DE2418917C2

DE2418917C2 - Meßumformer

Info

Publication number: DE2418917C2
Application number: DE2418917A
Authority: DE
Inventors: Paul 8520 Erlangen Hini
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE2418917A1

Description

gekennzeichnet durch die -Vereinigung der folgenden Merkmale:

c) mehrere Weicheisenteile (4 bis 11) sind auf einer nichtmagnetisierbaren Steuerscheibe (2) radial nebeneinander fixiert icid relativ zu den beiden magnetfeldabhängigen Widerständen (14, 15) mittels der Steuerscheibe (2) um die Achse (21) bewegbar angeordnet,

d) die Weicheisenteile (4 bis 11) sind in radialer Richtung der Steuerscheibe (2) bevorzugt ausgedehnt, .

e) die Breite (c) der Weicheisenteile (4 bis 11) ist größer bemessen als üe Breite (a) der magnetfeldabhängigen- Widerstände (14, 15) und höchstens gleich oder kleiner als die Summe aus der Breite (a) eines der magnetfeldabhängigen Widerstände (14, 15) und dem Abstand (b) der beiden magnetfeldabhängigen Widerstände voneinander ist.

2. Meßumformer nach Anspruch 1, daduich gekennzeichnet, daß Weicheisenteile auf mehreren Teilkreisen der Steuerscheibe (2) angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft einen Meßumformer nach den Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 22 38 525 ist eine Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen mit wenigstens zwei magnetfeldabhängigen Halbleiter-Widerständen beschrieben, die jeweils auf einem Weicheisenpolschuh befestigt und auf dem gleichen Pol eines Magneten angeordnet sind, dessen Flußverteilung auf die magnetfeldabhängigen Halbleiter-Widerstände durch wenigstens ein Weicheisenteil veränderbar ist, das relativ zu den megnetfeldabhängigen Halbleiter-Widerständen beweglich ist und als Steuerkörper dient. Die Weicheisenpolschuhe bilden jeweils einen höckerartigen Vorsprung auf dem gleichen Pol des Magneten und konzentrieren dadurch den Fluß des Magneten in den magnetfeldabhängigen Halbleiter-Widerständen, sogenannten Feldplatten, die jeweils auf der Stirnfläche eines der Polschuhe befestigt sind.

Mit der Bewegung des weichmagnetischen Steuerkörpers parallel zur Ebene der beiden Feldplattrn und in der Richtung quer zur Längsausdehnung der Feldplatten verlagert sich die Flußverteilung in den beiden Feldplatten, und mit der Flußverteilung wird der elektrische Widerstand der Feldplatten entsprechend geändert. Aus dieser Widerstandsänderung wird in bekannter Weise, beispielsweise mit Hilfe einer Brückenschaltung, in deren Zweigen jeweils eine der Feldplatten angeordnet ist, ein elektrisches Signal abgeleitet

Aus der DE-PS 14 90 68! ist ein Drehwiderstand ohne bewegliche Stromzuführungskontakte bekannt, bei dem einer Feldplatte mit Mittelabgriff ein weichmagnetischer Rückschlußkörper gegenüberliegt, der spiralförmig auf einer Achse drehbar zwischen zwei Polschuhen

'5 angeordnet ist Damit soll ein Drehwiderstand mit einem ruhenden, magnetfeldabhängigen Widerstand zwischen den Polschuhen eines magnetischen Kreises so verbessert werden, daß die zur Verfügung stehende magnetische Energie möglichst optimal ausgenutzt

wird. Bei diesem bekannten Drehwiderstand liefert der weichmagnetische RückschluBkörper ein kontinuierliches Ausgangssignal, so daß eine Codierung abhängig von der Winkelstellung des Rückschlußkörpers nicht möglich ist

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Meßumformer zu schaffen, mit dessen Hilfe abhängig von der Stellung einer Steuerscheibe codierte Ausgangssignale erzeugbar sind
Diese Aufgabe wird bei einem Meßumformer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst

Bei der Erfindung sind also mehrere als Steaerkörper dienende Weicheisenteile, die auf einer nichtmagneti-

^J:> sehen Steuerscherbe angeordnet sind, relativ zu den beiden Feldplatten um die Achse der Steuerscheibe derart bewegbar, daß die Weicheisenteile mit ihrer Bewegung nacheinander den F(u3 des Magneten von der einen zu der anderen Feldplatte verlagern. Mit der

Drehung der Steuerscheibe oder der Bewegung des Magnetkreises mit den beiden Feldplatten um die Achse der Steuerscheibe erhält man eine Impulsfolge, die von

. der Anzahl der Steuerkörper und deren Verteilung auf der Steuerscheibe bestimmt wird. Der Meßumformer kann deshalb vorzugsweise als Positionsanzeiger, Winkelgeber und Drehmelder verwendet werden. Die Steuerkörper sind in einfacher Weise so auf de? Steuerscheibe verteilt, daß eine gewünschte Codierung der Impulsfolge ohne zusätzlichen Aufwand ermöglicht

wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung veranschaulicht ist.

F i g. 1 zeigt die Anordnung der Steuerkörper und ihre Zuordnung zu den Feldplatten. In

F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine Anordnung nach der Erfindung veranschaulich·..
Nach F i g. 1 sind auf der Oberfläche einer Steuerscheibe 2 aus nicht magnetischem Material Steuernokken 4 bis 11 radial zur Achse der Steuerscheibe angeordnet. Die Steuernocken haben einen rechteckigen Querschnitt und bestehen aus ferromagnetischem Material. Ihr Abstand gegeneinander beträgt jeweils

^b5 45°. Parallel zur Ebene der freien Oberfläche der Steuernocken sind jeweils zwei Feldplatten 14 und 15 angeordnet, die jeweils auf einem in der Figur nicht dargestellten höckerartigen Polschuh eines Permanent-

magneten befestigt sind. Die Feldplatten 14 und 15 gehören zu einem Signalgeber 16, dessen Magnetkreis zweckmäßig in einen selbsthärtenden Kunststoff eingegossen sein kann. Der Signalgeber 16 ist um die Achse der Steuerscheibe 2 bewegbar und so angeordnet, daß seine beiden Feldplatten 14 und 15 sich während der Relativbewegung über die Steuernocken 4 bis Hl hinwegbewegen. Die ferromagnetischen Steuernocken verlagern während ihrer Bewegung den Fluß in den Feldplatten 14 und 15 und erzeugen mit der entsprechenden Widerstandsänderung der Feldplatten ein elektrisches Signal-Die Breite c der Steuernocken 4 bis 11 wird vorzugsweise so gewählt, daß sie gleich der Summe aus der Breite a der Feldplatten 14 und 15 und dem Abstand b der beiden Feldplatten gegeneinander ist

Im Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Erzeugung von eiekrischen Signalen nach Fig.2 ist die Steuerscheibe 2 mit den in der Figur nicht näher bezeichneten Steuernocken an einer Welle 20 befestigt, ^2Ü die in einem Gehäuse 22 drehbar gelagert ist. Zwischen der Steuerscheibe 2 und einem Dichtungsring 24 kann zweckmäßig noch eine Feder 26 vorgesehen stin. Das Gehäuse 22 ist mit einem Deckel 28 versehen, in dem der Signalgeber 16 in einer entsprechenden Bohrung angeordnet ist

Der magnetische Kreis des Signalgebers 16 enthält einen Permanentmagneten 17, auf dessen mit /V bezeichneten Nordpol mittels einer Kleberschicht 18 zwei Polschuhe 19 und 20 befestigt sind, auf deren Stirnflächen jeweils eine der Feldplatten 14 und 15 angeordnet ist. Mit der Bewegung der Steuernocken 4 bis 11 Sndert sich die Verteilung des Magnetflusses auf die beiden Feldplatten und deren elektrischen Widerstand. Aus dieser Widerstandsänderung wird dann in bekannter Weise ein elektrisches Signal abgeleitet. Die beiden Feldplatten 14 und 15 können zweckmäßig als Potentiometer geschaltet sein, wie es in der Figur angedeutet ist Sie sind mit drei elektrischen Anschlußleitern 30 bis 32 verbunden, die jeweils an eine Elektrode 35 bis 37 angeschlossen sind. An die Elektroden 35 bis 37 können elektrische Leiter angeschlossen werden, die in bekannter Weise mit einer Brückenschaltung einer Elektronik des Signalgebers derart verbunden werden, daß die Feldplatten 14 und 15 jeweils in einem Brückenzweig der Brückenschaltung angeordnet sind. Der Deckel 28 wird zweckmäßig mit dem Gehäuse 22 des Winkelgebers verschraubt Mit der Drehung der Steuerscheibe 2 um ihre Achse werden die Steuernokken an den Feldplatten 14 und 15 des Signalgebers 16 vorbeibewegt und verlagern den Fluß des Permanentmagneten jeweils abwechselnd von einem der Polschuhe 19 und 20 und damit von einer der Feldplatten zur anderen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Steuernocken 4 bis 11 jeweils in regelmäßigen Abständen zueinander auf der Steuerscheibe 2 angeordnet Die Steuernocken 4 bis 11 können jedoch auch in unregelmäßigen Abständen auf d>: Steuerscheibe angeordnet werden. Durch die Wahl der Abstände ist dann eine Codierung der Ausgangssignale möglich. Jeder Stellung der Stuerscheibe 2 ist dann ein bestimmtes Ausgangssignal zugeordnet.

Eine !^sonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß Steuernocken auf mehreren Teilkreisen, d. h. in verschiedenen radialen Abständen der Steuerscheibe, angeordnet werden. Die Abstände der einzelnen auf dem einen und einem weiteren Radius angeordneten Steuernocken können dann außerdem noch voneinander abweichen. Durch die Verteilung der Steuernocken erhält man dann in einfacher Weise einen Code der Ausgangssignale des Winkelgebers. In dieser Ausführungsform wird dann den auf dem gleichen Radius angeordneten Steuernocken jeweils ein Geber 16 zugeordnet. Diese Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen erhält dann so viele Signalgeber 16, wie Teilkreise mit Steuernocken vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßumformer zur Umformung der Bewegung in elektrische Signale

a) mit wenigstens zwei magnetfeldabhängigen Halbleiter-Widerständen (14,15), die jeweils auf einem Weicheisenpolschuh (19, 20) befestigt und auf dem gleichen Pol eines Magneten (17) angeordnet sind, wobei

b) die Flußverteilung des Magneten (17) auf die magnetfeldabhängigen Widerstände (14, 15) durch wenigstens ein Weicheisenteil (4 bis 11) veränderbar ist, das relativ zu den magnetfeldabhängigen Widerständen (14, 15) so beweglich ist, daß es mit seiner Bewegung nacheinander den Fluß des -Magneten (17) von dem einen zum anderen magnetfeldabhängigen Widerstand (14 bzw. 15) verlagert,