DE2050127C - Schaltungsanordnung zur Positions erfassung eines beweglichen Objektes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Positionserfassung eines beweglichen Objektes, bei der ein Verstärker an einen Hallgenerator angeschlossen und die Zuordnung zwischen dem Hallgeneratür und einem Steuermagneten so getroffen ist, daß die Hallspannung mindestens einen Nulldurchgang aufweist.

Bei einer solchen Schaltungsanordnung spricht der Verstärker an, sobald die Hallspannung nach ihrem Nulldurchgang den Ansprechwert des Verstärkers erreicht. Desgleichen fällt der Verstärker zurück, wenn die Hallspannung vor dem Nulldurchgang den Ansprechwert des Verstärkers unterschreitet. Mit dem Ansprechwert des Verstärkers in Zusammen- ⁶Ii hang mit der Nullpunktsteilheit der Hallspannung kann die Steuergenauigkeit eingestellt werden.

Die Nullpunktsteilheit der Hallspaniiung hängt von dem Abstand ab, mit dem ein Steuermagnet und ein Hallgenerator relativ zueinander bewegt werden. Da bei den einzelnen Bewegungsvorgängen eines !beweglichen Objektes der Abstand zwischen dem Hallgenerator und dem Steuermagneten praktisch nicht konstant gehalten werden kann, weist die Hallspannung jeweils eine andere Nullpunktsteilheit auf, so daß der Verstärker in unterschiedlichen Abständen zum Nulldurchgang anspricht oder abfällt Der Nulldurchgang selbst ist unabhängig von dem Abstand zwischen dem Steuermagneten und dem Hallgenerator und liegt somit in bezug auf die Bewegungsstrecke immer an der gleichen Stelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art za schaffen, mit der eine Steuerung im Nulldurchgung der Hallspannung möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß an den Steuerausgang des Verstärkers die Steuerkreise zweier in Reihe geschalteter und über je einen Kollektorwiderstand an dubeiden Pole einer Gleichspannungsquelle angeschlossener sowie mit ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt mit einer Mittel anzapfung der Gleichspannungsquelle verbundener komplementärer Vortransistoren angeschlossen sind, daß mit dem Kollektor des ersten Vortransistors ein aus einer Zenerdiode und einem Widerstand bestehender Steuerkreis eines mit seiner Basis nach der Zenerdiode an den Steuerkreis und mit seiner Laststrecke über einen ersten Lastwiderstand an die Gleichspannungsquelle angeschlossenen ersten Endtransistors verbunden ist, daß ferner am Kolloktor des ersten Endtransistors der Steuerkreis eines zweiten Endtransistors angeschlossen ist, der mit seiner Liststrecke über einen zweiten Lastwiderstand an die Gleichspannungsquelle sowie mit seiner Basis über einen Querwiderstand mit dem Kollektor des zweiten Vortransistors verbunden ist und an dessen Kollektor Ausgangssignale abgegriffen sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Schaltungsanordnung auch an ein Gleichspannungsnetz ohne Mittelanzapfung angeschlossen werden, wenn zwei gleiche in Reihe liegende Zenerdioden zu der Schaltungsanordnung parallel geschaltet sind, deren gemeinsamer Verbindungspunkt mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Vortransistoren verbunden ist.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Gegenstand nach der Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Über einen ersten Vorwiderstand R 1 sind zwei hintereinandcrgeschaltete Zenerdioden Z 1 und Z 2 an eine Uleichspannungsquelle angeschlossen. Der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Zenerdioden bildet den Mittelpunkt M der Gleiehspannungsqtielle. Zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Zenerdiode Z 1 und des ersten Vorwiderstandes R 1 und dem Mittelpunkt M ist über einen zweiten Vorwiderstand R 2 der Stcuerkreis eines Hallgencrators H angeschlossen. Zur Kompensation von Temperaturschwankungen ist zu den Stcucrelektroden des Hallgencralors eine Diode D 1 in Durchlaßrichtung parallel geschaltet. Die Hallclektroden des Hallgenerators sind jeweils über einen Steuerwiderstand R 3 bzw. R 4 mil dem Steuereingang eines Verstärkers V verbunden, der ebenfalls an die Gleichspannungsquclle angeschlossen ist.

Durch ein mit zwei WiderständenÄ5 und Ä6 in Endtransistors erscheint damit Minuspotential, d.h.

Reihe an die Gleichspannungsquelle angeschlossenes es steht kein Ausgangssignal an.

Potentiometer Pl kann die Nullspannung und durch Wird der Verstärker V durch eine negauve nau-

einen zwischen dem Steuereingang und -ausgang des spannung angesteui

Verstärkers angeschlossenen, verstellbaren Wider- 5 gang ein negatives

stand P 2 die Verstärkung des Verstärkers eingestellt ""^oti«^pc stÄnersiei

werden.

Mit seinem Steuerausgang StA ist der Verstärker V
mit dem aus zwei Steuerwiderständen R 7 und R 9

bestehenden Steuerkreis eines ersten Vortransistors io

Tl und den ebenfalls aus zwei Steuerwiderständen Endtransistors T 3 an der voj

R 8 und R10 bestehenden Steuerkreis eines zweiten '■"--i——™«,,ie.lle lieet. Da Vortransistors T 2 verbunden. Die beiden Vortransistoren sind zueinander komplementär und jeweils

mit einem Kollektorwiderstand R 11 bzw. R 12 zwi- 15 ·■—

sehen einem Pol der Gleichspannungsquelle und dem durch der Steuerkreis des

Verbindungspurtkt M der Zenerdioden angeschlos- siKerhriirVt. <:o daß der ν sen. Mit dem Kollektor des ersten Vortransistors T1

ist ein aus zwei Widerständen R 13 und /?14 sowie

einer zwischen diesen beiden Widerständen ange- 20 an den Kollektor des zweiten Vortra

schlossenen Zenerdiode Z 3 bestehender Steuerkreis hindert. Dieser Vortransistor ist, wie

eines ersten Endtransistors T 3 verbunden. Die Basis — ^{A Hamit liiSt sem Ko}

dieses Endtransistors ist an die Anode der Zener- Potential des gemeinsamer. vciu^ _Q^_rwiderstand

diode Z 3 und seine Laststrecke über einen ersten Zenerdiode Zl un ^afj- _d Minuspol dr,-

Lastwiderstand R 15 an die beiden Pole der Gleich- 25 R 17 gelangt das ge§^en"^^r «™ . , _des^_emciri.

Spannungsquelle angeschlossen. Mit dem Kollektor Gle.chspannungsqueUe pos tive Potem .^ _{? %}

des ersten Endtransistors T 3 ist wiederum em aus samen Verbmdungspunktes M α ^^^.^ _Γ4

Vita \fi oivu I_-IiUn U.11-J» j*w- . — ..

den Widerständen R 16 und R 18 bestehender Steuerkreis eines zweiten Endtransistors T 4 verbunden,
wobei die Basis dieses Endtransistors außer mit dem 30

gemeinsamen Anschlußpunkt der beiden Widerstände ansteht. Somit steht weder bei posiuvci nuv.11 1.· noch über einen Querwiderstand R 17 mit dem KoI- negativer Hallspannung am Ausgang der Schaltunglektor des zweiten Vortransistors T 2 verbunden ist. anordnung ein Ausgangssignal an. Die LasUtrecke des zweiten Endtransistors T 4 ist Beim Nulldurchgang der Hallspannung erschems über einen zweiten Lastwiderstand R 19 ebenfalls 35 am Ausgang des Verstärkers kein Steuersignal, ;o zwischen den beiden Polen der Gleichspannungs- daß beide Vortransistoren T1 und T 2 im gesperrten quelle angeschlossen. Am Kollektor dieses zweiten Zustand sind. Der erste Endtransistor T 3 erhält, wie Endtransistors T 4 werden die Ausgangssignale ab bereits beschrieben, eine Steuerspannung über den gegriffen. " Kollektorwiderstand R 11 des ersten Vortransistors Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist 40 T1 und wird durchgesteuert bzw. bleibt durchgesteufolgende: Dem Hallgenerator H ist ein in der Zeich- ert, so daß er den Steuerkreis des zweiten Endtrannung nicht dargestellter, mit einem beweglichen Ob- sistors T 4 an Minuspotential legt. Da der zweite Vor jekt verbundener Steuermagnet se zugeordnet, daß transistor T 2 ebenfalls gesperrt ist, liegt auch über bei einer relativen Bewegung des Steuermagneten und den Querwiderstand R 17 und den Kollektorwideides Hallgenerators zueinander die im Hallgenerator 45 stand R 12 des zweiten Vortransistors T 2 Minuserzeugte Hallspannung mindestens einen Nulldurch- potential an der Basis des zweiten Endtransistors T 4. gang aufweist. Wird nun beispielsweise, der Steuer- Damit ist dieser Endtransistor während de« Nullmagnet an dem Hallgcnerator /7 vorbeibewegt, steht durchganges der Hallspannur.g gesperrt, so daß an an den Hallelektroden je nach der ortlichen Stellung seinem Kollektor während der Sperrzeit Pluspotentia! des Steuermagneten eine positive oder negative HaIi- 50 anliegt, das als Ausgangssignal zur weiteren Steuespannung an, die den Verstärker entsprechend steu- rung dient.

ert. Ist die Hallspannung positiv, ist auch das Steuer- Zur Erhöhung der Genauigkeit der Schaltungssignal des Verstärkers positiv, und der erste Vortran- anordnung ist zu den Steuerelektroden des Hijllgenesistor T1 wird durchgesteuert. Dadurch wird der raiors H eine Diode 7) I in Durchlaßrichtung parallel Steuerkreis des ersten Endtransistors 7'3 an den ge- 55 geschaltet. Durch diese Diode wird dem Hallgenepi meinsamen Verbindungspunkl der Zenerdiode Z 1 tor eine Steueispannung eingeprägt, und es weiden und Z 2 gelegt. Da die Zenerspannung der Zener- dadurch Temperaturschwankungen kompensiert. Mit diode Z 3 der zwischen dem gemeinsamen Verbin- Hilfe eines Potentiometers P I, das zwischen zwei in dungspunkt der Zetierdiode Z J und Z 2 und dem Reihe an der Gleichspannungsquelle liegenden Wi-Minuspol der Gleichspannungsquelle anstehenden 60 derständen R 5 und R 6 angeschlossen und mit sei-Spanming entspricht, fällt die gesamte Spannung an nem Abgriff mit dem Verstärker verbunden ist, kann der Zenerdiode Z3 ab, und der erste Endtransisior T3 am Verstärker eine Nullspannungskorrektui vorgebleibt gesperrt. Der am Kollektor des ersten End- nommen werden. Mit einem zwischen dem Steuertransistors T 3 angeschlossene Stcucrkreis des zweiten eingang und -ausgang des Verstärkers angeschlosse-Endtransistors T 4 erhält über den ersten Lastwider- 65 nen, verstellbaren Widerstand P 2 kann die Verstärstand R15 Spannung, und der zweite Endtransistor kung und damit die Breite des Ausgangssiguals Γ 4 wird somit durchgesteuert. Am Kollektor dieses eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Positionserfassung eines beweglichen Objektes, bei der ein Verstärker an einen Hallgenerator angeschlossen und die Zuordnung zwischen dem Hallgenerator und einem Steuermagneten so getroffen ist, daß die Hallspannung mindestens einen Nulldurchgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerausgang (StA) des Verstärkers (V) die Steuerkreise (Rl, R9 bzw. RS, R 10) zweier in Reihe geschalteter und über je einen Kollektorwiderstand (R 11 bzw. R 12) an die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle angeschlossener &owie mit ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt mit einer Mittel anzapfung (M) der Gleichspannungsquelle verbundener, komplementärer Vortransistoren (T 1 und T 2) angeschlossen sind, daß mit dem Kollektor des ersten Vortransistors (T 1) ein aus einer Zenerdiode (Z 3) und einem Widerstand bestehender Steuerkreis eines mit seiner Basis nach der Zenerdiode (Z 3) an den Steuerkreis und mit seiner Laststrecke über einen ersten Lastwiderstand (R 15) an die Gleichspan- »5 nungsquelle angeschlossenen ersten Endtransistors (T 3) verbunden ist, daß ferner am Kollektor des ersten Endtransistors (7" 3) der Steuerkreis (/? 16 und R18) eines zweiten Endtransistors (74) angeschlossen ist, der mit seiner Laststrecke über einen zweiten Lastwiderstand (R 19) an die Gleichspannungsquelle sowie mit seiner Basis über einen Querwiderstand (R 17) mit dem Kollektor des zweiten Vortransistors (T 2) verbunden ist und an dessen Kollektor Ausgangssignale abgegriffen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche, in Reihe liegende Zenerdioden (Z 1 und Z 2) zu der Schaltungsanordnung parallel geschaltet sind, deren gemeinsamer Verbindungspunkt (M) mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Vortransistoren (Tl und T2) verbunden und die Parallelschaltung über einen Vorwiderstand (R 1) an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.