DE2261379A1

DE2261379A1 - Induktiver weggeber

Info

Publication number: DE2261379A1
Application number: DE19722261379
Authority: DE
Inventors: Kurt Oelsch
Original assignee: Fernsteuergeraete Kurt Oelsch GmbH
Current assignee: Fernsteuergeraete Kurt Oelsch GmbH
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1974-07-25

Description

Induktiver Weggeber Die Erfindung betrifft einen induktiven Weggeber, der als veränderliche Induktivität mit einem in einer Spule bewegbaren Eisenkern ausgebildet ist.
Es ist bekannt, induktive Weggeber als Differentialtransformatoren auszubilden. Ein solcher Differentialtransformator enthält eine Primärwicklung, an welcher eine Speisewechselspannung anliegt. Die Primärwicklung ist mit zwei Sekundärwicklung gekoppelt, wobei die Kopplung zwischen Primarwicklung und jeder der beiden Sekundärwicklungen durch einen nach Maßgabe des zu messenden Weges verschobenen Eisenkern veränderbar ist. Die beiden Sekundärwicklungen sind in Reihe geschaltet. Je ein Kreis enthaltend eine Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes sowie eine Diode liegt an jeder dieser beiden Sekundärwicklungen. Eine Ausgangsspannung wird über die beiden Kondensatoren bzw. die beiden dazu parallelen Widerstände abgegriffen. Die Dioden sind so gepolt, daß die Kondensatoren gegensinnig aufgeladen werden.
In der Mittelstelllmg sind die Kopplungen zwischen Primärwicklung und Jeder der Sekundärwicklungen gleich, so daß die Ausgangsspannung null wird. Bei einer Verlagerung des Eisenkernes nach der einen oder der anderen Seite ergibt sich eine unterschiedliche Kopplung für die beiden Sekundärwicklungen und damit eine positive oder negative Auegangsspannung.
Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei welcher zwei gleichachsig hintereinanderliegende Spulenteile, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, als veränderliche Induktivitäten verwendet werden. Eine Speisegleichspannung liegt an der Reihen-Schaltung dieser beiden Spulenteile an. Ein nach Maßgabe eines zu messenden Weges verschiebbarer Eisenkern erstreckt sich in einer Ruhestellung in gleichem Maße in die beiden Spulenteile, so daß diese gleiche Induktivität besitzen. Bei einer Verlagerung des Eisenkernes nach der einen oder der anderen Seite verändern sich die Induktivitäten der beiden Spulenteile gegensinnig. Die beiden Spulenteile wirken nach Art eines Spannungsteilers, so daß bei Erhöhung der Induktivität in dem einen Spulenteil daran eine höhere Spannung abfällt als an dem anderen. An jedem der Spulenteile liegt wieder ein Kreis bestehend aus der Parallelechaltung einse Kondensators mit einem Widerstand und aus einem Gleichrichter.
Durch die Gleichrichter sind die Kondensatoren gegensinnig aufladbar, so daß in der Ruhestellung die Ausgangespannung, die über den Kondensatoren abgegriffen wird, null ist.
Im allgemeinen werden die induktiven Weggeber dieser Art mit zusätzlichen festen Eisenkernen flir die Spulen ausgeftihrt, wodurch kleinere Wicklungsungenauigkeiten in ihrer Einwirkung auf die resultierende Durchflutung herausintegriert werden.
Bei einem eisenlosen induktiven Weggeber, der auf diesem Prinzip beruht, geht jeder kleine Wicklungsfehler örtlich selektiv in die Ausgangsspannung ein und ergibt entsprechende Verzerrungen, welche die Linearität herabsetzen. Auch bei einem induktiven Weggeber der bekannten Art mit Eisenkern sind Wicklungsfehler nicht völlig zu vernachlässigen, und die Spulen müssen exakt lagenweise gewickelt werden.
Es ist bekannt, einen Draht sehr genau lagenweise zu wickeln, und zwar bei der Herstellung von Präzisionsdrahtpotentiometern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Weggeber der eingangs erwahnten Art mit hoher Linearität zu schaffen.
Brfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Spule nach Art eines Präzisionsdrahtpotentiometers einlagig auf einem Rohr aus Isoliermaterial mit geringem Wärmeausdehnungskoef fizienten gewickelt ist, in welchem der Eisenkern beweglich ist.
Nach der Erfindung wird also die Spule mit der bei der Wicklung von Präzisionsdrahtpotentiometern verwandten Technik gewickelt. Das bedingt eine einlagige Wicklung. Die Wicklung erfolgt auf einem vorzugsweise eisenlosen Rohr aus Isolationsmaterial mit hoher Beständigkeit und kleinem Warmeausdehnungs koeffizienten.
Vorzugsweise ist die Spule durchgehend gleichsinnig gewickelt und mit einer Mittenanzapfung versehen. Das Ausgangssignal kann dann in der Weise gewonnen werden, daß an der Spule eine Speisewechselspannung anliegt, daß je ein Kreis enthaltend einen Kondensator und einen dazu parallel geschalteten Widerstand und eine Diode zwischen jedem Ende der Spule und der Mittenanzapfung liegt, wobei die Kondensatoren über die Dioden gegensinnig aufladbar sind, und daß eine Ausgangsspannung über den beiden Kondensatoren abgegriffen wird.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Weggeber.
Fig. 2 zeigt eine zugehörige Schaltung.
Der Weggeber enthält ein Rohr 10 aus einem Isolationsmaterial mit hoher Bestandigkeit und kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Es kann sich dabei vorzugsweise um ein unter den Warenzeichen "Calit" erhältliches Material handeln. Auf dieses Rohr ist ein Draht in einer Lage nach Art eines Präzisionsdrahtpotentiometers aufgewickelt. Es handelt sich dabei um eine außerordentlich genaue einlagige Wicklung, so daß sich eine hohe Linearität ergibt. Diese Wicklung ist in Fig. 1 mit 12 bezeichnet. Sie weist zwei Endklemmen 14 und 16 und eine Mittenanzapfung 18 auf. In dem Rohr ist ein Eisenkern 20 axial verschiebbar. Die Lage des Eisenkernes 20 ist mit dem zu messenden Weg veränderbar. Es kann der zu messende Weg unmittelbar die Lage des Eisenkernes 20 bestimmen. Der Eisenkern 20 kann mit einem Wegfühler aber auch über ein Getriebe gekuppelt sein. Es kann auch über ein geeignetes Getriebe eine Drehbewegung in eine axiale Hubbewegung des Eisenkernes umgesetzt werden.
In Fig. 2 ist die zugehörige Schaltung dargestellt. An den Endklemmen 14 und 16 liegt eine Speisewechselspannung. Es sind zwei Kreise enthaltend je einen Kondensator 22 bzw. 24 und einen dazu parallelen hochohmigen Belastungswiderstand 26, 28 und je eine Diode 30, 32 vorgesehen. Die Eondensatoren 22 und 24 wirken als Siebkondensatoren, durch welche die von den Dioden 30 und 32 gleichgerichteten Spannungen geglättet werden. Die Dioden 30 und 32 sind so gepolt, daß sie die Kondensatoren 22 und 24 gegensinnig aufladen. Eine Ausgangsspannung an den Klemmen 34 und 36 wird über die beiden Kondensatoren 22 und 24 und Widerstände 26 und 28 abgegriffen.
Beiden Kreisen gemeinsam ist die Mittenanzapfung 18 der Spule 12.
Wenn der Eisenkern 20 symmetrisch zu der Mittenanzapfung 18 liegt, dann sind die Induktivitäten der beiden Spulenteile 38 und 40 zwischen Endklemme 14 und der Mittenanzapfung 18 bzw. zwischen Nittenanzapfung 18 und Endklemme 16 gleich. Diese beiden Spulenteile 38 und 40 wirken als Spannungsteiler, an denen somit in der mittleren Ruhestellung des Eisenkernes 20 gleiche Wechselspannungen anfallen. Durch die Gleichrichtung werden an den Widerständen 26 und 28 gleiche aber entgegengesetzt gerichtete Gleichspannungen erzeugt, so daß die resultierende Ausgangsspannung zwischen den Klemmen 34 und 36 null ist.
Bei einer Verlagerung des Eisenkernes 20 nach der einen oder der anderen Seite erhöht sich die Induktivität z.B. des Spulenteiles 38, so daß daran eine höhere Spannung abfällt als an dem Spulenteil 40. Damit ergibt sich zwischen den Klemmen 34 und 36 eine positive Ausgangsspannung. Bei einer Bewegung des Eisenkernes 20 nach der anderen Seite aus der Ruhelage heraus tritt dementsprechend eine negative Ausgangsgleichspannung auf.

Claims

Patentansprüche

\Induktiver Weggeber, der als veränderliche Induktivität mit einem in ein-er Spule bewegbaren Eisenkern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (52) nach Art einesErizisionsdrahtpotentiometers einlagig auf einem Rohr (10) aus Isoliermaterial mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gewickelt ißt, in welchem der Eisenkern (20) beweglich ist.
2. Induktiver Weggeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (12) durchgehend gleichsinnig gewickelt und mit einer Mittenanzapfung (18) versehen ist.
3. Induktiver Weggeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spule (12) eine Speisewechselapannung anliegt, daß je ein Kreis enthaltend einen Kondensator (22, 24) mit einem dazu parallel geschalteten Widerstand (26, 28) und eine Diode (30, 32) zwischen jedem Ende (14,.16) der Spule (12) und der Mittenanzapfung (18) liegt, wobei die Eondensatoren (22, 24) über die Dioden (30, 32) gegensinnig aufladbar sind, und daß eine Ausgangsspannung über den beiden gondensatoren (22, 24) abgegriffen wird.

L e e r s e i t e