitte 11 und 10 heraus und drehen sich in das Wirkungsfeld der Spulenabschnitte 12 und 13 des Spulen­ ringes 7, so daß eine vollständige induktive Beeinflus­ sung dieser Spulenabschnitte 12 und 13 erfolgt. Damit wird erreicht, daß nunmehr in dieser um 180° gedrehten Winkelstellung im zweiten Spulenring 7 die Induktivität maximal beeinflußt wird und bei Verwendung beispielsweise eines ferromagnetischen Materials für die Zylinderab­ schnitte 30 und 32 in den Spulenring 7 eine wesentlich höhere Meßspannung induziert wird, als im Spulenring 5 mit seinen beiden nicht mehr beeinflußten Spulenabschnit­ ten 10 und 11. Aufgrund der entgegengesetzten Wickelrich­ tung der Spulenringe 5 und 6 ist in dieser zweiten Dreh­ winkelstellung des Meßkörpers die zu messende Meßspannung um 180° phasenverschoben zur ersten Meßspannung bei der um 180° gedrehten Drehwinkellage des Meßkörpers, weist aber die gleiche Amplitude auf, sofern die Meßspulen 5 und 6 identisch ausgebildet sind.

In einer Mittelstellung des Meßkörpers 4, in welcher alle vier Spulenabschnitte 10, 11 und 12, 13 der beiden Spu­ lenringe 5 und 6 gleichmäßig durch die Zylinderabschnitte 30 und 32 beeinflußt werden, ist die Meßspannung gleich Null, da die in die Spulenabschnitte 10, 11 und 12, 13 induzierten Spannung betragsmäßig gleich groß sind und sich somit gegenseitig egalisieren.

Wird auch die Meßspule 3 zur Drehwinkelmessung mit heran­ gezogen und beispielsweise mir ihren Spulenabschnitten 14, 51, 16 und 17 axial deckungsgleich zu den Spulenab­ schnitten 10, 11, 12 und 13 der Meßspule 2 bzw. deren Spulenringe 5 und 6 angeordnet, so kann in dieser ein identisches Meßsignal induziert und abgenommen werden. Dieses Meßsignal ist allerdings um 90° zum Meßsignal der Meßspule 2 phasenverschoben, da die Meßspule 3 mit ihren Kreuzungsbereichen 20 und 21 in Umfangsrichtung um 90° gedreht zu den Kreuzungsbereichen 18 und 19 der Meßspule 2 angeordnet ist. Der Meßkörper 4 wirkt mit seinem einen Zylinderabschnitt 30 bzw. 32 oder mit seinen beiden Zy­ linderabschnitten 30 und 32 somit in gleicher Weise auf die Meßspule 3. Die beiden Meßspulen 2 und 3 sind dabei vorteilhafterweise identisch ausgebildet, so daß auch die abnehmbaren Meßsignale in ihrer Amplitude identisch sind. Damit stehen zur Drehwinkelmessung der Drehwinkellage des Meßkörpers 4 zwei um 90° zueinander phasenverschobene Meßsignale zur Verfügung, so daß die Drehwinkellage und auch die Drehrichtung des Meßkörpers sicher meßbar ist.

Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung der einzelnen Be­ standteile der Winkelmeßvorrichtung 1 aus Fig. 1 in zu­ sammengebauten Zustand in perspektivischer Darstellung. Es ist erkennbar, daß die Meßspulen 2 und 3 mit ihren Spulenringen 5, 7 und 6, 8 ineinander gewickelt ausgebil­ det sind. Durch diese Wicklungsart wird eine äußerst raumsparende Baugröße des gesamten Meßspulenkörpers, be­ stehend aus den beiden Meßspulen 2 und 3 erreicht. Um ei­ ne entsprechend optimale Kopplung des Meßkörpers 4 zu den Meßspulen 2 und 3 bewirken zu können, wird der Meßkörper 4 vorzugsweise mit seinen beiden Zylinderabschnitte 30 und 32 innerhalb der Meßspulen 2 und 3 koaxial zu diesen angeordnet. Somit läßt sich durch diese Anordnung der Meßspulen 2 und 3 sowie des Meßkörpers 4 auch einem Minia­ turisierung der Winkelmeßvorrichtung 1 in einfachster Weise erreichen, wobei die abnehmbaren Meßsignale trotz einer kleinen Baugröße zur Winkelmessung noch hinreichend groß bleiben, da die induktiven Verhältnisse entsprechend optimal bleiben. Es versteht sich, daß z. B. für die Ver­ wendung der erfindungsgemäßen Winkelmeßvorrichtung 1 in einer Hohlwelle die Zylinderabschnitte 30 und 31 des Meß­ körpers an der Innenwand der Hohlwelle angeordnet werden könne. Durch Einsetzen der Meßspulen 2 und 3 in diese Hohlwelle radial innerhalb dieser Zylinderabschnitte 30 und 32 ist eine direkte Erfassung der Drehwinkellage und der Drehrichtung der Hohlwelle durchführbar.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Win­ kelmeßvorrichtung 1/1, welche zwei Meßspulen 2 und 3 auf­ weist, die identisch ausgebildet sind wie die Meßspulen 2 und 3 des Ausführungsbeispieles aus den Fig. 1 und 2. Dementsprechend sind in Fig. 3 die gleichen Bezugsziffern eingetragen, welche bereits in Fig. 1 verwendet wurden. Bezüglich der Ausgestaltung dieser Meßspulen 2 und 3 aus Fig. 3 wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen. Die Meßspulen 2 und 3 weisen diesbezüglich in ihren Kreu­ zungsbereichen 21 bzw. 19 ebenfalls den Verbindungssteg 22 bzw. 26 auf.

Die Winkelmeßvorrichtung 1/1 unterscheidet sich von der Winkelmeßvorrichtung 1 aus Fig. 1 unter anderem dadurch, daß zum Erzeugen des magnetischen Wechselfeldes die dazu erforderliche Wechselspannung nicht direkt in die Meßspu­ len 2 und 3 eingespeist wird, sondern daß dafür eine se­ parate dritte Sendespule 35 vorgesehen ist. Beim vorlie­ genden Ausführungsbeispiel ist die Sendespule in zwei Spulenringe 36 und 37 unterteilt, welche gegensinnig ge­ wickelt sind. Die Spulenringe 36 und 37 der Sendespule 35 sind aus einem einzigen Spulendraht gewickelt, welcher in der Zeichnung im unteren tiefsten Bereich 38 einen Wende­ steg 39 aufweist, welcher die beiden Spulenringe 36 und 37 elektrisch miteinander verbindet. Ebenfalls in diesem tiefsten Bereich 38 sind zwei Anschlußleitungen 40 und 41 der Sendespule 35 vorgesehen, in welche die erforderliche Wechselspannung zur Erzeugung des magnetischen Wechsel­ feldes aufbringbar ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, liegen die beiden Spulen­ ringe 36 und 37 in axialer Richtung der Spulenachse 42 in einem Abstand hintereinander. Damit wird bewirkt, daß durch die Spulenringe 36 und 37 aufgrund ihrer gegensin­ nigen Wicklungsrichtung auch gegensinnige magnetische Wechselfelder mit einer Phasenverschiebung von 180° er­ zeugt werden. Diese Sendespule 35 wird im Betrieb derart entweder in die beiden Meßspulen 2 und 3 eingewickelt oder umgibt diese Meßspulen 2 und 3 derart, daß sie mit ihrem in der Zeichnung vorderen Spulenring 36 im axialen Bereich der Spulenabschnitte 11 und 12 des Spulenringes 5 bzw. 7 und im Bereich der Spulenabschnitte 15 und 16 der Spulenringe 6 und 8 angeordnet ist. Der Abstand der Spu­ lenringe 36 und 37 der Sendespule 35 in axialer Richtung ist dabei auf den Abstand der axial hintereinander lie­ genden Spulenabschnitte 12 und 10 bzw. 11 und 13 bzw. 16 und 14 bzw. 15 und 17 der Spulenringe 5 und 7 bzw. 6 und 8 abgestimmt, so daß der in der Zeichnung hinten axial liegende Spulenring 37 der Sendespule 35 etwa im axialen Bereich der hinteren Spulenabschnitte 14 und 17 der Meß­ spule 3 bzw. 10 und 13 der Meßspule 2 liegen. Dadurch werden in die entsprechenden Spulenabschnitte, welche wechselseitig in den sich entgegenwirkenden Wechselfel­ dern der Spulenringe 36 und 37 liegen, auch entgegenge­ setzte Meßspannungen induziert, welche sich bei optimaler Induktion und gleichmäßiger Ausbildung der beiden Meßspu­ len 2 und 3 sowie der beiden Spulenringe 36 und 37 ohne äußere Beeinflussung gegenseitig aufheben, so daß an den Anschlußleitungen 23 und 24 der Meßspule 2 bzw. 28 und 29 der Meßspule 3 keine Meßspannung auftritt.

Zum Induzieren unterschiedlicher Meßspannungen ist beim Ausführungsbeispiel der Winkelmeßvorrichtung 1/1 eben­ falls ein Meßkörper 45 vorgesehen, welcher an seinem Au­ ßenumfang einen radial nach außen erweiterten Zylinderab­ schnitt 46 aufweist, welcher sich über einen Umfangswin­ kel von etwa 180° erstreckt. Diesem Zylinderabschnitt 46 gegenüberliegend weist der Meßkörper 45 ebenfalls, wie der Meßkörper 4, einen Zylinderwandabschnitt 47 auf, wel­ cher dem Zylinderabschnitt 46 dianetral gegenüberliegt. Der Zylinderabschnitt 46 und der Zylinderwandabschnitt 47 bilden dabei einen zentralen Hohlzylinder 48, welcher beispielsweise auf eine Welle aufsteckbar und mit dieser drehend umlaufen kann.

In der in Fig. 3 dargestellten Lage wird der Meßkörper 45 zur Beeinflussung der Induktivität beispielsweise der Meßspule 2 in diese eingeschoben, wobei sich der Meßkör­ per 45 in axialer Richtung zumindest über die gesamte axiale Breite der gesamten Meßspule 2 erstreckt. In der dargestellten Drehwinkellage des Meßkörpers 45 beeinflußt der Zylinderabschnitt 46 in diesem in die Meßspule 2 ein­ geschobenen Zustand die beiden Induktivitäten der beiden Spulenabschnitte 11 und 13 der Spulenringe 5 und 7, in welchen aufgrund entgegengesetzt gewickelten Spulenringen 36 und 37 der Sendespule 35 deren entgegengesetzt indu­ zierte Spannungen vergrößert werden. Da diese Spannungen in entgegengesetzter Richtung induziert werden, ist auch zwischen den Anschlußleitungen 23 und 24 eine entspre­ chende Spannungsdifferenz abnehmbar.

Rotiert nun der Meßkörper 45 mit seinem Zylinderabschnitt 46 in eine um die Spulenachse 42 um 180° gedrehte Lage, so werden die beiden Spulenabschnitte 11 und 13 nicht mehr vom Zylinderabschnitt 46 induktiv beeinflußt. Demge­ genüber aber findet eine derartige Beeinflussung der Spu­ lenabschnitte 12 und 10 der Spulenringe 7 und 5 statt, wodurch eine entsprechende Meßspannung an den Anschluß­ leitungen 23 und 24 abnehmbar ist, welche gegenüber der zuvor zu gemessenen Meßspannung um 180° phasenverschoben ist. In der gleichen Weise wie diese Meßspannungen durch die Induktionsbeeinflussung über den Meßkörper 45 in der Meßspule 2 bewirkt werden, tritt eine solche Wirkung ebenfalls in der Meßspule 3 auf, wenn in dieser der Meß­ körper 45 drehbar abgeordnet wird. Da, wie aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, die Meßspulen 2 und 3 in Umfangsrichtung ebenfalls um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, sind somit an beiden Meßspulen zwei Meßsignale abnehmbar, welche ebenfalls um 90° phasenverschoben zueinander sind. Mit diesen beiden Meßsignalen läßt sich einerseits die Drehrichtung des Meßkörpers innerhalb der Meßspulen 2 und 3 sowie dessen Winkellage aufgrund der Amplitude der ent­ sprechend an den Anschlußleitungen 23 und 24 bzw. 28 und 29 auftretenden Meßspannungen ermitteln.

Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 2 den zusammengebauten Zu­ stand der Winkelmeßvorrichtung 1/1 in prinzipieller An­ ordnung. Auch hier wird durch das Ineinanderwickeln der drei Spulen, nämlich der Meßspule 2, der Meßspule 3 sowie der Sendespule 35 und durch die zentrale Integration des Meßkörpers 45 innerhalb dieser Spulenkombination eine in­ tegrale Winkelmeßvorrichtung 1/1 zur Verfügung gestellt, welche bei äußerst kleinen Abmessungen einen äußerst ho­ hen Wirkungsgrad zur Erzeugung der benötigten Meßsignalen zur Winkel- und Drehrichtungserfassung aufweist.

Fig. 5 zeigt eine Winkelmeßvorrichtung 1/2, bei welcher eine Meßspule 50 vorgesehen ist, deren prinzipieller Auf­ bau der Meßspule 2 aus den Fig. 1 bis 4 entspricht.

Die Meßspule 50 ist dabei als sog. "Luftspule" ausgebil­ det und erhält ihre Stabilität durch eine sog. "Backlacktechnik". Die Meßspule 50 weist ebenfalls einen ersten Spulenring 51 und einen zweiten Spulenring 52 auf, welche jeweils in einen ersten Spulenabschnitt 53 bzw. 54 und einen zweiten Spulenabschnitt 55 bzw. 56 unterteilt sind.

Diese Spulenabschnitte 53 bis 56 sind in Achsrichtung der Spulenachse 57 hintereinander angeordnet, so daß sich die Spulenringe 51 und 52 in einem oberen Kreuzungsbereich 58 und einem unteren Kreuzungsbereich 59 überkreuzen.

Die beiden Spulenringe 51 und 52 sind gemäß des Ausfüh­ rungsbeispieles aus den Fig. 1 bis 4 ebenfalls gegensin­ nig gewickelt, wobei der erste Spulenabschnitt 53 des Spulenringes 51 axial vor dem ersten Spulenabschnitt 54 des Spulenringes 52 liegt. Entsprechend der kreuzenden Ausbildung der Spulenwicklungen der Spulenringe 51 und 52 liegt der zweite Spulenabschnitt 56 des Spulenringes 52 axial vor dem zweiten Spulenabschnitt 55 des Spulenringes 50, wobei sich die einzelnen Spulenabschnitte 53 bis 56 jeweils über einen Zentrierwinkel in Umfangsrichtung von etwa annähernd 180° erstrecken.

Vorzugsweise sind die beiden Spulenringe 51 und 52 aus einem einzigen Spulenrad in einem Arbeitsgang gewickelt. Die Einspeisung der benötigten Trägerfrequenzspannung zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes erfolgt über die beiden Anschlußleitungen 60 und 61, während im Ver­ bindungsbereich zwischen den beiden Spulen, wie dies bei­ spielsweise in Fig. 1 durch den Verbindungssteg 22 darge­ stellt ist, die Meßleitung 62 vorgesehen ist, welche mit den jeweiligen zweiten Enden (in der Zeichnung nicht sichtbar) der beiden Spulenringe 51 und 52 verbunden ist.

Die Funktionsweise dieser Meßspule 50 entspricht genau der Funktionsweise der Meßspule 2 aus Fig. 1, wobei zur Winkelmessung ebenfalls ein Meßkörper 63 vorgesehen ist, welcher zumindest einen radial erweiterten Zylinderab­ schnitt 64 aufweist, der sich über einen Umfangswinkel von etwa 180° erstreckt. Dieser Zylinderabschnitt 64 ist in seiner axialen Ausdehnung der Breite der Spulenab­ schnitte 53 bis 56 angepaßt und liegt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 im Bereich der Spulenab­ schnitte 53 und 56 der beiden Spulenringe 51 und 52.

Wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, kann zur Verstärkung des Meßsignales ein zweiter Zylinderabschnitt 65 vorgese­ hen sein, welcher dem ersten Zylinderabschnitt 64 diame­ tral gegenüberliegt und sich ebenfalls etwa um einen Um­ fangswinkel von 180° erstreckt. Auch die axiale Ausdeh­ nung des zweiten Zylinderabschnittes 65 ist der Breite der Spulenabschnitte 53 bis 56 angepaßt, wobei der Zylin­ derabschnitt 65 in axialer Richtung im Bereich der Spu­ lenabschnitte 54 und 55 der Spulenringe 51 und 52 hinter dem ersten Zylinderabschnitt 64 angeordnet ist.

Auch diese Zylinderabschnitte 64 und 65 bzw. der gesamte Meßkörper 63 können aus einem Mitkopplungs- oder auch Ge­ genkopplungsmaterial gebildet sein, wobei als Mitkopp­ lungsmaterial durch ein die Induktivität verstärkendes Material ein ferromagnetisches Metall vorgesehen ist. Als Gegenkopplungsmaterial bzw. bedämpfendes Material kann dabei andererseits für den Meßkörper 63 ein nicht magne­ tischer metallischer Werkstoff vorgesehen sein. Es ver­ steht sich, daß die Zylinderabschnitte auch als separate Bauteile auf einem Zylinder aufgebracht sein können, wo­ bei in diesem Falls der Zylinder aus einem neutralen Ma­ terial bezüglich seiner Beeinflussung der Induktivitäten aufweisen kann.

Die Funktionsweise dieser Anordnung gemäß Fig. 5 ent­ spricht der Funktionsweise der Einzelspule 2 aus Fig. 1, so daß auf die obige Beschreibung zur Fig. 1 verwiesen wird.

Fig. 6 zeigt einen speziellen, etwa ringförmig ausgebil­ deten Spulenkörper 67, auf welchen beispielsweise die Spulenanordnung gemäß der Fig. 3 und 4 in einfacher Weise wickelbar ist. Dazu weist der Spulenkörper 67 einen Wic­ kelzylinder 68 auf, welcher in axialer Richtung seiner Zylinderachse 69 an seinen Enden durch jeweils eine radi­ al erweiterte Stegwand 70 bzw. 71 begrenzt ist. Diese beiden Stegwände 70 und 71 begrenzen jeweils außenseitig den Wickelbereich in welchem auf dem Spulenkörper 67 die entsprechenden Wicklungen gemäß der prinzipiellen Dar­ stellung aus Fig. 3 aufwickelbar sind.

Etwa axial mittig ist zwischen diesen radialen Stegwänden 70 und 71 ein radialer Trennsteg 72 vorgesehen, durch welchen der Wickelzylinder 68 axial in einen vorderen und einen hinteren Wickelbereich 73 und 74 unterteilt ist. Der Trennsteg 72 ist dabei in Umfangsrichtung unterbro­ chen, so daß vier jeweils um 90° zueinander versetzt an­ geordnete Kreuzungsbereiche 75, 76, 77 und 78 gebildet werden. Durch diese Kreuzungsbereiche 75 bis 78 sind auf dem Spulenkörper 67 in einfacher Weise elektromagnetische Induktionsspulen mit Wickelgeometrien der zu wickelnden Spulen gemäß der drei Spulen aus Fig. 3 aufnehmbar.

Fig. 7 zeigt den Spulenkörper 67 mit fertig gewickelten Spulen 79, 80 und 81, wobei diese Spulen 79, 80 und 81 derart ineinandergewickelt sind, daß aus der Darstellung der Fig. 7 die Einzelspulen nicht mehr einzeln erkennbar sind. Im Bereich seines Trennsteges 72, bzw. im Bereich der Enden der einzelnen Abschnitte des Trennsteges 72, sind am Trennsteg 72 entsprechende Anschlußösen 82, 83, 84 und 85 vorgesehen, welche Verbindungselemente zu den entsprechend notwendigen Anschlußleitungen bzw. Meßlei­ tungen, wie diese in Fig. 3 angedeutet sind, darstellen.

In Fig. 7 sind dabei aufgrund der dreidimensionalen Dar­ stellung lediglich die beiden Anschlußösen 82 und 83 für die Anschlußleitungen 23 und 24 und die Anschlußösen 84 und 85 beispielsweise für die Anschlußleitungen 28 und 29 sichtbar, wobei man sich dabei die der Meßspule 3 ent­ sprechende Meßspule in Fig. 7 um eine vertikale Achse um 180° gedreht vorstellen muß, so daß die Anschlußösen 84 und 85 in dem dargestellten vorderen Bereich des Spulen­ körpers 67 angeordnet sind.

In den Fig. 8 und 9 sind prinzipiell die Blockschaltbil­ der einerseits für ein Halbbrückendifferenzsystem mit zwei Meßspulen und andererseits ein Differenzialtrafosy­ stem mit einer Sendespule und zwei Meßspulen dargestellt.

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß beim Halbbrückendiffe­ renzsystem beispielsweise die beiden Kreuzungsbereiche 88 und 89 einer ersten Meßspule 87 in einer Horizontalebene 90 liegen, wobei sich diese Kreuzungsbereiche 88 und 89 diametral gegenüberliegen. Die zweite Meßspule 91 weist dagegen ihre beiden Kreuzungsbereiche 92 und 93 in einer um 90° zur Horizontalebene 90 gedrehten Vertikalebene 94 auf, wobei sich die beiden Kreuzungsbereiche 92 und 93 ebenfalls diametral gegenüberliegen.

Zum Erzeugen des magnetischen Wechselfeldes ist ein Trä­ gerfrequenzgenerator 95 vorgesehen, welcher einerseits über die Anschlußleitung 96 mit der ersten Meßspule 87 und andererseits über die Anschlußleitung 97 mit der zweiten Meßspule 91 verbunden ist. Über eine Verbindungs­ leitung 98 sind wiederum die beiden Meßspulen 87 und 91 mit ihren jeweiligen zweiten Enden miteinander verbunden, so daß ein geschlossener Stromkreis über die Anschlußlei­ tung 96, die erste Meßspule 87 die Verbindungsleitung 98, die zweite Meßspule 91 und die Verbindungsleitung 97 zwi­ schen dem Trägerfrequenzgenerator 95 und den beiden Meß­ spulen 87 und 91 besteht. Somit werden durch den Träger­ frequenzgenerator beide Meßspulen 87 und 91 gleichzeitig mit einer Trägerfrequenzspannung versorgt, so daß in bei­ den Meßspulen 87 und 91 gleichzeitig ein magnetisches Wechselfeld gleiche Größe erzeugt wird. Vom linken Kreu­ zungsbereich 89 führt eine Meßleitung 99 zu einem elek­ tronischen Demodulator 100, durch welchen das Meßsignal der ersten Meßspule 87 zur weiteren Verarbeitung demodu­ liert wird. Eine zweite Meßleitung 101 führt vom Verbin­ dungsbereich 92 der zweiten Meßspule 91 zu einem zweiten Demodulator 102, durch welchen das im Kreuzungsbereich 92 abgenommene Meßsignal ebenfalls zur weiteren Verarbeitung demoduliert wird.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, können die beiden Meßspu­ len 87 und 91 in ihrem Durchmesser unterschiedlich ausge­ bildet sein, so daß sie nicht direkt ineinander gewickelt sind, sondern radial einen Abstand zueinander aufweisen. Innerhalb beider Meßspulen 87 und 91 ist beispielsweise der Meßkörper 4 mit seinen beiden Zylinderabschnitten 30 und 31 angeordnet. In Fig. 8 ist der Meßkörper in einer Winkelstellung dargestellt, in welcher die Endkanten der beiden Zylinderabschnitte 30 und 32 unter einem Stellwin­ kel δ von 45° zur Horizontalen 90 angeordnet sind.

Aus Fig. 10 ist der Spannungsverlauf einerseits der Trä­ gerfrequenzspannung 110 sowie der Meßsignale bzw. Meß­ spannungen 111 und 112 beider Meßspulen 87 und 91 darge­ stellt. Bei einem Drehwinkel von 0°, wird beispielsweise in die erste Meßspule 87 keine Meßspannung induziert. Diese 0°-Stellung wäre beipielsweise erreicht, wenn sich der Meßkörper 4 aus Fig. 8 mit den Enden seiner Zylinder­ abschnitte 30 und 32 in der Vertikalebene 94 befindet. In dieser 0°-Stellung wird in die zweite Meßspule 91 eine maximale Meßspannung 112 induziert. Bei einer Drehung des Meßkörpers 4 aus dieser Stellung um 90° entgegen des Uhr­ zeigersinns, wächst die Meßspannung 111 der ersten Meß­ spule 87 bis zu ihrem Maximum, während die Meßspannung 112 der zweiten Meßspule 91 auf Null absinkt. Bei einer weiteren Drehung um 90°, bis zur Winklestellung τ verrin­ gert sich die Meßspannung der ersten Meßspule 87 auf Null, während die Meßspannung 112 der zweiten Meßspule 91 auf ihren Maximalwert anwächst. Beim Nulldurchgang der zweiten Meßspannung tritt dabei eine Phasenverschiebung des Meßsignals um 90° auf, so daß die Meßspannung 112 vom Drehwinkel 90° bis zum Drehwinkel 180° bzw. τ sozusa­ gen ein negatives Vorzeichen aufweist. Desgleichen tritt bei der Meßspannung 111 der ersten Meßspule 87 bei Durch­ gang des Meßkörpers 4 durch die 180°-Winkellage ebenfalls eine Phasenverschiebung um 90° auf, so daß bei einer wei­ teren Drehung des Meßkörpers 4 auf 270° auch das Meßsi­ gnal bis auf einen betragsmäßigen Maximalwert anwächst, aber ein negatives Vorzeichen aufweist. Gleichzeitig ver­ ringert sich das zweite Meßsignal der zweiten Meßspule 91 wieder auf Null. Bei Durchgangs des Meßkörpers durch die 270°-Winkellage tritt bei diesem zweiten Meßsignal 112 eine weitere Phasenverschiebung um 90° auf, so daß bei weiterer Drehung des Meßkörpers 4 auf 360° bzw. in die Stellung 2τ die Meßspannung 112 wieder anwächst, aber nun ein positives Vorzeichen aufweist. Die erste Meßspannung 111 der ersten Meßspule verringert sich wiederum bis auf Null. Aus diesem Singalsverlauf der Meßspannungen 111 und 112 läßt sich durch Demodulation beider Meßsignale in einfacher Weise der Drehwinkel des Meßkörpers 4 und des­ sen Drehrichtung ermitteln. Aus den jeweils nach 180° und 360° auftretenden 90°-Phasenverschiebung des Meßsignals 111 der Meßspule 87 bzw. aus der 90°-Phasenverschiebung des Meßsignals bei jeweils 90° und 270° ist bei gleich­ zeitiger Auswertung beider Meßsignale 111 und 112 auch die Drehrichtung des Meßkörpers in einfacher Weise be­ stimmbar. Die Phasenverschiebungen treten aufgrund des geometrischen Aufbaues beider Meßspulen 87 und 91 jeweils nach jeder halben Umdrehung um 180° des Meßkörpers auf, wobei für die zweite Meßspule 91 entsprechend deren um 90° in Umfangsrichtung versetzte Anordnung zur ersten Meßspule 87 noch zu berücksichtigen ist und somit deren Phasenverschiebungen jeweils um 90° verzögert auftritt. Die beiden Meßsignale 111 und 112 sind, bei identischer Spulengeometrie beider Meßspulen 87 und 91, in ihrem zeitlichen Verlauf identisch und um 90° in Drehrichtung des Meßkörpers verschoben.

Das Blockschaltbild, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, un­ terscheidet sich vom Blockschaltbild der Fig. 8 im we­ sentlichen dadurch, daß eine zusätzliche Sendespule 105 zum Erzeugen des magnetischen Wechselfeldes vorgesehen ist. In der Darstellung der Fig. 9 sind die beiden Meß­ spulen 87 und 91 in ihrem Durchmesser größer ausgebildet wie die Sendespule 105, wobei innerhalb aller Spulen 87, 91 und 105 der Meßkörper 45 aus Fig. 3 angeordnet ist.

Desweiteren ist in Fig. 9 ebenfalls ein Trägerfrequenzge­ nerator 95 erkennbar, durch welchen die Sendespule 105 mit einer Trägerfrequenzspannung beaufschlagt wird, so daß ein magnetisches Wechselfeld durch die Sendespule 105 erzeugt wird. Dieses Wechselfeld durchsetzt die beiden Meßspulen 87 und 91, so daß an deren Enden durch die Ver­ bindungsleitungen 106, 107 bzw. 108, 109 eine entspre­ chende Meßspannung abnehmbar ist, welche ebenfalls durch jeweils einen Demodulator 100 bzw. 102 zur weiteren Ver­ arbeitung demoduliert werden. Die Meßspannungen werden dabei nicht in den Kreuzungspunkten 89 bzw. 92 abgenom­ men, sondern direkt von den Wicklungsenden in den Kreu­ zungsbereichen 88 bzw. 93 der beiden Meßspulen 87 und 91.

Die Verläufe der einzelnen Spannungen, sprich der Träger­ frequenzspannung sowie der beiden Meßspannungen der bei­ den Spulen 87 und 91 sind in Fig. 11 dargestellt. Die Spannungsverläufe der Meßspannungen sind dabei identisch, wie die Spannungsverläufe der Meßsignale 111 und 112 aus Fig. 10, so daß auch in Fig. 11 dieselben Bezugsziffern verwendet wurden. Bezüglich der Spannungsverläufe der Meßspannungen 111 und 112 aus Fig. 11 sie somit auf die Beschreibung zu Fig. 10 verwiesen.

Mit der erfindungsgemäßen induktiven Winkelmeßvorrichtung wird ein berührungsloser Drehgeber zur Positionsmeldung eines Meßkörpers durch Erzeugung eines Analogsignales über einen Drehwinkel von 360° zur Verfügung gestellt.

Die Spulenanordnung ist einerseits auf einem Spulenkörper oder auch als Luftspule in Backlacktechnik möglich. Die einzelnen Spulen können dabei in einer Rotationswickel­ technik in einem Arbeitsgang hergestellt werden, so daß sich äußerst günstige Herstellkosten bei gleichzeitig op­ timalen induktiven Verhältnissen der einzelnen Spulen zu­ einander ergeben.

Durch diese gleichzeitige Wicklung aller benötigten Spu­ len wird eine kleine und schmale Bauform erreicht, wo­ durch ein weitläufiges Einsatzgebiet sichergestellt ist. Die erfindungsgemäße Winkelmeßvorrichtung ist bestens für eine Hohlwellenanordnung oder auch für eine Achsanwendung geeignet, wobei insbesondere bei einer Hohlwellenanord­ nung die Meßkörper beispielsweise in der Innenwandung der Hohlwelle anordenbar sind und das eigentliche Spulensy­ stem innerhalb dieses rotierenden Meßkörpers angeordnet sein kann.

Desweiteren sind mit der erfindungsgemäßen Spulengeome­ trie Winkelmeßvorrichtungen herstellbar, welche entweder nach dem Halbbrückensystem oder nach dem Differenzial­ trafoprinzip arbeiten.

Durch entsprechende Wahl des Materials des Meßkörpers als Drehanker mit einem sich etwa über 180° erstreckenden Bo­ genteil oder Zylinderabschnitt kann eine Signalverstär­ kung in den einzelnen Spulenabschnitten oder auch eine Dämpfung des Signales in den einzelnen Spulenabschnitten erreicht werden, so daß auch bezüglich des Meßkörpers ei­ ne variable Ausgestaltung möglich ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß dieser Meß­ körper keine eigene Lagerung aufweisen muß, da er bei­ spielsweise auf jeder Antriebswelle angeordnet werden kann.

Die Spulenanordnung kann auch ohne eigenes Gehäuse, bei­ spielsweise wie in Fig. 5 dargestellt, ausgebildet sein, wodurch die Variabilität des Einsatzgebietes weiter er­ höht wird.

Da die Spulenanordnung eisenlos ausgebildet ist, kann die Trägerfrequenz äußerst hoch gewählt werden, wodurch eine äußerst hohe Sensorgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit gegenüber der Drehwinkelveränderung des Meßkörpers erreicht wird. Die Signalauswertung kann mit handelsüblichen preiswerten integrierten Schaltungen durchgeführt werden, wodurch wiederum nur ein geringer Kostenaufwand bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Winkelmeßvorrichtung erreicht wird. Da die magnetische Kupplung zwischen den einzelnen Meßspulen und der Sende­ spule oder nur zwischen den Meßspulen aufgrund der inte­ grierten Wicklungen äußerst groß ist, wird nur eine äu­ ßerst geringe Energieaufnahme des gesamten Meßsystems er­ reicht.

Claims (9)

1. Induktive Winkelmeßvorrichtung mit wenigstens einer elektromagnetischen Meßspule, in welche durch wenig­ stens ein magnetisches Wechselfeld eine Meßspannung induziert wird, und
mit einem drehend antreibbaren, die Induktivität und die Meßspannung der Meßspule in Abhängigkeit seiner Winkelstellung gegenüber der Meßspule beeinflussenden Meßkörper, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßspule (2, 3, 50, 87, 91) aus einem ersten und einem zweiten Spulenring (5, 6, 51 und 7, 8, 52) gebildet ist, welche gegensinnig gewickelt und koa­ xial zueinander angeordneten sind, und
daß jeder Spulenring (5, 6, 7, 8, 51, 52) in jeweils einen ersten und einen zweiten Spulenabschnitt (10, 12, 14, 16, 53, 54 und 11, 13, 15, 17, 55, 56) unter­ teilt ist, die sich jeweils diametral gegenüberlie­ gen, und
daß sich die Wicklungen der beiden Spulenringe (5, 6, 51 und 7, 8, 52) derart überkreuzen, daß der erste Spulenabschnitt (10, 14, 53) des ersten Spulenringes (5, 6, 51) in einer Achsrichtung der Spulenachse (9, 42, 57) axial versetzt vor dem ersten Spulenabschnitt (12, 14, 16, 54) des zweiten Spulenringes (7, 8, 52) und der zweite Spulenabschnitt (11, 15, 55) des er­ sten Spulenringes (5, 6, 51) in der gleichen Achs­ richtung axial versetzt hinter dem zweiten Spulenab­ schnitt (13, 17, 56) des zweiten Spulenringes (7, 8, 52) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Wechselfeld durch Einspeisung ei­ ner Wechselspannung in die Meßspule (2, 3, 50) er­ zeugt wird, und
daß der Meßkörper (4, 63) konzentirsch zur Spulenach­ se (9, 57) angeordnet ist, und
daß der Meßkörper (4, 63) wenigstens einen sich etwa über einen Zentriwinkel von etwa 180° erstreckenden, die Induktivität der Meßspule (2, 3, 50) beeinflus­ senden Zylinderabschnitt (30, 32, 64, 65) aufweist, welcher sich in Achsrichtung der Spulenachse (9, 57) wenigstens etwa über die Breite eines Spulenringes (5, 6, 7, 8, 51, 52) erstreckt, und
daß der Zylinderabschnitt (30, 32, 64, 65) axial im Bereich der axial vorderen oder axial hinteren Spu­ lenabschnitte (11, 12, 15, 16, 53, 56 oder 10, 13, 14, 17, 54, 55) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (4, 63) zwei sich diametrale gegen­ überliegende, die Induktivität der Meßspule (2, 3, 50) beeinflussende Zylinderabschnitte (30, 32, 64, 65) aufweist, welche sich jeweils über einen Zentri­ winkel von etwa 180° erstrecken, und daß erste Zylinderabschnitt (30, 64) axial im Bereich der vorderen Spulenabschnitte (11, 12, 15, 16, 53, 56) und der zweite Zylinderabschnitt (32, 65) axial im Bereich der hinteren Spulenabschnitte (10, 13, 14, 17, 54, 55) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Meßspulen (2, 3) vorgesehen sind, dessen Spulenringe (5, 7 bzw. 6, 8) in Umfangsrich­ tung mit ihren Spulenschnitten (10, 11, 12, 13 bzw. 14, 15, 16, 17) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der beiden Meßspulen (2, 3) zumin­ dest bereichsweise ineinander gewickelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Wechselfeld durch eine Sendespule (35) erzeugt wird, in welcher eine Wechselspannung (110) eingespeist wird, und
daß die Sendespule (35) koaxial zur Meßspule (2, 3) angeordnet ist und aus zwei entgegengesetzt gewickel­ ten Spulenringen (36, 37) besteht, welche axial hin­ tereinanderliegend angeordnet sind, und
daß der erste Spulenring (36) der Sendespule (35) axial im Bereich der vorderen Spulenabschnitte (11, 12, 15, 16) der Meßspule (2, 3) und der zweite Spu­ lenring (37) der Sendespule (35) axial im Bereich der hinteren Spulenabschnitte (10, 13, 14, 17) angeordnet ist, und
daß der Meßkörper (45) zumindest einen etwa hablzy­ linderischen Zylinderabschnitt (46) aufweist, welcher sich axial zumindest über die Breite eines Spulenrin­ ges (S, 6, 7, 8, 36, 37) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meßspulen (2, 3) vorgesehen sind, die in Um­ fangsrichtung mit ihren Spulenabschnitten (10, 11, 12, 13 und 14, 15, 16, 17) um 90° versetzt zueinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der beiden Meßspulen (2, 3) zumin­ dest bereichsweise ineinander gewickelt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Sendespule (35) mit den Wicklungen der beiden Meßspulen (2, 3) zumindest bereichsweise ineinander gewickelt sind.