DE2010134A1

DE2010134A1 - Schaltungsanordnung zur induktiven Positions- oder Wegmessung eines Meßobjektes

Info

Publication number: DE2010134A1
Application number: DE19702010134
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Lippen
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1970-03-04
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1971-09-23

Description

Schaltungsanordnung zur induktiven Positions- oder Wegmessung eines Meßobjektes Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur induktiven Positions- oder Wegmessung eines Meßobjektes, enthaltend einen Übertrager, dessen Primärwicklung eine konstante Speisespannung oder ein konstanter Speisestrom zugeführt ist, dessen unterteilte Sekundärwicklung zwei benachbarte Zweige einer Brückenschaltung bildet, und dessen Kern rni+. dem Meßobjekt verbinden oder identisch ist.
Derartige Schaltungsanordnungen sind vielfältig bekannt, so z.B. aus der Zeitschrift ATM, Oktober 1956, Seiten 221 bis 224, insbesondere Bild 1.
Werden derartige Schaltungsanordnungen in Verbindung mit hohe Temperaturen aufweisenden Meßobjekten, z.B. bei Dampf-oder Gasturbinen, verwendet, ergeben sich erhebliche Meßfehler durch die stark temperaturabhängigen magnetischen Eigenschaften der dabei zur Verwendung kommenden Werkstoffe. Denn jede Änderung der magnetischen Eigenschaften ffihrt such zu einer Änderung des Meßergebnisees.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die durch Temperaturänderungen des Meßobjektes hervorgerufenen Meßfehler erheblich verringert, meistens sogar ganz beseitigt werden.
Bei derartigen Schaltungsanordnungen kann die Primärwicklung des Übertragers sowohl mit einer konstanten Spannung als auch mit einem konstanten Strom gespeist werden.
In beiden Fällen hängt die Empfindlichkeit der Brückenschaltung auch von dem Produkt aus der Windungszahl der Primärwicklung und dem diese durchfließenden Strom ab.
Die Empfindlichkeit der Brückenschaltung steigt ferner mtt wachsender Umgebungstemperatur, weil die magnetische Leitfähigkeit des Materials des Meßobåktes bis zum Erreichen des Curiepunktes ständig größer wird.
Die Erfindung besteh+ nun darin, daß der Primärwicklung des Übertragers wenigstens ein weiteres, die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Leitfähigkeit des Meßobjektes kompensierendes Element zugeordnet und in derer elektriachen Stromkreis aufgenommen ist.
Dabei kann dieses Element eine zusätzliche, temperaturabhängige Induktivität oder ein oder mehrere temperaturabhängige Widerstände sein, die parallel oder in Serie zur Primärwicklung des Übertragers geschaltet sind und gleichfalls die Betriebstemperatur des Übertragers annehmen.
Die Parallelschaltung eines temperaturabhängigen Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten zur Primärwicklung des Übertragers setzt eine Speisung mit konstantem Strom voraus. Dagegen kann die Serienschaltung eines temperaturabhängigen Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten erfolgen, wenn die Primärwicklung mit konstanter Spannung gespeist wird.
Ein anderer Weg zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht auch darin, die Primärwicklung des Übertragers selbst temperaturabhängig auszubilden.
Anhpnd der Zeichnung wird die Erfindung näher beschri.eben.
Darin zeigen Fig. 1 das Prinzipschaltbild bekannter Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art, Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung mit einer zusätzlichen, in Reihe geschalteten und temperaturabhängigen Induktivität, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung mit in Reihe zur Primärwicklung geschalteten, wenigstens teilweise temperaturabhängigen Widerständen und Fig. 4 eine dritte Ausführungsform mit mehreren, wenigstens teilweise temperaturabhängigen Widerständen, die parallel zur Primärwicklung des Übertragers liegen.
Zwischen einer über Klemmen 1,2 (Fig. 1) mit einer konstanten Wechselspannung oder einem konstanten Wechselstrom gespeisten Primärwicklung 3 und einer Sekundärwicklung 4 befindet sich ein Meßobjekt 7, dessen Lage oder Lagenänderung gemessen werden soll. Die Sekundärwicklung 4 besteht aus Teilwicklungen 4a und 4b. die mittels zweier Widerstände 5,6 und eines einerseits an den Verbindungspunkt der Teilwicklungen 4a und 4 b und andererseits an den Verbindungspunkt der Widerstände 5 und 6 angeschlossenen Instrumentes I zu einer Brückenschaltung ergänzt sind. Dabei kann das Instrument I en+weder ein Anzeige- oder ein Registriergerät üblicher Art sein.
In Fig. 2 ist in Reihe zu der Primärwicklung 5 eine zusätzliche und temperaturabhängige Induktivität 3' geschaltet, deren Temperaturabhängigkeit derart bemessen ist, daß die tem -peraturbedingten Änderungen der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Übertragers kompensiert werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind in Reihe zur Primärwicklung 3 Widerstände 8, 9, 10 geschaltet. Bildet man einen oder mehrere dieser Widerstände, z.B. den Widerstand 10 als temperaturabhängigen Widerstand mit positivem Temperaturkeoffizienten aus, so läßt sich ebenfalls die gewünschte Kompensation erzielen.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 sind parallel zur Primärwicklung Widerstände 11, 12, 13 geschaltet. Wählt man für einen oder mehrere dieser Widerstände, z.B. den Widerstand 12, eine temperaturabhängige Ausführung mit negativem lemporaturkoeffizienten, so läßt sich auch hiermit die sngestrebte Wirkung erreichen. Dabei. ist die Ausführung nach Fig. 4 besonders vorteilhaft bei mit konstantem Eingangsstrom der Primärwicklung gespeisten Schaltungsanordnungen, während die Ausführungen narh den Figuren 2 und 3 vorzugsweise fiir Anordnungen mit konstanter Eingangsspannung der Primärwicklung geeignet sind.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1.) Schaltungsanordnung zur induktiven Positions- oder Wegmessung eines Meßobjektes, enthaltend einen ubertrager, dessen Primärwicklung eine konstante Speisespannung oder ein konstanter Speisestrom zugeführt ist, dessen unterteilte Sekundärwicklungzwei benachbarte Zweige einer Briickenschaltung bildet, und dessen Kern mit dem Meßobjekt verbunden oder identisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärwicklung (3) des Übertragers wenigstens ein weiteres, die emperaturabhängigkeit der magenetischen Leitfähigkeit des Meßobjektes (7) kompensierendes Element zugeordnet und in deren elektrischen Stromkreis aufgenommen ist.
2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine in Reihe zur Primärwicklung (3) geschaltete zusätzliche und temperaturabhängige Induktivität (3') ist.
.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element wenigstens ein in Reihe mit der Primärwicklung (s) geschalteter Widerstand oder eine Widerstandagruppe (8,9,10) mit positivem Temperaturkoeffidienten ist.
4.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, daß das Element wenigstens ein, parallel zur Primärwicklung (5) geschalteter Widerstand oder eine Widerstandagruppe (11,12,13) mit negativen Temperaturkoeffizienten ist.
5.) Schaltungsanordnung zur induktiven Positions- oder Wegmessung eines Meßobjektes, enthaltend einen Übertrager, dessen Primärwicklung eine konstante Speisespannung oder ein konstanter Speisestrom zugeführt ist, dessen unterteilte Sekundärwicklung zwei benachbarte Zweige einer Brijckenschaltung bildet, und dessen Kern mit dem Meßchjekt verbunden oder identisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der Primärwicklung (3) temperaturabhängig ausgebildet ist.