DE2550788A1 - Positionsuebertrager mit magnetischen elementen und verbesserter betriebscharakteristik - Google Patents

Positionsuebertrager mit magnetischen elementen und verbesserter betriebscharakteristik

Info

Publication number
DE2550788A1
DE2550788A1 DE19752550788 DE2550788A DE2550788A1 DE 2550788 A1 DE2550788 A1 DE 2550788A1 DE 19752550788 DE19752550788 DE 19752550788 DE 2550788 A DE2550788 A DE 2550788A DE 2550788 A1 DE2550788 A1 DE 2550788A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube
reading
pair
wires
magnetically
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
DE19752550788
Other languages
English (en)
Other versions
DE2550788C3 (de
DE2550788B2 (de
Inventor
Edward F Sidor
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.)
Illinois Tool Works Inc
Original Assignee
Illinois Tool Works Inc
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 Illinois Tool Works Inc filed Critical Illinois Tool Works Inc
Publication of DE2550788A1 publication Critical patent/DE2550788A1/de
Publication of DE2550788B2 publication Critical patent/DE2550788B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2550788C3 publication Critical patent/DE2550788C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • G01D5/225Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • G01D5/2208Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
    • G01D5/2241Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils by controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H03K17/972Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element having a plurality of control members, e.g. keyboard
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H03K2017/9706Inductive element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

Po s i ti on sub c r tr af;er mit magnetischen Elementen und verbesserter ßstriebscharaktoristik
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen positionslesenden Übertrager, der wenigstens eine längliche Röhre aus einem magnetisch sättigungsfähigem Material benutzt. Einer oder mehrere Lesedrähte verlaufen durch jede Röhre parallel zu der Längenachse der Röhre, und ein Paar von entgegengesetzt gepolten Magneten liegt an den diametral gegenüberliegenden, äußeren Teilen der Röhre, so daß der magnetische Fluß von den Magneten den Teil der Röhre, der zwischen den Magneten liegt, vollständig sättigt; wohingegen der Restte.il der Röhre ungesättigt bleibt.
Die Verwendung eines Ferriten, der eine ringförmige Gestalt besitzt und zwischen zwei Sättigungsmagneten liegt, um ein Ausgangssignal in einem Losedraht zu erzeugen, der durch das Innere verläuft, ist in der US-Patentschrift 3 638 221 offenbart,
609821/0743 - 2 -
, <-ix «X170O00) η*,
eoosooooi »κ.
~2' 2550783
die auf den Namen von Victor M. Bernin am 25. Januar 1972 offenbart wurde, und über die der Bevollmächtigte der vorliegenden Erfindung verfügt. Die Vorrichtung gemäß des Patentes von Bernin ist ein Tastenschalter, in dem der gesamte ringförmige Kern vollständig gesättigt ist, wenn die Magnete auf einer Tastenführung nach unten in die Nähe der Kerne gebracht werden. Um die Aufgabe gemäß des Patentes von Bernin durchzuführen, ist der Kern des Schalters dieses Patentes so gelagert, daß seine Achse parallel zur Breite des Magneten verläuft, die wesentlich größer als die Dicke des Kernes ist.
Im Gegensatz dazu verwendet die vorliegende Erfindung mindestens eine hohle, längliche, zylindrische Röhre, die aus einem Material hergestellt wird, das magnetisch gesättigt werden kann, einen oder mehrere Lesedrähte, die durch die Röhre verlaufen, und zwei entgegengesetzt gepolte Magnete, die sich nahe der Außenseite der Röhre bewegen, um eine genaue lineare Anzeige der Magnetposition bezüglich "der Röhre zu liefern. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung liefert nicht ein binäres 1 oder O Ausgangssignal, vielmehr kann sie verwendet werden, um die Stellung der Sättxgungsmagnete bezüglich jeder Röhre genau zu bestimmen. Der Teil jeder länglichen Röhre, der zwischen den Magneten liegt, ist gesättigt, wohingegen der Restteil sich im ungesättigten Zustand befindet. Da jede der Röhren eine Bahn für einen geschlossenen Fluß bildet, gibt es an den Enden der Sättigungsmagnete keinen wesentlichen Randeffekt, und deswegen bleibt der Teil der Röhre, der nicht zwischen den Magneten liegt, im wesentlichen ungesättigt.
609821/0743
Da das Ausgangs signal, das in den Lesedrähten, die durch, die Röhre laufen, erzeugt -wird, im wesentlichen von der Stellung der Magneten bezüglich der Röhre abhängig ist, wird ein Ausgangssignal von guter Linearität erreicht. Zusätzlich sind im wesentlichen auch Probleme ausgeschaltet, die gewöhnlich magnetische Sensoren beeinträchtigen, die von einer Teilsättigung der Leseelemente abhängen, wie zum Beispiel Temperatur und Alterung. Weiterhin ist die magnetische Kraft, die zum Betreiben der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, wegen des Verlasses auf eine vollständige Sättigung des Teils der Röhre, der zwischen den Magneten zur Lieferung eines Ausgangssignales liegt, nicht kritisch. Das steht in direktem Gegensatz zu Lesevorrichtungen, wie sie zum Beispiel in dem Patent Nr. 2 915 637 von McAdam offenbart werden, in der der gesamte ringförmige Kern nur zum Teil magnetisch gesättigt wird, um ein Ausgangssignal zu liefern.
Eine frühere, damit zusammenhängende US-Patentanmeldung mit dem Titel "Positionsübertrager mit Magnetelementen" wurde am 29· Oktober 197**· auf den Namen von Victor M. Bernin eingereicht und wurde dem Anmelder der vorliegenden Erfindung
überschrieben. Diese frühere Anmeldung bezog
sich auf einen Positionsübertrager, der eine magnetisch gesättigte, zylindrische hohle Röhre verwendet, in der ein einziger Lesedraht durch den Durchgang in der Röhre verlief, und die Lage eines Paares von länglichen Magneten relativ
609 8 21/0743
zur Röhre regelte den Sättigungsgrad der Röhre und lieferte so ein Ausgangssignal, das die relative Lage zwischen Röhre und den Magneten anzeigte. Der Positionsübertrager der früheren Anmeldung von Bernin war so ausgebildet, daß er in Reihe mit einem zweiten separaten Übertragerelement desselben Typs verbunden werden konnte, um eine Leseschaltung zu bilden, wie zum Beispiel ein Induktivitätspotentiometer oder zwei Herausführungen eines zweiarmigen aktiven Induktivitätsbrückennetzwerkes.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des Übertragers dar, wie er in der oben erwähnten Anmeldung von Bernin offenbart wurde. Speziell erhält man durch die vorliegende Erfindung eine verbesserte Lesevorrichtung, da ein einziges einheitliches magnetisches Element verwendet wird, wodurch im wesentlichen die Temperaturalterungsbeeinträchtigungen eliminiert werden, die entstehen, wenn zwei getrennte magnetische Elemente Verwendung finden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine zweiarmige aktive Induktivitätsbrücke oder eine vierarmige aktive Induktiv!tätsbrücke konstruiert werden, und die Empfindlichkeit der vierarmigen Aktivitätsbrücke ist etwa zweimal so groß wie die der zweiarmigen Alctivitätsbrücke.
Die vorliegende Erfindung wird ausgeführt unter Bezugnahme auf. die Zeichnungen,in denen:
Fig« 1 eine Ansicht von oben von einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist, die eine einzige, längliche,
609821/0743
liolile Röhre verwendet j
Pig. 2 eine Seitenansicht der Ausführung gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Schaltschema eines vierartnigen aktiven Induktivitätsbrückennetzwerkes ist, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann}
Fig. h eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Ausführung, die gemäß Flg. h hergestellt ist, ist, in der zwei Lesedrähte verwendet werden;
Fig. 6 eine Endansicht der Ausführung gemäß Fig. 5 ist;
Fig. 7 eine Seitenansicht der Ausführung, die gemäß Fig. k hergestellt ist, ist, in der vier Lesedrähte verwendet werden} und
Fig. 8 eine Endansicht der Ausführung gemäß Fig. 7 ist.
Der Positionsübertrager gemäß der vorliegenden Erfindung ist hochlinear, kontaktlos, sehr genau und zuverlässig, funktioniert auch unter schwierigen Bedingungen und erfordert verhältnismäßig geringe Kosten. Die Art, in der eine Ausführung des linearen Übertragers gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist in Fig. 1 gezeigt, in der eine längliche, hohle Röhre 10, die aus einem Ferriten oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden kann und zur magnetischen Sättigung geeignet ist, als ein einheitliches magnetisches Element verwendet wird.
809821/0743
Durch die Verwendung einer zylindrischen hohlen Röhre 10 wird eine geschlossene Bahn für den magnetischen Fluß durch die Wand 10 der Röhre 10 vorgesehen. Dies vermindert den Treiber- aufvand und verhindert wesentlich Randeffekte, wodurch die Empfindlichiceit des Übertragers verbessert wird. Der Übertrager kann entweder mit einem Paar oder mit zwei Paaren von Lesedrähten konstruiert werden. Findet nur ein einziges Paar von Lesedrähten Verwendung und wird mit der Röhre 10 kein Steuerdraht verwendet, können die beiden Lesedrähte zu einem zweiarmigen aktiven Induktivitätsbrückennetzwerk verbunden werden. Wird ein Steuerdraht verwendet, kann das Paar Lesewicklungen zur Bildung eines Trans format or aus gangs venvendet werden. Werden beide Paare der Lesedrähte verwendet, können sie so miteinander verbunden werden, daß sie ein vierarmiges aktives Brückennetzwerk wie in Fig. 3 dargestellt bilden.
In der Ausführung gemäß Fig. 1 ist ein Paar von Lesedrähten 13» 1^- an den inneren Enden miteinander verbunden, wo sie auch mit einer Leitung 22 verbunden sind, die durch eine Öffnung 2k in der Wand 16 der Röhre 10 hindurchführt. Das andere Paar von Lesedrähten 15 und 17 ist an den jeweiligen inneren Enden miteinander verbunden, wo es mit einer Leitung 2.6 verbunden ist, die durch eine Öffnung 28 in der Wand 16 führt. Die Wicklungen 13» 1^5 15 und 17 verlaufen innerhalb der Röhre 10 in einer Riclvimng, die im wesentlichen parallel zu der Längenachse 21 der Röhre 10 ist. So können entweder die Wicklungen 13 und lh oder die Wicklungen 15 und 17 verbunden werden, um eine Leseschaltung mit zwei Zweigen zu bilden} oder sie können als
609821/0743 - 7 -
zweite Möglichkeit alle miteinander verbunden werden, um ein vierarmiges aktives Induktivitätsbrückennetzverk gemäß Fig. 3 zu bilden.
In der vierarmigen aktiven Induktivitätsbrückenschaltung gemäß Fig. 3 kann die Eingangsspannung über einem Paar der Anschlüsse, wie zum Beispiel über den Anschlüssen 23 und 25 angelegt werden; und die Aus gangs spannung über dem anderen Paar der Anschlüsse, zum Beispiel die Anschlüsse 27 und 29 abgenommen werden. Wenn nur ein Paar von Lesedrähten verwendet wird, zum Beispiel das Drahtpaar 13» 1^ oder das Drahtpaar 15» 17» können 'Widerstände oder andere Dämpfungsglieder Verwendung finden, um das andere Paar Lesedrähte in der Schaltung gemäß Fig. 3 zu ersetzen, um ein zweiarmiges aktives Induktivitätsbrückennetzwerk zu bilden.
Das Ausgangssignal des Übertragers gemäß Fig. 1 wird durch die Lage der Magnete 18 und 20 bezüglich der Röhre 10 gesteuert. Die Magnete 18 und 20 bewegen sich nach links und nach rechts, wie in Fig. 1 angezeigt, in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu der Längsachse 21 der Röhre 10 verläuft. Die tatsächliche Länge der Röhre 10 in Fig. 1 hängt von der gewünschten Genauigkeit der Auslese ab. Gewöhnlich jedoch ist die Länge
L1 der Röhre in einer Größenordnung von mindestens der zehnfachen Dicke eines konventionellen Ringkernes, wie sie im Handel für Magnetspeicherkernanwendungen bezogen werden können; aber die Längenausdehnung L1 der Röhre 10 ist generell grijßer als i/2 Zoll (1,25 cm), falls eine relativ genaue Auslese .gewünscht wird. Die Längenausdehnung L2 der Magneten 18 und 20
·■ . ■ . 609821/0743 . s _
ist vorzugsweise etwas kleiner als die Länge L . Je langer die Röhre ist, um so besser wird die Ortsauflösung der Lesevorrichtung.
Die relative Lage eines Magnetpaares 18, 20, das entgegengesetzt gepolt ist und neben dem äußeren Umfang der Wand i6 liegt, bestimmt das Ausgangssignal, das in den Lesedrähten erscheint. Wenn die Magnete 18, 20 sich von links oder rechts bewegen, wie in Fig. 1 zu sehen ist, sättigen sie einen unterschiedlichen Raum innerhalb der Röhre 10. Zn der Stellung, die in Fig. 1 gezeigt wird, wird im wesentlichen der Teil A der Röhre 10 zwischen den Magneten 18.und 20 gesättigt; wohingegen die Teile B und B9 außerhalb der Magnete 18 und 20 im wesentlichen ungesättigt sind. Obwohl es in der Nachbarschaft der Trennlinie 22 zwischen dem Teil A und den Teilen B1 und B„ einen gewissen Sättigungsgrad gibt, bleibt dieser wegen der engen Nähe der Magneten 18 und 20 zueinander und wegen des geschlossenen magnetischen Flusses durch die Wand 16 sehr klein.
Wenn sich die Magnete 18, 20 nach links oder nach rechts über die Röhre bewegen, wird eine unterschiedliche Volumengröße der Röhre zwischen den Magneten 18, 20 magnetisch gesättigt bezüglich der Lesedrähte 13, 1^· oder der Lesedrähte 15» 17» um so eine Anzeige in diesen Lesedrähten für die relative Lage der Röhre 10 bezüglich der Magnete 18 und 20 zu geben. Da jeder Teil der Röhre 10 entweder vollständig gesättigt oder im wesentlichen ungesättigt ist, und da alle diese Leseleitungen mit einem einheitlichen magnetischen Element in der vorliegenden
609821/0743 - 9 -
Erfindung in Verbindung stehen, ist die Vorrichtung praktisch frei von Temperatur- und Alterungsänderungen und erfordert keine kritische magnetische Kraft, so wie es der Fall wäre, wenn die gesamte Struktur der Röhre 10 durch die Magnete 18 und 20 teilweise magnetisch gesättigt wäre. So kann die Röhre 10 zusätzlich mit einem hohen Grad von magnetischer Auflösung und Steuerung gesättigt werden. Dieses Ergebnis wird durch ein großes Verhältnis der Länge L der Röhre 10 zu ihrem Durchmesser d erreicht, wobei der schmale Luftspalt zwischen den Magneten 1S und 20 und der Wand 16 zu einem besser begrenzten und steuerbaren Fluß führt, so daß der Übertrager nicht bezüglich der Flußdichte empfindlich ist. Das Rohr 10 kann gepreßt werden, wodurch man eine hohe Gleichmäßigkeit in der Querschnittsfläche erhält, was der Übertragergenauigkeit zugute kommt.
Fig. h zeigt eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung. Diese Version unterscheidet sich von der Version gemäß Fign. 1 und 2 darin, daß anstatt einer einzigen länglichen hohlen zylindrischen Röhre das einheitliche Magnetelement 10' aus zwei zylindrischen Röhren 30 und 31 gebildet wird, die miteinander durch die gemeinsame ¥and 16' verbunden sind. Ein weiterer Unterschied ist, daß die Magnete 18', 20' sich nicht vorwärts und rückwärts-entlang der Mittelachse "}6 des einheitlichen Magnetelementes 10' bewegen; sondern daß sie sich, wie in den Fign. 6 und 8 gezeigt, nach oben und nach unten bewegen. Jedoch kann die gleiche elektrische Verbindung vorgenommen werden, um ein zweiarmiges aktives Induktivitätsbrückennetzwerk oder ein
609821/07 4 3 - 10 -
vierarmiges aktives Brückeninduktivitätsnetzwerk zu bilden. Auch kann ein Transformator durch die Hinzufügung einer Steuerleitung gebildet werden.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht, in der eine Ausführung eines zweiarmigen aktiven Brückennetzwerkelementes verwendet wird, die das Element 10' der Fig. k benutzt. Wenn ein zweiarmiges aktives Induktivitätsbrückennetzwerk gebildet werden soll, hat das Element 10' der Fig. K ein Paar von Leseleitungen 13'> 14' , die durch den länglichen zylindrischen Durchgang oder Röhren 30, 31 i-n einer im wesentlichen parallel zu der Längsachse 33 der Röhre 30 bzw. der Achse 35 der Röhre 3' verlaufenden Richtung führen, so daß sie an dem Punkt 27 miteinander verbunden werden können. Eine Bewegung der Magnete 18', 20' nach oben und unten, wie sie durch den. Pfeil in Fig. 6 angedeutet wird, verursacht einen Wechsel in der Induktivität der Leseleitung 13 * bezüglich der Induktivität in der Leseleitung 1^'. Die Mittellinie 42' der Magnete 18', 20' kann von unterhalb des Elementes 10',eine Lage, wie sie in Fig. S gezeigt wird, zu einer Lage, wie sie in Fig. 6 gezeigt wird, bewegt werden, so daß.die Mittellinie hZx im wesentlichen in derselben Ebene wie die Längsachse 36 des Elementes 10' liegt. Die Induktivität der Lesedrähte 131 und 14' ist im wesentlichen g3.eich in der Lage, wie sie in Fig. 6 gezeigt wird} und wenn die Magnete 18' , 20' von dieser Lage in Richtung der Lage, wie sie in Fig. 8 gezeigt wird, bewegt werden, ändert sich die Induktivität des einen Drahtes bezüglich des anderen in unterschiedlichem Maße und liefert damit eine Anzeige der relativen Lage der Magnete 18·, 20' bezüglich des Elements 10'.
809821/0743 - n -
Ein vierarmiges aktives Brückeninduktivitätsnetzwerk, das das Element 10' der Fig. k benutzt, ist in Fig. 7 gezeigt, in der die Lesewicklungen 15'» 17' miteinander in dem Punkt 29 verbunden sind, und die Lesedrähte 131» 1^·' in dem Punkt 27 verbunden sind. Eine Endversion, die die Ausführung eines vierarmigen aktiven Brückenelements gemäß Fig. 7 zeigt, ist in Fig. 8 dargestellt. Eine weitere Ausführung kann durch das Hinzufügen einer Steuerleitxing 38 zu der Version mit den zwei Lesedrähten nach Fig. 5 erhalten werden, um so eine Transformatorkopplung zwischen der Steuerleitung 38 und den Leseleitungen I31, i4' zu erhalten, und auf diese Weise, wenn gewünscht, einen Transformator zu bilden.
Das vierarmige aktive Induktivitätsbrückennetzwerk der vorliegenden Erfindung ist gegenüber der Vorrichtung, wie sie in der damit'zusammenhängenden Berninanmeldung offenbart wurde, vorteilhaft insofern, als sie eine etwa zweimal größere Empfindlichkeit als die Vorrichtung der Bernin-Anmeldung besitzt, die zwei getrennte lineare Kerne verwendet. Zusätzlich zu der verbesserten Empfindlichkeit ist der Temperaturbereich im Betrieb der Vorrichtung wesentlich verbessert, da alle Lesewindungen mit einem einzigen einheitlichen magnetischen Element in Verbindung stehen, so daß der Einfluß von Temperatur und Alterung im wesentlichen verschwindet, da die Induktivität dor·beiden Lesedrähte in der gleichen Art variiert.
Die vorangegangene Beschreibung enthält eine begrenzte Anzahl
- 12 -
B09821/0743
von Ausführungen der vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch klar, daß solche Ausführungen nur zur Illustration dienen is und daß mehrere Variationen möglich sind, ohne von dem Erfindungsgedankeil, so vie er in den Ansprüchen ausgedrückt ist, abzuweichen.
- 13 -
009821/0743

Claims (10)

Ansprüche :
1.J Eine Lesevorrichtung, gekennzeichnet durch eine längliche hohle Röhre (1O) aus einem Material, das magnetisch gesättigt werden kann, wobei die Röhre (1O) eine longitudinale Achse (21) besitzt, durch eine Öffnung (24, 23) in der Röhre, durch ein Paar Lesedrähte (13, 14; 15t 17) parallel zu der
Lesedrähte longitudinalen Achse (21), wobei jeweils die einen Enden der/ miteinander verbunden sind, durch eine elektrische Leitung (22, 26), die mit den untereinander verbundenen Enden der Lesedrähte (13» 14, 15» 17.) verbunden ist und durch die Öffnung (24, 28) führt, und durch eine längliche Permanent- · magnetvorrichtung (18, 20), die so gebaut ist, daß sie einen Teil der Röhre (io),der nahe der Magnetvorrichtung (18, 2O) liegt, vollständig magnetisch sättigt und im wesentlichen keine magnetische Sättigungswirkung auf den Restteil der Röhre (io) ausübt, so daß das Gesamtvolumen der Röhre (io), das magnetisch vollständig gesättigt ist, sich in definierter Weise als eine Funktion der Stellung
zur der Magnetvorrichtung (-18, 20) relativ/Röhre ändert.
2. Lesevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Steuerdraht(38) enthält, der magnetisch mit den Lesedrähten gekoppelt ist.
3» Lesevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetvorrichtung (18, 20) ein Paar entgegengesetzte Magnetpole besitzt, so daß der benachbarte
809821/0743 14
Teil der Röhre zwischen den Polen liegt.
4. Eine Lesevorrichtung, gekennzeichnet durch eine längliche hohle Röhre ("ΙΟ) aus einem Material, das magnetisch gesättigt werden kann, wobei die Röhre (1O) eine longitudinale Achse (21) besitzt, durch eine erste und eine zweite Öffnung (24, 28) in der Röhre, ein .erstes und ein zweites Paar Lesedrähte (13, 14$ 15, 17) parallel dei- longitudinalen Achse (21),
Enden der Lesedrähte wobei jeweils die einen / . miteinander verbunden sind, dtirch eine erste elektrische Leitung (22), die mit den untereinander verbundenen. Enden des ersten Paares der Lesedrähte (13j 14) verbunden ist und durch die erste Öffnung (24) führt, eine zweite elektrische Leitung (26), die mit den untereinander" verbundenen Enden des zweiten Paares der Lesedrähte (1^ 17) verbunden ist und durch die zweite Öffnung (28) führt, und durch eine längliche Permanentmagnetvorrichtung (18, 20), die so gebaut ist, daß sie einen Teil der Röhre (10), der nahe der Magnetvorrichtung (18,2O) liegt, vollständig magnetisch sättigt und im wesentlichen keine magnetische Sättigungswirkung auf-den Restteil der Röhre (10) ausübt, so daß das Gesamtvolumen der Röhre (1O), das magnetisch vollständig gesättigt ist,, sich in definierter Weise als eine Funktion der Stellung der Hagnetvorrichtung (18, 20) relativ zur Röhre ändert.
5. Eine Lesevorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, ,daß sie außerdem eine Steuerleitung enthält, die magnetisch mit den Lesedrähten gekoppelt ist.
609821/0743 - 15 -
6. Eine Lesevorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetvorrichtung ein Paar von entgegengesetzten magnetischen Polen besitzt, die so gelagert sind, daß der benachbarte Teil der Röhre zwischen diesen Polen liegt.
7. Eine Lesevorrichtung, gekennzeichnet durch eine erste und
ti
eine zweite längliche hohle Röhre (30» 31 )> die im wesentlichen parallel zueinander liegen imd aus einem Material geformt sind, das magnetisch gesättigt werden kann, diese Röhren (30, 3"! ) haben Längsachsen (33» 35) und einen gemeinsamen Teil, durch ein erstes Paar Lesedrähte,die in einer hauptsächlich parallelen Richtung zu der Längsachse (33) der Röhre (30) verlaufen, wobei ein Draht (13') des ersten Paares (13' * 14!) so liegt, daß er durch die erste Röhre 30 läuft und der andere Draht (i4') des ersten Paares der Lesedrähte (13!» 14!) so liegt, daß er durch die zweite Röhre (31) verläuft, und durch eine längliche Permanentmagnetvorrichtung (18» 20), die so gebaut ist, daß sie einen Teil der Röhren (30, 31)» der nahe der Magnetvorrichtung (23) liegt, vollständig magnetisch sättigt und im wesentlichen keine magnetische Sättigungswirkung auf den Restteil der Röhren (30, 31) ausübt, so daß das Gesamtvolumen der Röhren (30, 31)» das magnetisch vollständig gesättigt ist, sich in definierter Weise als eine Funktion der Stellung der Magnetvorrichtung (18, 20) relativ zur Röhre ändert.
- 16 - ' ■ ' • ■ - 609821/0743
8. Eine Lesevorrichtung gemäß Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Steuerdraht enthält, der magnetisch mit den Lesedrähten gekoppelt ist.
9. Eine Lesevorrichtung gemäß Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetvorrichtung ein Paar von entgegengesetzten Magnetpolen besitzt, die so liegen, daß der anliegende Teil der Röhren zwischen den Polen zu liegen kommt.
10. Lesevorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein zweites Paar Lesedrähte .(15'» 17') enthält, die in einer im wesentlichen parallel zu den Längsachsen (33* 35) der Röhren (30, 31) liegenden Richtung verlaufen, wobei durch jeweils ein Ende jedes Lesedrahtes (15'» 17' ). diese miteinander verbunden sind; ein Draht (-15') des zweiten Paares Lesedrähte (15 * » 17-') liegt dabei so, daß er durch die erste Röhre (30) läuft, und der andere Draht (171) des zweiten Paares Lesedrähte (15f » 17') liegt dabei so, daß er durch die zweite Röhre (31) läuft, wobei die Lesedrähte (131» 1^-'» 15'» 17') des ersten und des zweiten Paares von' Lesedrähten so miteinander verbunden sind, daß sie ein vierarmiges aktives Brückenschaltungselement bilden.
609821/0743
Leerseite
DE2550788A 1974-11-18 1975-11-12 Meßübertrager mit einem magnetisierbaren Element Expired DE2550788C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/524,608 US3958202A (en) 1974-11-18 1974-11-18 Positional transducer utilizing magnetic elements having improved operating characteristics

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2550788A1 true DE2550788A1 (de) 1976-05-20
DE2550788B2 DE2550788B2 (de) 1978-02-16
DE2550788C3 DE2550788C3 (de) 1978-10-19

Family

ID=24089941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2550788A Expired DE2550788C3 (de) 1974-11-18 1975-11-12 Meßübertrager mit einem magnetisierbaren Element

Country Status (12)

Country Link
US (1) US3958202A (de)
JP (1) JPS5721642B2 (de)
BR (1) BR7507545A (de)
CA (1) CA1031055A (de)
DE (1) DE2550788C3 (de)
ES (1) ES442772A1 (de)
GB (1) GB1510548A (de)
IT (1) IT1048717B (de)
NL (1) NL7512727A (de)
SE (1) SE411590B (de)
SU (1) SU641889A3 (de)
ZA (1) ZA756736B (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4045787A (en) * 1976-03-18 1977-08-30 Illinois Tool Works Inc. Sensors for sensing a plurality of parameters
US4156223A (en) * 1978-04-21 1979-05-22 Illinois Tool Works Inc. Positional transducer utilizing magnetic elements
US4283714A (en) * 1979-08-08 1981-08-11 Texas Instruments Incorporated Magnetic keyboard system
US4401986A (en) * 1979-12-26 1983-08-30 Texas Instruments Incorporated Position sensor and system
JPS5923221A (ja) * 1982-07-29 1984-02-06 Denshi Jiki Kogyo Kk 非磁性鋼管におけるスケ−ル堆積量検出方法及びこれに用いる装置
US4507601A (en) * 1983-02-25 1985-03-26 Andresen Herman J Lever stroke control
US4574286A (en) * 1983-02-28 1986-03-04 Andresen Herman J Controller of magnetically saturated type having programmed output characteristic
US4733214A (en) * 1983-05-23 1988-03-22 Andresen Herman J Multi-directional controller having resiliently biased cam and cam follower for tactile feedback
US4639667A (en) * 1983-05-23 1987-01-27 Andresen Herman J Contactless controllers sensing displacement along two orthogonal directions by the overlap of a magnet and saturable cores
US4544890A (en) * 1983-11-07 1985-10-01 Magnetic Peripherals Inc. Flat coil velocity transducer
US4950988A (en) * 1988-02-11 1990-08-21 Garshelis Ivan J Two region, remanently magnetized position sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638221A (en) * 1969-11-24 1972-01-25 Illinois Tool Works Solid-state keyboard
US3698531A (en) * 1970-10-26 1972-10-17 Illinois Tool Works Solid state switch

Also Published As

Publication number Publication date
SE411590B (sv) 1980-01-14
JPS5721642B2 (de) 1982-05-08
SU641889A3 (ru) 1979-01-05
DE2550788C3 (de) 1978-10-19
AU8640375A (en) 1977-05-12
SE7512886L (sv) 1976-05-19
IT1048717B (it) 1980-12-20
DE2550788B2 (de) 1978-02-16
NL7512727A (nl) 1976-05-20
CA1031055A (en) 1978-05-09
ES442772A1 (es) 1977-08-01
JPS5173460A (de) 1976-06-25
US3958202A (en) 1976-05-18
ZA756736B (en) 1977-06-29
BR7507545A (pt) 1976-08-10
GB1510548A (en) 1978-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2511683C3 (de) Induktiver Stellungsgeber
DE954072C (de) Magnetische Schalt- oder Einweisungsvorrichtung fuer Signaluebertragungssysteme
DE3133034C2 (de) Stellungsmeßfühler
EP0393387B1 (de) Suchspulenanordnung für ein induktives Suchgerät
EP0061520B2 (de) Magnetkernloser Messwandler zum berührungslosen Messen eines Messstromes
EP1366371B1 (de) Übertrager für einen stromsensor
DE3346502A1 (de) Positionsabtasteinrichtung
DE2550788A1 (de) Positionsuebertrager mit magnetischen elementen und verbesserter betriebscharakteristik
DE2710921A1 (de) Sensoren zum erfassen einer vielzahl von parametern
DE2923644A1 (de) Positionsfuehler
DE2130442A1 (de) Anordnung zum UEbertragen einwandiger Domaenen
DE10101716C2 (de) Hochempfindliche Wegmesseinrichtung unter Verwendung von linear variablen Differentialtransformatoren
DE2117611A1 (de) Veränderbare Induktivität
EP0797078B1 (de) Induktiver Drehwinkelsensor
DE10342473B4 (de) Magnetischer Wegsensor
DE1920941C3 (de) Vorrichtung zur Korrektur des Strahlenganges eines durch ein magnetisches Streufeld einer oder mehrerer magnetischer Linsen abgelenkten Elektronenstrahles
DE2915595A1 (de) Positionsuebertrager mit magnetischen elementen
DE2358995A1 (de) Festkoerperschalteranordnung
DE1197929C2 (de) Halbfestwertspeicher
DE2118958B1 (de) Vorrichtung zum Rasten eines entlang einer Bewegungsbahn ver schiebbaren Teiles
DE2113991A1 (de) Magnetische Kupplung bzw.Induktionskupplung
DE2134860C3 (de) Induktiver Wegabgriff
DE2619041A1 (de) Elektromagnetische vorrichtung
DE2246124C3 (de) Magnetisches Ablenksystem für eine Kathodenstrahlröhre
DE2337691C3 (de) Widerstandsanordnung mit einer als ohmschen Widerstand dienenden Feldplatte

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee