DE2705099C2 - Vorrichtung zur Erfassung der Stellung einer Kompassnadel - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

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3. der kreisförmige Aufsatz als dünne Scheibe (2) ausgebildet ist,

4. die stromdurchflossene Platte des Hailgenerators (4,5; 8,9) parallel zur Nadelebene liegt, und

5. der Hallgenerator im Bereich des N&delendes angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) zwei ein Paar bildende Hallgeneratoren (4, 5) symmetrisch zu einer

.', Symmetrielinie ihrer Oberfläche aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) eine gedruckte Schaltung oder ein Teil davon ist oder ein Dickfilmsubstrat aufweist, und daß die Hallgeneratoren mit der gedruckten Schaltung oder dem Dickfilmsubstrat elektrisch verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres, dem anderen Paar im wesentlichen gleiches Paar von Hallgeneratoren (8,9) auf einem Durchmesser der Scheibe angeordnet ist, der zur Verbindungslinie der Hallgeneratoren (4,5) des anderen Paares senkrecht verläuft.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe konzentrisch zum Drehpunkt der Kompaßnadel auf dem Schauglas angeordnet und in verschiedenen Dreferiehtungs-Positionen darauf festlegbar ist, und daß Mittel zum Messen des einstellbaren Drehwinkels zwischen der Symmetrieachse der Scheibe und der Nordrichtung

, des beweglichen Kompaßteiles vorgesehen sind.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Stellung einer Kompaßnadel nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 36 57 629 bekanntgeworden. Die Oberseite dieser Vorrichtung trägt einen dicken Aufsatz, mit dem die Stellung der Kompaßnadel erfaßt werden soll. Dieser kreisförmige Aufsatz bedarf zu seiner Halterung einer speziellen Formgebung der Abdeckscheibe des Kompasses, so daß ein beliebiger Kompaß nicht ohne weiteres nachrüstbar ist, sondern vielmehr die spezielle Formgebung der Scheibe bereits von vornherein vorgesehen sein muß. In der Mitte dieser bekannten Vorrichtung befindet sich ein Hallgenerator, dessen stromdurchflossene Scheibe, an der die Hallspannung abgegriffen wird, aufrecht steht. Nachteilig macht siöh hierdurch jedoch der hohe Platzbedarf der vorbekannten Vorrichtung bemerkbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nachträglich einem beliebigen Magnetkompaß zur Erfassung der Magnet- ί nadelstellung zugeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Aufbau ist die erfindungsgemäße Vorrichtung also besonders einfach und problemlos und bringt erhebliche technische Vorteile dadurch mit sich, daß der Hallgenerator liegend in Nähe der Nadelenden angeordnet wird, da dort ständig ein konstanter Magnetfluß herrseht.

Ein derartiger Aufbau ergibt sich auch nicht aus den DE-AS 11 60 199 und 11 66 489, wo Ablesevorrichtungen für Kreiselkompasse beschrieben werden, denn bei Kreiselkompassen gibt es bekanntlichermaßen überhaupt keine Magnetnadeln und somit auch keine Vorrichtungen, um deren Stellung zu erfassen oder elektronisch abzulesen. Die Wirkungsweise eines Kreiselkompasses beruht auf der Erddrehung, während fdie eines Magnetkompasses auf dem Erdmagnetismus ■ !beruht.

^ In den Unteransprüchen sind besonders zweckmäßi- v, ■ .ge Weiterbildungen der Erfindung beschrieben. So kann 'man z. B. beim Vorgehen nach Anspruch 2 davon ^ausgehen, daß die Generatoren insgesamt gewichtsmäißig abgeglichen sind; außerdem kann man einen symmetrischen elektrischen Verstärker verwenden, z. B. %inen Gegentaktverstärker. Wenn man nach Anspruch 3 vorgeht, erreicht man ein äußerst geringes Gewicht der gesamten Vorrichtung, wodurch die kardanische Aufhängung der üblichen Kompasse nicht beeinträchtigt wird.

Beim Vorgehen nach Anspruch 4 vermeidet man die Verwendung zu schwacher Signale von den Generatoren dann, wenn die beiden Hall-Generatoren auf einer Linie liegen, die nahezu parallel zur Nord-Süd-Linie des Magneten liegt: In diesem Fall nimmt man die zur Ablesung bestimmten elektrischen Signale von den anderen beiden Hall-Elementen ab. Erkennbar können die beiden orthogonal zueinander gerichteten Signale wesentlich besser für die Steuerung eines Motors oder einer Selbststeueranlage verwendet werden, als wenn man nur mit einem Paar von Hall-Generatoren als Detektoren für die Flußdichte arbeitet

Beim Vorgehen nach Anspruch 5 erhält man eine einfache Möglichkeit einen festen Kurs einzustellen, was bei Selbststeueranlagen wichtig ist. Selbstverständlich können diese Merkmale auch dazu verwendet werden, die Deviation zu berücksichtigen, die sich daraus ergibt, daß der magnetische Nordpol nicht mit dem geografischen Nordpol zusammenfällt.

Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert, deren beide Figuren Ausführungsbeispiele schematisch darstellen.

In den beiden Figuren ist ein Aufsatz in Form einer im wesentlichen ebenen Scheibe 2 mit zueinander parallelen Kreisflächen ! und 3 dargestellt. Auf der Fläche 1 sind in der gezeigten Lage zwei Hall-Generatoren 4 und 5 befestigt. Jeder Hall-Generator hat zwei Anschlußpaare: Ein Paar dient zur Versorgung mit einem konstanten Gleichstrom und vom anderen Anscblußpaar wird die Hall-Spannung abgenommen, die proportional zum Produkt aus dem Gleichstrom und dem Magnetfluß durch den Generator selbst ist. Die Hall-Generatoren sind auf einem Durchmesser 6 auf der Oberfläche 1 angeordnet, der senkrecht zur Symmetrieachse 7 verläuft. Wenn die Symmetrieachse parallel zur Nord-Süd-Richtung des Magnetsystems desjenigen Kompasses steht, auf weichen die Anordnung ange-

bracht werden soll, dann im der resultierende Fluß durch die Sensoren null. Wenn iindererseits die Kompaßnadel von einer Richtung durch null in die andere Richtung gedreht wird, ändert der Magnotfluß durch die Hall-Generatoren die Richtung .ind es wird eine maximale Änderung der Hall-Spannung pro Grad der Drehung erhalten. Die Hall-Sensoren sind sowohl hinsichtlich ihrer Gleichstromversorgung als auih zur Abnahme der resultierenden Hall-Spannungen in Reihe geschaltet, für welche Maßnahmen man selbstverständlich die Polarisation der Generatoren berücksichtigt. Die elektrischen bzw. elektronischen Mittel sind nicht gezeigt, mn deren Hilfe die Hall-Generatoren in eine Anzeigeschaltung eingeschaltet -sind. Zur Verbindung der Hall-Generatoren mit der nicht gezeigten Schaltung dient ein flexibles Kabel mit vier Adern. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist ein weiteres Paar von Hall-Generatoren 8 und 9 auf der Fläche 1 der Scheibe 2 angeoidnet, und zwar auf der Symmetrielinie J des eisten Paares von Hall-Gencfaufren -*,und 5."Auf diese Weise wird erreicht, daß die Hull-Spannungen der beiden aus je gegenüberliegenden Generatoren bestehenden Paare für jede Winkelstellung des Kompaßmagneten phasenmäßig senkrecht aufeinander stehen. Die Hall-Spannungen werden zur Anzeige der Kompaßstellung mittels eines Motors verwendet, dessen Wicklungen um jeweils 90° zueinander versetzt sind. Selbstverständlich können auch hier die Ausgangsspannungen in bekannter Weise zur Ansteuerung einer Selbststeueran-ο lüge verwendet werden.

Der Aufsatz kann eine dünne Scheibe 2 für eine gedruckte Schaltung oder ein Dickfilmsubstrat sein, an deren Unterseite die Hall-Elemente befestigt sind. Alternativ kann die Scheibe 2 auch die gedruckte

i^r> Schaltung bzw. das Dickfilmsubstrat selbst sein, in welchem Falle dann die Hall-Elemente oben auf der Platte befestigt sind. Die Hall-Elemente können durch andere, z. B. ihren Widerstand bei Flußänderungen ändernde Elemente ersetzt werden, z. B. sogenannte

20_I( Magneto-Resistoren, " - ,

Hierzu" 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erfassung der Stellung einer Kompaßnadel mit

1. einem kreisförmigen Aufsatz zur Anordnung parallel zur Drehebene der Kompaßnadel, und

2. einem Hallgenerator zur Erfassung der Nadelstellung,