DE2324472A1

DE2324472A1 - Kapazitiver positionsfuehler zur anzeige der stellung eines sich drehenden elementes

Info

Publication number: DE2324472A1
Application number: DE2324472A
Authority: DE
Inventors: Frederick Alan Stich
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1972-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1973-11-29
Also published as: US3760392A; JPS5549683B2; AU5551573A; IT985028B; FR2184825B1; GB1419885A; CA984483A; FR2184825A1; JPS4956659A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DP. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE 9 ^ ? Z. Z. 7

München, den 15. MAI 1973 Hl/Sv - A 2296

ALLIS-CHALMERS CORPORATION

1126 South 7Oth Street, West Allis 14, Wisconsin,

USA

Kapazitiver Positionsfühler zur Anzeige der Stellung eines

sich drehenden Elementes

Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Positionsfühler zur Anzeige der Stellung eines sich drehenden Elementes und betrifft insbesondere einen kapazitiven Wandler zum nachweis bzw. zur Messung der Stellung des Rotors eines kommutator losen Gleichstrommotors.

Die Kommutierung ist in einem bekannten Gleichstrommotor im wesentlichen ein mechanischer Schaltbetrieb, in welchem Bürsten und ein in Segmente unterteilter Kommutator die Ströme durch die Anker-Leitungen zyklisch in einer !Folge als eine Funktion der Rotorstellung umkehren, und eine solche -Kommutierung führt zu einer Reibungs-Abnutzung und Funkenbildung mit der damit verbundenen Erzeugung von Hochfrequenzrauschen. Zur Vermeidung solcher Nachteile sind

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Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293645, Telex 5-22050 mbpat '^{elelon tum)} °°'"' Bank: Zentralkasse Bayer. Volkebanken, München. Kto.-Nr.9622 Postscheck: München 95495

kommutatorlose Gleichstrommotoren entwickelt worden, die mit elektronischen Eommutierungseinrichtungen zur Steuerung des Ankerstroms in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors vorgesehen sind. Es sind ebenfalls bürstenlose Gleichstrommotoren bekannt, die einen permanentmagnetisierten Rotor verwenden und bei denen die Statorwicklungen in einer zyklischen Folge erregt werden durch elektronische Schaltungseinrichtungen, die in Sequenz in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors gesteuert bzw. aufgetastet werden.

Bestimmte bekannte Rotor-Positionsfühler modulieren eine Strahlungsenergiequelle, während andere bekannte Rotor-Po sitionsfühler ein Hall-Element benutzen oder einen Permanentmagneten in dem Umfang des Rotors verwenden, um eine EMK in einer Steuerwicklung zu induzieren. Diese bekannten Rotor-Positionsdetektoren weisen im allgemeinen eine geringe Empfindlichkeit und eine relativ hohe Temperaturdrift auf und diese Faktoren erfordern es, daß die zugeordnete Schaltung übermäßig kompliziert und aufwendig gestaltet werden muß, um die gewünschte Genauigkeit, Zuverlässigkeit und geringe Wartungsbedürftigkeit zu erhalten. Es sind ebenfalls kapazitive Rotor-Positionsfühler bei bürstenlosen Gleichstrommotoren bei einer versuchten Lösung verwendet worden, um die Aufwendigkeit zu verringern und die Wartung auf ein. Minimum herabzusetzen, jedoch ist die Genauigkeit der bekannten kapazitiven Wandler zur Messung der Winkelst ellung begrenzt durch kapazitive Streueffekte und hängt ab von der Rotordrehgeschwindigkeit.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zuverlässigeren, genaueren und weniger aufwendigen kapazitiven Positionsfühlers zur Anzeige der Stellung eines drehbaren Elementes, insbesondere zur Steuerung der Kommutierungsschaltung eines

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kommutatorlosen Gleichstrommotors, der sich zur elektronischen Kommutierung eines Gleichstrommotors eignet, nicht geschwindigkeitsabhängig ist und eine genaue Anzeige der Rotorstellung selbst beim Abdrosseln des Motors bzw. Stillstand des Motors liefert und dabei eine hohe Empfindlichkeit und eine geringe Temperaturdrift aufweist und einen mehrphasigen Impulsausgang bei einer !Frequenz, die proportional zur Motordrehzahl ist, liefert, der zur Steuerung elektronischer Schalter zur Erregung der Statorwicklungen eines mehrphasigen Elektromotors in einer Richtung und zyklischen Folge ermöglicht, durch die das Rotorfeld in Tritt gehalten wird mit dem sich drehenden Statorfeld des Motors.

Erfindungsgemäß ist also ein kapazitiver Rotor-Positionsfühler vorgesehen, der drei Phasen-Ausgangsimpulse erzeugt, die für die Stellung des Rotors eines dreiphasigen kommutatorlosen Gleichstrommotors kennzeichnend sind. Eine in radialer Richtung langgestreckte Kondensatorplatte, die mit dem Motorrotor verbunden ist, ist angrenzend an zwölf in Umfangsrichtung versetzte stationäre Kondensatorplatten angrenzend drehbar angebracht und ein Hochfrequenzoszillator ist mit der drehbaren Platte gekoppelt. Ein Differentialverstärker für jede Phase ist mit einem Eingang mit drei benachbarten ersten stationären Kondensatorplatten gekoppelt,, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, und der andere Eingang ist mit drei benachbarten zweiten stationären Kondensatorplatten gekoppelt, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken und um 180° elektrisch gegenüber den ersten Platten versetzt sind, und die entsprechenden Eingänge der drei Differentialverstärker sind mit ersten stationären Platten, die um 120° elektrisch mit Abstand angeordnet sind, und mit zweiten stationären Platten, die um 120° elektrisch mit Abstand angeordnet sind, gekoppelt. Die Hochfrequenzimpulse von dem Oszillator werden, durch die drehbare Platte zu den stationären Platten gekoppelt und die Differentialverstärker erhöhen das Eins-zu-Hull-Verhältnis von (1) einem logischen Eins-Signal von einer stationä-

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reu Platte gegenüber der drehbaren Platte zu einem gegebenen Augenblick und (2) ein logisches Null-Signal von einer stationären Platte, die gleichzeitig um 180° elektrisch gegenüber der drehbaren Platte versetzt ist, um Rechteckwellen-Ausgangsimpulse mit einer Frequenz proportional zur Motordrehzahl abzuleiten, die für die Rotorstellung kennzeichnend sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen kapazitiven Rotor-Positionsfühlers,

Fig. 2 eine teilweise Querschnittsansicht durch den in Fig. dargestellten Rotor-Positionsfühler,

Fig. 3 und A Ansichten entlang den Linien III bzw. IV in Fig. und .

Fig. 5& uncL 5b (a) ,den Drei-Phasen-Rechteckwellen-Ausgang von dem in Fig. 1 dargestellten kapazitiven Positionswandler bzw. (b) den-Impulszug von dem Synchronimpulsgenerator, dessen Frequenz eine -Funktion der Motordrehzahl ist.

Ein kapazitiver Positionsfühler gemäß der Erfindung erzeugt Ausgangsimpulse, die für die Stellung eines drehbaren Gliedes kennzeichnend sind, und weist eine radial langgestreckte Kondensatorplatte auf, die betriebsmäßig mit dem drehbaran Glied verbunden ist und angrenzend an eine bzw. benachbart zu einer Vielzahl von in TJmfangsrichtung versetzten stationären Kondensatorplatten drehbar angebracht ist. Ein Hochfrequenzoszillator ist mit der drehbaren Platte gekoppelt und Einrichtungen, die mit den stationären Kondensatorplatten gekoppelt sind und auf die Impulse von dem Oszillator ansprechen, die durch die Kapazität zwischen der drehbaren Platte und den stationären Platten fließen, erzeugen einen Ausgangsimpuls,

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wenn sich die drehbare Platte gegenüber jeder stationären Platte befindet.

Die bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet die Stellung des Rotors eines Motors mit η Phasen und ρ Rotor-Polpaaren. 2pn stationäre Kondensatorplatten sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt in einer Ebene gegenüber einer drehbaren Kondensatorplatte mit einem radialen Arm für jedes Rotor-Polpaar. Ein Differentialverstärker für jede Phase ist mit einem Eingang mit einer Vielzahl von benachbarten ersten stationären Kondensatorplatten gekoppelt, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, um ein Phasen-Ausgangssignal zu erzeugen, und dessen anderer Eingang ist mit einer Vielzahl von benachbarten zweiten stationären Platten gekoppelt, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken und um 180° elektrisch gegenüber den ersten stationären Platten versetzt sind, um das Komplement bzw. komplementäre Signal zu dem Phasen-Ausgangssignal zu erzeugen. Die einander entsprechenden stationären Platten, die mit den η stationären Verstärkern gekoppelt sind, sind um 360/n Grad elektrisch versetzt, so daß der Ausgang ein η-Phasen-Impulszug ist mit einer Frequenz, die proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Motorrotors ist. Die Differentialverstärker vergrößern das Eins-zu-Null-Verhältnis von: (1) einem logischen Eins-Spannungssignal von einer stationären Platte, der die drehbare Platte zu einem gegebenen Augenblick gegenübersteht, und (2) von einem logischen ITull-Spannungssignal von einer stationären Platte, die zur gleichen Zeit um 180° elektrisch gegenüber der drehbaren Platte versetzt ist. Bistabile Schaltungseinrichtungen liefern eine positive Rückkopplung zu den Eingängen der Differentialverstärker um die Diskriminierung zwischen stationären Kondensatorplatten zu erhöhen.

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Nach der Zeichnung bestimmt der in den Fig. T bis 4- gezeigte kapazitive Rotor-Positinsfühler 11 gemäß der bevorzugten Ausführungsform die augenblickliche Stellung eines Rotors R eines kommutatorlosen Motors und liefert einen dreiphasigen Rechteckwellenausgang A, X, B, "B, G und Ü, wie es in Fig. 5a gezeigt ist, bei einer Frequenz, die proportional zur Motordrehzahl ist, der für die Rotorstellung und somit für die Stellung des Rotorfeldes in bezug auf die nicht gezeigten Motor-Stator-Wicklungen kennzeichnend ist. Der Drei-Phasen-Positionsfühler-Ausgang erzeugt die korrekte Statorfeldfolge in bezug auf den Rotor R, so daß di'e Leistungstransistoren oder SCR's, die die Statorwicklungen erregen, zur rechten Zeit und in der richtigen Folge, um die gewünschte Richtung und Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Statorfeldes aufrechtzuerhalten, leiten.

Der kapazitive Rotor-Positionsfühler 11 ist insbesondere für eine Anwendung in einem Motorsteuersystem zur' Steuerung der Leistungstransistoren, die die Statorwicklungen eines kommutatorlosen Gleichstrommotors erregen, geeignet.

Der Motorrotor weist ρ Polpaare auf, wobei ρ eine ganze Zahl ist, und der kapazitive Rotor-Positionsfühler weist zumindest ρ mal η genau versetzte stationäre Kondensatorplatten auf, wobei η eine ganze Zahl gleich der Zahl der Motcfrphasen ist. Der Motorrotor R der in den Fig. 1 bis 4- gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist 2p Polpaare, d.h. vier' Pole, auf und der kapazitive Rotor-Positinsfühler 11 gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann 2pn gleich zwölf in Umfangsrichtung versetzte metallische Kondensatorplatten öder Elektroden 31 aufweisen, die in einer gemeinsamen, zu der Motor-Rotorachse rechtwinkligen Ebene angeordnet sind, und eine Ringscheibe definieren. Die stationären Elektroden J1 können Kupferplatten in der Gestalt eines Sektors eines Rings, der sich über einen Bogen von 3>6O/2n gleich sechzig Grad elektrisch erstreckt, sein und an einer stationären ring-

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förmigen Statorplatte 40 (siehe Fig. 2 und 3) "befestigt sind, die mittels Befestigungseinrichtungen 41 an der Endglocke des Rahmens S des bürstenlosen Motors angebracht ist. Die stationäre Statorplatte 40 kann aus einem isolierenden Material wie mit Epoxyharz imprägniertem überglas bestehen.

Der erfindungsgemäße kapazitive Rotor-Positionsfühler weist eine sich in radialer Richtung erstreckende drehbare Kondensa-•torplatte für jedes Polpaar auf, wobei die sich radial erstreckenden Arme um 360° elektrisch versetzt sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform»mit zwei Rotor-Polpaaren umfaßt eine in diametraler Richtung langgestreckte drehbare Kondensatorplatte 35* die mit dem Motorrotor R für eine Drehung mit diesem betriebsmäßig verbunden und benachbart zu den stationären Kondensatorplatten 31 drehbar angebracht ist, zwei elektrisch zusammengeschaltete, langgestreckte und schmale sich in radialer Richtung erstreckende Elektroden 36 > cLie entlang einem ■ Durchmesser gefluchtet sind. Die zwei Elektroden 36, die die drehbare Kondensatorplatte 35 bilden, sind in Fig. 1 schematisch als elektrisch zusammengeschaltet und durch einen Leiter 37 mit einer beweglichen Elektrode 38 eines Koppelkondensators C1 verbunden dargestellt, dessen stationäre: Elektrode 39 mit dem Ausgang eines Relaxationsoszillators bzw. Sägezahngenerators 10 gekoppelt ist, der schnell ansteigende Impulse oder Impulse mit steiler Wellenfront erzeugen kann.

Die stationäre Elektrode 39 des Koppelkondensators C1 kann ein dünner ringförmiger Kupferring 39 (siehe Bg. 2 und 3) sein, der an der stationären Statorplatte 40 radial innerhalb der stationären Kondensatorplatten 31 befestigt ist. Die bewegliche Elektrode 38 des Koppelkondensators C1 kann ein dünnes ringförmiges Kupferglied sein, das an einer sich drehenden ringförmigen Rotorplatte 43 befestigt ist, die an dem Motorrotor R fest angebracht ist und bevorzugt aus einem isolierenden Material wie einem mit Epoxyharz imprägnierten Fiberglas besteht. Die so an der drehbaren Rotorplatte 43 befestigte, bewegliche Elektrode 38 des Koppelkondensators C1

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kann über einen Luftspalt von der stationären Elektrode 39, die an der stationären Rotorplatte 40 befestigt ist, mit Abstand angeordnet sein. Me bewegliche Elektrode 38 des Koppelkondensators 01 kann dünne, diametral entgegengesetzte, mit dieser integral vorgesehene Finger 36 aufweisen, die sich radial nach außen erstrecken und die zwei in radialer Richtung verlängerten Elektroden 36 bilden, die die drehbare -Kondensatorplatte 35 definieren'. Radialleiter 33, die elektrisch mit Masse verbunden sind, sind zwischen benachbarten stationären Kondensatorplatten 31 angeordnet, und ein Erdungs- bzw.. Masse-Leiterring 35 kann zwischen dem äußeren Umfang der stationären Elektrode 39 des Koppelkondensators 01 und dem inneren Rand der stationären Elektroden 31 zum Zweck der elektrischen Trennung der stationären Platten 31 voneinander angeordnet sein, so daß die Diskriminierung bzw. Auflösung zwischen den Platten hoch ist.

Der Sägezahngenerator 10 kann einen Kondensator C2 aufweisen, der von einer Batterie BAT durch einen Widerstand R31 geladen wird und durch eine Diode D11 mit dem Emitter eines Transistors Q21 gekoppelt ist. Das Potential an der Basis des Transistors Q21 wird durch einen Spannungsteiler erzeugt, der drei Widerstände R32, R33 'und R34- umfaßt, die in Reihe parallel zu den Batterieklemmen geschaltet sind. Wenn die Spannung auf dem Kondensator C2 auf ein vorbestimmtes Potential ansteigt, wird der Emitter des Transistors Q21 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und der Transistor Q21 schal- tet sich ein und entlädt den Kondensator C2 durch dessen Kollektorwiderstand R35 zu der positiven Klemme der Batterie, wodurch der Spannungsabfall über den Widerstand R35 an die Basis, eines Transistors Q22.angelegt und dieser eingeschaltet wird. Wenn der Transistor Q22 leitet, wird die Spannung an dessen Kollektor abgesenkt und ein Ausgangsimpuls erzeugt, der durch einen Widerstand R36, eine Diode 12 und die feste und drehende Platte 39 bzw. 38 des Koppelkondensators 01 zu der drehbaren Kondensatorplatte 35 des kapazitiven Positions-

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fühlers 11 gekoppelt wird. Dieses Laden des Kondensators C2 und dessen Entladen durch den Transistor Q21 und den Widerstand R35 wird schnell wiederholt, um Aus gangs impulse von dem Sägezahngenerator 10 mit einer hohen Frequenz zu erzeugen.

Um eine hohe Genauigkeit zu erhalten, weist der Generator 10 eine Frequenz auf, die in bezug auf die elektrische Frequenz, die synchron zu dem Motor ist, hoch ist, beispielsweise 20 kHz für einen vierpoligen Motor mit 5000 Upm beträgt. Die von dem Sägezahngenerator 10 erzeugten Hochfrequenzimpulse werden durch die drehbare Kondensatorelektrode 35 zu den stationären Kondensatorplatten 31 u*id der mit diesen verbundenen Last gekoppelt. Der Generator 10 leitet somit "Auslese"-Impulse mit Hochfrequenzkomponenten ab, die. durch die drehbare Kondensatorplatte 35 durch die in der in Fig. 1 gezeigten Folge angeordneten festen Kondensatorplatten 31 zu einem Rechteckwellengenerator 12 verteilt werden. Die Hochfrequenzkomponenten der Auslese-Impulse werden leicht durch benachbarte drehbare und feste Kondensatorplatten 35 und 31 gekoppelt. Die drehbaren Elektroden 36 (die die drehbare Kondensatorplatte 35 definieren) und die festen Platten 31 sind bevorzugt in einer radialen Richtung langgestreckt, um einen langgestreckten Arm zu bilden und eine angemessene Kapazität zu erhalten, jedoch wird die Breite der drehbaren Elektroden 36 auf einem Minimum gehalten, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen. Insoweit, als die bevorzugte Ausführungsform für einen Vierpolrotor R vorgesehen ist, wird eine Gruppe von Ausgangsimpulsen A, X, B, B~, C und Cf, wie es in Fig. 5 a gezeigt ist, während 180° mechanisch der Drehung des Rotors R erzeugt und infolgedessen sind diametral gegenüberliegende feste Plätten 3% die gleiche Information enthalten, elektrisch miteinander verbunden. Die an den stationären Platten 31a-31f empfangenen Auslese-Impulse" werden durch den Rechteckwellengenerator 12 in die dreiphasigen Rechteckwellen A, B und C und deren Komplemente bzw. komplementäre Wellen A", B", (3, die in Fig. 5a

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pro
gezeigt sind, mit einer Frequenz/portional zur Motordrehzahl umgewandelt und sind kennzeichnend für die Stellung des Rotorfeldes relativ zu den nicht gezeigten Motorstator-Phasenwicklungen.

Die Ausgangsimpulse von den stationären Platten 31 werden über Lastwiderständen LR entwickelt und die Aus gangs signale von drei benachbarten Platten 31 für jede Phase werden über einem gemeinsamen Lastwiderstand entwickelt. Beispielsweise * sind die Ausgänge .von den festen Platten 31a, 31b und 31c, die mit A bezeichnet sind, für die Phase A durch einzelne Koppelwiderstände RA1 quer über einen gemeinsamen Lastwiderstand LRA verbunden. Das Aus gangs signal von einer stationären Platte 311 das quer über einen Lastwiderstand LR entwickelt wird, wenn sich die drehbare Platte 35 dieser gegenüber befindet, kann als eine Logik-Eins-Spannung angesehen werden, während das Ausgangssignal von einer stationären Platte 3"1» wenn sich die drehbare Platte 35 von dieser entfernt befindet, als eine Logik-Null-Sparrrmng angesehen werden kann. Die einzelnen stationären Platten 31 erstrecken sich über einen Bogen von angenähert 360/2n gleich sechzig Grad elektrisch und die drei benachbarten stationären Kondensat orplatt en 3.1 a, 31b, 31c für die Phase A, die mit dem Lasttransistor LRA gekoppelt sind, erstrecken sich zusammen über 180 elektrisch (so daß die Dauer des Ausgangsimpulses der Phase A gleich 180° elektrisch ist) und sind ebenfalls um 360/n gleich 120° elektrisch (60° mechanisch) gegenüber den drei einander entsprechenden benachbarten stationären Platten 31c, 31d und 31e, die der Phase B zugeordnet sind, und ebenfalls um 120° elektrisch von den drei einandex entsprechenden benachbarten stationären Kondensatorplatten 31 e, 31f und 31a, die der Phase C zugeordnet sind, versetzt.

Der Ausgang von dem Sägezahngenerator 10 ist durch eine Diode D12 quer über einen Widerstand R38 von 220K geschaltet, um sicherzustellen, daß das Entladen der stationären Kondensatorplatten 31 nicht schnell genug erfolgt, um Plip-

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Flops zurückzustellen, die in derselben Ausführungsform verwendet werden, um die Logik-Null-Spannungs- und Logik-Eins-Spannungsausgangssignale von den stationären Kondensatorplatten 31 in die in Fig. 5a gezeigten Dreiphasen-Rechteckwellen umzuwandeln.

Der Rechteckwellengenerator 12 kann drei ähnliche bzw. gleiche Differentialverstärker 61A, 61B und 61C umfassen, von denen jeder einer der Motorphasen A, B und C zugeordnet ist und denAusgang für diese Phase erzeugt. Die Differentialverstärker 61A, 61B und 61C verstärken bzw. erhöhen das "Eins-zu-Null"-Verhältnis der Eingänge zu diesen von den stationären Platten, die über den Lastwiderstand LR entwickelt werden, und ein Eingang zu jedem Differentialverstärker ist ein logisches Eins-Signal von einer stationären Platte 31 Eiit einer relativ hohen Kopplung zu einem gegebenen Augenblick zu der drehbaren Platte 35 und der andere Eingang zu jedem Differentialverstärker ist ein logisches Null-Signal von einer stationären Platte mit einer relativ niedrigen Kopplung zu diesem Augenblick zu der drehbaren Kondensatorplatte 35· Die zwei Eingänge jedes Differentialverstärkers für eine gegebene Phase sind mit den stationären Platten 31 für diese Phase, die um 180° elektrisch versetzt sind, gekoppelt, so daß die zwei Eingänge logische Eins- und logische Null-Signale von stationären Platten 3I empfangen, die eine relativ hohe bzw. relativ niedrige Kopplung mit der drehbaren Kondensatorplatte 35 aufweisen. Beispielsweise werden die A- und X-Eingänge zu dem Differentialverstärker 61A durch die Widerstände RA1 bzw. RA2 zu stationären Platten 31 a bzw. 31d (oder Platten 31b bzw. 31c, oder Platten 31c bzw. 31f) gekoppelt, die mit A bezeichnet sind, wenn beide Elektroden sich gegenüber stationären Platten 31a befinden und die drehbare Elektrode 35 um 90° mechanisch (180° elektrisch) gegenüber der stationären Platte 31d versetzt ist, so daß eine minimale Kopplung zwischen den Platten 31d und 35 vorhanden ist.

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Jede stationäre Platte 31a, 31b und 31c, die mit A für die Phase A bezeichnet sind, erstreckt sich über 30° mechanisch (60° elektrisch), und die drei Platten~31a, 31b und 31c sind Seite an Seite angeordnet, so daß sie zusammen sich über 180° elektrisch erstrecken und der A-Ausgangsimpuls '(der erzeugt wird, wenn sich die drehbare Platte 35 gegenüber den Platten 31a, 31b und 31c» die mit A bezeichnet sind, befindet) eine Periode von 180° elektrisch aufweist.

Die Eingänge, zu den Differentialverstärkern 61A, 61B und 61C für jede Phase werden zu stationären Platten 31 gekoppelt, die um 120° elektrisch gegenüber den stationären Platten versetzt sind, mit denen die Differentialverstärker für die anderen zwei Phasen gekoppelt sind, so daß die Ausgänge A, B und 0 um 120° elektrisch versetzt sind. Allgemeiner ausgedrückt werden die Eingänge zu den Phasen-Differentialverstärkern 61 zu stationären Kondensatorplatten gekoppelt, die um 360/n Grad elektrisch versetzt sind, wobei η eine ganze Zahl gleich der Zahl der Motorphasen ist. Beispielsweise ist der Α-Eingang zum Differentialverstärker 61A für die Phase A durch RA1-Widerstände mit den stationären Platten 31a, 31D und 31c gekoppelt und der B-Eingang zu dem Differentialverstärker 61B für die Phase B durch EB1-Widerstände mit den stationären Platten 31c, 31d und 31 e» die mit B bezeichnet sind, gekoppelt, die um jeweils 120° elektrisch gegenüber den mit A bezeichneten "Platten 31a, 31b und 31c versetzt sind.· In gleicher Weise sind die Platten 31c, 31d und 31 e der Phase B um 120° elektrisch gegenüber den stationären Platten 31 e, 31f bzw. 31a, die mit C bezeichnet sind, versetzt, ν

Der Motorrotor E weist vier Pole auf und folglich ist jedes Paar von 'diametral gegenüberliegenden Platten 31 (die um 360° elektrisch voneinander auf Abstand angeordnet sind und die gleiche Information aufweisen) elektrisch miteinander verbunden und erhöhen somit die kapazitive Kopplung zwischen

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den drehbaren und stationären Platten. Beispielsweise ist das Paar von diametral gegenüberliegenden stationären Elektroden 31a miteinander verbunden und das Paar von diametral gegenüberliegenden stationären Elektroden 31b elektrisch miteinander verbunden. Jedes Paar von elektrisch zusammengeschalteten stationären Platten 31 ist mit einem der sechs Eingänge zu jedem der drei Differentialverstärker 61A, 61B und 61C verbunden. Beispielsweise sind die diametral gegenüberliegenden und elektrisch zusammengeschalteten stationären Platten 31a» die mit A, ΊΪ, C bezeichnet sind, durch einen Widerstand EA1 mit einem Α-Eingang des Differentialverstärkers 61A, durch einen Widerstand EB2 zu einem ^-Eingang des DifferentialVerstärkers 61B und durch einen Widerstand RC1 zu einem C-Eingang des Differentialverstärkers 61C verbunden. Die Bezeichnung der Eingangswiderstände als A-Widerstände, B-Widerstände, C-Widerstände, usw., macht deutlich, daß der besondere bzw. betreffende Eingangswiderstand mit einem Paar von diametral gegenüberliegenden stationären Elektroden 31 verbunden ist, die diese Bezeichnung tragen und dazu führen, daß der zugeordnete Ausgangsimpuls eine logische 1-Spannung ist, wenn sich die drehbare Elektrode 35 gegenüber diesen stationären Platten befindet. Beispielsweise sind die Widerstände RA1 mit den Paaren von stationären Elektroden 31a, 31b und 31c verbunden, von denen jedes mit A bezeichnet ist, sich über 60° elektrisch erstreckt und zur Erzeugung des Α-Impulses während des Intervalls führt, während dem die sich drehende Elektrode 35 eine engere kapazitive Kopplung zu diesen stationären Kondensatorplatten als zu den stationären Elektroden 31d, 31e und 31f» die mit X bezeichnet sind, aufweist. In ähnlicher Weise sind SB2-Eingangswiderstände mit den Paaren von stationären Kondensatorelektroden 31f» 31a und 31b verbunden, die mit B bezeichnet sind und zu der Erzeugung der T - Rechteckwelle während des Intervalls führen, wenn sich die drehbaren Elektroden 36 diesen gegenüber befinden. Die stationären Platten 31c, 31d und 3Ie₁ die mit B bezeichnet sind, sind um 120° elektrisch gegenüber der stationären Elektrode 31a, 31ΐ> bzw. 31c» die mit A bezeichnet sind, versetzt, und da sich jede stationäre Elektrode

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31c, J1d und 31e über 60° elektrisch erstreckt, weist der Impuls B eine Periode von 3 σ 60 « 180° elektrisch auf und ist um 1-20 elektrisch gegenüber dem Α-Aus gangs impuls versetzt.

Bei einer alternativen Ausführungsform wandeln nicht gezeigte Flip-Flops die Eins- und WuIl-Ausgänge von den stationären Platten 31 in die in Fig· 5a gezeigte Gruppe von Dreiphasen-Rechteckwellen A, X, B, B, O und C* um und diese Flip-Flops benutzen bevorzugt einen gemeinsamen Emitter-Widerstand, so daß jedes Flip-Flop als ein Differeneverstärker mit positiver Rückkopplung während des Schaltungsübergangs wirkt, um sicherzustellen, daß eine positive Dis-, kriminierung bzw. Auflösung zwischen den Eins- und Null-Eingängen vorhanden ist.

Der Rechteckwellengenerator 12 umfaßt ebenfalls vorteilhafterweise drei NAND-Gatter-Klinkschaltungen oder bistabile Schaltungen LCA, LCB und LCC, von denen jede einer der Phasen und dem Differentialverstärker für diese Phase zugeordnet ist. Beispielsweise sind der Differentialverstärker 61A und der Klinkenkreis bzw. Verriegelungskreis LCA der Phase A zugeordnet und erzeugen zusammen den Rechteckwellenimpuls A für die Phase A und dessen Negation A (die den Kehrwert von A darstellt).

Die drei Differentiaiverstärker 61A» 61B und 61C sind gleich und es wird nur der Differentialverstärker 61A für die Phase A beschrieben. Der Differentialverstärker 61A ist von bekannter Konstruktion und die Basis eines Transistors Q23 ist mit dem Lastwiderstand LRA gekoppelt, der den drei Widerständen RAI gemeinsam zugeordnet ist_t die die Signale von den Paaren der stationären Platten 31a_t 31b bzw. 31c des Positionsfühlers, die mit A bezeichnet sind und sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, addieren. Die Basis des anderen Transistors

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Q24- des Differentialverstärkers 61A ist mit dem Lastwiderstand LEE gekoppelt, der den drei A"-Eingangswi der ständen RA2 gemeinsam ist, die einzeln mit den Paaren von stationären Platten 31d, 31e und 31f, die mit A" "bezeichnet sind, verbunden sind und die Summe der Signale von diesen "bilden. Die aktiven Elemente der Differentialverstärker 61A, 61B und 610 sind bevorzugt integrierte Schaltungen und der Differentialverstärker 61B ist symbolisch dargestellt als eine Hälfte einer integrierten Schaltung, die im Handel unter der Typenbezeichnung CA3026 von der RCA-Corporation erhältlich ist.

Der Differentialverstärker 61A liefert eine niedrige Spannung oder einen logischen O-Ausgang an dem Kollektor des Transistors Q23 oder Q24-, dessen Basis mit den drei Paaren der stationären Platten 31a, 31b, 31c oder 31d, 31e, 31f, die die größte Kopplung mit der drehbaren Elektrode 35 aufweisen, gekoppelt ist, wodurch eine Anzeige für die Stellung des Motorrotors R geliefert wird. Beispielsvei.se wird, wenn die drehbaren Elektroden 36 sich in einer Stellung befinden, in welcher die Summe der von den mit A bezeichneten Platten 31a, 31b und 31c empfangenen Auslese-Impulse größer als die Summe der von den mit A" bezeichneten Paaren von stationären Platten 31 ÖL» 31 e und 31 f empfangenen Impulse ist, der Transistor Q23 eingeschaltet, wobei die Spannung an dessen Kollektor niedrig wird, und der Transistor Q24 ausgeschaltet, wobei dessen Kollektorpotential relativ hoch wird. Insofern, als sich jede stationäre Platte 31 über 60° elektrisch erstreckt, weist der Α-Impuls eine Periode von 180° elektrisch auf, während sich die drehbare Elektrode 35 gegenüber den mit A bezeichneten stationären Platten 31a» 31b und 31c befindet, und in ähnlicher Weise weist der X-Impuls eine Periode von 180° elektrisch auf, während sich die drehbare Elektrode 35 gegenüber den mit Z bezeichneten Platten 31b, 31e und 31f befindet.

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Me Differentialverstärker 61A, 61B und 61C verstärken das "Eins-zu-Nuil"-Verhältnis des Eingangs von den stationären Platten 31 und steuern die NAND-Gatter-Verriegelungsschaltungen LCA, LGB bzw. LCC, die die verstärkten Impulse in die Rechteckwellen A, A, B, B, C und (T umwandeln. Der Kollektor des Transistors Q23 ist .mit einem Eingang eines NAND-Gatters NAND1 gekoppelt und der Kollektor des Transistors Q24 ist mit einem Eingang eines NAND-Gatters NAND2 gekoppelt. Der Ausgang des Gatters NAWDI ist mit dem anderen Eingang des Gatters NAND2 gekoppelt und liefert eine positive Rückkopplung zur Basis des Transistors Q23 durch einen Widerstand R39· ^¹¹ ähnlicher Weise ist der Ausgang des Gatters NAND2 mit dem anderen Eingang des Gatters EANDI gekoppelt und liefert eine positive Rückkopplung durch einen Widerstand R4-0 zur Basis des Transistors Q24-.

Es sei die Bedingung angenommen, daß das Potential an dem Kollektor des Transistors Q24- hoch und das des Transistors Q23 niedrig ist. Die logische O-Spannung an dem einen Eingang des Gatters NAND1 liefert eine logische 1 an dessen Ausgang, um die in Fig.5a gezeigte A-Rechteckwelle zu erzeugen. Der logische 1- Ausgang vom Gatter NANDI wird zu dem anderen Eingang des Gatters NAND2 gekoppelt, das ebenfalls eine logische 1 an dem einen Eingang von dem Kollektor des Transistors Q24- aufweist. Das Gatter NAND 2 liefert somit eine logische O-Spannung auf den X-Ausgangsleiter, der ebenfalls mit dem anderen Eingang des Gatters NAND1 gekoppelt ist, so daß das Gatter NAND1 mit einer logischen 1 an seinem Ausgang und auf dem A-Ausgangsleiter verriegelt wird.

Wenn sich die drehbare Elektrode 35 gegenüber den mit A" bezeichneten Paaren von stationären Platten 31&» 31 e und ~$Λ1 befindet, so daß die Summe der Auslese-Impulse von dem mit diesen gekoppelten Zagezahngenerator 10 größer ist als die Summe der Impulse, die zu den mit A bezeichneten Paaren von statiaären Platten 31 a» 31h und 31c gekoppelt, sind, wird

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der Transistor Q24 eingeschaltet und der Transistor Q23 abgeschaltet, wobei der eine Eingang zu dem Gatter NANDI zu einer logischen 1 und der eine Eingang zu dem Gatter NAND2 zu einer logischen O umgeändert und der NAND-Gatter-Verriegelungskreis LCA in den entgegengesetzten Zustand geschaltet wird, so daß die logische 1-Spannung auf dem Α-Leiter (wie bei 60 in Fig.5a gezeigt) und eine logische 0 auf dem A-Ausgangsleiter erscheint,

Ein Synchron-Impulsgenerator 14 empfängt die Dreiphasen-Rechteckwellen A, B und C und deren komplementäre Wellen Ä~, "B und C" von dem Recht eckwell engenerator 12 und erzeugt einen negativen Impuls P, wie es in Fig.5b gezeigt ist, an jeder Rechteckwellenkante des Ausgangs vom Rechteckwellengenerator 12. Der Synchron-Impulsgenerator 14 leitet somit einen Impulszug ab, in welchem jeder Impuls P einer Änderung des Zustandes der Verriegelungsschaltungen LCA, LCB und LCC entspricht. Da sechs Kanten pro Zyklus der Dreiphasen-Rechteckwellen A, A, B, B, C und U vorhanden sind, werden sechs Impulse durch den Impulsgenerator 14 mit einer Frequenz, die proportional zur Motordrehzahl ist, für jeden Zyklus des Dreiphasen-Rechteckwellen-Ausgangs von dem Rechteckwellengenerator 12 abgeleitet.

Der Synchron-Impulsgenerator 14 umfaßt einen Eintakt (singleended)-Differentialverstärker (70) bekannter Auslegung, in welchem die Basis eines Transistors Q25 mit den A-, B- und C-Leitungen von den "Verriegelungskreisen LCA, LCB und LCC des Rechteckwellengenerators 12 durch einzelne differenzierende Kondensatoren 03 gekoppelt ist. Die Basis des anderen Transistors Q26 des DifferentialVerstärkers 70 ist mit den X^ B"- und C-Leitungen von dem Rechteckwellengenerator 12 durch einzelne differenzierende Kondensatoren 04 gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren Q25 und Q26 sind zusammengeschaltet und mit der Ausgangsleitung 75 verbunden, in welcher der Zug von synchronisierten Impulsen P, der in Fig. 5b gezeigt ist, erscheint. Jeder Transistor Q25 und Q26 ist bevorzugt eine Hälfte einer integrierten Schaltung ähnlich

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der im Handel von der RCA-Corporation unter der Typenbezeichnung CA3O26 erhältlichen Schaltung. Die Eingangskondensatoren C3 und C4- differenzieren die Rechteckwellenausgänge A, B, G, A, B und C von dem Rechteckwellen- . . generator 12 und der Differentialverstärker 70 wird in einem übersteuerten Modus betrieben und formt die Impulse zur Bildung eines einzigen Zuges von negativen Impulsen P an den zusammengeschalteten Kollektoren, wie es in Fig.5b gezeigt ist, mit einer Frequenz, die für die Motordrehzahl kennzeichnend ist, und mit einem Impuls P, der bei jeder Änderung des Zustandes der NAND-Gatter-Verriegelungsschaltungen LCA, ECB und LCC des Rechteckwellengenerators 12 erzeugt wird, d.h. bei jeder Recht-, eckvrellenkante der Ausgangsimpulse A, X, B, B", C und (T. Die Impulse P können in einer Schaltung mit veränderlicher Verzögerung verzögert werden, der den Arbeitszyklus von nicht gezeigten Leistungsschaltern steuert, die die Motorstator—Wicklungen in der gewünschten Folge erregen.

Die beschriebene bevorzugte Ausführungsform umfaßt benachbarte erste stationäre Platten, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken und mit einem Eingang jedes Differentialverstärkers zum Ableiten eines Phasen-Ausgangssignals gekoppelt sind (beispielsweise stationäre Platten J1a, 31b und 31c, die mit dem Α-Eingang des Differentialverstärkers 61A gekoppelt sind) und benachbarte zweite stationäre Platten, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, gegenüber den ersten Platten um 180° elektrisch versetzt sind und mit dem anderen Eingang des Differentialverstärkers zur Ableitung des komplementären Phasensignals gekoppelt sind (beispielsweise sind die zweiten stationären Platten 31Ί» ■ 31 e und 31f» die um 180° elektrisch gegenüber den entsprechenden ersten Platten 31a, 31b und 31c versetzt sind, mit dem X-Eingang des Differentialverstärkers 61A zur Ableitung des Signals X gekoppelt), jedoch bei alternativen Ausführungs-

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formen sind nur ρ mal η stationäre Kondensatorplatten vorgesehen, -um das Phasenausgangssignal, beispielsweise A, abzuleiten, und werden andere Einrichtungen "benutzt, um dessen komplementäres Signal, d.h. A", zu erzeugen, wenn das
Phasenausgangssignal, "beispielsweise A, nicht ansteht.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1.) Kapazitiver Positionsfühler zur Anzeige der Stellung ' sich
eines/drehenden Elementes, gekennzeichnet durch eine drehbare, in radialer Richtung langgestreckte Kondensatorplatte (35)? die mit dem Element für eine Drehung mit diesem betriebsmäßig gekoppelt ist, durch eine Vielzahl von stationären Kondensatorplatten (31)» die in Umfangsrichtung voneinander auf Abstand in einer Ebene angeordnet sind, die zu der drehbaren Platte benachbart und senkrecht zu deren Achse liegt, und von denen jede Platte sich über einen wesentlich größeren Bogen um die Drehachse als die drehbare Platte erstreckt, durch einen Oszillator zur Erzeugung von Hochfrequenzimpulsen, durch einen Koppelkreis (37 j 38, 39) zur Kopplung des Ausgangs des Oszillators zu der drehbaren Platte und durch eine Meß- oder Anzeigeeinrichtung (61A, 61B, 61C, LCA, LOB, LOC]J die mit den stationären Platten gekoppelt ist und auf die Hochfrequenzimpulse von dem Oszillator anspricht, die durch die Kapazität zwischen der drehbaren Platte und jeder der stationären Platte verlaufen, wenn sich die drehbare Platte zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses dreht und wenn die drehbare Platte sich gegenüber jeder stationären Platte befindet, die für die augenblickliche Stellung des drehbaren Elementes kennzeichnend ist.

2. Paationsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Vielzahl von Differentialverstärkern (61A, 61B, 610) umfaßt, von denen jeder mit seinem Eingang mit einem Paar von stationären Kondensatorplatten gekoppelt ist, die um 180° elektrisch voneinander auf Abstand angeordnet sind, so d.aß ein Logik-Eins-Spannungssignal zu einem der Eingänge von der stationären"Platte des Paares gekoppelt wird, die

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sich zu einem gegebenen Augenblick gegenüber der drehbaren Platte befind*, und so daß ein Logik-Null-Spannungssignal gleichzeitig zu dem anderen Eingang von der anderen stationären Platte des Paares gekoppelt wird.

3. Positionsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Vielzahl von bistabilen Schaltungen (LCA, LCB, LCC) umfaßt., von denen jede den Ausgang von einem der Differentialverstärker zur Ableitung von Bechteckwellenimpulsen empfängt, die für die Stellung des drehbaren Elementes kennzeichnend sind, und daß die bistabilen Schaltungen eine positive Rückkopplung zu den Eingängen des Differentialverstärkers zur Verstärkung der Diskriminierung bzw. Auflösung bzw. Trennung zwischen stationären Kondensatorplatten vorsehen.

4-. Positionsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennz exchnet, daß der Oszillator (10) schnell ansteigende Impulse erzeugt und eine Frequenz aufweist, die wesentlich höher als die Drehzahl des drehbaren Elementes E ist.

5. Positionsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein n-Phasen-Zug von Ausgangsimpulsen (A, B, C, X, B", U)* der für die Position des drehbaren Elementes kennzeichnend ist, niit einer Frequenz proportional zu der Vinkelgeschwindxgkext des drehbaren Elementes R erzeugt wird, wobei η eine ganze Zahl ist, und daß die Anzeigeeinrichtung n-Impulsverstärker (beispielsweise 61A) umfaßt, von denen jeder mit einer Vielzahl von benachbarten ersten stationären Kondensatorplatten (31&, 31k» 31c) elektrisch gekoppelt ist, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken und um 360/n Grad elektrisch gegenüber den ersten stationären Platten, die mit den anderen Impulsverstärkern gekoppelt sind, versetzt sind.

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6. Positionsfühler nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein η-Phasen—Zug "von Ausgangsimpulsen (A, B, C, A", B, (T), der kennzeichnend für die Stellung des drehbaren Elementes ist, mit einer Frequenz erzeugt wird, die. eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit des drehbaren Gliedes ist, wobei η eine ganze Zahl ist, daß die Anzeigeeinrichtung η Differentialverstärker (61A, 6.1 B, 61C) umfaßt, von denen deä.er mit einem seiner Eingänge mit einer Vielzahl von benachbarten ersten stationären Kondensatorplatten (beispielsweise -31a, JIb, 31c für 61A) elektrisch gekoppelt ist, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, und dessen anderer Eingang mit einer Vielzahl von benachbarten zweiten stationären. Kondensatorplatten (mit den gleichen Bezugsziffern wie die-ersten Platten bezeichnet) gekoppelt ist, die um 180° elektrisch gegenüber den ersten stationären Platten versetzt sind, und daß die ersten stationären Kondensatorplatten, die mit dem einen Eingang jedes Differential— Verstärkers gekoppelt sind, um 360/n Grad elektrisch gegenüber den ersten stationären Platten, die mit dem einen Eingang jedes der anderen Differentialverstärker gekoppelt sind, versetzt sind» .

7. Positionsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element der Ector. (E) eines Elektromotors mit η Phasen und ρ Eotorpolpaaren ist, wobei η und ρ ganze Zahlen sind, und daß zumindest n mal ρ stationäre Kondensatorplatten (31) vorgesehen sind und ein n-Phasen-Zug von Ausgangsimpulsen (A, B, C, A~, B, C") abgeleitet wird, der für die augenblickliche Stellung des Botors kennzeichnend ist und eine Frequenz aufweist, die eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Eotors ist.

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8. Positiönsfühler nach Anspruch 7j dadurch, gekennzeichnet, daß η mal 2p stationäre Kondensatorplatten vorgesehen sind und daß die Anzeigeeinrichtung η Differentialverstärker (61A, 61B, 61G) umfaßt, von denen jeder die Ausgangsimpulse für eine der Phasen ableitet und mit seinen Eingängen mit stationären Kondensatorplatten, die um 1<
sind, gekoppelt ist.

torplatten, die um 180° elektrisch auf Abstand angeordnet

9. Positionsfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von ersten stationären Kondensatorplatten (beispielsweise 31A, 31B, die sich zusammen über 180° elektrisch erstrecken, mit einem Eingang von jedem der Differentialverstärker (beispielsweise 61A) elektrisch gekoppelt ist und um 360/n Grad elektrisch von den ersten stationären Kondensatorplatten (beispielsweise 31s-> 31cL» 31e), die mit dem einen Eingang jedes der anderen Differentialverstärker (beispielsweise 61B) gekoppelt sind, versetzt sind, wobei jeder der Differentialverstärker Ausgangsimpulse (beispielsweise A, X) mit einer Dauer von 180° elektrisch für eine Phase A erzeugt, die um 360/n· Grad elektrisch gegenüber den Aus gangs impuls en der anderen Phase (beispielsweise B, B) versetzt sind.

10. Positionsfühler nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zweiten stationären Kondensatorplatten, die sich zusammen über 180° elektrisch, erstrecken, mit dem anderen Eingang von jedem der Differentialverstärker elektrisch gekoppelt und gegenüber den ersten stationären Platten, die mit dem einen Eingang gekoppelt sind, versetzt ist und daß jede der ersten und zweiten stationären Platten sich über 360/2n Grad elektrisch erstreckt, wobei ein Phasen-Ausgangsimpuls (beispielsweise A) mit einer Dauer von 180° elek-

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trisch erzeugt wird, wenn sich die drehbare Platte gegenüber den ersten stationären Platten befindet, und der zu diesem komplementäre Impuls A erzeugt wird, wenn sich die drehbare Platte (35) gegenüber den zweiten stationären Platten befindet.

11. Positionsfühler nach einem der Ansprüche 7 t»is 10, dadurch g e k e n η ζ e lehnet, daß η mal 2p stationäre Kondensatorplatten vorgesehen sind und daß die Anzeigeeinrichtung η Impulsverstärker umfaßt, von denen jeder einer Phase des Motors zugeordnet und mit einer Vielzahl von ersten stationären Kondensatorplatten elektrisch gekoppelt ist, von denen jede sich über 360/2n Grad elektrisch erstreckt und die sich zusammen über 180 Grad elektrisch erstrecken und um 360/n Grad elektrisch gegenüber den ersten stationären Platten, die mit jedem der anderen Impulsverstärker gekoppelt sind, versetzt sind. .

12. Positionsfühler nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η ζ eich η e t, daß ρ zumindest gleich zwei ist, daß die drehbare Platte einen radial langgestreckten Arm (36) für Jedes Polpaar aufweist, daß die radial langgestreckten Arme (36) um 360° elektrisch voneinander getrennt sind und daß die stationären Platten, die um 360° elektrisch voneinander getrennt sind, derselben Phase zugeordnet und mit demselben Differentialverstärker gekoppelt sind, wobei sich die Signale von den um 360° elektrisch versetzten stationären Kondensatorplatten addieren.

13. PositiOnsfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß sich ein geerdeter bzw. mit Masse verbundener Leiter (33) iⁿ radialer Richtung zwischen benachbarten stationären Kondensatorplatten zur elektrischen Trennung der Platten voneinander erstreckt.

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14. Positionsfühler nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß ein Koppelkondensätor (C1) vorgesehen ist, der eine stationäre Elektrode (38), die in der Ebene radial einwärts der stationären Kondensatorplatten angeordnet ist, und eine drehbare Elektrode (39) aufweist, die durch einen Luftspalt in einer axialen Richtung von der stationären Elektrode auf Abstand angeordnet ist und einen mit dieser integral vorgesehenen, sich radial erstreckenden Teil (36) gegenüber den stationären Kondensatorplatten aufweist, der die drehbare Kondensatorplatte (35) bildet, und daß der Oszillator (10) mit der drehbaren Platte durch den Koppelkondensator gekoppelt ist.

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Leerieite