DE2323288C3 - Schaltungsanordnung zur Linearisierung eines Meßgebers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit Mitteln zur Linearisierung der Kennlinie eints Meßgebers für eine Walzspaltregeleinrichtung mit einer aus zwei Hilfsinduktivitäten. einer mit dem Walz _cn.,ll .,nrtlrJ^tat tLitirΛαπ Linn Γϋ*> S^!|;llim..t ..« 1

nung zur Linearisierung des Meßgebers kann dabei so aufgebaut sein, daß parallel zu einer Reihenschaltung einer Hilfsinduktivitäl und der Sollwertinduktivitai ein Potentiometer liegt, zwischen dessen Schleifer und dem Abgriff der Reihenschallung das Sollwertsignal entnehmbar ist. Ls isi .iber auch möglich, das Sollwert ,,-gna' der Sekundärwicklung eines mit seiner Pnmärwicklung an konstanter Spannung liegenden Transfor mators zu entnehmen, dessen zwischen den Wickl 1 gen herrschender Kopplungsgrad durch eine mit dem Walzspalt sich ,uidcrnde räumliche Zuordnung ν cran derbar is:.

Die Linearisierung des Meßgebers kann dabei dadurch erfolgen, daß das .Sollwertsignal nach entsprechender Aufbereitung a/s Diviwr und das Brucfcensignal — ebenfalls nach entsprechender Aufbereitung als Dividend einer Divisionss_haltung zugeführt ist. die für den Regler ein dem jeweiligen Istwert des WaIzspaltcs repräsentierendes Signal liefert, das innerhalb eines festgelegten Meßbereiches nahezu konstante Empfindlichkeit besitzt

Die Linearisierung des Meßgebers kann aber auch

f'5 dadurch erfolgen, daß das aufbereitete Sollwertsignal einer Schaltstufe zur Einstellung der die Brückenschal tung speisenden Spannung zugeführt ist.

Ein Ausführungsbe'spiel der Erfindung ist in der

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Zeichnung dargestellt und wird im folgenden naher erläutert [λ zeigt

F ι g. 1 ein erstes Ausfuhrungsheispiel einer I.mean sierungsschaltung.

F ι g. '- ein /weites Ausführungsbeispiel einer I.incarisierungsschaltung und

Fi g 3 ein /weites Ausfuhrungsbeispiel fur die Ge vv mining des SollwensignaK

Wie aus F > g. 1 /u ersehen m, besieht der eigentliche Meßgeber aus einer Induktivitatsbrucke 10, und /war aus/wei Milfsinduktivitaten 11. 12. einer Sollwertindukti ν it at 13 und einer Meßinduktivita! 14. Diese Briu ki.ii schaltung wird durch einen Generate! 15 über einen

Transformator 16 versorgt, dessen Sekurui. klung

nut einer Mittelan/apfung aii Ma¹-'..· ;ie^!. f>. . Sei einer Verstimmung der Bruckenschaiiung eiunehmbare Brückensignal ist /ur Unterdrückung: on / B. über angedeutete Streukapa/itäten emd'- senden Störsigna len über Impedanzwandler I" 18 einem durch den Generator 15 gesteuerten Phases·, hängigen Gleichrichter 19 zugeführt. Von diesem Gleichrichter 19 wird das ais Gleichspannung verliegende Brüekensignal über einen entsprechend beschalteten Meßverstärker 20 als Dividend einem Eingang einer Divisionsschaltung 21 zugeleitet. Als Divisor erhält die Divisionsschal'.ung 21 an einem /weiten Eingang ein mit dem Sollwertgeber eingesteilies Sollwertsignal, das mit Hilfe eines parallel /ur Brüekenschaitung 10 liegenden und auf den maximal erfaßbaren Walzspalt eingestellten Potentiometers 22 und dem Sollwertgeber ermittelt wird. Da/u wird sowohl das am Abgriff des Potentiometers 22 stehende Signal .ils auch das hinter dem Impedanzwandler 17 de·, Sollwertgebers vorhandene Signal über je einen Widerstand einem gemeinsamen F.ingang eines Ver starkers 23 zugeführt. Das Ausgangssignal dieses ver stärkers wird nach entsprechende.· Gleichrichtung durch einen Gleichrichter 24 über einen Tiefpaßfilter 25 zu einem Eingang einer Addi'.ionsstufe 26 geleitet. Der gleiche .Eingang dieser Additionsstufe 26 erhält von eint-m Abgriff eines als Spannungsteiler eingesetzten Potentiometers 27 eine konstante Spannung. Durch Zufuhrung dieser konstanten Spannung es es möglich, die Empfindlichkeit des Meßgeber*, am Anfang und am £nde des Meßbereiches einander anzugleichen. Der Ausgang der Addilionsstufe 26. tier direkt mit dem /weiten f ingant» der Divisinnsvhaltung 21 verbunden ist. ist darüber hinaus mit Hilfe einer Diode 28 niihili near beschältet, so d.tlt hierdurch das der Divisions si haltung 21 fur den Kegle! entnehmbare Isiwertsignal noch weiter linearisiert wird Praktische Versuche ha hen ergeben, ('aß das der Divisionsschaltung entnehm bare Istvvertsignal innerhalb des Meßbereichs Schwan klingen von allenfalls plus minus 10 Prozent unterliegt Bei der trfmdungsgemaüen Schaltungsanordnung wird somit das die Soll-Istwertdifferen/ darstellende Signal Ί durch ein zweites, den Sollwert darstellendes Signal so weit linearisiert. daß auf eine Versi.irkungsänderung im Regelkreis verzichtet werden kann.

Beim zweiten Ausführun^bcispiel nach F ι *. 2 wird das Siillwertsignal auf die gleiche Weise w ic beim Aus fühiungsbeispiel nach Fig.! gewonnen. Diese Einzelheiten sind deshalb nur symbolisch angedeutet. Im Ge gensatz /u F i g. 1 wird das hierbei erzeugte Sollwert signal jedoch zur Änderung der die Brückensjhaliung 10 speisenden Spannung benutzt. Da das \ndern einer

'5 Generatorspannung an sich bekannt ist. im auf die Dar stellung derartiger Einzelheiten ebenfalls verzichtet worden.

Das zweite Ausführung>beispiel t.ach I i ·· ' zeichnet sich gegenüber dem von F i g. 1 durch geringeren

zo Aufwand und geringe Komplexihütät der Bauteile aus. aber wegen des bei der Herabsetze -. der Speisespannung sich auch verringernden Störabstrides ist dieses Ausführungsbeispiel nur im begrenzten Um^fang einsetzbar.

Neben der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Gewinnung des Sollwertsignals ist es auch möglich, dieses Si gnal auf die in F i g. 3 angegebene Weise zu erzeugen. Bei diesem Lösungsvorschlag wird dieses Signal mit Hilfe des Sollwertgebers gewonnen. Da es bei der Ein-Stellung der Sollwertinduktivitai üblich ist, diese magnetisch über einen Anker durch Luftspaltversteliung einzustellen, kann diese mechanische Zuordnung auch • ur [Erzeugung des zur EmpfindlichkeitsbeeinHussung des Istwertsigiials dienenden Sollwertsignals verwen-

Λ5 dct werden. In der symbolischen Darstellung von 1 i g. 3 wird dieses Sollwertsignal der Sekundärwicklung 31 eines mit seiner Primärwicklung 32 an konstanter Spannung liegenden Transfoimators 30 entnommen. Über den /wischen den Wicklungen herrschenden K.pplungsgrad, der mit dem Sollwert veränderbar ist, ist es somit möglich, ein Signal zu erzeugen, das den Sollwert des Walzspaltes repräsentiert. Dieses Signal muß jedoch — wie in Fig. 1 und 2 dargestellt — entsprechend aufbereitet werden. Bei diesem Ausfüh-

4s rungsbeispiel ist eine gute Anpassung zwischen Weginformition (Walzspalt) und Meßempfindlichkeitsfunktion c'urch gleichen Aufbau vcn Sollgeberspulen und der Wicklung 31. 32 des Transformators 30 möglich. Durch den gleichen Aufbau ergeben sich nämlich glei-

V ehe Streu und Störgrößen, so daß sich automatisch eine entsprechende Anpassung ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

232328b Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit Mitteln zur Linearisierung der Kennlinie eines Meßgebers für eine Walzspaltt ^!einrichtung mit einer aus zwei Hilfs induktivitäten, einer mit dem Walzspalt veränderbaren Meßi.iduktivität und einer einstellbaren Soll wertinduktivität aufgebauten Brückenschaliung, de ren ßrückensignal zur Steuerung eines Reglers dient, dadurch g e k e η η ze ·. c Ί η e ι dai< mn Hilfe der Brückenschaltung (10) ein λ eueres, den Sollwert des Waizenspaiics darstellendes Signal erzeugt wird und dau das in der Charakteristik dem Brüekensignal entsprechende Sollwc. .signal zur Steuerung einer die Empfindlichkeit des Bruckensignals verändernden Schaltstufc 2i zugeführt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I. da durch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Reiht· schaltung einer Hilfsinduktivität (12) und der Soli wertinduktivitäi (13) ein Potentiometer (22) liegt, zwischen dessen Schleifer und dem Abgriff der Reihenschaltung das Sollwertsignal entnehmbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Scllwertsignal der Sekundärwicklung (31) eines mit seiner Primärwicklung (32) an konstanter Spannung liegenden Transformators (30) entnehmbar ist. dessen zwischen den Wicklungen h( Tschender Kopplungsgrad durch eine mit dem Sollwert ■ .h ändernde räumliche Zuordnung veränderbar ist.

4. Schaltungsanordnung na"h ei tem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das SoII- ~ertsignal zur Aufbereitung über cmc Verstärkerstufe (23) und einen Gleichrichter (24) zur Addition einer konstanten Spannung einer Additionsslufe (26) zugeführt ist, deren Ausgang zui Verbesserung der Linearisierung mit Hilfe einer Diode (28) nichtlinear beschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Sollwertsigna! nach der Aufbereitung als Divisor und das Brüekensignal. ebenfalls nach entsprechender Aufbereitung, als Dividend einer Divisionsschaltung (21) zugeführt ist, die für einen Regler ein den jeweiligen Istwert des Walzenspaltes repräsentieren des Signal liefert, das innerhalb eines vorbestimm ten Meßbereichs nahezu konstante En pfindlichkeit besitzt.

6. Schaltungsanordnung ..„ch einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbereitete Sollwertsignal vom Ausgang der Additions-Itule (2b) einer Schaltstufe zur Einstellung der die Brückenschaltung (10) speisenden Spannung zugeführt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, cia/i das Brüekensignal zur Verbesserung seines Störabstandes über Impedanzwandler (17, 18) einem phasenabhängigen Gleichrichter (19) zugeführt ist.

spalt veränderbaren Meßinduktivität und einer einstellbaren Sollwertinduktivitat aufgebauten Brückenschaltung, deren Brüekensignal zur Steuerung eines Reglers dient.

Ein derartiger Meßgeber ist zum Beispiel in einem Rcel-.ystem enthalten, das in der deutschen Patentschrift ~19 31 654 beschrieben ist. Bei dem Regeiswtem nach dieser Patentschrift wird der Abstand de Arheitswalzen mit berührungslos arbeitenden Meßgebern er-

i. faßt, die an feststehenden, auf Ballenenden der Arbeitswalzen aufgesteckten Meßringen angebracht sind. Dieses Regelsystem hat sich in der Praxis gut bewahrt; iber es erfordert zum Ausgleich der sich mit dem Vvalzspali hyperbolisch ändernden Meßempfindlichkeit

,5 eine Änderung der Reglerverstärkung.

Zu diesem Zweck ist bei dem dort beschriebenen Regelsystem ein Präzisionspotentiometer vorgeseher j_JS iibei eine Feinspindel in:: dem Sollwertgeber entsprechend eingestellt wird. Damit ist es grundsätzlich tnög-

M lieh, die im Regelkreis eingestellte Kreisverstärkung genügen'¹ konstant zu hallen. Ais befriedigend wird diese Regelung jedoch nicht angesehen, denn der Veränderung d^r Rtt'erparameter sind bestimmte Grenzen, z. B. aus Stabilitätsgründen, gesetzt.

Der Erfindung iiet: somit die Aufgshe zugrunde, einen aus konstanten ui.J veränderbaren Induktivitäten in Brückenschjiiung für eine Walzspaltregeleinrichtung aufgebauten Meßgeber so weit zu lineansieren. daß die Meßempfindlichkeit innerhalb des Arbeitsbereiches keinen großen Schwankungen unterliegt. Gemaü der Erfindung wird diese \ufgahe dadurch geiosi. Λ._Λα m.< Hilfe der Brückcnschaltung ein weiteres, dem Sollwert des Walzenspaltes entsprechendes Signal erzeug! wird und daß das in der Charakteristik dem Bruekensignal entsprechende Sollwertsignal zur Steuerung einer die Empfindlichkeit des Brückensignals verändernden Schaltstufe zugeführt ist.

Mit Hilfe dieser Maßnahme ist es möglich, die Meßempfindlichkeit des Meßgebers innerhalb seines Ar beilsbereiches soweit zu linearisiereii. daß auf eine Ver stärkungsänderung im Regler mit zunehmendem W.ilz-