DE2606213A1

DE2606213A1 - Verfahren und anordnung zum erzeugen von digitalimpulsen mit einer der drehzahl der welle proportionalen frequenz

Info

Publication number: DE2606213A1
Application number: DE19762606213
Authority: DE
Inventors: Jack Beery; Daniel Aaron Wisner
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1975-02-18
Filing date: 1976-02-17
Publication date: 1976-10-07
Also published as: GB1518733A; FR2301827A1; JPS59185665U; US3970935A; JPS6023728Y2; JPS51104382A

Description

Pcttenianwälie

KpHng. Wolfgang ßeiciiel

6 Fiankiuri a. M. 1
ParksirGßo 13

8344

BURROUGHS CORPORATION, Dtroit, Michigan, VStA

Verfahren und Anordnung zum Erzeugen

von Digitalinpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz. Die Erfindung ist grundsätzlich auf einen Reluktanzänderungsfühler und insbesondere auf ein reluktanzempfindliches Digitaltachometer zum Erzeugen von elektrischen Impulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz gerichtet.

In vielen mechanischen Systemen mit sich drehenden Wellen ist es häufig erforderlich, die Anzahl der Umdrehungen pro Minute einer Welle und damit die Drehzahl der Welle genau zu messen. Für diesen Zweck hat man Anordnungen konstruiert, die elektrische Impulse als ein Maß für die Wellendrehzahl erzeugen und zählen. Dazu ist es üblich, optische Codierer mit einer an der Welle befestig-

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ten optischen Scheibe zu verwenden, die an ihrem Außenumfang einen Ring mit voneinander beabstandeten Schlitzen aufweist. Auf der einen Seite der Scheibe befindet sich eine Lichtquelle und auf der anderen ein Lichtdetektor. Wenn bei sich drehender Scheibe ein Schlitz zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor vorbeiläuft, gelangt ein Lichtimpuls zum Lichtdetektor, der diesen Impuls in einen elektrischen Impuls umsetzt. Die auftretenden elektrischen Impulse werden verarbeitet und gezählt. Die Gesamtanzahl der elektrischen Impulse ist der Anzahl der vollständigen oder teilweisen Umdrehungen der Welle proportional.

Viele der bekannten Meßanordnungen sind mit verschiedenartigen Fehlern behaftet, arbeiten nur über einen verhältnismäßig schmalen Drehzahlbereich der Welle und hängen vom Durchmesser der Schlitzscheibe ab. Weiterhin werden oft komplizierte und verhältnismäßig aufwendige Schaltungen zum Erzeugen und Zählen der Impulse verwendet. Das optische System stellt ebenfalls eine Fehlerquelle dar.

Man hat auch schon Meßanordnungen konstruiert, die anstelle des optischen Meßsystems eine gezahnte, an der sich drehenden Welle befestigte magnetische Scheibe und einen magnetischen Fühler verwenden, der auf die an der Scheibe angebrachten magnetischen Zähne anspricht, um ein Analogsignal zu erzeugen, wenn ein Zahn an dem magnetischen Fühler vorbeiläuft. Diese Anordnungen machen aber von sehr komplizierten Schaltungen zum Formen der resultierenden Impulse und zum Erfassen von Spitzenwerten vorbestimmter Größe oder dgl. Gebrauch. Ferner arbeiten diese Anordnungen nur über einen verhältnismäßig schmalen Drehzahlbereich. Trotz äußerst aufwendiger und komplizierter Schaltungen ist keine der magnetischen An-

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Ordnungen in der Lage, von verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen bis hinauf zu sehr hohen Drehzahlen genau zu arbeiten. Die einfacheren Schaltungen liefern darüber« hinaus keine gut definierten Digitalimpulse über einen vernünftigen Drehzahlbereich.

Nach der Erfindung soll eine Anordnung zum Erzeugen von elektrischen Signalen in Abhängigkeit von Reluktanzänderungen geschaffen werden. Dabei soll es möglich sein, die Drehzahl einer sich drehenden Welle über einen großen Drehzahlbereich zuverlässig und genau zu messen. Insbesondere soll ein Digitaltachometer geschaffen werden, das aufgrund von Reluktanzänderungen die Wellendrehzahl mißt. Das Digitaltachometer soll dabei nicht unbedingt von einer Scheibe aus einem magnetisierten Material oder einem gezahnten Gehäuse aus magnetisiertem Material Gebrauch machen.

Der Erfindung liegt somit die allgemeine Aufgabe zugrunde, zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz ein Verfahren und eine entsprechende Anordnung zu schaffen, die über einen sehr großen Drehzahlbereich der Welle zuverlässig und genau arbeiten.

Dazu wird nach der Erfindung ein reluktanzempfindliches Digitaltachometer mit einem Steigungsänderungsfühler geschaffen, der zum Erzeugen der Digitalimpulse die Stellen maximaler und minimaler Reluktanz erfaßt.

Ein reluktanzempfindliches Digitaltachometer zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß irgendwelche Fehler, die im allgemeinen durch ungleich beabstandete Zähne auftreten, ausgemittelt werden und daß eine Spitzendetektorschaltung unabhängig von der Drehzahl der Welle

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die Punkte minimaler und maximaler Reluktanz genau erfaßt. . ■ . - ...

Ein reluktanzempfindliches Digitaltachometer nach der Erfindung weist eine Auflösung auf, die M χ Ν Digitalimpulse pro Umdrehung beträgt, wobei M die Anzahl von Zähnen am Gehäuse der Anordnung und N die Anzahl der Zähne an der sich drehenden Welle ist und M £ N.

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz ist an der sich drehenden Welle eine Scheibe befestigt, die an ihrem Umfang eine Anzahl von N Zähnen aufweist. Um die gezahnte Scheibe herum befindet sich ein Gehäuse, das mit einer Anzahl von M Zähnen versehen ist. Die Gesamtanordnung ist derart getroffen, daß, wenn sich die Scheibe in dem Gehäuse dreht, einzelne Zähne der Gruppe von N Zähnen der Scheibe mit einzelnen Zähnen der Gruppe von M Zähnen des Gehäuses ausgerichtet werden, um Stellen maximaler Reluktanz zu erzeugen. Abwechselnd treten Stellen minimaler Reluktanz auf, wobei sich einzelne Zähne der Gruppe von N Zähnen in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen der Gruppe von M Zähnen befinden. Mit dem Gehäuse ist eine Abfühlspule gekoppelt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das sich in Abhängigkeit von den Änderungen in der Reluktanz des Kraftlinienwegs ändert, der zwischen dem Gehäuse und der sich drehenden Scheibe gebildet wird. Die Abfühlspule ist mit einem Steigungsänderungsdetektor verbunden, der auf die Stellen maximaler und minimaler Reluktanz anspricht, um in Abhängigkeit von der Frequenz, mit der diese Stellen minimaler und maximaler Reluktanz auftreten, Digitalimpulse zu erzeugen. Die Frequenz der am Ausgang des Steigungsänderungsdetektors auftretenden Digitalimpulse ist somit ein Maß für die Dreh-

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zahl der Welle. Die Digitalimpulse können gezählt oder in irgendeiner anderen Weise verarbeitet werden, um die Wellendrehzahl zu erhalten. Die Verwendung einer Anzahl von Zähnen an der Scheibe und an dem zugeordneten Gehäuse gestattet es, daß möglicherweise vorhandene Abstandsfehler zwischen den Zähnen ausgemittelt werden. Die Abfühlspule kann man mit einer Spannungsquelle verbinden, die für einen hinreichend hohen Strom sorgt, wobei die Notwendigkeit entfällt, für die Zahnscheibe oder das Gehäuse ein permanentmagnetisiertes Material zu verwenden. Nach der Erfindung können daher übliche ferromagnetische Werkstoffe benutzt werden. Für den Fall, daß M^N, kann man eine Auflösung bis zu M χ Ν Digitalimpulsen pro Umdrehung erreichen. Der Steigungsänderungsdetektor ist in der Lage, die Änderung in der Polarität der Steigung des Stromverlaufes festzustellen. Eine solche Änderung tritt etwa an den Stellen maximaler und minimaler Reluktanz auf. Aufgrund der angegebenen Maßnahmen ist die erfindungsgemäße Anordnung in der Lage, über einen sehr großen Drehzahlbereich zuverlässig und genau zu arbeiten.

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Die Erfindung wird im einzelnen an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Zusammenbauansicht einer mit Zähnen versehenen Scheiben- und Gehäuseanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen ^Querschnitt durch eine weitere bevorzugte Anordnung nach :der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Linie 3-3 in der Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines nach der Erfindung ausgebildeten reluktanzempfindllchen Digital tachometers,

Fig. 5 ein Schaltbild einer in dem Digitaltachometer nach der Fig. 4 verwendeten Detektorschaltung zum Erfassen der Steigungsänderung und

Fig. 6 zeitliche Signalverlaufe, die die Beziehung zwischen dem Ausgangs signal einer Abfühlspule und dem Ausgangssignal der- in der Fig. 5 gezeigten Detektorschaltung darstellen.

In der Fig. 1 ist die Zusammenbauansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gezeigt, das eine mit Zähnen versehene Scheiben- und Gehäuseanordnung darstellt. An einer drehbaren Welle 11 ist mit Hilfe eines Halterungsringes 15 eine Scheibe 13 fest angebracht. An der Umfangsflache der an der Welle befestigten Scheibe 13 ist eine erste Gruppe von Zähnen 17 angeordnet, deren Anzahl N beträgt. Die Zähne können aus einem ferromagneti sehen Werkstoff, beispielsweise Weicheisen oder dgl,, oder aus einem permanentmagnetischen Werkstoff bestehen. Die Welle 11 und der Halterungsring 15 befinden sich in einer zentrischen Öffnung 19 eines Gehäuses 21. Das Gehäuse 21 weist einen

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zentrisehen ringförmigen Vorsprung oder Bund 23 auf, der eine zweite Gruppe von Zähnen 25 enthält, deren Anzahl M beträgt. Die gezahnte Scheibe 13 wird in der Öffnung 19 durch die Welle 11 und den Halterungsring 15 in einer solchen Lage gehalten, daß bei sich drehender Welle 11 die Zähne 17 sehr dicht bei den Zähnen 25 vorbeilaufen. Eine Gehäuseabdeckung 27 weist eine zentrische Öffnung 29 und eine dritte Gruppe von Zähnen 31 auf, deren Anzahl M beträgt. Die Zähne 31 befinden sich auf der Unterseite der Abdeckung 27 und entsprechen bezüglich ihrer Anzahl und Lage den Zähnen 25. Die gesamte Anordnung ist derart getroffen , daß die Zähne 25 und 31 in einer solchen Weise dicht einander gegenüberliegen, daß die Zähne 17 der gezahnten Scheibe 13 gerade zwischen den aufeinander ausgerichteten Zähnen 25 und 31 durchlaufen können, so daß eine Stelle minimaler Reluktanz entsteht, wenn einer der Zähne 17 mit einem der Zähne 31 und einem zugehörigen der Zähne 25 direkt ausgerichtet ist, also sich genau zwischen einem Zahnpaar der miteinander ausgefluchteten Zähne 31 und 25 befindet, und daß eine Stelle maximaler Reluktanz entsteht, wenn sich einer der Zähne 17 genau in der Mitte zwischen einem ersten Paar und einem zweiten Paar der miteinander ausgefluchteten Zähne 25 und 31 befindet. Der zentrische Bund 23 ist von einer Abfühlspule 33 umgeben. Ein in der Abfühlspule 33 induzierter Strom ändert sich in Abhängigkeit von den Änderungen in der Reluktanz des Kraftlinienweges, der von den Zähnen 31 der Gehäuseabdeckung 27, von der Abdeckung 27 selbst (Radialwand außerhalb der Zähne), von den Seitenwänden des Gehäuses 21, von dem bis zum Bund 23 in radialer Richtung verlaufenden Boden des Gehäuses 21, vom Bund 23, von den Zähnen 25 und von den Zähnen 17 gebildet wird. Die genannten Teile können aus einem ferromagnetischen Werkstoff oder dgl. hergestellt sein.

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Ein zweites Ausführungsbeispiel einer gezahnten Scheiben- und Gehäuseanordnung nach der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Eine Scheibe 35 ist mit Hilfe eines Halterungsringes 39 an einer drehbaren Welle 37 befestigt. Am Umfang der Scheibe 35 ist eine erste Gruppe von Zähnen 41 vorgesehen, deren Anzahl N beträgt. Ein Gehäuse 45 begrenzt einen Hohlraum mit einer kreisförmigen Öffnung in der Gehäusevorderwand 44. Diese Öffnung mündet in den zentrischen Hohlraum 42 des Gehäuses. Die in der Vorderwand 44 vorgesehene zentrische Öffnung nimmt die Scheibe 35 auf. An der die Öffnung begrenzenden Umfangsflache der Vorderwand 44 ist eine Gruppe von Zähnen 43 vorgesehen, deren Anzahl M beträgt. Die Zähne 43 umgeben die Zähne 41 der in der zentrischen Öffnung drehbar gelagerten Scheibe 35. Das Gehäuse 45 weist einen den Hohlraum 42 umgebenden zentrischen Mittelabschnitt 46 und einen Bodenabschnitt 47 auf. Vom Bodenabschnitt 47 ragt ein zentrisch angeordneter, stabförmiger Körper 48 in den Hohlraum 42. Die obere Stirnfläche 49 des Körpers 48 steht dem Mittelabschnitt der Innenseite der Scheibe 35 dicht gegenüber» Der Körper 38 ist von einer elektrischen Spule 50 umgeben. Das eine Ende der Spule 50 ist mit einem Knotenpunkt 51 verbunden, und das andere Ende der Spule führt zu einem Anschlußpunkt 42. Der Spule 50 ist eine Diode 54 parallelgeschaltet, wobei die Anode der Diode mit dem Knotenpunkt und die Katode der Diode mit dem Anschlußpunkt 52 verbunden ist. Vom Knotenpunkt 51 führt eine Leitung 56 zu einem Ausgangsanschluß 53. Der Anschlußpunkt 52 ist über einen Schalter 60 mit der positiven Klemme einer Batterie 58 verbunden. Die negative Klemme der Batterie 58 führt über eine Leitung 62 zu einem zweiten Ausgangsanschluß 55.

Die Scheibe 35 und das Gehäuse 45 bestehen aus einem magnetischen oder ferromagnetisehen Werkstoff, so daß ein Kraftlinienweg gebildet wird, wie er durch Pfeile in der Fig. 2 angedeutet ist. Der Kraftlinienweg ist in Wirklich-

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keit dreidimensional und läuft von den Zähnen 41 am Umfang der Scheibe 35 durch den Luftspalt der zentrischen Öffnung zu den Zähnen 43 am Umfang der zentrischen Öffnung in der Vorderwand 44 des Gehäuses 45 und dann durch den Mittelabschnitt 46 und den Bodenabschnitt 47 des Gehäuses 45 sowie durch den Körper 48 und die Stirnfläche 49 über den Luftspalt zum Mittelabschnitt der Scheibe 35. In der Scheibe 35 setzt sich der Kraftlinienweg in radialer Richtung zu dem gezahnten Rand der Scheibe 35 und damit zu den Zähnen 41 fort. Damit ist der dreidimensionale Kraftlinienweg geschlossen.

Die Abfühlspule 50 ist um den zentrischen Körper des Gehäuses 45 in einer solchen Weise gewickelt, daß das an den Ausgangsanschlüssen 53 und 55 auftretende elektrische Signal Änderungen ausführt, die von den Reluktanzänderungen in dem Kraftlinienweg bei sich drehender Scheibe 35 auftreten. Obwohl bei der Darstellung nach der Fig. 2 die Scheibe 35 drehbar angeordnet ist, kann man umgekehrt die Scheibe 35 stillhalten und dafür das Gehäuse 45 drehen. Dabei wird ein Schwungradeffekt erzielt. Andererseits kann man es aber sowohl der Scheibe 35 als auch dem Gehäuse 45 gestatten, sich zu drehen, um eine Differenzdrehzahl zu erhalten, was oft erwünscht ist. Falls ein permanentmagnetischer Werkstoff oder als Alternative ein magnetisierbarer Werkstoff mit einer hohen magnetischen Remanenz verwendet wird, kann man die von außen zugeführte Energie herabsetzen oder möglicherweise auf eine Energiezufuhr, beispielsweise durch die Batterie 58, vollständig verzichten.

In der Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der in der Fig. 2 gezeigten Linie 3-3 dargestellt. Bei der gezeigten Stellung der Zähne erhält man maximale Reluktanz. Wie man sieht, befinden sich die Zähne 41 der an der Welle 37 befestigten Scheibe 35 jeweils iⁿ der Mitte zwischen zwei be-

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nachbarten Zähnen 43 am Umfang der zentrischen Öffnung in der Vorderwand 44 des Gehäuses 45. Falls die Welle um einen Winkelabstand gedreht wird, der gleich der Hälfte des Abstands zwischen benachbarten Zähnen 41 ist, sind die Zähne 41 direkt mit gegenüberliegenden Zähnen 43 ausgerichtet, so daß man eine minimale Reluktanz erhält. Bei der Darstellung nach der Fig. 3 ist die Scheibe 35 mit N Zähnen 41 an ihrem Rand ausgerüstet, wohingegen am Gehäuse rund um die Scheibe 35 M Zähne 43 vorgesehen sind. Aus Gründen der Darstellung ist in der Fig. 3 die Anzahl N gleich der Anzahl M. Fehler, die normalerweise von einem falschen Abstand von einem oder mehreren der Zähne 41 oder der Zähne 43 herrühren, werden bei einer großen Anzahl von Zähnen sowohl an der Scheibe 35 als auch am Gehäuse 45 gemittelt, und diese Mittelung ist maximal, wenn N = M, d.h. wenn die Anzahl der Zähne 41 gleich der Anzahl der Zähne 43 ist. In diesem Fall entspricht aber die erzielbare maximale Auflösung N Digitalimpulsen pro Umdrehung, da zwei N Stellen von Reluktanzänderung festgestellt werden, wobei bei N Stellen die Reluktanz ein Maximum überquert und an N Stellen die Reluktanz ein Minimum überquert. Wenn man eine große Anzahl von Zähnen verwendet, so daß die Abstandsfehler unwichtig sind, oder für den Fall, daß keine Abstandsfehler vorhanden sind, kann man eine wesentlich größere Auflösung dadurch erreichen, indem man N ungleich M setzt. In diesem Fall kann man eine maximale Auflösung von MxN Impulsen pro Umdrehung erreichen, und dies ist äußerst wichtig, wenn ein hoher Grad an Auflösung erwünscht ist, wie es in vielen gegenwärtig verwendeten optischen Codierern der Fall sein soll. Zum besseren Verständnis wird auf die folgenden Beispiele verwiesen. Unter der Annahme, daß N gleich 4 ist, also bei vier Zähnen 41 an der Scheibe 35, und unter der Annahme, daß N gleich M ist, also mit vier Zähnen 43 am Umfang der zentrischen Öffnung in der Wand 44 des Gehäuses 45, treten bei einer vollständigen Umdrehung der Welle 37 nur N Impulse bzw. vier Impulse auf, wenn alle Zähne gleichmäßig beabstan-

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det sind. Wenn andererseits M gleich 4 ist, so daß am Gehäuse vier gleichmäßig beabstandete Zähne 43 vorhanden sind, und N ungleich M ist, beispielsweise mit nur drei Zähnen 41 an der Scheibe 35, werden während einer Umdrehung der Welle 37 M χ N bzw. zwölf Impulse erzeugt, da zwölf Stellen maximaler Reluktanz und zwölf Stellen minimaler Reluktanz überquert bzw. geschnitten werden. Für den Fall, daß N = 25 und M = 26, werden pro Umdrehung der Welle 650 Digitalimpulse erzeugt. Mit wachsender Anzahl der Zähne nimmt somit die Auflösung in einem noch stärker anwachsenden Maß zu. Es sei bemerkt, daß die Auflösung von MxN den möglichen Maximalwert darstellt, da es Fälle gibt, bei denen die Werte für N und M derart gewählt sind, daß sich minimale und maximale Stellen der Reluktanz gegeneinander aufheben. Diese nachteilige Wirkung läßt sich jedoch durch einfaches Experimentieren oder durch mathematisches Analysieren vermeiden. In jedem Falle ist somit die Auflösung der Anzahl von Reluktanzänderungen proportional, die bei irgendeiner ungleichen Kombination von Gruppen von Zähnen auftreten. Einen hohen Grad an Auflösung mit wenigen oder keinen Abstandsfehlern kann man somit leicht erreichen. Zwischen den Zähnen 41 der Scheibe 35 und den Zähnen 43 am Umfang der zentrischen Öffnung in der Vorderwand 44 des Gehäuses 45 befindet sich ein Luftspalt 57.

In der Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines reluktanzempfindlichen Digitaltachometers nach der Erfindung dargestellt. Eine Wellen- und Codieranordnung befindet sich innerhalb eines Blocks 59. Der Block enthält einen Motor 61 mit einer Welle 65 und ruht auf einer Unterlage 63. Mit der sich drehenden Welle 65 des Motors ist die in der Fig. 1 oder in der Fig. 2 dargestellte gezahnte Scheiben- und Gehäuseanordnung verbunden, die in der Fig. 4 durch einen Block 67 angedeutet ist. Im Gegensatz zu der beschriebenen Ausbildung ist es aber auch möglich, den Motor so auszugestalten, daß die gezahnte Gehäuseanord-

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nung 45 mit dem Gehäuse des Motors 61 ein einstückiges Teil bildet und daß die gezahnte Scheibe direkt auf der Welle 65 innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist, so daß sich außerhalb des Motors keine weiteren Teile mit Ausnahme der beiden Ausgangsanschlüsse 53 unf 55 der Abfühlspule 47 befinden. Ein an die Ausgangsanschlüsse 53 und 55 angeschlossener Steigungsänderungsfühler 69 enthält eine Detektorschaltung, die auf Änderungen in der Polarität der Steigung des Stromverlaufes anspricht, der etwa die Stellen minimaler und maximaler Reluktanz wiedergibt, um eine entsprechende Folge von Digitalimpulsen zu erzeugen. Diese Impulse werden über eine Leitung 71 einer Tachometer-Logik 73 zugeführt, die Digitalzähler oder ähnliche Einrichtungen enthalten kann, um die an der Leitung 71 auftretenden Impulse in eine Drehzahlanzeige umzuwandeln.

Der in der Fig. 4 als Block dargestellte Steigungsänderungsfühler 69 ist in der Fig. 5 im einzelnen gezeigt. Das Eingangssignal der in der Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung wird an den Ausgangsanschlüssen 53 und 55 der in der Fig. 2 gezeigten Abfühlspule 47 abgenommen. Der Anschluß 53 ist direkt mit einem Eingangsknotenpunkt 75 und der Anschluß 55 direkt mit einem Eingangsbezugsknotenpunkt 77 verbunden. Der Bezugsknotenpunkt 77 ist über eine Leitung 79 an Erde bzw. Masse angeschlossen. Der Eingangsknotenpunkt 75 ist über einen stromfühlenden Widerstand 81 mit dem Eingangsbezugsknotenpunkt 77 verbunden, so daß der durch die Abfühlspule fließende Strom durch den stromfühlenden Widerstand 81 geleitet wird. Der Strom im Widerstand 81 erhöht und vermindert sich somit in Abhängigkeit von den Reluktanzänderungen in der mit Zähnen versehenen Scheiben- und Gehäuseanordnung nach der Fig. 2. Ein Differenzspannungsverlgeicher 83 ist ausgangsseitig bei einem Ausgangsknotenpunkt 85 mit der Ausgangsleitung 71 verbunden. Der positive Eingangsanschluß des Vergleichers ist an einen ersten Vergleicher-Eingangsknotenpunkt 87 angeschlossen,

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und der negative Eingangsanschluß des Vergleichers ist mit zweiten Vergleicher-Eingangsknotenpunkt 89 verbunden. Der Knotenpunkt 75 ist über einen ersten Vergleicher-Eingangswiderstand 91 mit dem Knotenpunkt 87 verbunden. Weiterhin ist der Knotenpunkt 75 über einen zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand 93 mit dem Knotenpunkt 89 verbunden. Der Knotenpunkt 87 führt noch über einen ersten Vergleicher-Eingangskondensator 95 zum Knotenpunkt 77 und der Knotenpunkt 89 über einen zweiten Vergleicher-Eingangskondensator 97 zum Knotenpunkt 77. Der Kondensator 97 dient zur Störfestigkeit und kann unter gewissen Umständen vollkommen weggelassen werden. Die negativen Speiseeingangsanschlüsse des Differenzspannungsvergleichers 83 sind über Leitungen 99 bzw. 101 mit dem Bezugsknotenpunkt 77 verbunden. Der eine der positiven Speiseeingangsanschlüsse des Differenzspannungsvergleichers ist über eine Leitung 107 an einen positiven Bezugsknotenpunkt 103 angeschlossen, wohingegen der andere positive Speiseeingangsanschluß über einen eine Verschiebung oder Versetzung herstellenden Widerstand 109 mit dem positiven Bezugsknotenpunkt 103 verbunden ist. Der positive Bezugsknotenpunkt 103 ist an die positive Klemme einer 5-Volt-Batterie angeschlossen. Das Ausgangssignal des Differenzspannungsvergleichers 83 tritt am Knotenpunkt 85 auf, der über einen potentialanhebenden Widerstand mit dem Bezugsknotenpunkt 103 verbunden ist. Ein Rückführnetzwerk enthält eine Parallelschaltung aus einem ersten Rückführwiderstand 113 und einem ersten Rückführkondensator 115. Diese Parallelschaltung ist auf der einen Seite über eine Leitung 117 an den Knotenpunkt 85 und auf der anderen Seite über eine Leitung 119 an den Knotenpunkt 87 angeschlossen.

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Der erste Eingangswiderstand 91 und der erste Eingangskondensator 95 bilden eine erste RC-Zeitkonstante, und der zweite Eingangswiderstand 93 und der zweite Eingangskondensator 97 bilden eine zweite, unterschiedliche RC-Zeitkonstante, und zwar derart, daß die erste Widerstandskondensatorkombination 91, 95 und die zweite Widerstandskondensatorkombination 93, 97 zwischen den Vergleichereingangsanschlüssen 87 und 89 des Differenzspannungsvergleichers 83 ein differentielles Spannungsverhältnis bilden. Somit kann der Vergleicher aus den Zunahmen und Abnahmen des Stroms im Widerstand 81 durch die Änderungen in der am Widerstand 81 abfallenden Spannung feststellen, ob eine Änderung in der Polarität der Steigung des Stromverlaufes im Widerstand 81 auftritt. Diese Änderungen im Strom werden durch die Änderungen in der Reluktanz der Anordnung verursacht, und eine Änderung in der Polarität der Stromsteigung entspricht etwa einem Punkt maximaler oder minimaler Reluktanz. Das Auftreten jeder Spitze minimaler oder maximaler Reluktanz induziert diese Änderung in der Steigung des Stromverlaufes und signalisiert eine Reluktanzerhöhung oder Reluktanzverminderung entsprechend einem auftretenden Minimum oder Maximum. Der Zustand des Ausgangsimpulses des Vergleichers 83 ändert sich in einer solchen Weise, daß an jeder Stelle, bei der eine maximale Reluktanz auftritt, der Impuls von einem negativen Pegel zu einem positiven Pegel übergeht und so lange auf dem positiven Pegel bleibt, wie die Reluktanz abnimmt. Wenn die Reluktanz bis zu einer minimalen Reluktanz abgenommen hat, tritt anschließend eine Reluktanzzunahme auf. An dieser Stelle geht der Ausgangsimpuls des Vergleichers 83 von dem positiven Pegel auf den negativen Pegel über und bleibt so lange negativ, wie die Reluktanz zunimmt. Sobald die Reluktanz erneut ein weiteres Maximum erreicht, tritt wiederum eine Änderung in der Steigung des Stroms in dem stromfühlenden Widerstand 81 auf, und der Ausgangsimpuls des Differenzspannungsvergleichers 83 wird erneut

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positiv, sobald die Reluktanz abnimmt. Dieser "Vorgang wird mit einer Frequenz fortgeführt, die der Anzahl der Zähne in der gezahnten Scheiben- und Gehäuseanordnung proportional ist. Das Rückführnetzwerk aus dem Rückführwiderstand 113 und dem Rückführkondensator 115 koppelt den Ausgangsimpuls des Differenzspannungsvergleichers 83 zurück auf den positiven Vergleicher-Eingangsknotenpunkt 87 und sorgt damit für eine Hysterese, um sicherzustellen, daß die gesamte Anordnung verhältnismäßig unanfällig gegenüber Rauschen ist und daß keine Fehler auftreten, die auf unerwünschte Schwingungen oder andere störende Vorgänge zurückzuführen sind.

In der Fig. 6A ist der zeitliche Verlauf des Stroms gezeigt, der durch den Stromfühlerwiderstand 81 der in der Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung fließt. Der Verlauf ist im wesentlichen sinusförmig, und die kleinen Spitzen oder Änderungen in dem Verlauf zu den Zeiten t^ und t, treten etwa auf, wenn die Punkte oder Stellen maximaler Reluktanz erreicht werden, und zu der Zeit t₂, wenn etwa die Stelle oder der Punkt minimaler Reluktanz erreicht wird. Der in der Fig. 6B gezeigte Verlauf tritt am Ausgang des Differenzspannungsvergleichers 83 auf, also am Knotenpunkt 85. Das impulsförmige Ausgangssignal ist bis zum Zeitpunkt t^ negativ, der dem ersten Punkt entspricht, bei dem maximale Reluktanz auftritt und die Steigung des Stromes mit Beginn einer Reluktanzabnahme eine Polaritätsumkehr zeigt. In diesem Moment wird der Ausgangsimpuls des Vergleichers positiv.und bleibt so lange positiv, wie die Reluktanz abnimmt. Zum Zeitpunkt t₂ erreicht die Reluktanz einen minimalen Wert und beginnt dann erneut anzusteigen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Impuls am Knotenpunkt 85 negativ und bleibt so lange negativ, wie die Reluktanz ansteigt. Zum Zeitpunkt t, wird ein weiteres Reluktanzmaximum erreicht, so daß der Impuls am Knotenpunkt 85 erneut positiv wird. Das Ausgangssignal bleibt so lange positiv,

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wie die Reluktanzabnahme andauert.

In der Fig. 6C ist ein ähnlicher sinusförmiger Verlauf wie bei der Fig. 6A dargestellt, jedoch für eine wesentlich höhere Drehzahl der Welle. Der durch den Widerstand 81 fließende, im wesentlichen sinusförmige Strom nimmt an den Stellen maximaler und minimaler Reluktanz eine Polaritätsumkehr in der Steigung vor. Bei der Darstellung nach der Fig. 6C treten die Stellen maximaler Reluktanz etwa zu den Zeitpunkten t^, t,, te usw. auf. Die Stellen minimaler Reluktanz erscheinen etwa zu den Zeitpunkten X^ ^4» ^$ usw. Der in der Fig. 6D dargestellte Impulszug gibt das Ausgangssignal des Vergleichers 83 wieder. Auch hier treten die Zustandsänderungen des Ausgangssignals des Vergleichers etwa an den Stellen auf, bei denen sich die Polarität der Steigung des Stromes umkehrt, also an den Stellen maximaler und minimaler Reluktanz. Die Gesamtanordnung arbeitet sowohl bei sehr niedrigen Wellendrehzahlen, bei spiel s\iei se bei von Hand gedrehter Welle, als auch bei sehr hohen Wellendrehzahlen fehlerfrei und zuverlässig sowie mit gut erfaßbaren Ausgangsimpulsen.

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Claims

- 17 Patentansprüche

1 J Verfahren zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß reluktanzändernde Mittel zusammen mit der Welle gedreht werden, daß um die sich drehende Welle und die reluktanzändernden Mittel ein Kraftlinienweg gebildet wird, daß die Zunahmen und Abnahmen der Reluktanz in dem Kraftlinienweg abgefühlt werden, während die sich drehende Welle die reluktanzändernden Mittel in bezug auf den gebildeten Kraftlinienweg in Positionen bringt, daß aufgrund der abgefühlten Abnahmen und Zunahmen der Reluktanz in dem Kraftlinienweg ein Stromsignal erhöht und erniedrigt wird, daß festgestellt wird, ob sich der Pegel des Stromsignals erhöht oder erniedrigt, und daß in Abhängigkeit von dieser Feststellung ein digitales Ausgangssignal erzeugt wird.
2. Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz, gekennzeichnet durch eine an der sich drehenden Welle (11; 37) angebrachte gezahnte Scheibe (13; 35), die an ihrem Umfang eine erste Gruppe von N Zähnen (17; 41) aufweist, durch ein Gehäuse (21, 27; 45) mit einer zweiten Gruppe von M Zähnen (25, 31; 43), die derart rund um die gezahnte Scheibe (13; 35) angeordnet sind, daß ein Kraftlinienweg zwischen der Scheibe und dem Gehäuse gebildet wird, und durch auf die Stellung der gezahnten Scheibe gegenüber dem Gehäuse ansprechende Detektoreinrichtungen (33; 5Ö; 69) zum Erzeugen eines Ausgangsimpulses, der etwa bei den relativen Stellungen, bei denen eine minimale und eine maximale Reluktanz in dem Kraftlinienweg auftritt, seinen Zustand ändert, so daß Digitalimpulse mit einer Frequenz erzeugt werden, die der Drehzahl der Welle proportional ist. 609841 /0654

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3. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Fehler, die von kleinen Unstimmigkeiten des Zahnabstandes der ersten Gruppe von N Zähnen um den Umfang der gezahnten Scheibe oder der zweiten Gruppe von M Zähnen am Gehäuse herrühren, dadurch so klein wie möglich gehalten werden, daß die Fehler durch Setzen von N = M ausgemittelt werden, wobei die N Zähne der ersten Zahngruppe in gleichmäßigen Abständen um den Umfang der gezahnten Scheibe verteilt sind und die M Zähne der zweiten Zahngruppe in gleichmäßigen Abständen voneinander am Gehäuse vorgesehen sind,
4. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Fehler, die von geringen Unstimmigkeiten im Zahnabstand der N Zähne und der M Zähne herrühren, dadurch ausgemittelt werden, daß der Wert für N und bzw. oder M erhöht wird, wobei für irgendeinen vorgegebenen Wert von N der Fehler abnimmt, wenn sich N dem Wert von M nähert, und minimal ist, wenn N = M.
5. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der Anordnung auf NxM Digitalimpulse pro Umdrehung auf ein Maximum eingestellt wird, indem N ungleich M gewählt wird, wobei kleinere Abstandsfehler durch Erhöhen des Wertes von N und M ausgemittelt werden.
6. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Detektoreinrichtungen auszeichnen durch Fühlmittel (33; 50), die mit dem Gehäuse gekoppelt sind und wenigstens einen Abschnitt des Kraftlinienwegs umfassen, um die Zunahmen und Abnahmen in der Reluktanz im Kraftlinienweg abzufühlen,und durch auf die Reluktanzfühl-

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mittel ansprechende Mittel (69) zum Erzeugen eines ersten Ausgangssignals, wenn eine Reluktanzzunahme aufhört und eine Reluktanzabnahme beginnt, und zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals, wenn eine Reluktanzabnahme aufhört und eine Reluktanzzunähme beginnt.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reluktanzfühlmittel auszeichnen durch eine um wenigstens einen Abschnitt des Kraftlinienwegs gewickelte elektrische Spule (33; 50) zum Erzeugen eines elektrischen Stromes, der in Abhängigkeit von den Zunahmen und Abnahmen der Reluktanz im Kraftlinienweg zunimmt und abnimmt, und durch einen elektrischen, stromfühlenden Widerstand (81), der mit den beiden Enden der elektrischen Spule verbunden ist, um den erzeugten elektrischen Strom abzufühlen.
8. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die auf die Reluktanzfühlmittel ansprechenden Mittel (69) auszeichnen durch einen Differenzspannungsvergleicher (83) mit einem ersten und einem zweiten Eingang (87, 89) sowie einem Ausgang (85) und durch an den stromfühlenden Widerstand (81) angeschlossene Mittel, die auf den Stromfluß in dem Widerstand ansprechen und derart ausgebildet und geschaltet sind, daß am Ausgang des Vergleichers (83) das erste Ausgangssignal auftritt, wenn die Zunahme des Stromes in dem stromfühlenden Widerstand beendet ist und eine Stromabnahme beginnt, was bedeutet, daß die Reluktanzzunahme in dem Kraftlinienweg beendet ist und eine Reluktanzabnahme beginnt, wobei ein differentielles Spannungsverhältnis einer ersten Polarität zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers auftritt, und daß am Ausgang des Vergleichers das zweite Ausgangssignal erscheint, wenn die Abnahme des Stromes in

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dem stromfühlenden Widerstand aufhört und eine Stromzunahme beginnt, was bedeutet, daß die Reluktanzabnahme in dem Kraftlinienweg aufgehört hat und eine Reluktanzzunahme beginnt, wobei ein differentielles Spannungsverhältnis einer zweiten Polarität zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers auftritt.
9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die an den stromfühlenden Widerstand (81) angeschlossenen Einrichtungen auszeichnen durch eine erste Widerstandskondensatorschaltung (91, 95), die dem stromfühlenden Widerstand parallelgeschaltet ist und eine erste RC-Zeitkonstante aufweist, durch eine zweite Widerstandskondensatorschaltung (93, 97), die dem stromfühlenden Widerstand parallelgeschaltet ist und eine zweite, von der ersten verschiedene RC-Zeitkonstante aufweist, und durch Mittel zum Verbinden der ersten und der zweiten Widerstandskondensatorschaltung mit dem ersten und dem zweiten Eingang des Differenzspannungsvergleichers (83), um beim Auftreten der genannten Bedingungen ein Differenzspannungsverhältnis der ersten Polarität bzw. der zweiten Polarität zwischen den ersten und zweiten Eingang des Vergleichers zu legen.
10. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnte Scheibe (13; 35) und das Gehäuse (21, 27; 45) ferromagnetisches Material enthalten, daß eine Spannungsquelle (58) vorgesehen ist, die mit dem einen Ende der Reluktanzfühlspule verbunden ist, um einen ablesbaren Pegel des erzeugten Stromes sicherzustellen, und daß die Reluktanzfühlmittel zu ihrem Schutz eine Diode (54) enthalten, die der Spule parallelgeschaltet ist.

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11. Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz, insbesondere in Form eines reluktanzempfindlichen Digitaltachometers zur Drehzahlanzeige in einer Anlage mit einer sich drehenden Welle,
gekennzeichnet durch eine an der drehbaren Welle (11; 37) befestigte Scheibe (13; 35), die an ihrem Umfang eine erste Gruppe von Zähnen (17; 41) aufweist, durch um die Scheibe angeordnete Einrichtungen (21, 27; 45), die in bezug auf die sich drehende Welle feststehen und durch die Zähne der sich mit der Welle drehenden Scheibe einen Kraftlinienweg vorsehen, durch dem Kraftlinienweg zugeordnete Einrichtungen (33; 50) zum Abfühlen der Zunahmen und der Abnahmen in der Reluktanz des Kraftlinienwegs, durch auf die Fühleinrichtungen ansprechende elektronische Schaltungsmittel (69) zum Erfassen der Punkte minimaler Reluktanz und maximaler Reluktanz, wenn sich die Scheibe in bezug auf die den Kraftlinienweg bildenden Einrichtungen dreht, um mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Welle proportional ist, eine Folge von Digitalimpulsen zu erzeugen, und durch eine auf die Digitalimpulsfolge ansprechende Tachometer-Logik (73) zum Gewinnen einer Drehzahlanzeige.
12. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fühleinrichtungen auszeichnen durch eine elektrische Spule (33; 50), die mit wenigstens einem Teil des Kraftlinienweges gekoppelt ist, um Zunahmen und Abnahmen in der Reluktanz des Kraftlinienweges abzufühlen, und daß sich die elektronischen Schaltungsmittel auszeichnen durch einen an die Spule angeschlossenen Stromfühlerwiderstand (81) zum Abfühlen des in der Spule fließenden Stromes, durch einen einen ersten und einen zweiten Eingang (87, 89) sowie einen Ausgang (85) aufweisenden Differenzspannungs-

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vergleicher (83), der ein erstes Digitalsignal liefert, wenn zwischen seinem ersten und seinem zweiten Eingang ein Differenzspannungsverhältnis einer ersten Polarität anliegt, und der ein zweites Digitalsignal liefert, wenn zwischen seinem ersten und seinem zweiten Eingang ein Differenzspannungsverhältnis einer zweiten Polarität anliegt, und durch mit dem Stromfühlerwiderstand und dem ersten sowie dem zweiten Eingang des Vergleichers verbundene RC-Netzwerkeinrichtungen (91, 93, 95, 97), die das erste Differenzspannungsverhältnis der ersten Polarität bereitstellen, wenn die Stromzunahme in dem Stromfühlerwiderstand aufhört und eine Stromabnahme beginnt, und die das Differenzspannungsverhältnis der zweiten Polarität bereitstellen, wenn die Stromabnahme in dem Stromfühlerwiderstand aufhört und eine Stromzunahme beginnt.
13. Anordnung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Differenzspannungsvergleicher (83) eine Rückführeinrichtung (113, 115) zugeordnet ist, die das Ausgangssignal des Vergleichers dem ersten Eingang (87) des Vergleichers zuführt, um eine Hysterese vorzusehen und die Störfestigkeit zu verbessern.
14. Anordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückführeinrichtung auszeichnet durch eine Parallelkombination aus einem ersten Rückführwiderstand (113) und einem, ersten Rückführkondensator (115), und daß sich die die Differenzspannungsverhältnisse bereitstellenden Einrichtungen auszeichnen durch einen ersten Vergleicher-Eingangswiderstand (91), der zwischen das eine Ende des Stromfühlerwiderstands (81) und den ersten Eingang (87) des Vergleichers geschaltet ist, durch einen ersten Vergleicher-Eingangskondensator, der zwischen das andere Ende des Strom-

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fühlerwiderstands und den ersten Eingang des Vergleichers geschaltet ist und der zusammen mit dem ersten Vergleicher-Eingangswiderstand eine erste RC-Zeitkonstante liefert, durch einen zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand (93), der zwischen das eine Ende des Stromfühlerwiderstands und den zweiten Eingang (89) des Vergleichers geschaltet ist, und durch einen zweiten Vergleicher-Eingangskondensator (97), der zwischen das andere Ende des Stromfühlerwiderstands und den zweiten Eingang des Vergleichers geschaltet ist und der in Kombination mit dem zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand eine zweite, gegenüber der ersten unterschiedliche RC-Zeitkonstante bereitstellt, um zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers ein Differenzspannungsverhältnis zu erzeugen.
15. Anordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13; 35) N Zähne (17; 41) an ihrem Umfang aufweist,. daß die den Kraftlinienweg bildenden Einrichtungen eine zweite Gruppe von Zähnen (25, 31; 43) enthalten, deren Anzahl M beträgt und die in einer mit der ersten Gruppe von N Zähnen zusammenwirkenden Beziehung angeordnet sind, so daß der Kraftlinienweg durch beide Zahngruppen führt, und daß die Anzahl der pro Umdrehung der Welle erzeugten Digitalimpulse auf ein Maximum von NxM erhöht werden kann und im allgemeinen zunimmt, wenn die Werte von N und M zunehmen.
16. Anordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13; 35) und die den Kraftlinienweg bildenden Einrichtungen (21, 27; 45) kein Magnetmaterial enthalten und daß die Fühleinrichtungen eine Spannungsquelle (85) aufweisen, die zwischen die entgegengesetzten Enden der elektrischen Spule (50) geschaltet ist, um einen ausreichend hohen elektrischen Strom in dem Stromfühlerwiderstand (81) sicherzustellen.

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17. Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz, gekennzeichnet durch um die sich drehende Welle (11; 37) angeordnete Einrichtungen (13, 21, 27; 35, 45), die einen Kraftlinienweg bilden, durch mit der Welle verbundene reluktanzändernde Einrichtungen (13; 35), die einen Teil des Kraftlinienwegs bilden, um die Reluktanz des Kraftlinienwegs in einer zur Drehzahl der Welle proportionalen Weise zu ändern, und durch auf die Reluktanzänderungen ansprechende Einrichtungen (33; 50; 69) zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Welle proportional ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die reluktanzändernden Einrichtungen auszeichnen durch mindestens einen magnetflußleitenden Körper (13; 35), der sich um ein vorbestimmtes Stück in radialer Richtung von der Welle weg erstreckt, und durch Mittel (15; 39) zum Befestigen des magnetflußleitenden Körpers mit der Welle, wobei die Befestigungsmittel einen Abschnitt des Kraftlinienwegs bilden, und daß sich die kraftlinienwegbildenden Einrichtungen auszeichnen durch einen ersten kraftlinienwegbildenden Abschnitt (44), der in einer zusammenwirkenden Beziehung zu einem ersten Abschnitt der Befestigungsmittel angeordnet ist, um zwischen diesen Teilen den Kraftlinienweg zu erstellen, durch einen zweiten kraftlinienwegbildenden Abschnitt (48), der in zusammenwirkender Beziehung zu einem zweiten Abschnitt der Befestigungsmittel angeordnet ist, um den Kraftlinienweg zwischen diesen Teilen zu erstellen, und durch einen Grundabschnitt (46, 47), um zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (44, 48) den Kraftlinienweg zu erstellen und auf diese Weise den kontinierlichen Kraftlinienweg zu vervollständigen, wobei der magnetflußleitende Körper in bezug auf den ersten Abschnitt der magnetflußbildenden Einrichtungen in solche Lagen bring-

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bar ist, daß bei sich drehender Welle (11; 37) die Reluktanz in dem gebildeten Kraftlinienweg in einer zu der Drehzahl der Welle proportionalen Weise zunimmt und abnimmt.
19» Anordnung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die auf die Reluktanzänderungen ansprechenden Einrichtungen zum Erzeugen von elektrischen Impulsen mit einer der Drehzahl der Welle proportionalen Frequenz auszeichnen durch Mittel (33; 50) zum Abfühlen der Zunahmen und der Abnahmen der Reluktanz in dem Kraftlinienweg und durch elektrische Schaltungsmittel (69), die bei Beendigung einer Reluktanzzunahme und bei Beginn einer Reluktanzabnahme für einen Übergang eines elektrischen Signals von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel sorgen, und die bei Beendigung der Reluktanzabnahme und bei Beginn der Reluktanzzunahme für einen Übergang des elektrischen Signals von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel sorgen, wobei durch diese Pegeländerungen die elektrischen Impulse erzeugt werden.
20. Anordnung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abfühlen der Reluktanz eine elektrische Spule (33; 50) aufweisen, die mit den kraftlinienwegbildenden Einrichtungen gekoppelt ist, um einen elektrischen Strom zu erzeugen, der in einer zu den Reluktanzänderungen proportionalen Weise zunimmt und abnimmt, und daß sich die elektrischen Schaltungsmittel auszeichnen durch einen Stromfühlerwiderstand (81), der an die beiden Enden der elektrischen Spule angeschlossen ist, durch einen Differenzspannungsvergleicher (83) mit einem ersten und einem zweiten Eingang (87, 89) und einem Ausgang (85) und durch eine an

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den Stromfühlerwiderstand und den ersten sowie den zweiten Eingang des Vergleichers angeschlossene Widerstandskondensatoreinrichtung (91, 93, 95, 97) zum Bilden eines Differenzspannungsverhältnisses zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers, und zwar in einer solchen Weise, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers ein Differenzspannungsverhält- . nis einer ersten Polarität auftritt, das die Beendigung einer Stromzunahme und den Beginn einer Stromabnahme in dem Stromfühlerwiderstand anzeigt und den Differenzspannungsvergleicher veranlaßt, ein Ausgangssignal mit einem ersten Signalpegel zu erzeugen, und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang des Vergleichers ein Differenz spannung s verhältnis entgegengesetzter Polarität auftritt, das die Beendigung einer Stromabnahme und den Beginn einer Stromzunahme in dem Stromfühlerwiderstand anzeigt und den Differenzspannungsvergleicher veranlaßt, ein Ausgangssignal mit einem zweiten Signalpegel zu erzeugen.
21. Anordnung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltungsmittel eine Rückführeinrichtung (113, 115) enthalten, die bei Störfestigkeit für eine Hysterese sorgt und die eine zwischen den Vergleicherausgang (85) und den ersten Vergleichereingang (87) ge- · schaltete Parallelkombination aus einem Rückführkondensator (115) und einem Rückführwiderstand (113) aufweist, und daß sich die an den Stromfühlerwiderstand angeschlossene Widerstandskondensatoreinrichtung auszeichnet durch einen ersten Vergleicher-Eingangswiderstand (91), der zwischen das eine Ende des Stromfühlerwiderstands und den ersten Vergleichereingang geschaltet ist, durch einen ersten Vergleicher-Eingangskondensator (95), der zwischen das andere Ende des Stromfühlerwiderstands und den ersten

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Vergleichereingang geschaltet ist und der in Kombination mit dem ersten Vergleicher-Eingangswiderstand eine erste RC-Zeitkonstante bereitstellt, durch einen zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand (93), der zwischen das eine Ende des Stromfühlerwiderstands und den zweiten Vergleichereingang geschaltet ist, und durch einen zweiten Vergleicher-Eingangskondensator (97), der zwischen das andere Ende des Stromfühlerwiderstands und den zweiten Vergleichereingang geschaltet ist und der in Kombination mit dem zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand eine zweite, von der ersten unterschiedliche RC-Zeitkonstante bereitstellt, und zwar derart, daß das Verhältnis des ersten Vergleicher-Eingangswiderstands und des ersten Vergleicher-Eingangskondensators zu der Kombination aus dem zweiten Vergleicher-Eingangswiderstand und dem zweiten Vergleicher-Eingangskondensator das Differenzspannungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Vergleichereingang bildet.
22. Anordnung zum Erzeugen von Digitalimpulsen mit einer der Drehzahl einer Welle proportionalen Frequenz, gekennzeichnet durch eine an der Welle (11; 37) fest angebrachte Scheibe (13; 35), die wenigstens eine die Magnetflußdichte ändernde Einrichtung (17; 41) an ihrem Umfang aufweist, durch ein Gehäuse (21, 27; 45) mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt wenigstens ein polbildendes Element aufweist und das Gehäuse einen kontinuierlichen Kraftlinienweg von dem polbildenden Element des ersten Gehäuseabschnitts zum Rand der Scheibe und durch die Scheibe zum zweiten Gehäuseabschnitt sowie dann zurück zum ersten Gehäuseabschnitt bereitstellt, durch dem Gehäuse zugeordnete Einrichtungen (33; 50) zum Abfühlen der Zunahmen und Abnahmen der Reluktanz in dem Kraftlinienweg,

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wenn die sich drehende Welle die flußdichteändernde Einrichtung in die Nähe des polbildenden Elements des ersten Gehäuseabschnitts bringt und aus dessen Nähe entfernt, und durch auf die Abfühleinrichtungen ansprechende Einrichtungen (81) zum Erfassen der ungefähren Zeit, bei der eine Reluktanzzunähme beendet ist und eine Reluktanzabnahme beginnt, und zum Erfassen der ungefähren Zeit, bei der eine Reluktanzabnahme beendet ist und eine Reluktanzzunähme beginnt, und durch auf die Erfassungseinrichtungen ansprechende Einrichtungen (83) zum Ändern des Zustands eines elektrischen Signals bei jedem der erfaßten ungefähren Zeitpunkte der Reluktanzänderungen, um eine Reihe von Digitalimpulsen zu erzeugen, deren Frequenz der Drehzahl der Welle proportional ist.

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