DE2442313B2 - Kompensationsanordnung bei magnetoelastischen Gebern - Google Patents

Kompensationsanordnung bei magnetoelastischen Gebern

Info

Publication number
DE2442313B2
DE2442313B2 DE2442313A DE2442313A DE2442313B2 DE 2442313 B2 DE2442313 B2 DE 2442313B2 DE 2442313 A DE2442313 A DE 2442313A DE 2442313 A DE2442313 A DE 2442313A DE 2442313 B2 DE2442313 B2 DE 2442313B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
compensation
measuring
core
hysteresis
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.)
Granted
Application number
DE2442313A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2442313A1 (de
DE2442313C3 (de
Inventor
P Kolavcic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Norden Holding AB
Original Assignee
ASEA AB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASEA AB filed Critical ASEA AB
Publication of DE2442313A1 publication Critical patent/DE2442313A1/de
Publication of DE2442313B2 publication Critical patent/DE2442313B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2442313C3 publication Critical patent/DE2442313C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/127Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/125Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using magnetostrictive means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/02Magnetostrictive

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kompensation der Hysterese im Ausgangssignal von kraftmessenden magnetoelastischen Gebern der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Der Zusammenhang zwischen der zu messenden Kraft und dem Ausgangssignal für einen Geber der hier behandelten Art wird als die Kennlinie des Gebers bezeichnet. Die angestrebte ideale Kennlinie ist eine Gerade, deren Steigung ein Maß für die Empfindlichkeit des Gebers ist. Die in der Praxis erreichbare Kennlinie weist in der Regel kleinere und größere Abweichungen von der idealen geraden Kennlinie auf, und zwar in Form von beispielsweise Nichtlinearitäten und Hysterese. Unter Hysterese versteht man die maximal auftretende Differenz im Ausgangssignal für eine bestimmte zu messende Kraft, wenn die Kraft (Meßgröße) von Null auf den maximalen Wert und wieder auf Null zurück geht.
Alle magnetoelastischen Geber weisen größere oder kleinere Hysteresefehler auf. Die Hysterese setzt sich aus einer äußeren und einer inneren Hysterese zusammen. Die äußere Hysterese beruht meistens auf Unvollkommenheiten in den Kraftangriffsflächen des Gebers und kann u. a. durch eine sorgfähige Bearbeitung dieser Flächen im wesentlichen beseitigt werden. Die innere Hysterese beruht auf den Eigenschaften des Kernmaterials und kann teilweise verbessert werden, indem man entsprechendes Material verwendet Es hat sich jedoch bisher als unmöglich erwiesen, die innere Hysterese auf diese Weise völlig zu beseitigen.
Der vorliegenden Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine sehr weitgehende Kompensation der inneren Hysterese ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchfrn hervor.
Die Kompensationswicklung gemäß der Erfindung ist so angeordnet, daß in ihr ein Signal mit einer großen inneren Hysterese, jedoch mit niedriger Empfindlichkeit erzeugt wird. Wenn dieses Signal zum Meßsignal in solcher Weise addiert wird, daß die Hysteresekomponenten des Meßsignals und des Kompensierungssignals gegeneinander gerichtet sind, und wenn die Windungszahl der Kompensationswicklung so gewählt wird, daß deren Hysteresekomponente etwa dieselbe Amplitude wie die entsprechende Komponente des Meßsignals hat, dann ,viru das resultierende Signal eine bedeutend reduzierte Hysterese haben.
Damit das Signal der Kompensationswicklung die obengenannte Kennlinie mit niedriger Empfindlichkeit und großer Hysterese bekommt, wird die Wicklung in Kanälen angeordnet, die in Bereichen des Geberkerns liegen, in denen die Stärke des von den Hauptwicklungen erzeugten Magnetfeldes im Verhältnis zu der Stärke des Magnetfeldes bei den Kanälen für die Meßwicklung niedrig ist.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele und Diagramme soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 das Prinzip für die Anordnung der Magnetisierungswicklung, der Meßwicklung und der Kompensationswicklung bei einem magnetoelastischen Geber,
Fig. 2 den Verlauf des Magnetfeldes in einem unbelasteten Geber,
Fig. 3 den Verlauf des Magnetfeldes in einem belasteten Geber,
F i g. 4 eine andere Art der Anordnung der Kompensationswicklung gemäß Fig. 1,
F i g. 5 ein Wicklungsschema für einen Geber, der aus mehreren miteinander verbundenen Einheiten zusammengesetzt ist,
Fig.6 eine Variante des Wicklungsschemas gemäß Fig. 5,
Fig. 7a und 7b den Verlauf der Hysteresekurve bei unkompensiertem Geber,
Fig. 8a und 8b den Verlauf der Hysteresekurve bei einem kompensierten Geber, jedoch mit nicht justierter Kompensationswicklung,
F i g. 9a und 9b den Verlauf der Hysteresekurve bei einem kompensierten und justierten Geber.
Fig. 10 eine Anordnung zur Summierung der Hysieresekomponenten mittels eines Anpassungstransformators,
F i g. 11 die Summicrung mittels eines Verstärkers,
Fig. 12 die Summierung mittels eines Verstärkers und gleichzeitiger magnetrischer Rückführung,
Fig. 13 veranschaulicht die Summierung gemäß dem trfindungsgedanken bei einem bekuuiiieii Ge'uei,
Fig. 14a und 14b die Summierung nach dem Erfindungsgedanken bei einem anderen bekannten Geber,
F i g. 15 die Summierung nach dem Erfindungsgedanken bei einem bekannten Gebe- mit aufgeteilter Meßwicklung und
Fig. 16a bis 18b die Summierung nach dem Erfindungsgedanken bei weiteren bekannten Gehörn,
F i g. 19 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Ausgangsoignal eines Gebers und der Meßgröße.
F i g. 2 zeigt das Prinzip der Wicklungsanordnung bei einem bekannten magnetoelastischen Geber. Eine Wechselspannungsquelle 1 speist eine Magnetisierungswicklung 3, die in einem Kern 5 aus laminiertem, magnetischem Material angeordnet ist. Eine Meßwicklung 4 ist im Kern angeordnet und an ein Meßglied 2 angeschlossen. Ein solcher Geber ist beispielsweise aus der DE-PS 9 55 272 bekannt Die beiden Wicklungen sind so angeordnet, daß bei unbelastetem Geber im Prinzip kein Strom in der Meßwicklung fließt, da die Wicklung 4 im Verhältnis zur Wicklung 3 symmetrisch liegt und der im Kern 5 des Gebers auftretende Magnetfluß, der durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, symmetrisch ist und daher nicht mit der Meßwicklung verkettet ist.
F i g. 3 zeigt, wie der Verlauf des Magnetflusses sich ändert, wenn der Geber mit einer mechanische 1 Kraft F belastet wird.
Dies liegt daran, daß die Permeabilität in Druckrichtung reduziert wird. Infolge der Änderung des Magnetflusses ist die Meßwicklung 4 mit einem Teil des magnetischen Flusses verkettet, so daß in die Meßwicklung 4 eine Spannung induziert wird, die von der Meßanordnung 2 angezeigt wird. Diese Spannung ist jedoch in der Regel mit einer gewissen Hysterese behaftet, die auf den inneren Eigenschaften des Kernmaterials beruht. Die Hysterese kann sich in der Größenordnung von Bruchteilen eines Promill bis zu einigen Promille bewegen. Bei der Benutzung des Gebers zur Präzisionsmessung ist es wünschenswert, die Hysterese auf einen völlig unbedeutenden Wert zu reduzieren.
Gemäß dem Erfindungsgedanken erreicht man diese Reduzierung mit Hilfe einer weiteren Wicklung 6, die, wie in F i g. 1 gezeigt, durch zwei Löcher 7 und 8 im Kern gewickelt ist. Diese Löcher sind ebenfalls in F i g. 3 angedeutet, und aus dieser Figur geht hervor, daß die Löcher in Abschnitten liegen, in denen die Feldstärke niedrig ist, und daß nur ein geringer Teil des Magnetflusses mit dieser Wicklung 6 verkettet ist. Die in dieser Wicklung 6 induzierte elektromotorische Kraft ist daher verhältnismäßig klein. Wenn die mechanische Kraft F geändert wird, so wird die Größe aes F'usses, der mit der Kompensationswicklung verkettet ist, von Änderungen in der Permeabilität um die Löcher 7 und 8 beeinflußt. Es hat sich gezeigt, daß eine Permeabilitätsänderung in Gebieten mit niedriger magnetischer Feldstärke mit einer großen Hysterese behaftet ist. Das Signal von der Kompensationswicklung weist daher eine im Verhältnis zu seiner Größe außerordentlich hohe Hysterese auf. Wenn das Kompensationssignal zu dem eigentlichen Meßsignal der Wicklung 4 mit einem geeigneten Vor/eichen addiert wird, so kann man erreichen, daß sich die Hysteresekomponenten gegenseitig aufheben, während die resultierende Signalamplilüde nur unbedeutend beeinflußt wird.
Diese Signaladdition kann beispielsweise, wie in
F i g. 1 di'igcuOUici, durch ixCiuC
wicklung und Kompensationswicklung erreicht werden.
Die Windungszahl der Kompensationswicklung wird so angepaßt, daß die Hysterese des Kompensationssignals etwas größer wird als die Hysterese des Meßsignais.
Parallel mit der Kompensationswicklung Hegt ein justierbarer Widerstand 9, mit dessen Hilfe die Größe des Kompensationssignals reduziert werden kann, bis man eine optimale Kompensation der I Hysterese erhält Die in F i g. 1 gezeigte Lage der Löcher 7 und 8 ist
ίο nicht die einzige, die ein gutes Resultat ergibt Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke besteht darin, die Löcher für die Kompensationswicklung an solchen Stellen im Kern anzuordnen, an denen die magnetische Induktion gering ist, der Einfluß der zu messenden mechanischen Kraft auf die Flußverteilung jedoch relativ stark ist.
Die Kompensationswicklung kann auch auf viele verschiedene Arten angeordnet werden, beispielsweise gemäß Fig.4, die zwei getrennte Wicklungen zeigt, welche die Reihenschaltung gemeinsam denselben Kompensationsfluß umschließen, wie die in Fig. 1 gezeigte Wicklung.
Die F i g. 5 und 6 veranschaulichen die Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen Geber nach der Deutschen Patentschrift 11 22 288 Fig. 4 in dieser Patentschrift zeigt, daß oberhalb und unterhalb der Meßzone, also des Gebiets im Geber, wo die Magnetisierungs- und Meßwicklungen angeordnet sind, ein Loch vorhanden ist, welches eine Entlastung der
3t) Meßzone ermöglicht. Die Kompensationswicklung kann in diesen Löchern untergebracht werden, die bereits für einen anderen Zweck vorhanden sind. Auch in diesem Fall sind viele verschiedene Wicklungsanordnungen denkbar. Die F i g. 5 und 6 zeigen einige
Ji Beispiele, die sowohl untereinander als auch mit den Anordnungen nach den Fig. 1 und 4 funktionell äquivalent sind.
in Fig. 7a wird eine gemessene Kennlinie für einen gemäß Fig. 7b aufgebauten Geber gezeigt, also für einen Geber nach der DE-PS 11 22 288. Die Kennlinie wird in Form einer sogenannten Abweichungskurve gezeigt, d. h. im Diagramm wird die prozentuelle Abweichung der Kennlinie von einer geraden Linie, welche die Mittelempfindlichkeit im Meßbereich reprä-
4ϊ sentiert, gezeigt, wobei die an und für sich sehr kleinen Abweichungen von der idealen geradlinigen und hysteresefreien Kennlinie hervorgehoben werden. Wie man sieht, ist der geprüfte Geber mit ca. —0,2% Hysterese behaftet.
so Fig.8a zeigt die Kennlinie für denselben Geber, nachdem er mit einer Kompensationswicklung gemäß Fig. 8b versehen ist. Die Hysterese ist nun überkompensiert und beträgt ca. + 0,05%.
Fig.9a zeigt, wie die beiden Zweige der Kennlinie
■>■> (Hystereseschleife) mit Hilfe eines Trimmwiderstandes 9 praktisch zum Zusammenfallen gebracht werden. Dieser Widerstand leitet einen Teil des Signals von der Kompensationswicklung 6 ab, so daß der verbleibende Teil denselben Wert erhält wie die Hysteresekompo-
fao nente vom Signal von der Meßwicklung.
In Fig. 8b und 9b sind nur die Meß- und Kompensationswicklungen dargestellt und die Endpunkte der Reihenschaltung der beiden Wicklungen sind mit 12 bzw. 13 bezeichnet.
!>■"> Fig. 10 zeigt ein Beispiel dafür, wie das Kompensationssignal und das Meßsignal mit Hilfe eines AnpassungstransforrruKors mit Eisenkern 15, Primärwicklungen !6 und \? und Seknndäru/irklnng 18 summiert
werden. Die Kompensationswicklung 6 ist an einen in seiner Windungszahl veränderlichen Abschnitt der Primärwicklung 16 angeschlossen, während die Meßwicklung 4 in gleicher Weise an die Primärwicklung 17 angeschlossen ist. Das Meßglied 2 ist an die Sekundärwicklung 18 angeschlossen. Mit Hilfe der Kontakte 19 und 20 wird eine Grobeinstellung der Summierung vorgenommen. Die Feinjustierung erfolgt danach mit dem Trimmwiderstand 9.
Fig. 11 zeigt, wie die Summierung mit Hilfe zweier Verstärker 21 und 22 durchgeführt werden kann, an deren Eingänge die Wicklungen 4 bzw. 6 angeschlossen sind. Die Ausgangssignale der Verstärker werden einem Sumtnierungsglied 23 zugeführt, an die das Meßglied 2 angeschlossen ist. Die Justierung der Anordnung geschieht durch Verstellung der Impedanzen und des Verstärkungsgrades.
Eine Alternative zur Summieranordnung gemäß Fig. 11 zeigt Fig. 12. Hier besteht sowohl die Meßwicklung als auch die Kompensationswicklung aus zwei parallel angeordneten Spulen 4a, 46 bzw. 6a, 66. Das in der Spule 4a induzierte Signal wird vom Verstärker 21 verstärkt und über die Spule 4b zum Eingang des Verstärkers zurückgeführt. Auf gleiche Weise verfährt man mit dem Kompensationssignal, welches in der Spule 6a induziert wird. Durch diese Rückführung der Signale wird erreicht, daß das innere Magnetfeld des Gebers so wenig wie möglich geändert wird.
Fig. 13 veranschaulicht die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einem Geber gemäß dem schwedischen Patent 2 02 561. Bei diesem Geber sind beide Wicklungen 3 und 4 in Löchern angeordnet, die alle auf einer Geraden liegen. Die Löcher 7 und 8 für die Kompensationswicklung können an vielen verschiedenen Stellen liegen; wesentlich ist lediglich, daß die oben angegebenen Voraussetzungen erfüllt sind.
Fig. 14a zeigt einen Geber gemäß Fig.2 der schwedischen Auslegeschrift 3 51 292 mit einer aus zwei Spulen 3a und 36 bestehenden Magnetisierungswicklung und einer Meßwicklung, die aus vier in Reihe geschalteten Spulen 4a, 4b, 4c und 4d besteht Der Erfindungsgedanke kann auch bei diesem Geber angewendet werden, indem die genannten Spulen sowie die Kompensationswicklungen 6a und 66 entsprechend F i g. 14b zusammengeschaltet werden.
Die deutsche Auslegeschrift 12 20 634 zeigt einen Geber, dessen Wicklungen gemäß Fig. 15 angeordnet sind. Die Magnetisierungswicklung 3 ist in derselben Weise angeordnet wie in der DE-PS 9 55 272, während die Meßwicklung in zwei Spulen 4a und 46 aufgeteilt ist, die senkrecht zueinander angeordnet und so geschaltet sind, daß sie zusammen einer Wicklung äquivalent sind, die senkrecht zur Wicklung 3 steht. Auch hier kann eine Kompensationswicklung 6 in den Löchern 7 und 8 angeordnet werden, die, wie in F i g. 15 gezeigt, placiert werden können. Die Summierung der Signale und das Justieren der Kreise geschieht in derselben Weise, wie im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben.
Fig. 16a zeigt eine Seitenansicht und Fig. 16b eine Ansicht längs der Linie B-B in Fig. 16a eines Gebers, der aus zwei Druckplatten 25 besteht die durch zwei Schenkel 26 miteinander verbunden sind. Auf den Schenkeln sitzt eine aus zwei Spulen 27 bestehende Wicklung. Dicht an der Peripherie einer der Platten 25, wo das von den stromdurchflossenen Wicklungen 27 erregte magnetische Feld schwach ist sind Löcher 7, 8 vorgesehen, in denen eine Kompensationswicklung 6 angeordnet ist.
Der Geber arbeitet in diesem Falle als eine induktive Reaktanz, deren Induktivität von der mechanischen Kraft abhängt, die auf die Druckplatten wirkt. Die ' Induktivitätsänderung des Gebers wird in ein Meßsignal umgewandelt, beispielsweise mittels einer Brückenschaltung gemäß Fig. 16c. Die Brücke besteht aus der Wicklung 27a des Gebers, einer Abgleichinduktivität 276 und der Differentialwicklung 17 eines Anpassungs-
i» transformator. An die Ausgangswicklung 18 des Transformators wird ein Meßglied (Anzeigegerät) 2 an sich bekannter Art angeschlossen, das Anordnugen zur Gleichrichtung, Temperaturkompensation usw. umfaßt. Die Impedanz der Ableächirr.pedanz 276 und die
Übersetzung in der Differentialwicklung sind so gewählt, daß die Brücke im wesentlichen abgeglichen ist, wenn der Geber von der Kraft unbeeinflußt ist, also F=O. Die Induktivitätsänderung des Gebers unter dem Einfluß der Kraft F verursacht eine Verstimmung und
2U damit eine von der Kraft unabhängige Ausgangsspannung. Das Signal von der Kompensationswicklung 6 wird zu der Ausgangsspannung durch eine weitere Wicklung 16 des Anpassungstransformators summiert wie dies bereits in F i g. 10 gezeigt ist
Damit das Gleichgewicht der Brücke nicht in hohem Maße von Spannungsänderungen, Temperaturänderungen und anderen störenden Einflüssen beeinflußt wird, ist es zweckmäßig, daß die Abgleichinduktivität so ausgeführt ist daß ihre Impedanz in gleichem Maße wie die Impedanz des Gebers von diesen störenden Einflüssen beeinflußt wird. Dies wird am besten dadurch erreicht, daß man als Abgleichinduktivität einen weiteren Geber gleicher Ausführung wie der von der Kraft beeinflußte Geber verwendet und ihn nahe an diesem placiert so daß er derselben Umgebungstemperatur ausgesetzt ist ohne jedoch von der zu messenden Kraft F beeinflußt zu werden. Der andere Geber, der »Scheingeber«, braucht jedoch keine Kompensationswicklung zu haben, kann eine solche jedoch haben. In letzterem Falle wird die Kompensationswicklung des »Scheingebers« gegenphasig in Reihe mit der Kompensationswicklung 6 des aktiven Gebers geschaltet wodurch man, was die Nullabgleichung betrifft, eine vollständige Symmetrie der Brückenschaltung erhält
Die beschriebene Schaltung ist selbstverständlich nur ein Beispiel einer verwendbaren Brückenschaltung Dieselbe wesentliche Funktion kann man mit einei Vielzahl anderer Brückenschaltungen erreichen, was füi jeden, der mit der elektrischen Netzv^.k ;orie vertraut ist selbstverständlich ist Dadurch, daß sowohl der aktive Geber wie auch der Scheingeber jeweils mil einer weiteren Wicklung versehen werden, in magnetisch fester Schaltung mit der ersten in Fig. 16i gezeigten, ergeben sich Möglichkeiten zu weiterer Schaltungsvarianten mit prinzipiell gleicher Funktion.
Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, die beiden in die Brückenschaltung eingehenden Gebei aktiv arbeiten zu lassen, d.h. sie den Kräften Fl bzw F2 auszusetzen, wobei das Ausgangssignal der Anord nung im wesentlichen von der Differenz zwischen der beiden Kräften, d. h. Fl — F2, abhängig ist Eine solche Anordnung kann beispielsweise beim Messen voi Momenten (Kräftepaaren) zweckmäßig sein. Auch ii diesem Fall ist es möglich, die Hysteresekompensatioi gemäß der Erfindung auszuführen.
Die Fig. 17a und 17c zeigen Geber gemäß dei britischen Patentschrift 12 01 111. Beide Geber zeigei Magnetisierungswicklungen 3a und 36 sowie Meßwick
lungen 4a und 4b. Die Wicklungen sind so angeordnet, daß hauptsächlich nur das eine Paar von einer äußeren Kraft F beeinflußt wird, während das andere Paar als Bezugspaar dient. Gemäß der Erfindung werden die Kompensationswicklungen 6 in die Löcher 7 und 8 verlegt. Diese Wicklungen können im Prinzip überall angewendet werden, außer senkrecht und symmetrisch zu den Wicklungen 3 und 4. Die Meßsignale werden beispielsweise mittels eines Anpassungstransformators oder direkt im Geber summiert, wie es in den Fig. 17b und Fig. 17d angedeutet ist. In diesen Figuren wird die Schaltung der Magnetisierungswicklungen 3a und 3b sowie die Meßwicklungen 4a, 46 und den Kompensationswicklungen 6a, 6b in Fig. !7b bzw. 6 in Fig. 17d gezeigt. Der für alle Wicklungen gemeinsame Eisenkern ist mit 5 bezeichnet. Alternative Lagen der Löcher 7 und 8 sind durch gestrichelte Kreise angedeutet, wobei eines der Löcher für beide Wicklungen gemeinsam sein kann.
Im Geber gemäß Fig. 17c sind die Wicklungspaare parallel angeordnet; das eine Paar ist jedoch so placiert, daß seine Beeinflussung durch die Kraft Funbedeutend ist Die Kompensationswicklung 6 ist symmetrisch mit dem Wicklungspaar 3b, 4b angeordnet, und die Summierung geschieht gemäß F i g. 17d.
Wie aus den Fig. 18a und 18b hervorgeht, kann die Erfindung auch bei einem Geber nach der DE-PS 19 61 280 zur Anwendung kommen. Die Summierung der Signale geschieht, wie bereits gezeigt und beschrieben, gemäß Fig. 18b. Auch hier können die
r> Löcher 7 und 8 beliebig angeordnet werden, außer in der neutralen Ebene des Balkens 5.
Fig. 19 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal U eines Gebers und der Kraft F, die dieses Ausgangssignal auslöst. Dieser Zusammenhang,
ίο die Kennlinie des Gebers, ist in dem idealen Fall die Gerade 30, die durch den Nullpunkt geht. Die Steigung der Geraden wird als Empfindlichkeit des Gebers bezeichnet. In der Praxis erhält man Abweichungen von der idealen Kennlinie 30 teils in Form einer Nichtlineari-
ü täl b urid teils in Form einer Hysterese c. Die praktisch erreichbare Kennlinie hat die Form zweier gebogener Kurventeile 31. Mit Nichtlinearität ist die Abweichung der Kurventeile 31 von der Geraden 30 bei einem gewissen Wert F gemeint und mit Hysterese c der Abstand zwischen den Kurventeilen 31 bei demselben Wert der Kraft F. Mit der Erfindung wird ein Zusammenfallen der beiden Kurventeüe 31 angestrebt, damit der Geber immer dasselbe Ausgangssignal U für einen bestimmten Wert Fgibt, unabhängig davon, ob die Kraft Fzunehmend oder abnehmend ist.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur Kompensation der Hysterese im Ausgangssignal von kraftmessenden magnetoelastischen Gebern, die aus einem Eisenkern und ■> mindestens je einer in diesem angeordneten Wicklung zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Kern und zum Messen der Änderung der Permeabilität des Kernes bestehen, die auftreten, wenn auf den Kern die Meßkraft einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (5) mit mindestens einer Kompensationswicklung (6) versehen ist, die durch Löcher (7, 8) im Kern geführt ist, welche an solchen Stellen des Kerns angeordnet sind, wo die magnetische Feldstärke bedeutend niedriger a's bei den Löchern für die Meßwicklungen (4) ist und wo sich die Permeabilität des Kernes entsprechend der Meßkraft ändert, daß die Anordnung Schaltungselemente (4, 6, 15, 16, 17, 18,21,22, 23) zur Summierung der in den Kompensationswicklungen (6) und in den Meßwicklungen (4, 4a, 4b) induzierten Spannungen (Signale) aufweist, wobei die Summierung mit einer solchen Phasenlage der Spannungen erfolgt, daß die Hysteresekomponente des Kompensationssignals ein entgegengesetztes 2r> Vorzeichen zur Hysteresekomponente des Meßsignals hat, und daß die Anordnung Schaltungselemente (9) aufweist, durch die das Kompensationssignal so abgeschwächt werden kann, daß eine optimale Kompensierung der Hysteresekomponente !" des Signals der Meßwicklung erfolgen kann.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklung (6) und die Meßwicklung (4,4a, 4b)in Reihe geschaltet sind.
3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekenn- i-'> zeichnet, daß zur Kompensationswicklung ein Justierwiderstand (9) parallelgeschahei ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierung der Signale mittels eines Anpassungstransformators geschieht. ·»<>
DE2442313A 1973-09-13 1974-09-04 Kompensationsanordnung bei magnetoelastischen Gebern Expired DE2442313C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7312450A SE376077B (de) 1973-09-13 1973-09-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2442313A1 DE2442313A1 (de) 1975-03-20
DE2442313B2 true DE2442313B2 (de) 1980-07-31
DE2442313C3 DE2442313C3 (de) 1981-05-21

Family

ID=20318520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2442313A Expired DE2442313C3 (de) 1973-09-13 1974-09-04 Kompensationsanordnung bei magnetoelastischen Gebern

Country Status (11)

Country Link
US (1) US3903739A (de)
JP (1) JPS581373B2 (de)
AT (1) AT338017B (de)
BE (1) BE819831A (de)
CA (1) CA1011961A (de)
DD (1) DD113632A5 (de)
DE (1) DE2442313C3 (de)
FR (1) FR2244166B1 (de)
GB (1) GB1445778A (de)
IT (1) IT1016648B (de)
SE (1) SE376077B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE405766B (sv) * 1976-12-28 1978-12-27 Asea Ab Kraftmetande magnetoelastisk givare
DE3331986A1 (de) * 1983-09-05 1985-03-21 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Magnetoelastischer kraftmesser zur messung von schubspannungen
US4687747A (en) * 1984-07-02 1987-08-18 Mallinckrodt, Inc. Phenanthridinium ester as a labelling compound in luminometric immunoassay
US4616512A (en) * 1984-11-23 1986-10-14 S. Himmelstein And Company Torquemeter
DE3502008A1 (de) * 1985-01-23 1986-07-24 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Dehnungsaufnehmer
JPS63279131A (ja) * 1987-05-12 1988-11-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc トルク検出装置
JP3163965B2 (ja) * 1995-09-27 2001-05-08 三菱自動車工業株式会社 磁歪式センサの構造
JPH10122942A (ja) * 1996-10-17 1998-05-15 Yazaki Corp センシング素子及びセンシング素子の出力補正方法並びにその装置
DE19753975C2 (de) * 1997-12-05 1999-10-28 Bosch Gmbh Robert Kraftsensor
WO2005098985A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic actuator drive for actuation and resetting of magnetic actuation materials
US10488278B2 (en) * 2015-09-24 2019-11-26 Methode Electronics Malta Ltd. Planar magnetoelastic force sensor
DE102018112924A1 (de) * 2018-05-30 2019-12-05 Trafag Ag Kompensation von parasitären Effekten, insbesondere Temperatur, für Zweikanal-Messungen
DE102018115713B4 (de) * 2018-06-28 2022-08-04 Trafag Ag Verfahren, Vorrichtung und Anordnung zur Belastungsmessung an einem Testobjekt
DE102019108898B4 (de) * 2019-04-04 2022-08-04 Trafag Ag Vorrichtung und Anordnung zur Belastungsmessung an einem Testobjekt, insbesondere einer Fahrwerkskomponente

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1586877A (en) * 1924-04-04 1926-06-01 Western Electric Co Electromagnetic device
DE955272C (de) * 1953-12-28 1957-01-03 Asea Ab Vorrichtung zur Messung von mechanischen Kraeften und deren Zeitableitungen
US3664187A (en) * 1970-06-03 1972-05-23 Saab Scania Ab Transducer for measuring mechanical forces
JPS546233Y2 (de) * 1975-07-03 1979-03-22

Also Published As

Publication number Publication date
AT338017B (de) 1977-07-25
ATA732874A (de) 1976-11-15
FR2244166B1 (de) 1977-10-28
US3903739A (en) 1975-09-09
IT1016648B (it) 1977-06-20
GB1445778A (en) 1976-08-11
DE2442313A1 (de) 1975-03-20
JPS5057479A (de) 1975-05-19
SE376077B (de) 1975-05-05
FR2244166A1 (de) 1975-04-11
AU7312374A (en) 1976-03-11
DE2442313C3 (de) 1981-05-21
DD113632A5 (de) 1975-06-12
JPS581373B2 (ja) 1983-01-11
CA1011961A (en) 1977-06-14
SE7312450L (de) 1975-03-14
BE819831A (fr) 1974-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2442313C3 (de) Kompensationsanordnung bei magnetoelastischen Gebern
EP1250605B1 (de) Kompensationsstromsensor
DE19606445A1 (de) Induktive Messvorrichtung zur Messung von einem hohen Gleichstrom überlagerten Wechelstromkomponenten
WO2002071081A1 (de) Übertrager für einen stromsensor
DE69307965T2 (de) Stromtransformator mit Rückkopplung für Gleichstrom, Wechselstrom oder gepulsten Strom
DE1102245B (de) Vorrichtung zur Induktivsteuerung von Servo-Anlagen
DE1623748B2 (de) Vorrichtung zum elektrischen messen der position eines gliedes
DE69019491T2 (de) Verschiebungssensor vom Induktionstyp mit Unempfindlichkeit gegenüber externen magnetischen Feldern.
DE19542899B4 (de) Wechselstromsensor auf der Basis einer Parallelplattengeometrie und mit einem Shunt zur Selbstspeisung
DE2600453C2 (de) Gerät zur Messung der Bandebenheit beim Kaltwalzen magnetischen Materials
DE2427959A1 (de) Anordnung zur pruefung von metallischen koerpern
DE4202296B4 (de) Magnetisch kompensierter Stromwandler
DE2812303C2 (de) Stromwandleranordnung mit elektronischer Fehlerkompensation
DE102022111747A1 (de) Differenzstromsensor für hohe Ströme
DE2617624A1 (de) Linearisierung fuer induktiven stellungsgeber
DE4212461A1 (de) Direktabbildender Stromsensor
DE9212158U1 (de) Anordnung zur Erfassung der Drosselklappenstellung in einem Verbrennungsmotor mit Hall-Elementen
DE2937650C2 (de) Wirbelstromprüfsonde zum Abtasten der Oberfläche eines metallischen Prüfteiles
DE3429348C2 (de)
EP0267498B1 (de) Flusskompensierter Stromwandler
DE2159623A1 (de) Differenzdruck-Meßwertwandler
DE2618585A1 (de) Vorrichtung zur messung von ortsveraenderungen
DE3410547A1 (de) Pruefgeraet zum untersuchen elektrisch leitender pruefteile
CH421561A (de) Anordnung zum elektromagnetischen Messen von mechanischen Kräften
DE69530253T2 (de) Magnetoresistiver Strommesser

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)