DE2309226A1 - Winkelstellungswandler - Google Patents
WinkelstellungswandlerInfo
- Publication number
- DE2309226A1 DE2309226A1 DE19732309226 DE2309226A DE2309226A1 DE 2309226 A1 DE2309226 A1 DE 2309226A1 DE 19732309226 DE19732309226 DE 19732309226 DE 2309226 A DE2309226 A DE 2309226A DE 2309226 A1 DE2309226 A1 DE 2309226A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- coils
- converter according
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 101150090293 DENND11 gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- NJFMNPFATSYWHB-UHFFFAOYSA-N ac1l9hgr Chemical compound [Fe].[Fe] NJFMNPFATSYWHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(allyloxy)-2-(2,4-dichlorophenyl)ethyl]imidazole Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1C(OCC=C)CN1C=NC=C1 PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
- G01D5/2053—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
- G01D5/206—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element constituting a short-circuiting element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
Dipl. Ing.C.Wsllach
Dipl. Ina. G. Koch
Dr. Ϊ. Haibrch
Mlr.chsn 2
(USA)
Die Erfindung besieht sich auf Winkelβtellungewandler
und insbesondere auf induktive WinkelStellungswandler,
bei denen ein elektrisches Ausgangssignal als Funktion der Winkelverschiebung in einerNagnetspule induziert wird.
Es sind viele Arten von Winkelβtellungswandlern bekannt.
Die US-PS 3 i»?9 256 beschreibt beispielsweise einen
Wandler mit Primär- und Sekundärspulen, die in zueinander
rechtwinkligen Ebenen ausgerichtet sind. Ein elektrisch leitender, nichtmagnetischer Rotor in der Form eine· längs«
geschlitzten Zylinders umgibt die Spulen. Der geschlitzte
Teil des Zylinders verzerrt das Magnetfeld und ändert die in der Sekundärspule induzierte Spannung bei einer Drehung
des Zylinders.
Es sind andere induktive WinkelStellungswandler bekannt,
bei denen eine Kurzschlußwindung entsprechend dem zu messenden Winkel in Drehung versetzt wird, und zwar in
dem Bestreben, die Nullstellungs-Ausgangsempfindlichkeit
309835/101 S
gegenüber axialen und radialen Translationsbewegungen su
verringern. Bei diesen Wandlern werden Üblicherweise stationäre Eisen-Eisen-Luftspalte zur Steuerung der radialen
Empfindlichkeit und Überlappungen zur Steuerung der axialen
Empfindlichkeit verwendet. Der stationäre Charakter der Eisen-Eisen-Luftspalte erfordert zwei präzise Dreh«
sitzspiele und ergibt damit schwierige Präzisionsherstellungstechniken.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Winkelstellungswandler
ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangeteil um eine Achse drehbar angeordnet ist, daß ein Rotor auf
dem Eingangeteil befestigt und mit diesem drehbar ist, daß ein Stator in der Nähe des Rotors und symmetrisch um
die Achse angeordnet ist, daß der Rotor ein im allgemeinen ebenes Kurzschlußwindungeteil und ein im allgemeinen
ebenes Teil mit hoher Permeabilität einschließt* die beide nahe aneinander an dem Eingangsteil starr befestigt
und quer zur und symmetrisch um die Achse angeordnet sind, daß des Kurzschlußwindungsteil aus einem nichtmagnetischen
Material mit hoher Leitfähigkeit besteht und einen ringförmigen Teil aufweiet, der von einem sich diametral erstreckenden
Teil derart durchquert wird, daß erste und zweite Strompfade gebildet werden, wobei jeder der Strompfade
aus einem anderen halbkreisförmigen Bereich des ringförmigen Teils und des sich diametral erstreckenden
Teils besteht, daß das Teil mit hoher Permeabilität sich in Durchmesserrichtung im wesentlichen Über die gleiche
Abmessung wie der ringförmige Teil erstreckt, daß ferner der Stator ein aus einem Material mit hoher Permeabilität
hergestelltes Gehäuse mit einer querverlaufenden Grundplatte und einer sich in Längsrichtung erstreckenden Außenwand
einschließt, die zusammen ein an einem Ende offenes
309835/1015
Gehäue· bilden, daß Rotor und Stator so in bezug aufein·
ander angeordnet sind» daß das Kurzschlußwindungstell
über dee offenen Ende des Gehäuses liegt, daß der Stator
weiterhin erste magnetische Elemente innerhalb des Gehäuses sur Induzierung entgegengesetzt gerichteter Ströme
in den ringförmigen Teilen der ersten bzw. zweiten Stromprade, und zweite magnetische Elemente innerhalb des Gehäuses
umfaßt, die induktiv mit dem Kurzschlußwindungsteil gekoppelt sind und derart angeordnet sind, daß sie
auf Ströme ansprechen, die in dem Bereich des Schnittpunktes dee ringförmigen Teils und des sich diametral erstrekkenden
Teils fließen, um ein der relativen Winkelverschiebung des Rotors und Stators proportionales Auegangssignal
zu liefern.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungebeispielen noch näher
erläutert.
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer ersten AusfUhrungsform des
Wandlers;
Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht des Wandlers nach Fig. 1;
Flg. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Wandlere;
309835/1015
Fig. k «ine perspektivische Ansicht einer weiteren
AusfUhrungeform des Wandlers.
Der Wandler nach Fig. 1 weist vier Pole auf und umfaßt einen Stator 11 mit einem an einem Ende offenen oder
im allgemeinen schalenfttrmigen Gehäuse aus einem Material
mit hoher Permeabilität. Das Gehäuse schließt ein querverlaufendes,
scheibenförmiges Grundplattenteil 13 und ein sich in Längsrichtung erstreckendes, hlilsenf örmiges Seitenwandteil
15 ein. Das Gehäuse 11 läßt sich leicht auf einer Drehbank oder auf einer anderen Drehwerkzeugmaschine,
bei der sich Werkstück und/oder Werkzeug dreht, herstellen.
Innerhalb des Gehäuses sind zwei Primärspulen 17 und 19 und zwei Sekundärspulen 21 und 23 befestigt. In
diesem AusfUhrungebeispiel sind die Primärspulen 17 und
19 gegensinnig gewickelt und in Reihe geschaltet, so daß beispielsweise die äußeren Enden der zwei Magnetkerne
gleichzeitig entgegengesetzte Magnetpole bilden. Die Primärspulen 17 und 19 werden von einer geeigneten Wechselstromquelle
25 erregt. Obwohl die Frequenz des den Primärspulen 17 und 19 zügeführten Wechselstroms nicht kritisch
ist, liegt in dem vorliegenden AusfUhrungsbeispiel diese
Frequenz in der Größenordnung von U8OO Hz, die auf der
Grundlage der speziellen Abmessungsforderungen bei der
Konstruktion und Frequenzgangkriterien ausgesucht wurde. Im allgemeinen gilt, daß die erforderliche Frequenz um so
höher wird, je kleiner die gesamte Konstruktion ist und umgekehrt.
Die Sekundärspulen 21 und 23 des dargestellten vierpoligen
Wandlers sind entlang eines Durchmessers unter
309835/1015
-S-
rechten Winkeln zu dem Durchmesser angeordnet, entlang den
die Primärβpulen 17 und 19 befestigt sind. Alle Primär-
und Sekundärspulen haben den gleichen Abstand von der
Mittelachse X-X, so daß die vier Spulen symmetrisch um die Achse X-X angeordnet sind. Die zwei Sekundärspulen
21 und 23 sind ebenso gegensinnig gewickelt und in Reihe geschaltet, und ihr kombiniertes Ausgangssignal wird einer
geeigneten Auegangsvorrichtung zugeführt, die in Fig. 1 als eine Anzeigevorrichtung 27 dargestellt ist*
Typischerwaise kann der Winkalstellungswandler zur
Bestimmung der winkelmäßigen Ausrichtung des Kardanringes eines Kreiselgerätes verwendet werden. Bei derartigen Anwendungen
kann der axiale Rotor-/Stator-Abstand in der Größenordnung; von 0,25 mm (O,O1O Zoll) liegen, und zwar
in Abhängigkeit von den an die Lagerung gestellten Forderungen. Bei einer Anwendung dient der Wandler bzw. Meßwertgeber
als Signalgenerator für einen Servoantrieb mit geschlossener Schleife für den Kardanring eines Kreises.
Dieser Winkelβtellungswandler ist besonders als Kreisel-Meßwertgeber
brauchbar, und zwar aufgrund seiner Empfindlichkeit,, seiner Linearität Über einen relativ weiten Bereich,
seiner Nullstellungs-Empfindlichkeitseigenschaften
und seiner sehr niedrigen Reaktionsdrehmoment-Eigenschaften·
Der Rotor des Wandlers schließt ein nichtmagnetiaches
Kurzschlußwindungeteil 29 mit hoher Leitfähigkeit und ein
einstUckiges RUckschlußteil 31 mit hoher Permeabilität ein,
die beide auf einer Lagerungewelle 33 starr befestigt sind,
die sich um die Achse X-X mit der Vorrichtung dreht, deren Winkelverschiebung zu messen ist. Der Teil 29 mit hoher
Leitfähigkeit ist typischerweise ein ebenes Teil, das die
Form nines Ringes, der von einem diametralen Kurzschluß-
309835/1015
2309225
tell 35 durchquert wird* aufweist. Der Innendurchmesser
des Ringes ist vorzugsweise ungefähr gleich oder etwas
größer als der Außendurchmesser des durch die vier Spulen
17t 19* 21, 23 bestimmten Ringraumes. Der Außendurchmesser
des Ringes ist vorzugsweise im wesentlichen dem AuOendurchmesser des Gehäuses gleich. Es ist klar, daß
bei sehr kleinen Ausfuhrungen des Wandlers das Kurzschlußteil 35 an seinem Mittelbereich vergrößert werden kann,
wenn dies erforderlich ist, um die Rotorlagerungswelle 33 unterzubringen.
Der Außendurchmesser des Ruckschlußteils 31 mit hoher
Permeabilität kann ebenfalls gleich dem Außendurchmesser
des Gehäuses sein, während der Innendurchmesser dieses Teils derart ist, daß es vollständig über den Magnat
pol en liegt. Andererseits kann dieses RUckechlußteil
auch eine Scheibe sein.
Das Teil 29 mit hoher Leitfähigkeit ist direkt auf dem Teil 31 mit hoher Permeabilität befestigt, um eine
einstttckige Rotoranordnung asu bilden. Auf diese Weise sind
beide Teile 29 und 31 Teil des Rotorelements· Dies ermöglicht die Verwendung eines axialen Luftspaltes, der die
Steuerung der Nullstellungs-Empfindlichkeit gegenüber
axialen Verschiebungen aufgrund der Symmetrie des Systems ermöglicht. Weiterhin können radiale Translationsbewegungen
durch überlappungs- und Symmetrietechniken gesteuert
werden·
Vorzugsweise ist der Rotor so nahe an dem offenen Ende des Gehäuses befestigt, wie es praktisch möglich ist.
Bei einer typischen Anwendung als Kreisel-Meßwertgeber kann der axiale Luftspalt eine Länge in der Größenordnung
309835/1015
von 0,25 η (0,010 Zoll) haben.
Der Wandler kann so aufgebaut sein, daß, wenn sieh der diametral· Teil 35 in aeiner Null-Winkelstellung befindet,
er symmetrisch Über den gegenüberliegenden Sekundär spul en 21 und 23 liegt. Alternativ kann der diametrale
Teil 35 ao angeordnet aeln, daß er in aeiner Nullstellung
die gegenüberliegenden Primärspulen 17 und 19 Uberdeokt.
Die Betrlebaelgenachaften der letzteren Anordnung alnd
gleleh, jedoch mit der Ausnahme, daß sich ein größeres
Reaktlonsdrehmoment auf der Rotorwelle bei einer Winke1-versohiebung
aufgrund der Änderung der induzierten Ströme mit der Winkelverschiebung ergibt. Es sei bemerkt, daß
der beschriebene Wandler niedrige Reaktionsdrehmomente ergibt. Dieses Merkmal ist besonders bei Anwendungen an
Kreiselgeräten wichtig.
Fig. 2 iat ein vertikaler Querschnitt des Wandlers von Flg. 1, wobei die Teile in der normalen Betriebsstellung
angeordnet sind. In Fig. 2 1st die Welle 33 in einer derartigen Stellung, daß der diametrale Teil 35 des Teils
29 alt hoher Leitfähigkeit sich in seiner Nullstellung befindet. In Fig. 2 sind weiterhin typische Flußlinien 37
und 39 dargestellt, um die Art zu zeigen, in der die Ströme
in dem Teil mit hoher Leitfähigkeit längs eines einzigen axialen LuftSpaltes induziert werden. So sei beispielsweise
angenommen, daß ein Erregungβstrom in den Primärspulen
17 und 19 existiert, der in einer derartigen Richtung fließt, daß das äußere Ende des die Spule 19 tragenden Magnetkerns
einen magnetischen Südpol bildet, während das entsprechende äußere Ende des die Spule 17 tragenden Magnetkerne
einen magnetischen Nordpol bildet. Der mit Jeder
309835/1015
der Prinärspulen 17 und 19 verbundene Magnetfluß fließt
in jeden Fall im Uhrseigerainn. Unter den angenommenen
Bedingungen werden StrUrne sowohl in der oberen ale auch
in der unteren Hälfte dee Ringes mit hoher Leitfähigkeit
induziert, und «war in einer Richtung, die zu dieser Zeit von den Betrachter fort und in das Papier gerichtet ist.
Jeder Strom fließt durch den diametralen Teil 35 zurück·
Die Art und Weise, in der diese Ströme mit den Sekundäre
trtSmen in Wechselwirkung treten, wird aus einer Be*
trachtung der Flg. 3 verständlich. Es sei angenommen, daß ein Strom in der oberen Hälfte des Teils 29 mit hoher
Leitfähigkeit entlang eines Pfades 41 fließt, und daß
ein entsprechender Strom durch die untere Hälfte des Teils 29 entlang eines Pfades 43 fließt. Es sei weiterhin
angenommen, daß der Rotor sieh um einen Winkel A gedreht hat, so daß der diametrale Teil 35 über der Sekundärspule
23 liegt, jedoch unter der Sekundärspule 21 verläuft·
In Jeder Sekundärspule 21 und 23 werden als Ergebnis des mit jedem der Ströme in dem Teil 29 verbundenen
Flusses Spannungen induziert« Die in der Spule 23 induzierte Spannung entsteht überwiegend durch den mit dem
Strom im Pfad 43 verbundenen Fluß, da dieser Pfad bei der
angenommenen Winkelverschiebung enger mit der Spule 23
gekoppelt ist. In gleicher Weise ergibt sich die in der Spule 21 induzierte Spannung hauptsächlich aufgrund des
Strome in Pfad In. ■
Die Spule 23 ist daher einem Fluß ausgesetzt, der mit einem Strom verbunden ist, der effektiv im Gegenuhrzeigersinn
um die Spule 23 rotiert, während die Spule 21 einen Fluß ausgesetzt ist, der mit einem Strom verbunden
309835/1015
1st, der effektiv um diese Spule in Uhrzeigersinn rotiert·
Daher sind die in den Spulen 21 und 23 induzierten Spannungen gegeneinander phasenverschoben· Oa jedoch die Sekundftrspulen
21 und 23 gegenainnig in Reihe geschaltet sind, 1st die gesamte, dem Anzeigegerät zugeftihrte Spannung
in der Praxis die Summe der in den zwei Spulen 21 und 23 induzierten Spannungen.
Venn die Winkelverschiebung A verringert wird, wird
die in jeder Sekundärspule 21 und 23 induzierte Spannung
in steigendem Maße durch den Strom im entfernt liegenden Strompfad beeinflußt. Wenn die Winkelverschiebung A auf
Null verringert wird, so daß sich der Rotor in der Nullstellung befindet, in der der diametrale Teil 35 mit den
Spulen 21 und 23 ausgerichtet ist, so wird jede Sekundärspule
21 oder 23 in gleicher Weise durch den Fluß beeinflußt, der sich aus dem Strom in den beiden Pfaden Ή und
hj ergibt· Unter diesen Bedingungen wird im wesentlichen
In keiner der Spulen 21 und 23 eine Summenspannung induziert.
Wenn der Rotor nun im Uhrzeigersinn gedreht wird, so wird jede Spule 21 und 23 überwiegend vom Strom im anderen
Strompfad beeinflußt. Auf diese Weise wird die Phase der in jeder Spule 21 oder 23 induzierten Spannungen umgekehrt, so
daß die Phase der resultierenden Ausgangsspannung, die der Vorrichtung 27 zugeführt wird, umgekehrt wird.
Es hat sich herausgestellt, daß der beschriebene Wandler einen brauchbaren Bereich von ungefähr + 25° Winkelverschiebung
aufweist.
309835/1015
- ίο -
Stator nit der Form, wie sie in Flg. k gezeigt ist, wobei
Teile, die denen nach Flg. 1 entsprechen, nit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet wurden· Bei diesen Ausführungsbeispiel
des Wandlers kann das Statorgehäuse durch Übliche Stanztechniken hergestellt werden, wobei getrennte lappenartige
Teile k5 anstelle des kontinuierlichen HUlsenteils
15 nach Fig. 1 verwendet werden.
Ein den Stator nach Fig. h verwendender Wandler arbeitet
nach denselben Grundprinzip und schließt alle Vorteile des Wandlers nlt den kontinuierlichen Wand- oder HUlsenteil
15 ein· Eine HUlse kann in den Fällen bevorzugt werden, in denen es beispielsweise erforderlich ist, einen
Wandler in einer derartig schwierigen Stellung zu befestigen, daß eine nechanische Befestigungsvorrichtung unter
Verwendung von Drehteohniken auf den Gehäuse gebildet oder hergestellt werden nuß. Diese Herstellungstechnik ermttglleht
die einstUckige Ausbildung der Befestigung und des Gehäuses.
Obwohl nur zwei AusfUhrungsbeispiele der Erfindung
dargestellt wurden, ist es ohne weiteres zu erkennen, daß andere Ausftthrungsfomen unter Verwendung der gleichen
Grundgedanken in einfacher Weise erkennbar sind. Beispielsweise kann ein achtpoliger Stator nlt zwei diametralen
Kurzschlußteilen auf den Rotor verwendet werden. Obwohl
diese Konstruktion den Winkelbereich des Wandlera halbiert, wird aeine Empfindlichkeit verdoppelt. Außerden kann anstelle
des vollständig kreisförmigen Wandlers ein Halbkreis« Wandler aufgebaut werden, wobei in diesen Fall lediglich
eine einzige Erregungsepule erforderlich ist· Die Empfindlichkeit
kann geringer sein, doch können räumliche Be-
309835M015
-V-
schränkungen die·· Anordnung gerechtfertigen. Zn gleicher
Weise kVnnen die Grundgedanken der Erfindung auf Anordnungen angewandt werden» bei denen die Rotorelenente weniger
ale 180° eine· Kreisbogen· einnehmen·
Bei de« beschriebenen Vandler ermöglicht es die Anordnung
des axialen Luftspaltes, daß die Nullstellung des Ausgangesignals in wesentlichen gegenüber radialen und
axialen Bewegungen unempfindlich ist» wie sie beispielsweise durch ein Lagerspiel hervorgerufen werden können*
In jedem Fall kann der Vandler mit relativ einfachen Herstellung·
technlken hergestellt werden. Die Wirkungen von radialen und axialen Bewegungen können durch Überlappungen
und symmetrlache Konstruktionen weitgehend verringert
und gesteuert werden.Vfei L der durch das Teil 31 mit hoher
Permeabilität gebildete RUckechlußpfad ein einstUckiger
Teil des Rotor· ist, kann er zweckmäßigerweis© in direkter
Berührung mit dem Teil 29 mit hoher Leitfähigkeit sueammengebaut
werden· Die· verringert weitgehend die Länge des Luftspaltee und ermöglicht eine Anordnung, bei der
die PIuQlinien in dem Luftspalt im wesentlichen laminar
sind.
Die hochleitfähigen bzw. hochpermeablen Teile 29 bsw.
31 dee Rotore können zweckmäßigerweise als Stanzteile hergestellt
werden und in zweckmäßiger Weise miteinander durch Verkleben, Verlöten, Verschweißen oder durch eine
andere Befestigung verbunden werden. In jedem Auaftthrung·-
beispiel ergibt das hülsen- und/oder lappenförmige Gehäuse
einen Schutz für die Spulen gegen sine mögliche Einkerbung oder eine andere Beschädigung.
309835/1015
In manchen Anwendungen kann es vorzustehen sein, die verschiedenen Spulen auf einer ebenen Grundplatte mit
hoher Permeabilität «u befestigen und das Rotorelement
alt hoher Permeabilität als schalenförmig« Teil auszubilden,
wobei die Seitenwinde mit dem Rotor rotieren.
Obwohl die Rotorteile als im wesentlichen eben beschrieben wurden, ist es verständlich, daß die Beschreibung
nicht Vorrichtungen ausschließen soll, bei denen diese Teile nicht ebene Mittelteile wie z. B. Befestigungenaben
und ähnliches einschließen.
Veil die bei den beschriebenen AusfUhrungsbeispielen
verwendeten Statorwicklungen um zylindrische Kernteile herum angeordnet sind und auf einer ebenen Fläche gehaltert
sind, kennen diese Spulen einzeln auf Spulenformen gewickelt und darauf relativ einfach zusammengesetzt werden. Die axiale Konstruktion, bei der Durchmesser an Durch«
messer und Längen an Längen angepaßt werden, führt zu einer einfachen Herstellung und eignet sich in einfacher
Weise für eine Miniatur!eierung.
Die bevorzugte AusfUhrungsform des induktiven Winkelst
el lungs Wandlers verwendet somit einen Rotor, der sowohl
ein elektrlschleitendes nichtmagnetisches Kurzschlußwlndungstell
als auch ein hiermit elnstUckiges hochpermeables RUckschlußtell einschließt. Der einzige Abstand ist axial
gerichtet, so daß die Empfindlichkeit der Ausgangs-Nullstellung
gegenüber radialen Bewegungen dadurch gesteuert werden kann, daß geeignete Überlappungen und eine symmetrische
Konstruktion vorgesehen werden. Eine Empfindlichkeit gegenüber axialen Translationsbewegungen wird durch die
Symmetrie der Konstruktion gesteuert.
309835/1015
Claims (8)
1.] Vinkeletellungswandler, dadurch g e k · η η z«lchn«t
, daß «in Eingangeteil (33) um eine Ache· (X-X) drehbar befestigt let, daß ein Rotor (29, 31)
auf dea Eingangeteil (33) befestigt und mit diesem drehbar
ist, daß ein Stator (ii) in der NÄhe de· Rotor· (29»
31) und eymaetrleeh um die Achse (X-X) angeordnet ist,
daD der Rotor (29V 31) ein in allgemeinen ebene· Kurzeehlußwindungstell
(29) und ein im allgemeinen ebenes hochpemeebles Teil (31) einschließt, die beide feet nahe
umeinander auf dem Eingangeteil (33) befestigt und quer EUr und symmetrisch um die Achse (X-X) angeordnet sind,
daß das Kursechlußwindungsteil (29) aus hochleitendem,
niohtmagnetlschem Material hergestellt ist und einen ringfttrmlen
Teil einschließt, der durch einen diametralen Teil (35) derart durchquert wird, daß erste und aweite Strom·
pfade gebildet werden, die jeweils aus einem anderen halbkreisförmigen Bereich des ringförmigen Teils und dee diametralen
Teils bestehen, daß das hochpermeable Teil (30
sich in Durohmesserrlchtung im wesentlichen über die gleichen
Abmeeeungen wie der ringförmige Teil erstreckt, daß der Stator OO ein au« einem hochpermeablen Material hergestelltes
Gehftuse mit einer sich quer erstreckenden Grundplatte (13) und einer sieh in LMngsrlchtung eretreckenden
Außenwand (i5) einschließt, die ein an einem Ende offene·
GehMuae bilden, wobei der Rotor (29» 30 und der Stator
(11) to in bezug aufeinander angeordnet sind, daß da· Kurzechlußwlndungetell
(29) Über dem offenen Ende de· Gehäuse·
liegt und daß der Stator weiterhin erste magnetlaohe Elemente (17« 19) in dem Gehäuse zum Induzieren entgegengesetzt
309835/1015
.14.
gerichteter Ströme in den ringförmigen Teilen der eraten
bsw· streiten Strompfade aowle sweite magnetische Elemente
(21, 23) in dem Gehäuse einschließt, die induktiv mit dem
Kursaohlußwindungateil (29) gekoppelt und ao angeordnet eind, daß aie auf in dem Bereich des Schnittpunkt·· d··
ringförmigen Teile und de· diametralen Teila (35) fließend· Ström· ansprechen, um ein Ausgangeaignal su liefern,
das proportional nur relativen Winkel verschiebung des Rotors
(29· 31) gegenüber dem Stator (ii) iat.
2. Winkelatellungawandler nach Anspruoh 1, dadurch
gekennseiehnet, daß die sweiten magnetischen Elemente
erste und sweite Sekundärspulen (21, 23) einschließen,
die auf getrennten, in Längsrichtung sich erstreckenden Magnetkernen befeatigt aind, die in Durchmesserrichtung
gegenüberliegend auf der Grundplatte (13) befeatigt aind, wobei die Kerne mit einem Abatand von der Achse (X-X) befestigt
aind, der nicht größer als der Innenradius des ringförmigen Teile ist.
3« Wandler naoh Anspruch 2, dadurch gekennseiehnet·
daß die eraten und sveiten Sekundärspulen (21, 23) gegenalnnlg
in Reihe geaohaltet sind, so daß «ich «in Auegangsaignal
ergibt, das proportional sur relativen Winkelverschlebung
dee Rotor· (29· 31) gegenüber dem Stator (11) ί·ι
4. Winkele tellungawandler nach Anspruch 3, dadurch gekennseiehnet· daß die ereten magnetischen Elemente erste
und sweite Primärspulen (17» 19) einschließen, die jeweils
auf getrennten, «loh in Längerichtung erstreckenden Magnetkernen
befestigt eind, dl· in Durchaus einrichtung entgegen·
309835/1015
gesetst sueinander auf der Grundplatte (13) entlang einer
Linie unter rechten Winkeln su dem Durchmesser angeordnet sind« entlang dem die Sekundärspulen (21, 23) angeordnet
sind, daß alle Spulen (17, 19, 21, 23) weiterhin unter
gleichen Abständen von der Achse (X-X) angeordnet sind, und daß die ersten und sweiten Sekundärspulen (21, 23) so
angeschaltet sind« daß sie jeweils erste und zweite gegenslnnlg
rotierende Ströme in den ringförmigen Teil indusleren·
5· Wlnkelstellungswandler nach einem der vorhergehenden
Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußwindungsteil
(29) oine elektrische Leitfähigkeit aufweist« die wesentlich grtiQmr ist als die des hochpermeablen
Teils (31)« und daß das Kurzschlußwindungsteil
(29) und das hoehperaeable Teil (31) einen einstUckigen
einteiligen Wandlerrotor bilden.
6. Winkelstellungswandler nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Querabmessung des Gehäuses im wesentlichen gleich dem
Durchmesser des Kursschlußwindungsteils (29) und des hochpermeablen
Teils (31) ist.
7· Wlnkelstellungswandler nach einem der vorhergehenden
Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (15) die Form einer zylindrischen HUlse aufweist.
8. Winkelstellungewandler nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (15) eine Anzahl von flachen lappenförmigen Teilen (*»5) einschließt.
309835/1015
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US22936572A | 1972-02-25 | 1972-02-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2309226A1 true DE2309226A1 (de) | 1973-08-30 |
Family
ID=22860897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732309226 Withdrawn DE2309226A1 (de) | 1972-02-25 | 1973-02-24 | Winkelstellungswandler |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3742340A (de) |
JP (1) | JPS5418943B2 (de) |
DE (1) | DE2309226A1 (de) |
FR (1) | FR2173226B1 (de) |
GB (1) | GB1357867A (de) |
IT (1) | IT977362B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19519547A1 (de) * | 1995-05-27 | 1996-11-28 | A B Elektronik Gmbh | Sensoreinrichtung |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828339A (en) * | 1973-05-14 | 1974-08-06 | S Schedrovitsky | Crane overload safety device |
DE3642678A1 (de) * | 1986-12-13 | 1988-06-16 | Bosch Gmbh Robert | Messeinrichtung fuer drehwinkel und/oder drehgeschwindigkeit |
DE3713304A1 (de) * | 1987-04-18 | 1988-11-03 | Heldt & Rossi Servoelektronik | Einrichtung zur drehwinkel-positionsbestimmung bei drehantrieben |
DE3740800A1 (de) * | 1987-12-02 | 1989-06-15 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur erfassung des wegs oder des drehwinkels |
US5109193A (en) * | 1990-06-07 | 1992-04-28 | F.M.E. Corporation | Inductive digital encoder array |
CH683639A5 (fr) * | 1990-06-27 | 1994-04-15 | Baumer Electric Ag | Capteur de position pour déterminer la position angulaire d'un arbre rotatif. |
US5939878A (en) * | 1997-04-25 | 1999-08-17 | Phoenixcloud Explorations Ltd. | Angular displacement transducer having flux-directing target and multi-sectored pole piece |
EP1024267A3 (de) * | 1999-01-29 | 2003-08-06 | AB Elektronik GmbH | Drosselklappendrehwinkelsensor |
ITPR20010025A1 (it) * | 2001-03-23 | 2002-09-23 | Biffi Italia | Dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3231839A (en) * | 1961-09-06 | 1966-01-25 | Northrop Corp | Electro-magnetic pick-off device |
US3641429A (en) * | 1969-12-24 | 1972-02-08 | Massachusetts Inst Technology | Position-measuring transducer comprising a stator and relatively movable flux-altering member |
-
1972
- 1972-02-25 US US00229365A patent/US3742340A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-01-25 JP JP1062873A patent/JPS5418943B2/ja not_active Expired
- 1973-01-29 GB GB439173A patent/GB1357867A/en not_active Expired
- 1973-02-15 IT IT48277/73A patent/IT977362B/it active
- 1973-02-23 FR FR7306436A patent/FR2173226B1/fr not_active Expired
- 1973-02-24 DE DE19732309226 patent/DE2309226A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19519547A1 (de) * | 1995-05-27 | 1996-11-28 | A B Elektronik Gmbh | Sensoreinrichtung |
DE19519547C2 (de) * | 1995-05-27 | 1998-03-19 | A B Elektronik Gmbh | Sensoreinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2173226A1 (de) | 1973-10-05 |
IT977362B (it) | 1974-09-10 |
JPS5418943B2 (de) | 1979-07-11 |
JPS48100159A (de) | 1973-12-18 |
GB1357867A (en) | 1974-06-26 |
US3742340A (en) | 1973-06-26 |
FR2173226B1 (de) | 1977-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1076924B1 (de) | Senkrechter hallsensor und bürstenloser elektromotor mit einem senkrechten hallsensor | |
EP0167803A2 (de) | Kollektorloser Dreiphasen-Gleichstrommotor | |
DE1548591B2 (de) | Mit halleffekt arbeitendes geraet | |
DE1488744C3 (de) | Elektrischer Motor | |
DE69217241T2 (de) | Induktiver winkelverschiebungssensor | |
DE2309226A1 (de) | Winkelstellungswandler | |
DE2751040A1 (de) | Kreiselgeraet | |
DE102015208837A1 (de) | Sensoranordnung mit einem Winkelsensor sowie Wälzlageranordnung mit Sensoranordnung | |
DE2815178A1 (de) | Motor zur ausfuehrung einer begrenzten drehbewegung und verfahren zur herstellung des motors | |
DE102019206899A1 (de) | Dreherfassungsvorrichtung | |
DE69003594T2 (de) | Vorrichtung mit mehreren Winkelpositionssensoren. | |
EP0247997B1 (de) | Drehgeber | |
DE1817496C3 (de) | Synchroübertrager | |
DE1276346B (de) | Elektrischer Messumformer unter Verwendung von Hallgeneratoren | |
DE1927355A1 (de) | Elektromechanischer Wandler | |
DE1623441C3 (de) | Kreisel mit drei Freiheitsgraden | |
DE2215673A1 (de) | Mechanisch-elektrischer wandler | |
DE1548463B2 (de) | Abfuehlanordnung fuer schwingrotorkreisel | |
EP2940432B1 (de) | Winkelsensor | |
DE949115C (de) | Hochfrequenzgoniomeer, insbesondere Peilgoniometer | |
DE4121805B4 (de) | Drehwinkelgeber | |
DE1303886C2 (de) | Kreisel | |
US3366905A (en) | Resolver | |
DE2222244C2 (de) | Synchronmotor | |
DE1807477B2 (de) | Induktiver winkelabgriff und drehmomentenerzeuger fuer kreisel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8130 | Withdrawal | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SPERRY CORP., 10104 NEW YORK, N.Y., US |