DE2550060C3 - Verfahren und Einrichtung zur Detektion eines Magnetfeldes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion eines durch Vormagnetisierung eines Magnetkreises erzeugten Magnetfeldes, insbesondere zur Detektion einer mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung, bei dem mittels einer mit dem Magnetkreis verketteten Detektions-Stromdurchflutung eine zeitlich zyklische Magnetflußänderung erzeugt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Magnetkreise, im allgemeinen in Form von hochpermeablen und insbesondere ferromagnetischen Magnetkernen, eignen sich zur Detektion von Magnetfeldern durch die im Magnetkreis vorhandene Magnetisierung, die im folgenden zwecks Unterscheidung von einer Magnetisierung zur Erzeugung von verlangten Detektionssignalen als »Vormagnetisierung« bezeichnet wird. Wenn eine solche Vormagnetisierung einer mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung entspricht so ergibt sich eine Stromdetektion, insbesondere z. B. eine Nulldetektion von Strömen.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus Proceedings IEE, Vol. 99 PtII, August 1952, S. 327-345, bekannt Die zyklische Detektions-Stromdurchflutung wird hier mittels eines Oszillators erzeugt, wobei über eine Detektionswicklung des Magnetkreises mit angeschlossenem Frequenzfilter das Auftreten bzw. die Amplitude einer harmonischen Oberschwingung der Oszillatorschwingung infolge der vormagnetisierungsabhängigen Sättigung zur Erzeugung eines Detektionssignals ausgenutzt wird. Dieses Verfahren ist hinsichtlich Langzeitstabilität verbesserungsbedürftig. Es erfordert außerdem einen vergleichsweise großen Schaltungsaufwand, im allgemeinen mit mindestens zwei gekoppelten Magnetkernen und zugehöriger Speisesowie Auswerteschaltungen. Insbesondere stellt das Frequenzfilter einen unerwünschten Schaltungsaufwand dar und verursacht infolge der erforderlichen Schmalbandigkeit eine unerwünschte Tätigkeit der Detektion.

Aufgabe der Erfindung ist in diesem Zusammenhang

die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, mittels deren eine Vormagnetisierung und insbesondere eine entsprechende Stromdurchflutung mit geringem Aufwand zuverlässig delektiert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe bzw. die entsprechende Einrichtung kennzeichnen sich durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Hierbei ermöglicht die zusätzlich zu der zu detektierenden Vormagnetisierung bzw. Stromdurchflutung im Magnetkreis erzeugt Magnetflußänderung bzw. die entsprechende Stromdurchflutung die Bestimmung von Zeitintervallen, die unmittelbar oder in Form einer geeigneten, von diesen Intervallen abgeleiteten Funktion — z. B. eines Verhältnisses von Zeitintervallen — den gegenüber der zyklischen Detektions-Magnetflußänderung als stationär zu betrachtenden Vormagnetisierungszustand bzw. einen entsprechenden Strom kennzeichnen. Solche Zeitintervalle und daraus abgeleitete Funktionen lassen sich mit den Mitteln der Analogoder Digitalelektronik vergleichsweise einfach und mit geringem Aufwand bestimmen und zeichnen sich im Vergleich zu einer unmittelbaren Strom- oder Spannungs-Amplitudendetektion durch große Unempfindlichkeit gegen Störgrößen und Schwankungen von Verfahrens- bzw. Schaltungsparametern wie Temperatur, Bauelementtoleranzen u. dgl. aus.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der das Detektionssignal ab Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die bei der zyklischen Magnetflußänderung von der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe zwischen vorbestimmten Werten durchlaufen werden. Insbesondere für eine Detektion von mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutungen ergibt sich hier eine hohe Detektionsempfindlichkeit, weil durch eine solche Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung die Magnetisierungskennlinie (Magnetfluß als Funktion der Detektions-Stromdurchflutung) in Richtung der Strom- oder Intensitätsachse verschoben wird und sich die Zeitintervalle beim Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie zwischen vorbestimmten Werten des Stromes oder einer mit dem Strom funktionell verknüpften Größe mit der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung stark ändern. Dabei ist die Vorgabe von intervallbestimmenden Strom-Grenzwerten zwar in mancher Hinsicht vorteilhaft, jedoch nicht unabdingbar. Es kommt grundsätzlich auch eine Vorgabe von anderen, z. B. auch relativen Grenzwerten wie Maxima, Minima oder Nulldurchgängen des Stromes oder einer geeigneten Spannung in Betracht

Insbesondere können mit Vorteil Stromwerte entgegengesetzten Vorzeichens für die Intervallbestimmung vorgegeben werden, speziell auch solche von gleichem Betrag. Dies ergibt nicht nur einfache schaltungstechnische Realisierungsmöglichkeiten, sondern auch die Möglichkeit, gewisse, im allgemeinen erwünschte Symmetrieeigenschaften der Zeitintervalle als Funktion der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung herzustellen. Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich bei Verwendung der Stromnundurchgänge für die Intervallbestimmung.

Weiterhin können die intervallbestimmenden Stromwerte in bezug auf einen vorgegebenen Bezugs-Magnetisierungszustand gewissen ausgezeichneten Punkten der — im allgemeinen jedenfalls nichtlinearen — Magnetisierungskennlinie angepaßt werden. So ergibt eine Vorgabe von intervallbestimmenden Stromwerten im Bereich von Wendepunkten der Magnetisierungskennlinie (Magnetfluß als Funktion der Detektions-Stromdurchflutung) in einem vorgegebenen Bezugs-Magnetisierungszustand eine besonders große Empfindlichkeit der Detektions-Zeitintervalle oder einer Funktion dieser Intervalle bezüglich einer Änderung der zu detektierenden Vormagnetisierung bzw. des zu detektierenden Stromes. Dabei stellt der genannte Bezugs-Magnetisierungszustand den Ausgangszustand oder Nullpunkt der Detektion dar. Für die spezielle

ίο Aufgabe einer Strom-Nulldetektion bietet sich daher der Magnetisierungszustand des Magnetkreises ohne verkettete Stromdurchflutungen als vorteilhaft an, im folgenden der Einfachheit halber kurz »Nullmagnetisierung« mit der entsprechenden »Nullkennlinie« genannt.

is Letztere ist somit die Magnetisierungskennlinie nur unter dem Einfluß des zyklischen Zeitverkaufes der Detektions-Stromdurchflutung, wobei im folgenden vereinfachend Zyklen mit zusammenfallendem Anfangs- und Endstromwerten vorausgesetzt werden. Bei nullsymmetrischer Detektions-Stromaussteuerung stellen die Nullkennlinien also Kommutierungskurven, im Fall eines Magnetkreises mit augeprägter Sättigung und Aussteuerung bis in die Sättigung Grenzkurven dar.
Für Magnetkreise der letztgenannten Art kommt mit Vorteil insbesondere eine Vorgabe von intervallbestimmenden Stromwerten in Sättigungsbereichen der Nullkennlinie oder einer anderen Bezugs-Magnetisierungskennlinie in Betracht, zweckmäßig eine paarige Vorgabe in den entgegengesetzten Sättigungsbereichen. Eine alleinige Intervallbestimmung durch Stromwerte in den Sättigungsbereichen setzt — wie im einzelnen noch erläutert wird — eine nicht bloD konstante Magnetfiußändeningsgeschwindigkeit zwischen den Sättigungs-Grenzpunkten voraus. Unabhängig von bestimmten Magnetfluß-Zeitverläufen kommi die Vorgabe intervallbestimmender Stromwerte in der Sättigungsbereichen jedoch in Kombination mit anderen intervallbestimmenden Stromwerten im Verlauf de; zyklischen Durchlaufes der Magnetisierungskennlinie ir Betracht Im allgemeinen bietet die intervallbestimmen de Stromvorgabe in den Sättigungsbereichen der Vorteil vergleichsweise geringer Genauigkeitsanforde rungen hinsichtlich der Stromschwellenwerte, weil dit Sättigungsabschnitte der Magnetisierungskennlinie ir bezug auf ein und dieselbe Magnetflußänderungsge schwindigkeit mit vergleichsweise großer Geschwindig keit durchlaufen werden und daher nur schwach in du Bestimmung der Gesamtintervalldauer eingehen.

Ferner können die intervallbestimmenden Stromwer

so te mit speziellen Vorteilen, wozu vor allem gering« Empfindlichkeit gegen unsystematische Abweichungei der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit von einge stellten Sollwerten in den verschiedenen Zeitintervaller bzw. Kennlinienabschnitten gehört, in den Bereich dei Nulldurchgänge des Magnetflusses in einer Bezugs-Ma gnetisierungskennlinie vom Hysterese gelegt werden d.h. in den Bereich der Koerzitivpunkte einer üblichei ferromagnetisehen Magnetisierungskennlinie.

Im übrigen ist festzustellen, daß die Intervallbestim

bo mung nicht unbedingt beidseitig durch den Eintrit vorgegebener Stromwerte öder entsprechender Grö ßenwerte erfolgen muß. Vielmehr kann z. B. grundsätz lieh nüt teilweise fest vorgegebenen zeitlichen Intervall grenzen gearbeitet werden, etwa mit einer feste

6<i Zyklusdauer der Detektions-Stromdurchflutnng in Vei bindung mit magnetisienmgsabhängigen Zeitintervall grenzen innerhalb dieser Zyklusdauer. Als Detektionsfunktion (Detektionssignal als Funk

tion von magnetisierungsabhängigen Zeitintervallen) kommen wegen der einfachen Realisierbarkeit und Störunempfindlichkeit bevorzugt Verhältnisse in Betracht, insbesondere das Tastverhältnis des zyklischen Zeitverlaufes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe. Unter der Annahme einer Binärisierung dieses Zeitverlaufes jeweils in den Nulldurchgängen soll im vorliegenden Zusammenhang als »Tastverhältnis« das Verhältnis des auf einen Binärwert entfallenden Zeitintervalls bzw. der Summe mehrerer solcher Intervalle innerhalb eines Zyklus zur Gesamtzyklusdauer verstanden werden. Wenn nun eine nullsymmetrische Binärisierung erfolgt (Umschalten zwischen positiven und negativen Werten gleichen Betrages), so stellt die Gleichstromkomponente der (als stationär angenommenen) Pulsfoige unmittelbar das Tastverhältnis dar, welches somit durch Tiefpaßfilterung leicht gewonnen werden kann.

Der Zeitverlauf der intervallbildenden Detektionsgröße (Detektions-Stromdurchflutung oder eine davon abhängige Größe) wird — abgesehen von der die zu detektierende Größe repräsentierenden Magnetisierungskennlinie — vom Zeitverlauf des Magnetflusses und den Eigenschaften des mit dem Magnetkreis verketteten Detektionsstromkreises bestimmt Zu letzteren gehört insbesondere die Strom-Spannungskennlinie der den Detektionsstromkreis speisenden Stromquelle. Dies gilt auch für das Zeitverhalten dieser Stromquelle, jedoch braucht darüber zunächst nur eine das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie bewirkende Voraussetzung im übrigen beliebiger Art erfüllt zu sein. Dies kann grundsätzlich durch eine periodisch veränderliche elektromotorische Kraft, durch z. B. strom- oder spannungsabhängiges Umschalten zwischen verschiedenen Speisequellen bzw. zwischen verschiedenen Strom-Spannungskennlinien einer Speisequelle od. dgl. erreicht werden.

Wesentlich für den Detektionseffekt ist dagegen die Erzeugung einer Magnetflußänderung, wozu jedenfalls eine geeignete Stromdurchflutung des mit dem Magnetkreis verketteten Detektionsstromkreises erforderlich ist, und die Erfassung einer vom Magnetisierungszustand abhängigen Größe (Detektionsgröße) mit einem durch die Magnetflußänderung bedingten Zeitverlauf, in dem sich magnetisierungsabhängige Zeitintervalle bestimmen lassen. Sofern die Magnetisierungsabhängigkeit gegeben ist, kommen also grundsätzlich Ströme wie auch Spannungen als Detektionsgrößen in Betracht Damit liegen auch die grundsätzlichen Bedingungen für die Speisung des Detektionsstromkreises fest, insoweit als einerseits die Magnetflußänderung durch diese Speisung erzeugt werden soll, andererseits aber aus dem Detektionsstromkreis die magnetisierungsabhängige Detektionsgröße gewonnen werden muß. Wird also z. B. der Strom als Detektionsgröße verwendet, so darf der Innenwiderstand der Speisequelle nicht zu groß sein (eingeprägte Spannung). Entsprechend umgekehrtes gilt für die Verwendung der Klemmenspannung der Speisequelle oder einer Detektionswickltmg des Magnetkreises als Detektionsgröße. Im übrigen muß die Abnahme der Detektionsgröße nicht unmhtelbar im Detektionsstromkreis erfolgen. Vielmehr ist eine Auskopplung geeigneter Detektionsgrößen wie Strom oder Spannung auch mittels besonderer Stromkreise möglich.

Das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie wird zweckmäßig durch Vorzeichemnrikehr der MagnetfluBänderungsgescliwmdigkeit, z.B. durch Umpolung der Speisespannung erreicht. Im Interesse einer einfachen schaitungstechnischen Verwirklichung wird dabei im Magnetkreis vorteilhaft ein Magnetfluß mit einem Zeitverlauf erzeugt, der wenigstens ein Paar von s Intervallen mit Magnetflußänderungsgeschwindigkeiten von wenigstens annähernd übereinstimmendem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen umfaßt. Innerhalb eines solchen Intervalls gleichen Vorzeichens der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit kann dann insbesondere zeitabschnittsweise mit konstantem Betrag dieser Änderungsgeschwindigkeit gearbeitet werden. Im Hinblick auf den typischen, nichtlinearen Verlauf der Magnetisierungskennlinie üblicher hochpermeabler Werkstoffe mit Sättigung kann es vorteilhaft sein, den Einfluß bestimmter Kennlinienbereiche durch rascheres Durchlaufen, d. h. mit größerer Magnetfiußänderungsgeschwindigkeit, zu vermindern bzw. umgekehrt den Einfluß anderer Bereiche durch langsameres Durchlaufen, d. h. mit geringerer Magnetflußänderungs geschwindigkeit, zu vergrößern. Zu diesem Zweck können innerhalb eines Zyklus des Zeitverlaufes der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit wenigstens zwei Intervalle mit unterschiedlichem, vorzugsweise jeweils zeitkonstantem Betrag und gleichem Vorzeichen der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit eingestellt werden.

Grundsätzlich kann für die Änderung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit nach Betrag und/oder Vorzeichen ein z. B. fester Zeitrahmen vorgegeben werden. Insbesondere empfiehlt sich jedoch die Auslösung dieser Änderungen in Abhängigkeit vom Erreichen mindestens eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe. Die so vollständig oder teilweise erreichbare Autonomie der Zeitablaufsteuerung ergibt eine entsprechende Kompensation von Störgrößen. Demgemäß kann das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie dadurch erreicht werden daß eine Vorzeichenumkehr der Magnetflußänderungsge schwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen von Endwerten entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erfolgt wobei diese Endwerte für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetisierung in Sättigungsbereichen der Magnetisierungskennlinie liegen. Bei einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie werden dann ausgehend von den Sättigungsbereichen immer die Grenzkurven durchlaufen, so daß der augenblicklich wirksamen Vormagnetisierung vorangegangene Magnetisierungsso zustände ohne Einfluß sind.

Für die bereits erwähnte Hervorhebung von für den Meßeffekt ergiebigeren Kennlinienbereichen — im allgemeinen von bezüglich der Durchflutungsachse steileren Bereichen — kommt unter Berücksichtigung der Vorteile eiaer autonomen Zeitsteuerung eine Änderung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem -wenigstens annähernden Erreichen des Wertes Null der Detekfions-Stromdurchflutung in Betracht Diese Umsteuerung hat vor allem den Vorteil eines einfachen und genau reproduzierbaren Schaltkriteriams. Im übrigen kann diese Umsteuerung allein kein zyklisches Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie bewirken und ist deshalb mit einer Endwertumsteuerung zu kombinieren, etwa einer solchen in den beiderseitigen Sättigungsbereichen wie vorstehend angeführt Dies gut auch für eine Umsteuerung in den Wendepunkten der Magnetisierungskennlinie, die im übrigen eine besonders große Detektionsempfmdlich-

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keit hinsichtlich von Verschiebungen der Magnetisierungskennlinie in Richtung der Durchflutungsachse ergibt. Als einfacher einstellbare Annäherung der Wendepunkte kommen ferner bei Hystereseschleifen einfacher Art die Koerzitivpunkte in Betracht, d. h. die Nulldurchgänge der Magnetisierungskennlinie. In den beiden letztgenannten Ausführungen ist für die Einstellung der Durchflutungs- oder Magnetflußwerte der vorgesehenen Umsteuerung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit ein bestimmter Magnetisierungszustand vorauszusetzen, z. B. die oben bereits erwähnte Nullmagnetisierung.

Eine Verallgemeinerung der durchflutungsabhängigen Steuerung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit führt zur Speisung des Defektionstromkreises durch einen Funktionsgenerator mit vorgegebenen Strom-Spannungskennlinie, die im Hinblick auf die Forderung des zyklischen Durchlaufens der Magnetisierungskennlinie einen hystereseförmigen Verlauf mit mindestens einem positiven und einem negativen Spannungszweig aufzuweisen hat. Durch die mit üblichen elektronischen Schaltungen ohne weiteres gegebene, freizügige Gestaltungsmöglichkeit der Strom-Spannungskennlinie einer solchen verallgemeinerten Speisequelle lassen sich für verschiedenartige Detektionsaufgaben und Störbedingungen optimale Anpassungen erreichen.

Das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie wird bei einer Speisung der letztgenannten Art zweckmäßig durch Umschaltung zwischen verschiedenen Funktionen der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen vorgegebener Werte der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erreicht, und zwar vorteilhaft durch Umschalten zwischen für sich jeweils nullstellenfreien, zueinander entgegengesetztes Vorzeichen aufweisenden Funktionen. Da eine Umschaltung der letztgenannten Art eine Umkehr der Laufrichtung in der Magnetisierungskennlinie und damit im allgemeinen auch eine Richtungsumkehr der Durchflutungsänderung bedeutet, ist hier durch einseitig gerichtete Umschaltung oder einseitige Richtungsabhängigkeit vom Erreichen des vorgegebenen Umschaltpunktes in der Magnetisierungskennlinie ein Pendeln um den Schaltpunkt auszuschließen. Dies läßt sich in den Endpunkten der Aussteuerung besonders leicht erreichen und wird bei der zuletzt ausgeführten Verfahrensweise innerhalb der einzelnen Funktionsbereiche vorteilhafterweise vermieden.

Besondere Vorteile bietet im allgemeinen das mehr oder weniger angenäherte Einprägen einer Spannung in einen mit dem Magnetkreis verketteten Strompfad, zweckmäßig in den Detektions-Stromkreis, zur Bestimmung der zeitlichen Änderung des Magnetflusses. Bei einem in bezug auf eine gegebenen Induktivität ausreichend geringen Innenwiderstand der Speisequelle und ebensolchem Wirkwiderstand des übrigen Strompfades bedeutet dies eine Magnetflußänderungsgeschwindigkeit von geringer Durchflutungs- bzw. Stromabhängigkeit Die eintretenden Stromänderungen stellen somit ein besonders empfindliches MaB für die zu detektjerende Vormagnetisierung dar, und zwar noch ausgeprägter bei einer wenigstens zeitabschnittsweise konstanten Spannung bzw. Magnetflußänderungsgeschwindigkeit, die im übrigen auch besonders einfach schaltungstechnisch τα verwirklichen ist

Die Erfindung wird weiter anhand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zur Nullstromdetektion mittels Vormagnetisierung eines Magnetkreises,

F i g. 2a das Spannungs-Stromdiagramm einer Speisequelle zur Erzeugung einer Detektions-Stromdurchflutung mit zyklischem Zeitverlauf,

F i g. 2b den geradlinig vereinfachten Verlauf der Magnetisierungskennlinie (Magnetfluß über dem der

ίο Detektions-Stromdurchflutung entsprechenden Detektionsstrom) des Magnetkreises,

F i g. 2c das Zeitdiagramm des Detektionsstromes entsprechend der Speisekennlinie (Spannungs-Stromdiagramm der Speisequelle) gemäß Fig.2a und der Magnetisierungskennlinie gemäß F i g. 2b,

F i g. 3 das Wirkschaltbild einer anderen Ausführung einer Einrichtung zur Nullstromdetektion,

Fig.4a eine spezielle Speisekennlinie für eine Einrichtung gemäß 3,

Fig.4b eine geradlinig vereinfachte Magnetisierungskennlinie mit Hysterese für die Nullstromdetektion,

F i g. 4c einen ersten Zeitverlauf des Detektionsstromes für nullsymmetrische Spannung der Speisequelle,

Fig.4d einen zweiten Zeitverlauf des Detektionsstromes für nullunsymmetrische Spannung der Speisequelle,

Fig.5a eine weitere Speisekennlinie mit gestuftem Spannungsverlauf,

F i g. 5b eine Magnetisierungskennlinie entsprechend F i g. 4b zur Bestimmung des Detektionsstrom-Zeitverlaufes,

Fig.5c den Detektionsstrom-Zeitverlauf, resultierend aus F i g. 5a und 5b und

Fig.6 ein Diagramm des Tastverhältnisses als zeitintervallabhängigen Detektionssignals über einem hinsichtlich Nullabweichung zu detektierenden Strom.

Die Schaltung nach F i g. 1 umfaßt einen Magnetkreis 1 in Form eines Ringkerns, mit dem eine z. B.

hinsichtlich Abweichungen vom Wert Null oder hinsichtlich Überschreitung von Grenzwerten zu überwachende Stromdurchflutung verkettet ist, z. B. eine solche in Gestalt der resultierenden Durchflutung mehrerer Leiter 2,3. Mit dem Magnetkreis 1 ist ferner eine z. B. aus mehreren Windungen bestehende Wicklung 4 eines Detektionsstromkreises 5 verkettet, der über einen Polaritätsumschalter 6 von einer Quelle 7 gespeist wird. Durch entsprechende Betätigung des Umschalters 6 mittels einer Steuereinrichtung 8 wird in dem Detektionsstromkreis 5 eine zeitlich zyklisch veränderliche Detektions-Stromdurchflutung erzeugt, die proportional zum Strom 1 im Detektionsstromkreis ist Im einfachsten Fall einer Gleichspannungsquelle 7 kann die an der Wicklung 4 liegende u als betragskonstaut mit wechselndem Vorzeichen angesehen werden, sofern der Spannungsabfall am Innenwiderstand der Quelle genügend gering gegenüber demjenigen an der Wickhing 4 ist Wenn ferner bei ausreichender Induktivität der Wicklung in bezug auf deren ohmschen Widerstand der Spannungsabfall an letzterem vernachlässigbar ist, so wird durch die Quellenspannung (Klemmenspannung) unmittelbar eine proportionale Magnetflußänderungsgeschwindigkeit im Magnetkreis eingeprägt Der zyklische Zeitverlauf dieser Magnetes fluBänderung wird im vorliegenden, einfachsten Fall durch die Polaritätsumschaltung erreicht Für die selbsttätige Auslösung dieser Umschaltung kommen verschiedene Kriterien in Betracht, von denen einige

noch besonders behandelt werden.

Über einen Stromwandler 9 mit einem zum Strom / proportionalen, ausgangsseitigen Signal Si (Stromsignal) ist an den Stromkreis 5 Detektionssignalkreis 10 mit zwei eingangsseitig parallelgeschalteten Grenzwertschaltern 11 und 12 angeschlossen. Nach den schematisch in den Blockdarstellungen dieser Grenzwertschalter angedeuteten Diagrammen des jeweiligen Ausgangssignals 5a bzw. Sb als Funktion des Stromsignals 5/ handelt es sich um Elemente mit binärem, nullsymmetrischem Ausgangssignal, ferner beim. Schalter Il um einen einzigen Schaltgrenzwert Si=O und beim Schalter 12 um zwei nullsymmetrische Grenzwerte Si=SiIbZW. Si=Si4. Der Ausgang des Schalters 11 ist an einen als Tiefpaß ausgebildeten Zeitintervalletektor 13 angeschlossen, dessen Ausgangssignal 5% (im Blocksymbol über der Frequenz f angedeutet) eine Funktion von Zeitintervallen ist, die sich in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung des Magnetkreises 1 und damit von der resultierenden Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung der Leiter 2, 3 im zyklischen Zeitverlauf des Detektionsstromes /ausbilden.

Die Detektions-Stromdurchflutung braucht sich von der Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung bzw. dem zu detektierenden Strom nur durch die Zykluszeit ihres Zeitverlaufes ausreichend zu unterscheiden. Vormagnetisierung bzw. zu detektierender Strom können also durchaus zeitveränderlich sein, sofern nur die Änderung innerhalb eines Zyklusintervalls genügend gering gegenüber dem Änderungshub des Detektionsstromes ist. Im übrigen geht der zyklische Zeitverlauf des Detektionsstromes bzw. der Magnetflußänderung bei konstanter Dauer der Zyklusintervalle in einen periodischen Zeitverlauf über, wobei entsprechende Bedingungen für die Periodendauer des genannten Zeitverlaufes gelten. Im allgemeinen werden der Einfachheit halber periodische Zeitverläufe des Magnetflußänderung anzuwenden sein, jedoch kommen — z. B. bei in großen Bereichen schwankender Änderungsgeschwindigkeit der Vormagnetisierung — auch zyklische Zeitverläufe mit veränderlicher Zyklusdauer in Betracht. Im folgenden wird die Vormagnetisierung als während der Zyklusdauer konstant angenommen. Bei der zyklischen Detektions-Magnetflußänderung wird demgemäß eine Magnetisierungskennlinie (Magnetfluß als Funktion der Detektions-Stromdurchflutung bzw. des Detektionsstromes) durchlaufen, die mindestens hinsichtlich ihrer Lage von der zu detektierenden Vormagnetisierung und damit von der zu detektierenden Stromdurchflutung abhängt Als Bezugs-Vormagnetisierung wird dabei im folgenden die bereits eingangs definierte Nullmagnetisierung angenommen.

Im Beispiel nach F i g. 1 wird die Zyklizität der Detektions-Magnetflußänderung durch Umpolung der Spannung u in Abhängigkeit vom Erreichen der vorgegebenen Stromsignalgrenzwerte 571 und 5/4 bewirkt Dazu ist der Ausgang des Grenzwertschalters 12 an einen auf die wechselnde Polarität von Sb durch entsprechend gegensinnige Schaltvorgänge reagierenden Eingang der Steuereinrichtung 8 angeschlossen.

Quelle 7 und Umschalter 6 bilden zusammen eine als Funktionsgenerator aufzufassende Detektions-Speisequelle mit hystereseförmiger Spannungs-Strom kennlinie, wie sie in Fig.2a in ausgezogenen Linien angedeutet ist Diese Kennlinie umfaßt die für sich stabilen Zweige Ii=+ U, raid B=—i/an deren Enden in dem durch Pfeile gekennzeichneten Sinn umgeschaltet wird, und zwar bei den Stromwerten h und U, denen die Stromsignalwerte 5/1 und 5/4 gemäß Fig. 1 zugeordnet sind. Zwischen diesen Stromgrenzwerten wird nun die in Fig.2b geradlinig vereinfacht sowie ohne Hysterese angenommene Magnetisierungskennlinie über / durchlaufen. Die Nullkennlinie ist in ausgezogenen Linien, die infolge zu detektierender Vormagnetisierung verschobene Magnetisierungskennlinie strichliert angedeutet. Für den Detektionsstrom / ergibt sich somit ein Verlauf über der Zeit / gemäß F i g. 2c, und zwar der ausgezogenen Linien angedeutete für die Nulikennlinie und der strichlierte für die zu detektierende Vormagnetisierung. Ferner ist in Fig.2c der Zeitverlauf des Ausgangssignals Sa des Grenzwertschalters 11 angedeutet, d. h. eines binären, nullsymmetrischen Signals mit der Periodendauer T und Nulldurchgängen in denjenigen des Detektionsstromes i. Ein Vergleich des in ausgezogenen Linien und strichliert angedeuteten Zeitverlaufes für die Nuilmagnetisierung und die zu detektierende Vormagnetisierung zeigt unmittelbar eine deutliche Veränderung des durch die Zeitintervalle zwischen den Nulldurchgängen bestimmten Tast- oder Schaltverhältnisses, dem eine entsprechende Veränderung der Gleichstromkomponente von 5a in Form des tiefpaßgefilterten Signals 5'„ entnommen werden kann. Letzteres stellt also das gewünschte Detektionssignal als Funktion von vormagnetisierungsabhängigen Zeitintervallen dar.

In F i g. 2a ist noch die Möglichkeit des Arbeitens mit anderen als stromkonstanten Speisespannungsfunktionen angedeutet. Der strichpunktierte Kurvenabschnitt «'gilt für einen vergleichsweise hohen Innenwiderstand der Speisequelle, während der Kurvenabschnitt u** — ebenfalls strichpunktiert angedeutet — für eine Quelle mit entsprechend nichtlinearer Spannungs-Stromkennlinie gilt. Für die erstgenannte Kurve ergibt sich ein nichtkonstanter Zeitverlauf auch der Speisespannung, so daß gegebenenfalls auch hieraus ein Detektionssignal abgeleitet werden kann, während eine Absenkung der Speisespannung gemäß u" in einem entsprechenden Abschnitt der Nullkennlinie eine stärkere Wirkung der vormagnetisierungsabhängigen Kennlinienverschiebungen zur Folge haben kann.

Anzumerken ist noch, daß eine Speisequelle mit insgesamt hystereseartiger Strom-Spannungskennlinie nach Art von Fig.2a grundsätzlich durch einen Oszillator — z. B. einen Relaxationsoszillator oder eine astabile Kippschaltung — verwirklicht werden kann, gegebenenfalls unter Einschluß geeigneter nichtlinearer Glieder für die Beeinflussung der einzelnen Kennlinienabschnitt.

Die Schaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich hinsichtlich der Elemente 1, 2,3, 4, 5, 6, 8 und 12 nicht von der Schaltung nach Fig. 1, während an die Stelle der einfachen Spannungsquelle eine Quelle 14 mit über einen Steuereingang 14a bezüglich ihres Betrages steuerbarer Klemmenspannung und an die Stelle des hysteresefreien Grenzwertschaiters 11 ein Grenzwertschalter 15 mit Hysterese-Schaltgrenzwerten 5/2 und 5/3 entsprechend dem in die Blockdarstellung eingetragenen Diagramm für 5a über 5/ tritt Diese und die weiter zu erläuternden Abwandlungen ermöglichen speziell optimierte Detektionsverfahren. Dabei übernimmt die steuerbare Spannungsquelle in Verbindung mit einer stromabhängigen Steuerschaltung und dem bereits für Fig. 1 erläuterten Polaritätsumschalter 6 sowie seiner Steuereinrichtung 8 die Funktion einer Speisequelle mit programmierbarer Spannungs-Stromkennlinie und selbsttätiger, insbesondere stromabhängi-

ger Umschaltung zwischen einem Kennlinienabschnitt mit positiver und einem solchen mit negativer Spannung. Neigung und Krümmung von Kennlinienabschnitten kann zusätzlich durch einen entsprechenden Innenwiderstand der Spannungsquelle bzw. durch nichtlineare Schaltungselemente verwirklicht werden, während im Beispiel eine stufenartige Zusammensetzung der Kennlinie aus Abschnitten mit je für sich stromunabhängigem, jedoch programmierbar-veränderlichem Spannungsbetrag angenommen ist Es ver- steht sich, daß ein solcher Funktionsgenerator als Speisequelle gegebenenfalls durch einen geeigneten Oszillator od. dgl. verwirklicht werden kann.

Außerdem stellt die stromabhängige Steuereinrichtung den Detektionsteil der Schaltung dar, in dem verschiedenartige Detektionssignale als Funktion von Zeitintervallen aus dem Zeitverlauf des Detektionsstromes gebildet werden können.

Ausgehend von den mit F i g. 1 übereinstimmenden Schaltungsteilen und dem bereits erwähnten Grenzwertschalter 15 ist gemäß F i g. 3 eine Logikschaltung 18 vorgesehen, welche die binären Ausgangssignale der beiden Grenzwertschalter durch logische Antivalenz (Exklusiv-ODER) verknüpft und an einem Ausgang 19 ein entsprechendes, zeitintervallabhängiges Detektions- 2s signal liefert Außerdem können andersartige, ebenfalls binäre Detektionssignale unmittelbar an den Ausgängen 16 und 17 abgenommen werden.

Durch die Schaltgrenzwerte 5/3 und 5/4 ist der Aussteuerbereich des Stromes / beim Durchlauf in Richtung zunehmenden Stromes und durch die Schaltgrenzwerte 5/2 und 5/1 beim Durchlauf in Richtung abnehmenden Stromes in jeweils zwei Abschnitte aufgeteilt wobei jedem Abschnitt eine binäre Ausgangssignalkombination, d.h. eine zweistellige Binär- zahl, der Grenzwertschalter 12, 15 zugeordnet ist Demgemäß sind die Ausgänge dieser Schalter an eine Logikschaltung 22 geführt die für jede der genannten Ausgangssignalkombinationen eine eingangsseitig parallelgeschaltete Gruppe von UND-Gattern 22a, 226, 22c, 22d umfaßt In Fig.3 ist jeweils nur ein UND-Gatter für jede Gruppe dargestellt. Bei Auftreten einer Ausgangssignalkombination, wenn also der Strom / zunehmend oder abnehmend in einem bestimmten Abschnitt des Aussteuerbereiches liegt wird somit jeweils eine zugeordnete Gruppe der UND-Gatter 22a bis 22c/ zur Abgabe eines bejahenden Ausgangssignals vorbereitet, welches noch von jeweils einem weiteren Eingang 22a/, 22bl, 22c/, 22c// abhängt. Wenn jede Gruppe von UND-Gattern 22a, 226, 22c, 22e/ also z. B. drei Gatter umfaßt, so sind weitere Eingänge 22a 2, 22a 3; 226 2,2263; 22c2 usw. vorhanden. Alle Eingänge 22a/, 226/, 22c/, 22dl sind zusammen an einen Ausgang eines Codierers 21, die weiteren Eingänge 22a 2, 2262 usw. sowie 22a 3 2263 usw. an je einen anderen zugeordneten Ausgang dieses Codierers angeschlossen, der seinerseits über einen Analog-Digitalwandler 20 mit dem Stromsignal 5/ atigesteuert wird. Insgesamt wird also für jede Ausgangssignalkombination Sa, Sb der Grenzwertschalter 12,15 eine zugeordnete Gruppe von UND-Gattern 22a, 226 usw. vorbereitet und vom Ausgangsvielfach des Codierers 21 mit einem codierten Binär-Stromsignal angesteuert, dessen Stellenzahl der Ausgangszahl des Codierers und der Anzahl von Gattern in den Gruppen 22a, 226 usw. entspricht. Jeder der letztgenannten Gruppen ist weiter ein z. B. programmierbarer Lesespeicher 23a bzw. 236 bzw. 23c bzw. 23c/ mit entsprechendem Eingangsvielfach der zugehörigen, adressgesteuerten Leseschaltung (nicht näher dargestellt) nachgeordnet Die Ausgänge dieser Speicher-Leseschaltungen sind über ein entsprechendes Vielfach von ODER-Gattern 24 an einen Digital-Analogwandler 25 geführt der seinerseits über den Eingang 14a die Spannungsquelle 14 steuert Damit kann grundsätzlich für jeden Wert des Detektionsstromes ein beliebig gewählter Wert der Speisespannung bzw. der EMK im Detektionsstromkreis selbsttätig eingestellt wurden, und zwar nach einer vorgebbaren Einteilung — außerdem für zunehmenden und abnehmenden Strom getrennt — des Strom-Aussteuerbereiches in Abschnitte mit je für sich eindeutiger Zuordnung von Spannung und Strom und mit selbsttätiger, stromabhängiger Fortschaltung zwischen den Funktionsabschnitten sowie zwischen positiver und negativer Spannung in den Stromendwerten. Damit ist die Möglichkeit eines allgemeinen Spannungs-Strom-Funktionsgenerators für das zyklische Durchlaufen der Magnetisierungskennlinie gezeigt wobei die Freizügigkeit der Funktionsprogrammierung innerhalb der Stromabschnitte nur von der Stufen- bzw. Stellenzahl des quantisierenden Binärsystems begrenzt ist Einfachere und praktische Realisierungen sind entsprechend durch geeignete Oszillatoren an sich oekannter Art möglich, wiederum gegebenenfalls in Verbindking mit vorgegebenem Innenwiderstand der Quelle und/oder nichtlinearen Elementen zur Kennlinienbeeinflussung.

Im folgenden wird die grundsätzliche Wirkungsweise unter der Annahme von vergleichsweise einfachen Strom-Spannungskennlinien, zu deren Einstellung die Möglichkeiten der Schaltung nach F i g. 3 nur teilweise ausgenutzt werden, sowie mit linear vereinfachten Magnetisierungskennlinien gezeigt, letztere jedoch mit Sättigung und Hysterese.

Bei der Arbeitsweise gemäß Fig.4a und 4b ist zunächst wieder eine einfache Spannungs-Stromkennlinie mit stromkonstanten Spannungszweigen bei +U und —Usowie Umschaltung zwischen diesen bei /=/i bzw. /=/« in den Sättigungsbereichen der ausgezogenen Nullkennlinie in Fig.4b angenommen. Abweichend sind nun jedoch — mittels des Grenzwertschalters 15 in Fig.3 — Stromgrenzwerte h und i₃ eingestellt, und zwar in den Nulldurchgängen (Koerzitivpunkte) der Nullkennlinie gemäß F i g. 4b. Diese Grenzwerte werden unter Benutzung des Detektionsstrom-Zeitverlaufes gemäß F i g. 4c für die Bestimmung von vormagnetisierungsabhängigen Zeitintervallen herangezogen, und zwar in Form des binären Ausgangssignals 5a des Grenzwertschalters 15 mit seinen Nulldurchgängen bei /3 im aufsteigenden und bei i₂ im absteigenden Zweig der Magnetisierungskennlinie, d.h. bei positiver bzw. negativer Speisespannung u.

In Fig.4b ist wieder strichliert eine durch die detektierende Vormagnetisierung verschobene Magnetisierungskennlinie eingetragen, in Fig.4c ebenso der entsprechende Zeitverlauf von 1 und 5a. Die Veränderung des Tastverhältnisses von Sa in den hier gleichen Teilperioden 7} und T₂ durch die zu detektierende Vormagnetisierung tritt hier deutlich hervor. Bei unsymmetrischer Speisespannung — in F i g. 4a durch die größere negative Spannung —Z\ veranschaulicht — ändert sich gemäß Fig.4d zwar das Verhältnis der Teilperiodendauer (ΤΊ gegenüber Ti verkürzt), jedoch offensichtlich nicht das Tastverhältnis in den Teilperioden und damit auch nicht das Gesamt-Tastverhältnis von Sa, d. h. der Nullpunkt des Detektionssignals. Diese Spannungsunabhängigkeit des Nullpunktes stellt einen

besonderen Vorteil dar.

Bei der Arbeitsweise nach F i g. 5a bis 5c wird jeweils in den Stromgrenzwerten h und h bei abnehmendem bzw. zunehmendem Strom eine Verminderung des Betrages der Speisespannung vorgenommen. Damit ergibt sich eine zusätzliche Nichtliniearität im Zeitverlauf von Sa und i, wie in F|g. 5c angedeutet, die jedoch ersichtlich eine verstärkte Änderung des Tastverhältnisses von Sa in der zweiten Teilperiode und damit insgesamt auch des Gesamt-Tastverhälnisses bei einer zu F i g. 4b gleichen Verschiebung der Magnetisierungskennlinie zur Folge hat- Das bedeutet eine höhere Detektionsempfindlichkeit.

Im übrigen ändert sich die Dauer der Teilperioden in Abhängigkeit von der Vormagnetisierungsänderung gemäß F i g. 5c um Ti bzw. T₂, und zwar gegensinnig, so daß das Verhältnis der zwischen den gegenpoligen Stromspitzen leicht zu bestimmenden Teilperioden als Detektionssignal herangezogen werden kann. Dies ergibt sich ohne weiteres am Ausgang 16 des Grenzwertschalter 12 in Gestalt des Signals Sb.

Es können weiterhin die Tastverhältnisse in den einzelnen Teilperioden ausgewertet werden, wenn das binäre Detektionssignal — abweichend von F i g. 4c und 5c — nicht nur bei den Zwischenstromwerten k und 4 sondern auch bei den Endstromwerten i\ und /4 umgeschaltet wird Gegebenenfalls ist dann eine Gleichrichtung zur Gewinnung des Detektionssignals einzuschalten. Das Detektionssignal ergibt sich z. B. am Ausgang 19 der Logikschaltung 18 in der Ausführung nach F ig. 3.

Wie aus Fig.5c ersichtlich, sind die gegensinnigen Änderungen der Teilperiodendauern für eine Verschiebung der Magnetisierungskennlinie nicht ganz vom gleichen Betrag, so daß eine Änderung der Gesamtperiodendauer, d. h. der Frequenz des zyklischen Durchlaufens der Magnetisierungskennlinie verbleibt Dieser Effekt ist auf die endliche Neigung der Sättigungszweige der Magnetisierungskennlinie in bezug auf die mittleren Kennlinienzweige zurückzuführen und fällt demgemäß bei den praktisch verfügbaren Magnetwerkstoffen tatsächlich geringer aus.

Das vorliegende Detektionsverfahren zeichnet sich grundsätzlich durch geringe Temperaturempfindlichkeit des Nullpunktes und auch durch geringe Temperaturabhängigkeit der Detektionsempfindlichkeit im Bereich beiderseits des Nullpunktes des Detektionssignals aus. Hierzu zeigt Fig.6 Meßergebnisse des Tastverhältnisses π von Sa in einem Verfahren gemäß Fig.5a bis 5c als Funktion einer Vormagnetisierungs-Stromdurchflutung Q des Magnetkreises, und zwar für einen Temperaturbereich zwischen -4O⁰C und +100⁰C. Ersichtlich sind beide vorgenannten Einflüsse im Nullpunktsbereich sehr gering. Demgegenüber zeigt die starke Temperaturabhängigkeit in den praktisch nicht interessierenden Randbereichen A und B, daß die erzielte Unempfindlichkeit nicht durch den Magnetwerkstoff, sondern durch die Schaltung bzw. das Detektionsverfahren bedingt ist

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (32)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Detektion eines durch Vormagnetisierung eines Magnetkreises erzeugten Magnetfeldes, insbesondere zur Detektion einer mit dem Magnetkreis verketteten Stromdurchflutung, bei dem mittels einer mit dem Magnetkreis verketteten Detektions-Stromdurchflutung eine zeitlich zyklische Magnetflußänderung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektionssignal als Funktion von vormagnetisierungsabhängigen Zeltintervallen gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die bei der zyklischen is Magnetflußänderung von der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe zwischen vorbestimmten Werten durchlaufen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion von Zeitintervallen zwischen dem Eintritt vorgegebener Werte entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des Detektionssignals Werte wenigstens annähernd gleichen Betrages und entgegengesetzten Vorzeichens der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängi- gen Größe vorgegeben werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den wenigstens annähernden Eintritt des Wertes Null der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe bestimmt sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe bestimmt sind, und daß dieser vorgegebene Wert wenigstens annähernd einem Wendepunkt der Funktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung bei einer gegebenen Vormagnetisierung entspricht

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal unter Verwendung eines Magnetkreises mit ausgeprägter Sättigung als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe bestimmt sind, und daß dieser vorgegebene Wert der Detektions'Stromdurchflutung für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetisierung in eine;n Sättigungsbereich der Funktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung liegt

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal unter Verwendung eines Magnetkreises mit einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie als Funktion von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe bestimmt sind, und daß dieser vorgegebene Wert der Detektions-Stromdurchflutung wenigstens annähernd einem Nulldurchgang der Funktion des Magnetflusses von der Detektions-Stromdurchflutung bei einer gegebenen Vormagnetisierung entspricht

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion eines Verhältnisses von Zeitintervallen gebildet wird, die wenigstens einseitig durch den Eintritt eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung bestimmt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektionssignal als Funktion des Tastverhältnisses des zyklischen Zeitverlaufes der Detektions-Stromdurchßutung oder einer von dieser abhängigen Größe, gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetkreis Magnetflußänderungsgeschwindigkeiten wechselnden Vorzeichens erzeugt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetkreis ein Magnetfluß mit einem Zeitverlauf erzeugt wird, der wenigstens ein Paar von Intervallen mit Magnetflußänderungsgeschwindigkeiten von wenigstens annähernd übereinstimmendem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen umfaßt

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in dem Magnetkreis eine zeitabschnittsweise konstante Magnetflußänderungsgeschwindigkeit erzeugt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß innerhalb eines Zyklus des Zeitverlaufes der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit wenigstens zwei Intervalle mit konstantem, jedoch unterschiedlichem Betrag und von gleichem Vorzeichen der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit eingestellt werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Erreichen mindestens eines vorgegebenen Wertes der Detektions-Stromdurchflutung oder einer von dieser abhängigen Größe eine Änderung der Mägnetflußänderungsgeschwindigkeit herbeigeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorzeichenumkehr der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen von Endwerten entgegengesetzter Vorzeichen der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses erfolgt und daß diese Endwerte für alle zu detektierenden Werte der Vormagnetisierung in Sättigungsbereichen der Magnetisierungskennlinie liegen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß eine Änderung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem wenigstens annähernden Erreichen des Wertes Null der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit für einen Magnetkreis mit ausgeprägter Sättigung bei einem Wert der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt der bei einer gegebenen Vormagnetisierung wenigstens annä-

hemd einem Wendepunkt der Magnetisierungskennlinie entspricht

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Magnetkreis mit einer Hysterese-Magnetisierungskennlinie eine Änderung s der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen eines Wertes der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt, der bei einer gegebenen Vormagnetisierung wenigstens annähernd einem Nulldurchgang der Magnetisienings- »o kennlinie entspricht

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetkreis eine von der jeweils herrschenden Detektions-Stromdurchflutung nach einer vorgegebenen Funktion abhängige Magnetflußänderungsgeschwindigkeit erzeugt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen verschiedenen Funktionen der Magnetflußänderuagsge- M sch windigkeit in Abhängigkeit vom Erreichen vorgegebener Werte der Detektions-Stromdurchflutung oder des Magnetflusses vorgenommen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine zyklische Umschaltung zwischen mindestens zwei verschiedenen, für sich jeweils nullstellenfreien, zueinander entgegengesetztes Vorzeichen aufweisenden Funktionen der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit von der Detektions-Stromdurchflutung erfolgt. M

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des Magnetflusses als Funktion der Detektions-Stromdurchflutung von einem ersten, in einem Sättigungsbereich liegenden Grenzwert der Detektions-Stromdurchflutung ausgehend mit wenigstens annähernd konstanter Magnetflußänderungsgeschwindigkeit zu einem ersten Umschaltwert der Detektions-Stromdurchflutung mit Übergang zu einem geringeren Betrag der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit und hierauf zu einem Grenzwert der Detektions-Stromdurchflutung im entgegengesetzten Sättigungsbereich mit Übergang zu einer Magnetflußänderungsgeschwindigkeit umgekehrten Vorzeichens sowie anschließend über einen zweiten Umschaltwert der Detek- « tions-Stromdurchflutung mit Übergang zu einem größeren Betrag der Magnetflußänderungsgeschwindigkeit zurück zum ersten Grenzwert der Detektions-Stromdurchflutung durchlaufen wird.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Änderung des Magnetflusses durch Einprägen einer Spannung an einem mit dem Magnetkreis verketteten Strompfad erfolgt

25. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit dem Magnetkreis (1) verketteter Detektionsstromkreis (5) sowie eine Speisequelle mit zyklischem Strombzw. Spannungszeitverlauf und mindestens ein an den Detektionsstromkreis angeschlossener Grenzwertschalter (11) mit einem nachgeordneten Zeitintervalldetektor (13) vorgesehen ist.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet daß ein auf mindestens einen Strom- bi grenzwert im Detektionsstromkreis ansprechender Grenzwertschalter (11) vorgesehen ist.

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf mindestens zwei nullsymmetrische Stromgrenzwerte im Detektionsstromkreis ansprechender Grenzwertschalter (15) vorgesehen ist

28. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektionsstromkreis eine Stromquelle mit einem im Vergleich zum äußeren Widerstand dieses Stromkreises geringen Innenwiderstand aufweist

29. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grenzwertschalter ein Zeitintervall-Verhältnisdetektor nachgeordnet ist

30. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grenzwertschalter mit binärem, nullsymmetrischem Ausgangssignal vorgesehen ist

31. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitintervalldetektor ein Tiefpaßglied aufweist

32. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Detektionsstromkreis eine Stromquelle mit einer Strom-Spannungskennlinie vorgesehen ist die eine zyklisch durchlaufene Hystereseschleife aufweist