DE2036361A1 - Auf ein magnetisches Feld ansprechen des Gerat - Google Patents

Description

INSTRUMENT SYSTEMS CORPORATION

Auf ein magnetisches Feld ansprechendes Gerät

Das Gerät besteht aus einem Magnet mit wenigstens einer Polfläche und einer Achse. In der Polfläche sind symmetrisch zur Achse des Magnets wenigstens zwei auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanzen angeordnet. Die jeweiligen Werte der Impedanzen ändern sich mit dem magnetischen Feld, das von der Polfläche ausgeht.

Die Erfindung umfaßt ferner Schaltungsmittel, um die Impedanz änderungen in elektrische Signaländerungen umzuwandeln, um Temperaturänderungen in den zugehörigen Schaltelementen zu kompensieren und um phasenbezogene Signale zu erzeugen.

Die Erfindung betrifft allgemein ein auf ein magnetisches Feld ansprechendes Gerät, insbesondere ein Gerät, das so betrieben werden kann, daß es unter dem Einfluß von Änderungen des magnetischen Felds Signale erzeugt.

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Es gibt eine Vielzahl von zurzeit verfügbaren Einrichtungen für die Verwendung in Geräten zur Feststellung des Vorhandenseins eines Materials, das ein magnetisches Feld beeinflußt. Jedoch sind diese Geräte gewöhnlich auf eine Umgebung beschränkt, in der sich das Material gegenüber dem Detektor bewegt. Überdies sind diese Geräte sehr groß und entsprechen daher nicht der derzeitigen Tendenz zur Miniaturisierung von P Bauelementen und Schaltungen.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes magnetisches Detektorgerät zu schaffen.

Eine speziellere Aufgabe dieses Aspekts der Erfindung besteht darin, ein magnetisches Detektorgerät für das statische wie auch das dynamische Abtasten des Vorhandenseins von magnefc tischem Material zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft aeuartige Konstruktionseinzelfaeiten, die ein Detektorgerät des beschriebenen Typs ergeben, das so betrieben werden kann* daß -es die Richtung der Annäherung eines äußeren Materials anzeigt^

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das ein magnetisches Feld beeinflußt.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein magnetisches Detektorgerät zu schaffen, dessen Größe kompakt und dessen Arbeitsweise zuverlässig ist.

Dementsprechend besteht ein er findungs gemäß aufgebautes Detektorgerät aus einem Magnet mit wenigstens einer Polfläche. Auf den Polflächen sind wenigstens zwei auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanzen angeordnet, derart daß sich der Wert jeder der Impedanzen ändert, wenn sich das von den Polflächen ausgehende magnetische Feld ändert, um eine Anzeige zu liefern, daß das magnetische Feld verzerrt ist.

Geräte des betrachteten Typs verwenden gewöhnlich Bauelemente wie integrierte Dickfilmschaltungen, Transistoren und dgl. Jedoch ist es eine bekannte Tatsache, daß Halbleiter im allgemeinen von Hause aus eine geringe Temperatur-Stabilisierung aufweisen. Das heißt, die Kennlinien von Halbleitereinrichtungen wie Transistoren, Dioden und dgl. ändern sich

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mit der Temperatur, dementsprechend ändert sich der Arbeitspunkt derartiger Einrichtungen ebenfalls mit der Temperatur. Infolge dieser Temperaturinstabilität hat sich ergeben, daß Halbleiterschaltungen fehlerhafte Ergebnisse liefern.

Dementsprechend besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine temperaturstabilisierte Schaltung zur Verwendung mit einer auf ein magnetisches Feld ansprechenden Einrichtung zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe dieses Aspekts der Erfindung ist es, ein temperaturkompensiertes, auf ein magnetisches Feld ansprechendes Gerät zu schaffen, das als elektronischer Schalter verwendet werden kann.

Somit besteht ein erfindungsgemäß aufgebauter magnetisch gesteuerter Schalter aus einer ersten veränderlichen Halbleiter-Impedanz mit einer Steuer-, einer Eingangs- und einer Ausgangs-Elektrode, die so betrieben werden kann₄ daß sie einen Weg mit niedriger Impedanz zwischen den Eingangs-

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und Ausgangselektroden für einen ersten Signalpegel herstellt, der an die Steuerelektrode angelegt wird, ferner einen Weg mit hoher Impedanz für einen zweiten Signalpegel, der an die Steuerelektrode angelegt wird. Es ist ein Kompensationsmittel vorgesehen, das aus einem zweiten Halbleiter mit denselben Temperatureigenschaften wie der erste Halbleiter besteht, um den ersten Halbleiter für die Temperatur i unempfindlich zu machen. Zwischen das eine Ende des zweiten Halbleiters und die Steuerelektrode ist eine erste auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanz geschaltet, während zwischen das andere Ende des zweiten Halbleiters und die Steuerelektrode eine zweite auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanz geschaltet ist. Es ist ein Leiter vorgesehen, um eine Potentialquelle an den zweiten Halbleiter anzuschalten, derart daß die erste und die zweite Impedanz so betrieben werden können, daß der erste und der zweite Signalpegel entsprechend den an die Impedanzen angelegten magnetischen Felder an die Steuerelektrode angelegt werden.

Bei vielen Anwendungen ist es wünschenswert, zwei oder mehr periodisch auftretende Signale zu erzeugen, die durch

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eine feste Phasendifferenz zueinander in Beziehung stehen. Gewöhnlich geschieht dies durch Verwendung von komplizierten und aufwendigen Schaltanordnungen, die nichtsdestoweniger infolge von Toleranzen in den Schaltelementen und dgl. Änderungen der Phasendifferenz ergeben.

Dementsprechend ist es eine weitere Auf-gäbe der Erfindung, ein auf ein magnetisches Feld ansprechendes Gerät zur Erzeugung von phasenbezogenen Signalen zu schaffen.

Eine andere Aufgabe dieses Aspekts der Erfindung ist es, einen einfachen und wirksamen Signalgenerator zu schaffen, um Signale mit einer festen Phasendifferenz zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe dieses Aspekts der Erfindung besteht in neuartigen KonstruktionseinZelheiten, die einen Signal» generatur des beschriebenen Typs ergeben, indem die selbe Phasendifferenz erhalten bleibt, auch wenn de Frequenz der Signale leicht verändert wird.

Dementsprechend besteht eis. erfindiingsgemäi aufgebautes Signalerzeugungsgerät aus wenigstens einem ersten Paar

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von auf ein magnetisches Feld ansprechenden Impedanzen, die symmetrisch in einem magnetischen Feld angeordnet sind, ferner aus einem zweiten Paar von auf ein magnetisches Feld ansprechenden Impedanzen, die symmetrisch in einem magnetischen Feld angeordnet sind, wobei das erste und das zweite Paar von Impedanzen durch einen vorgewählten Abstand voneinander getrennt sind. Es ist ein feldveränderndes Mittel vorgesehen, um das magnetische Feld um das erste und das zweite Paar von Impedanzen periodisch zu ändern, derart, daß die Paare von Impedanzen jeweils ein erstes und ein zweites sich periodisch änderndes Signal erzeugen, deren Phasenbeziehung im Verhältnis zu dem vorgewählten Abstand steht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß aufge-,/ bauten, auf ein magnetisches Feld ansprechenden

Einrichtung.

Fig. 2 eine Vorderansicht der Einrichtung.

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Fig. 3 ein Schaltungsschema eines Geräts, das die Einrichtung der Erfindung verwendet.

Fig. 4 ein Schaltschema eines erfindungsgemäß aufgebauten temperaturkompensierten Geräts und

Fig. 5 eine Teilansicht von vorne in vergrößertem Maßstab und mit weggeschnittenen Teilen eines erfindungs gemäß aufgebauten Signaler ζ eugungsgeräts.

Demgemäß ist eine erfindungs gemäß aufgebaute, auf ein Magnetfeld ansprechende Einrichtung allgemein mit der Bezugszahl bezeichnet; sie besteht aus einem permanenten Stabmagnet 12, der aus einem metallischen Material wie Alnico 5, Alnico 8 oder aus einem anderen geeigneten metallischen oder cheramischen magnetischen Material hergestellt ist. Der Magnet 12 hat auf seiner Länge einen gleichmäßigen Durchmesser und ist in ein Gehäuse 13 eingeschlossen, das einen Grundteil 14 mit einem vergrößerten Durchmesser und einen eingeschnürten Vorderteil 16 umfaßt. Der Teil 16 ist allgemein mit einer

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Längsnut 18 und mit Gewinde 20 versehen, um den Aufbau der Einrichtung 10 in einer vorgewählten Richtung in herkömmlicher Weise zu erleichtern. D. d. wenn die Einrichtung 10 aufgebaut wird , wird der Teil 16 durch eine Bohrung mit einem radialen radialen Finger geführt, der in der Nut 18 sitzt, um die Einrichtung auszurichten, wobei dann eine Mutter auf den Teil 16 geschraubt wird, um die Einrichtung in ihrer Lage zu halten.

Der Magnet 12 ist mit einer offenen Polfläche 22 versehen, von der die magnetischen Kraftlinien ausgehen, um das magnetische Feld zu erzeugen. Auf der PoIflache des Magnets 12 sind symmetrisch zur Längsachse 24 des Stabs 12 die Magnetwiderstände oder auf ein Magnetfeld ansprechende Impedanzen 26 und 28 angeordnet.

Die Magnetwiderstände 26 und 28 haben herkömmlichen Aufbau und können von der deutschen Firma Siemens bezogen werden. Es kann jeder Magnetwiderstand dieser Firma verwendet werden, z.B. derjenige mit der Bezeichnung FP28D470.

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Ιη Betrieb ist der ohm'sche Widerstand der Magnetwiderstände 26 und 28 eine Funktion der Anzahl der durch die Widerstände gehenden Kraftlinien. Wenn somit die Konzentration z.B. des zum Widerstand 26 gehörigen magnetischen Felds zunimmt, nimmt in gleicher Weise der ohm'sche Widerstand dieses Elements zu. Wenn andererseits die durch den Magnetwiderstand 26 gehenden Kraftlinien abnehmen, nimmt der ohm'sche Widerstand dieses Elements in gleicher Weise ab. Die Enden des Magnetwiderstands 26 sind mit den Leitern 30 und 32 und die Enden des Magnetwiderstands 28 mit den Leitern 34 ir ^: 36 verbunden. Die Leiter 30 - 36 führen durch die Teile 16 und 14 der Einrichtung 10 und treten durch die hintere Fläche des Teils 14 aus.

In Betrieb wird die Einrichtung 10 in einer vorbestimmten Lage und Richtung angeordnet, wobei die Magnetwiderstände 26 und 28 über die Leiter 30 - 36 mit einer geeigneten Schaltung verbunden werden, für das die Änderungen des Magnetfelds in elektrische Energieänderungen umgewandelt werden können. Z. B. zeigt Fig. 3 eine Art dieser Schaltung,

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die eine Änderung der elektrischen Signale ergibt, die Änderungen des Magnetfelds oder der magnetischen Kraftlinien entsprechen, die durch die Widerstände 26 und 28 gehen.

Insbesondere zeigt Fig. 3 eine herkömmliche Brückenschaltung, die aus vier Impedanzzweigen 38-44 und einem * Paar von Eingangsklemmen 46A und 46B besteht. Wenn auch die Brückenschaltung mit einem Paar von Ausgangsklemmen versehen werden kann, so sei doch darauf hingewiesen, daß die Ausgangsklemmen in Wirklichkeit aus der Klemme 48 A und einem Klemmensatz 48B bestehen, zwischen die der Widerstandteil eines SchleifHatpotentiometers 50 geschaltet ist, und zwar aus Gründen, die später klar werden. Der Zweig besteht aus dem Magnetwiderstand 28, der zwischen die Klemmen 46A und eine Klemme 48B geschaltet ist. Der Zweig 40 besteht aus dem anderen Magnetwiderstand 28, der zwischen die Klemme 46B und die andere Klemme 48B geschaltet ist. Der Zweig 42 besteht aus einem zwischen die Klemmen 46A und 48A geschalteten Widerstand 52, während der Arm 44

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aus einem zwischen die Klemmen 48A und 46B geschalteten Widerstand 54 besteht.

Ein zwischen die Klemmen 46A und 46B geschalteter Leiter 56 ist so angeordnet, daß er eine Energiequelle , z.B. eine Batterie 58, an eine Diagonale der Brücke anschaltet. In gleicher Weise ist der Leiter 60 so angeordnet, daß er eine Null -Einrichtung, z.B. ein Galvanometer 62, mit einer mittleren Null-Lage an die andere Diagonale der Brückenschaltung anschaltet. D.h., der Leiter 60 ist zwischen die Klemme 48A und den Schleifarm des Potentiometers 50 geschaltet.

In der Praxis und unter normalen Bedingungen haben die Magnetwiderstände 26 und 28 im wesentlichen gleiche Impedanzen. Ferner sind die Widerstände 52 und 54 ebenfalls im wesentlichen gleich, sodaß die Brückenschaltung der Fig. 3 im wesentlichen im Gleichgewicht ist und die Null-Einrichtung 62 null anzeigt. Wenn ein geringes Ungleichgewicht infolge von Toleranzen und dergleichen vorhanden ist, kann das Potentiometer 50 so eingestellt werden, daß dieses

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beseitigt wird, sodaß die Einrichtung 62 null anzeigt.

Wenn ein Material, das ein magnetisches Feld beeinflußt, z.B. ein Eisenmaterial, dem Detektor 10 in Fig. 2 von unten genähert wird {oder wenn sich der Detektor 10 dem Material nähert), wird das von der Polfläche 22 ausgehende (

magnetische Feld verzerrt. Infolgedessen tritt eine Beugung der Kraftlinien ein, derart daß eine größere Konzentration von Kraftlinien durch das Element 28 als durch das Element 26 geht. Damit nimmt der ohm'sche Widerstand des Magnetwiderstands 28 zu, während der ohm'sche Widerstand des Magnetwiderstands 26 abnimmt, sodaß die Brückenschaltung der Fig. 3 aus dem Gleichgewicht kommt. Demgemäß fließt nunmehr Strom durch das Galvanometer 62, sodaß dieses eine g

Anzeige ergibt, um anzugeben, daß ein Material festgestellt wurde, das ein magnetisches Feld beeinflußt.

Wenn andererseits das Material sich oberhalb des Detektors 10 befand, nimmt der ohm'sche Widerstand des EIe-

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ments 26 zu und derjenige des Elements 28 ab. Infolgedessen fließt nunmehr Strom durch das Galvanometer in der entgegengesetzten Richtung, sodaß die Galvanometernadel in der entgegengesetzten Richtung abgelenkt wird und wiederum das Vorhandensein des Eisenmaterials oder eines ähnlichen Materials anzeigt. Somit stellt offensichtlich das Gerät 10 der Erfindung nicht nur das Vorhanden sein von Material fest, das ein magnetisches Feld beeinflußt, vielmehr kann es auch benutzt werden, um die Richtung der Annäherung des Materials festzustellen. Das heißt, die Richtung der Ablenkung des Galvanometers hängt von den relativen Änderungen des ohm'schen Widerstands der Magnetwiderstände 26 und 28 ab, die ihrerseits von der Winkelbeziehung zwischen dem Gerät 10 und dem Detektormaterial abhängen.

Es sei ferner bemerkt, daß das festzustellende Material nicht bewegt zu werden braucht, sondern statisch sein kann. Auch wenn das Material stationär ist, erzeugt es eine Verzerrung des magnetischen Feldes des Magnets 12,

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die ihrerseits ein Ungleichgewicht in der Brückenanordnung der Fig. 3 und eine Ablenkung der Nadel des Galvanometers 62 bewirkt.

Demgemäß wurde ein auf ein magnetisches Feld ansprechender Detektor beschrieben, der so betrieben werden kann, daß er in einfacher und zuverlässiger Weise ein Ma- {

terial feststellt, das ein magnetisches Feld beeinflußt.

Wie oben bemerkt wurde, kann die Einrichtung 10 zusammen mit elektronischen Halbleiter-Einrichtungen verwendet werden. Da diese Bauelemente jedoch temperaturempfindlich sind, ist es wünschenswert, diese Effekte kleinzuhalten. Dementsprechend zeigt Fig. 4 ein temperaturkompensiertes, auf ein magnetisches Feld ansprechendes elektronisches Schaltgerät unter Verwendung der Einrichtung 10.

Insbesondere ist das elektronische Schaltgerät allgemein mit der Bezugszahl 62 bezeichnet, es enthält einen Transistor 64 mit einer Basis-oder Steuerelektrode 68, einer

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Kollektor- oder Ausgangselektrode 68 und einer Emitter- oder Eingangselektrode 70. Die Kollektorelektrode 68 ist über einen Widerstand 74 mit einer Potentialquelle 72 verbunden, während die Emitterelektrode 70 mit Erde verbunden ist. Durch einen Leiter 78 ist eine Ausgangsklemme 76A mit der Elektrode 68 verbunden, während eine andere Ausgangsklemme 76B mit Erde verbunden ist. Parallel zum Transistor 64 liegt ein Temperatur-Kompensationsnetzwerk und ein Schalttransistor.

Insbesondere ist ein Transistor 80 vorgesehen, der eine Basiselektrode 82, eine Kollektorelektrode 84 und eine Emitterelektrode 86 aufweist, die mit Erde verbunden ist. Die Kollektorelektrode 84 ist über eine Serienschaltung, die aus den Dioden 90 und 92 und einem Widerstand 95 besteht, mit einer Potentialquelle 88 verbunden. Da, wie aus Fig. 4 hervorgeht, NPN-Transistoren verwendet werden, sind die Dioden 90 und_ 92 so gepolt, daß die Kathodenelektrode der Diode 92 mit der Anodenelektrode der Diode 90 und die Kathodenelektrode der Diode 90 mit der Elektrode 84 verbunden sind. Die Basiselektrode 82 ist über einen Widerstand 96 mit einer Klemme 94 verbunden. Ferner ist die Klemme 94 über einen Widerstand 98 mit der Quelle 88 verbunden.

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Zwischen den Verbindungspunkt des Widerstands 95 mit der Diode 92 und die Basiselektrode 66 ist der Magnetwiderstand 26 geschaltet. Der Magnetwiderstand 28 liegt zwischen der Elektrode 66 und Erde. Ferner ist eine Klemme 100 über einen Leiter 102 mit dem Verbindungspunkt der Dioden 90 und 92 verbunden.

Die Dioden 90 und 92 sind so ausgewählt, daß sie die gleichen Temperatureigenschaften wie der Transistor 64 haben. In der Praxis werden die Dioden 90 und 92 so ausgewählt, daß sie aus demselben Material wie der Transistor 64 bestehen. Wenn der Transistor 80 gesättigt ist, ist demnach der Spannungsabfall an den Dioden 90 und 92 im wesentlichen gleich dem doppelten Spannungsabfall an dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 64. Wenn ferner die Basis-Emitter-Übergangs spannung des Transistors 64 sich infolge von Temperatur änderungen ändert, ändert sich offensichtlich der Spannungsabfall an den Dioden 9Ö und 92 im gleichen Verhältnis, wie die Emitter-Übergangs spannung.

Wie oben bemerkt wurde, sind die Werte der Magnetwiderstände 26 und 28 unter normalen Bedingungen im wesentlichen

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gleich, wobei im Gerät der Fig. 4 die Magnetwiderstände einen Spannungsteiler im Bezug auf die Basiselektrode 66 bilden. Wenn angenommen wird, daß am Transistor 80 ein vernachlässigbarer Spannungsabfall vorhanden ist, wenn er gesättigt ist, ist offensichtlich das zwischen der Basiselektrode 60 und der Erde erscheinende Potential stets gleich dem Basis-Emitter-Spannungsabfall, ohne Rücksicht auf Änderungen der Umgebungstemperatur. Das heißt, das Potential an der Anode der Diode 92 folgt den Potentialänderungen am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 64 infolge von Temperaturänderungen. Während der ohm'sche Widerstand der Magnetwiderstände 26 und 28 sich ebenfalls mit der Temperatur ändern kann, erfolgt dies offensichtlich bei beiden in gleicher Weise, sodaß der eine die Wirkung des anderen aufhebt.

In Betrieb ist normalerweise der Transistor 80 leitend, während der Transistor 64 so vorgespannt ist, daß er gerade gesperrt ist, wobei er sich am Rande dieses Zustande befindet. Ferner bleibt der Transistor 64 ohne Rücksicht auf Temperaturänderungen an diesem Arbeitspunkt, wie oben bemerkt wurde.

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Für diese Gruppe von Bedingungen erscheint ein großer positiver Ausgang zwischen den Ausgangsklemmen 76A und 76B. Wenn das Gleichgewicht zwischen den Magnetwiderständen 26 und 28 nun infolge des Vorhandenseins eines Materials gestört wird, das das magnetische Feld beeinflußt, wird der Transistor 64 entweder tiefer in das Sperrgebiet

gebracht oder in die Sättigung. Für den erstgenannten Fall \

bleibt das Ausgangssignal zwischen den Klemmen 76A und 76B groß, jedoch fällt es für den letztgenannten Fall ab. Demnach kann das Gerät 62 als elektronischer Schalter verwendet werden, bei dem das Schalten durch ein äußeres magnetisches Material gesteuert wird.

Bei vielen Anwendungen kann es erwünscht sein, den Transistor 64 ohne Rücksicht auf die Änderungen der Magnetwiderstände 26 und 28.in dem einen oder dem anderen Zustand zu halten. Dies kann durch Erden entweder der Klemme 100 oder der Klemme 94 geschehen. Wenn die Klemme 94 geerdet ist, ist der Transistor 80 gesperrt. Das Potential am Verbindungspunkt des Widerstands 95 mit der Diode 92

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wird angehoben. Es wird über die Magnetwiderstände 26 und 28 an die Basiselektrode 66 angelegt. Damit bleibt der Transistor 64 leitend, auch wenn die Magnetwiderstände 26 und 28 magnetischen Feldänderungen ausgesetzt werden. Infolgedessen bleibt das Signal zwischen den Ausgangsklemmen 76A und 76B klein.

Wenn andererseits die Klemme 100 geerdet wird, wird das Signal, das an die Basiselektrode 66 angelegt wird, niemals groß genug, um den Transistor aus dem Sperrgebiet herauszubringen. Dementsprechend bleibt das Signal zwischen den Klemmen 76A und 76B groß.

Es wurde also ein temperaturkompensiertes Schaltgerät beschrieben, das unter dem Einfluß von magnetischen Feldänderungen gesteuert wird.

Fig. 5 zeigt ein Gerät, das allgemein mit der Bezugszahl bezeichnet ist, und das phasenbezogene Signalformen erzeugt. Insbesondere besteht das Gerät 104 aus einer Stütze 106 oder dgl., die wenigstens zwei Einrichtungen 10 trägt, welche mit 10A

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bzw. 1 OB bezeichnet· sind, und welche jeweils ein Paar von Magnetwiderständen 26A, 28Aund26B, 28B aufweisen. Bei dem vorliegenden Beispiel werden nur zwei Signale erzeugt. Wenn es jedoch gewünscht wird, mehr als zwei Signale zu erzeugen, kann offensichtlich eine gleiche Anzahl von Einrichtungen 10 verwendet werden. Die Achsen der Einrichtungen 1OA und 1OB sind durch den Abstand D getrennt. {

Nahe bei der Stütze 106 ist ein Zahnrad 108 drehbar angeordnet, das die Zähne 110 mit gleichen Abständen aufweist. Der Abstand zwischen den Zähnen 110 ist so gewählt, daß er einen Wert d hat, der in der Praxis gleich der Breite der Magnetwiderstände sein kann. Das gleiche gilt für die Spalte zwischen den Zähnen.

In Betrieb wird das Zahnrad 108 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht. Wenn die Zähne 110 und die Spalte jede der Einrichtungen lOiludd 1OB passieren, ändern die Magnetwiderstände ihren jeweiligen ohm'sehen Widerstand in periodischer Weise derart, daß jede Einrichtung ein

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periodisches Signal erzeugt. Da die Einrichtungen in einem Abstand D betrieben werden, stehen die durch die Einrichtungen 1OA und 1OB erzeugten Signale durch eine Phasendifferenz zueinander in Beziehung, die proportional diesem Abstand ist. Solange demnach der Abstand D nicht ein ganzes Vielfaches des Abstandes d ist, besteht eine Phasendifferenz zwischen den durch die Einrichtungen 1OA und 1OB erzeugten Signalen.

Wenn gewünscht wird, die Phasendifferenz zwischen den erzeugten Signalen einzustellen, kann die Einrichtung 1OA in Bezug auf die Einrichtung 1OB einstellbar ausgeführt werden. So wird eine mit Gewinde versehene Achse 112 vör> gesehen, die mit einer Bohrung in der Stütze 106 in Eingriff kommt, und die drehbar mit der Einrichtung 1OA verbunden ist. Die Drehung eines Handrad? 114, das fest mit der Achse 112 verbunden ist, bewirkt eine axiale Bewegung der Achsei und damit der Einrichtung 1OA. Hierdurch ändert sich dej? Abstand D, sodaß die Phasendifferenz zwischen den Signalen geändert wird.

Wenn gewünscht wird, die Frequenz der Signale zu ändern,

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kann sie bei Geschwindigkeit des Zahnrads 108 entsprechend geändert werden.

Es wurde somit ein auf ein magnetisches Feld ansprechendes Signal-erzeugendes Gerät beschrieben, bei dem eine vorgewählte Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen aufrechterhalten werden kann.

Wenn auch nur bevorzugte Ausführungen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, so können doch offensichtlich zahlreiche Weglassungen, Änderungen und Zusätze bei diesen Ausführungen vorgenommen werden, ohne vom Wesen und Ziel der Erfindung abzuweichen.

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Claims (23)

PATENTANSPRÜCHE

1. Auf ein magnetisches Feld ansprechende Einrichtung, die ein Feldmittel zur Erzeugung eines magnetischen Felds enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanzen vorgesehen sind, die in dem magnetischen Feld symmetrisch angeordnet sind derart, daß der Wert jeder der Impedanzen sich.unter dem Einfluß von Änderungen in dem magnetischen Feld ändert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldmittel aus einem Magnet mit wenigstens einer Polfläche und einer Achse besteht, wobei auf der Polfläche die Impedanzen angeordnet sind derart, daß sich der Wert jeder der Impedanzen mit dem von der Polfläche ausgehenden magnetischen Feld ändert.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen in Bezug auf die Achse symmetrisch sind.

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4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ein permanenter Magnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet aus einem Stabmagnet besteht, der einen mit Gewinde versehenen Umfang hat, der so eingerichtet ist, daß er eine Halteanordnung aufnehmen kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Magnet aus einem Stabmagnet· besteht und daß die Achse die Längsachse des Stabs ist, wobei die Impedanzen symmetrisch in Bezug auf die Achse auf der Polfläche angeordnet sind und gleiche Werte bei Nichtvorhandensein einer Änderung des magnetischen Felds aufweisen.

7. Übertrager zur Umwandlung von Schwankungen eines | magnetischen Feldes in elektrische Signale, dadurch gekennzeichnet, daß - er aus einer magnetischen Feldquelle mit wenigstens einer Fläche besteht, ferner aus einem Impedanzmittel auf der Fläche, die auf Änderungen

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des magnetischen Felds anspricht, die durch die Quelle erzeugt werden, um entsprechende Impedanzänderungen hervorzubringen, und aus Schaltungsmitteln, die mit dem Impedanzmittel verbunden sind und die auf Impedanzänderungen ansprechen, um entsprechende Änderungen eines elektrischen Signals hervorzubringen.

8. Übertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzmittel aus wenigstens zwei Magnetwiderständen besteht, und daß das Schaltungsmittel aus einer Impedanzbrückenanordnung besteht, die vier Impedanz zweige, zwei Diagonale und zwei Klemmenpaare aufweist, wobei jeder der Magnetwiderstände einen von zwei Zweigen der Brückenanordnung bildet, wobei ferner Leitermittel mit einem der Klemmenpaare verbunden sind, unx eine

' Energiequelle an eine der Brückendiagonale anzuschließen,

und wobei Leitermittel mit dem anderen Klemmenpaar verbunden sind, um eine Anzeigeeinrichtung an die andere Diagonale der Brücke anzuschließen derart, daß Änderungen des ohm'sehen Widerstands der Magnetwiderstände entsprechende Anzeigen durch die Anzeigeeinrichtung hervorbringen.

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9. Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Feldquelle symmetrisch um eine Längsachse liegt, und daß die Magnetwiderstände symmetrisch zur Achse der magnetischen Feldquelle angeordnet sind.

10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwiderstände im wesentlichen gleiche ohm'sche Widerstandswerte bei Mchtvorhandensein von Änderungen des Magnetfelds aufweisen derart, daß die Anzeigeeinrichtung bei Nicht vorhandene ein von magnetischen Feldänderungen null anzeigt.

11. Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Feldquelle aus einem permanenten Stabmagnet besteht.

12. Magnetisch gesteuerter Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer ersten veränderlichen Halbleiter-Impedanz mit einer Steuer-, einer Eingangs- und einer Ausgangselektrode besteht, die so betrieben werden kann,

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daß sie einen Weg mit niedriger Impedanz zwischen der Eingangs- und der Aus gangs elektrode für einen ersten an die Steuerelektrode angelegten Signalpegel herstellt und einen Weg mit hoher Impedanz zwischen der Eingangs- und der Ausgangselektrode für einen zweiten an die Steuerelektrode angelegten Signalpegel, ferner aus einem Kompensationsmittel, das aus einem zweiten Halbleitermittel besteht, welches dieselben Temperatureigenschaften wie der erste Halbleiter aufweist, um den ersten Halbleiter unempfindlich gegen Temperaturänderungen zu machen, weiterhin aus einer ersten auf ein magnetisches Feld ansprechenden Impedanz, die das eine Ende des zweiten Halbleiters mit der Steuerelektrode verbindet, weiterhin eine zweite auf ein magnetisches Feld ansprechende Impedanz, die das andere Ende des zweiten Halbleiters mit der Steuerelektrode verbindet, und schließlich aus einem Leiter, der so eingerichtet ist, daß er eine Potentialquelle an den zweiten Halbleiter anschließt derart, daß¹ die erste und die zweite Impedanz so betrieben werden können, daß sie den ersten und den zweiten Signalpegel an die Steuerelektrode entsprechend den magnetischen Feldern anlegen, die an die erste

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und die zweite auf ein Feld ansprechende Impedanz angelegt werden.

13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halbleiter aus einem ersten Transistor besteht, in dem die Steuerelektrode der Basiselektrode,

die Eingangselektrode der Emitterelektrode und die ί

Ausgangselektrode der Kollektorelektrode entsprechen, wobei die erste und die zweite auf ein Feld ansprechende Impedanz im Wert normalerweise in einem symmetrischen magnetischen Feld einander gleich sind, und der zweite Halbleiter einen Spannungsabfall erzeugt, der gleich dem doppelten des Spannungsabfalls am Basis-Emitter Übergang des ersten Transistors ist.

14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Halbleiter aus einem Paar von hintereinander geschalteten Dioden besteht, die aus dem gleichen Material wie der erste Transistor hergestellt sind.

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15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Transistor mit einer Basis-, einer Emitter- und einer Kollektor elektrode vorgesehen ist, wobei ein Leiter den Emitter und die Kollektor elektrode in einem Reihenweg zwischen dem anderen Ende des zweiten Transistors und der zweiten, auf ein Feld ansprechenden Impedanz verbindet, derart daß ein vorgewähltes, an die Basiselektrode des zweiten Transistors angelegtes Signal bewirkt, daß der Transistor gesperrt wird, sodaß die Anlegung des ersten Signalpegels an die Basiselektrode des ersten Transistors bewirkt wird,

16. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum selektiven Anschließen des Verbindungspunkts der Dioden an die zweite, auf ein Feld ansprechende Impedanz vorgesehen sind derart, daß der zweite Signalpegel an die Basiselektrode des ersten Transistors angelegt wird.

17. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet mit wenigstens einer Polfläche und einer

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Achse vorgesehen wird, wobei auf der Polfläche die erste und die zweite auf ein Feld ansprechende Impedanz symmetrisch zru Achse angeordnet werden.

18. Signalerzeugendes Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem ersten Paar von auf ein magnetisches Feld ansprechenden Impedanzen besteht, die symmetrisch j

in einem magnetischen Feld angeordnet sind, und aus einem zweiten Paar von auf ein Feld ansprechenden Impedanzen, die symmetrisch in einem magnetischen Feld angeordnet sind, ferner aus Haltemitteln, um das erste und das zweite Paar von Impedanzen zu halten, so daß die Paare von Impedanzen durch einen vorgewählten Abstand getrennt sind.und aus feldverändernden Mitteln, um die magnetischen Felder, um das erste und das zweite Paar

von Impedanzen periodisch zu ändern derart, daß das erste und das zweite Paar von Impedanzen jeweils ein erstes und ein zweites periodisches Signal mit einer Phasenbeziehung erzeugen, die proportional dem vorgewählten Abstand ist.

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19. Signalerzeugendes Gerät nach Anspruch 18* dadurch gekennzeichnet, daß das feldverändernde Mittel aus einem Zahnrad besteht mit durch Spalte getrennten Zähnen, die auf seinem Umfang angeordnet sind, das so eingerichtet ist, daß es an dem ersten und dem zweiten Paar von Impedanzen vorbei gedreht werden kann.

20. Signalerzeugendes Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Impedanzen eine vorbestimmte Breite aufweist, wobei das Zahnrad eine solche Größe hat, daß der Abstand zwischen gleichen Kanten benachbarter Zähne gleich der vorbestimmten Breite ist.

21. Signalerzeugendes Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Abstand nicht gleich einem Vielfachen der vorbestimmten Breite ist.

22. Signalerzeugendes Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellmittel vorgesehen sind, die mit wenigstens dem ersten Paar von Impedanzen

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verbunden sind, um den vorgewählten Abstand zu ändern,

23. Signalerzeugendes Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Paare von Impedanzen ein magnetisches Teil mit einer Polfläche und einer Achse vorgesehen ist, wobei das erste' und das zweite Paar von Impedanzen jeweils auf der Polfläche des zugehörigen Magnets angebracht sind, und die Impedanzen jedes der Paare symmetrisch zu den zugehörigen Achsen angeordnet sind.

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