DE2710921A1

DE2710921A1 - Sensoren zum erfassen einer vielzahl von parametern

Info

Publication number: DE2710921A1
Application number: DE19772710921
Authority: DE
Inventors: Glenn William Bowen; Charles Carl Camillo; Edward Frank Sidor
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1976-03-18
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1977-10-27
Also published as: CA1094192A; FR2344815A1; US4099164A; US4064497A; US4045787A; JPS54109463A

Description

HAMBURU-MÜNCHEN XÜSTELLUNOSANSCHHIFT: 2OOO UAMBURO 30 ■ NEUER WALL 41

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8501 West Higgins Road tblkor. nboedapatbnt München

Chicago, Illinois 60631/üSA hambukg. 11. März 1977

Sensoren zum Erfassen einer Vielzahl von Parametern

Die Erfindung bezieht sich auf auf Sensoren und Übertrager, die längliche, magnetisch sättigbare Rohre verwenden, wobei Lesedrähte durch die Rohre verlaufen, um zugleich eine Vielzahl von Parametern zu erfassen.

Ein sehr nützlicher Positionsübertrager wurde in der US-Patentanmeldung 613 156 vom 15.September 1975 im Namen von ViktorM. Bernin offenbart, die den Titel "Positionsübertrager, der Magnetelemente verwendet" besitzt und über die die Anmelderin verfügt. Diese Anmeldung war eine Fortsetzung der Anmeldung Aktenzeichen 518 310 vom 29. Oktober 1974, die aufgegeben wurde. Dieser übertrager verwendet ein längliches, hohles, zylindrisches Rohr aus magnetisch sättigbarem Material, einen Lesedraht, der

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durch das Rohr parallel zur Längsachse verläuft und ein Paar längliche , im wesentlichen rechteckige Magnete entgegengesetzter Polarität, die eine Länge besitzen, die vorzugsweise nicht größer als die Länge des Rohres ist, und die neben gegenüberliegenden äußeren Abschnitten des Rohres angeordnet sind. Wenn sich die Magnete über das Rohr bewegen, sehen sie eine im wesentlichen vollständige Sättigung des Rohres in dem Abschnitt vor, über den sie sich erstrecken, während der Restabschnitt des Rohres im wesentlichen ungesättigt bleibt. Der übertrager gibt somit eine lineare Anzeige der Stellung der Magnete bezüglich des Rohres, wenn ein elektrisches Viechseistromsignal oder ein Impulssignal entweder direkt oder durch eine magnetische Kopplung von einer Steuerleitung an dem Lesedraht anliegt, der durch das Rohr verläuft.

Die Verwendung eines Ferritelementes von Toroidalgestalt, das zwischen zwei Sättigungsmagneten angeordnet ist, um ein Ausgangssignal auf einer Leseleitung zu erzeugen, die durch den Kern verläuft, ist in dem US-Patent 3 638 331 offenbart, dessen Erfinder Viktor M. Bernin ist, und das am 25. Januar 1972 erteilt wurde. Die Anmelderin ist ebenfalls im Besitze dieses Patentes. Die dort offenbarte Vorrichtung ist ein Tastschalter, in dem der gesamte Toroidkern vollständig, gesättigt ist, wenn die Magnete

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auf einem Stellglied in die Nachbarschaft der Kerne nach unten geführt werden. Um diesen Zweck des US-Patents 3 638 331 durchzuführen, sind die Kerne des Schalters so angeordnet, daß die Achsen parallel zu dem breiten Teil der Magnete verlaufen, die wesentlich größere Abmessungen besitzen im Vergleich zur Stärke des Kernes.

Der übertrager nach der Anmeldung von Bernin, Aktenzeichen 613 156 verwendet hingegen ein hohles, längliches zylindrisches Rohr, das aus einem Material aufgebaut ist, das magnetisch sättigbar ist, einen Lesedraht, der durch das Rohr verläuft, und zwei entgegengesetzt gepolte Magnete, die sich entlang der Außenseite des Rohres bewegen, um eine genaue lineare Anzeige der Stellung der Magnete bezüglich des Rohres auf den Lesedrähten zu erzeugen. Mit anderen Worten liefert dieser übertrager kein "Eins" oder "Null" Ausgangssignal, vielmehr kann er verwendet werden, um genau die Stellung der Sättigungsmagnete bezüglich des Rohres zu bestimmen, da der Abschnitt des Längsrohres, der zwischen den Magneten liegt, verhältnismäßig gesättigt ist, während der Restteil verhältnismäßig ungesättigt ist.

Eine Vielzahl von Vorteilen wird dadurch realisiert. Da das Rohr einen geschlossenen Fluß; liefert, gibt es keinen bedeutenden Reibungseffekt an den Enden der Sättigungsmagneten. Der Abschnitt des Rohres, der nicht zwischen

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den Magneten liegt, bleibt im wesentlichen ungesättigt. Da das Ausgangssignal, das auf dem Lesedraht durch das Rohr erzeugt wird, nicht abhängig von der Magnetcharakteristil des Rohrs , sondern lediglich von der Stellung der Magnete bezüglich des Rohres ist, wird ein sehr lineares Ausgangssignal erreicht. Zusätzlich werden die Probleme eliminiert, die magnetische Sensoren beeinträchtigen können, die im wesentlichen von einer teilweisen Sättigung des Sensorelementes abhängen. Solche Effekte wären zum Beispiel Temperaturänderungen und Alterungsänderungen. Weiterhin ist die magnetische Kraft, die erforderlich ist, um diese Art Übertrager zu betreiben, nicht kritisch, weil die Sättigung des Rohres zwischen den Magneten in zuverlässiger Weise ein Ausgangssignal erzeugt. Dies steht im direkten Gegensatz zu Sensorvorrichtungen, wie zum Beispiel im US-Patent 2 915 637 von McAdam, bei dem die magnetische Sättigung des gesamten Kernes beeinträchtigt wird durch die Stellung des zugehörigen Magneten, dadurch ist der dort offenbarte Kern den oben beschriebenen Temperatur- und Altersbeeinträchtigungen unterworfen, und die Vorrichtung stellt kritische Forderungen an die magnetische Kraft für die Steuermagnete.

Temperatursensoren mit einem Paar länglicher, magnetisch sättigbarer Rohre sind ebenfalls offenbart, zum Beispiel in der US-Patentanmeldung Aktenzeichen 564 578 vom 2. April 1975 im Namen von Edward F. Sidor, mit dem Titel "Temperatur-

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Λ*

sensoren mit verbesserter Betriebscharakteristik unter Verwendung von Magnetelementen", die ebenfalls im Besitze der Anmelderin ist. Ein Auftragen der Induktivität gegen die Temperatur für die beiden Elemente liefert somit Kurven« die sich bei den Temperaturen überschneiden, die erfaßt werden sollen. Permanentmagnete sind neben den Temperatursensorelementen angeordnet, um einen Mechanismus zum Einstellen des Kreuztemperaturpunktes der Magnetelemente zu liefern.

Magnetkerne, wie zum Beispiel toroidalförmige Kerne wurden bereits verwendet, um Temperaturen zu erfassen. Verfahren nach dem Stand der Technik zum Temperaturerfassen verwenden übergangscharakteristika der Magnetkerne, wie zum Beispiel den Curie-Temperaturübergang und/oder übergänge erster Ordnung, wie zum Beispiel im US-Patent No. 3 534 306 vom 13. Oktober 1970 auf den Namen von Watrous et al. beschrieben. Bekannte Vorrichtungen zum Erfassen von Temperaturen dieser Art beruhen auf der Tatsache, daß bei einer bestimmten Temperatur ein drastischer Hechsei der Magnetcharakteristika des Kerns eintritt. Wenn ein Draht um den Kern gewickelt wird, um ein Induktivitätselement zu bilden, ändert sich demzufolge die Induktivität des Elementes drastisch, wenn die vorbestimmte Temperatur erreicht wurde. Dies erfordert spezifische Kernmaterialien, die speziell ausgebildet und

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■A*.

sorgfältig kontrolliert werden, um den erwünschten schnellen übergang bei exakter Temperatur zu erreichen, die gewünscht ist. Ein anderer, speziell hergestellter Magnetkern müßte dann in dem Sensor ausgetauscht werden, um eine weitere andere Temperatur zu erfassen.

Diese Sensorvorrichtung der US-Anmeldung Aktenzeichen 564 578 im Gegensatz hängt nicht von einer schnellen Änderung des Induktivitätszustandes des Magnetkerns ab. Vielmehr ändert sich die Induktivität des Magnetelementes allmählich, bis die Induktivitäten beider Elemente etwa gleich sind bei einer vorbestimmten Temperatur, die dann in der Fühlschaltung erfaßt wird. Der Vorteil dieser Annäherung gegenüber den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik liegt darin, daß durch ein Ändern der Induktivität des Elementes durch eine Änderung der Anzahl von Windungen, die mit dem Element verbunden sind, der Kreuzpunkt, an dem die beiden Induktivitäten gleich sind, geändert werden kann, so daß der Temperatursensor über einen weiten Temperaturbereich Verwendung finden kann.

Der Temperatursensor der US-Anmeldung Aktenzeichen 564 578 wird dadurch verwirklicht, daß zwei induktiv umwickelte Elemente mit unterschiedlichen Abhängigkeiten der Induktivität von der Temperatur zu einem vierzweigigen Wechselstrominduktivitätsbrückennetzwerk zusammenge-

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schlossen werden, das zwei Anschlüsse besitzt, die über einen üblichen Nulldetektor verbunden sind. Wenn die Abhängigkeit der Induktivität von der Temperatur der beiden Elemente an einer vorbestimmten Temperatur sich kreuzen, sind die Induktivitäten gleich und der Nulldetektor zeigt an, daß die erwünschte Temperatur erreicht wurde. Obwohl zwei Magnetkerne in Reihe verbunden wurden, um eine Temperaturkompensation zu erreichen, wie es im US-Patent No. 3 824 502 vom 16. Juli 1974 auf den Namen von Bardash et al. gezeigt ist, ist die Verwendung von zwei in Reihe verbundenen Magnetelementen, die unterschiedliche Temperaturcharakteristika haben, zur Erfassung von Temperaturen über einen relativ großen Temperaturbereich ohne Obergangsänderung des Magnetzustandes des Elementes nicht verwirklicht durch die Vorrichtung nach dem US-Patent No. 3 824 502.

In einer gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 533 364, die den Titel "Magnettemperatursensor mit zwei Kernen", angemeldet im Namen von Edv/ard F. Sidor, trägt, die ebenfalls im Besitze der Anmelderin' ist, ist eine Temperatursensorschaltung beschrieben, die zwei Magnetkerne verwendet. In dieser Schaltung werden die beiden Kerne in einer Brückenschaltung mit zwei anderen Impedanzen verbunden und an eine Sensorschaltung, zum Beispiel einen Nulldetektor angekoppelt, um den Kreuzpunkt von Temperatur und Induktivität zu erfassen, bei dem

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die Induktivitäten der beiden Kerne gleich werden. Wie oben angegeben»ist ein Vorteil dieser Art von Vorrichtung, daß durch ein Ändern der Induktivität der Vorrichtung der Temperaturkreuzungspunkt leicht abgeändert werden kann. Der Temperatursensor kann über einen weiten Temperaturbereich verwendet werden. Die frühere Anmeldung erreichte die Änderung der Induktivität durch ein Ändern der Anzahl von Wicklungen auf den Kernen der beiden Sensorelemente. Diese Verwirklichung jedoch war zeitraubend, da ein Auseinanderbauen der Sensoreinheit notwendig war.

Der Temperatursensor der Anmeldung Aktenzeichen 533 364 erlaubt die Einstellung des Temperaturkreuzungspunktes durch die Bewegung eines oder mehrerer Permanentmagnete , die neben den Magnetsensorelementen angeordnet sind, so daß durch die Einstellung der Position der beweglichen Magnete die Permeabilität der magnetischen Elemente eingestellt werden kann, um den Temperaturkreuzungspunkt ohne ein Auseinanderbauen der Schaltung zu variieren.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des Temperatursensors der US-Anmeldung Aktenzeichen 533 364 ist, daß entweder toroidalförmige Kerne oder längliche rohrförmige Magnetelemente verwendet werden können, in denen die Wicklung im wesentlichen aus dem Draht besteht, der im wesentli-

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chen entlang der Achse des rohrförmigen Elementes verläuft. Dadurch, daß der Kern länglich und rohrförmig in Gestalt gemacht wird und die Länge des Permanentmagneten derart ausgelegt wird, daß sie etwas kürzer als die Länge des rohrförmigen Elementes ist, ist eine genauere Steuerung möglich, da der Betrag der Sättigung des rohrförmigen Elementes eng gesteuert werden kann durch die Stellung des Permanentmagneten. Dies wird dadurch erreicht, daß wahlweise magnetisch ein vorbestimmter Abschnitt des länglichen Magnetelements gesättigt wird.

Zusätzlich zur Verwendung eines einzigen Paares von Magnetelementen in einem aktiven zweiarmigen Brückennetzwerk, können zwei Paar Magnetelemente zur Bildung eines vierarmigen aktiven Brückennetzwerkes verbunden werden, das zweimal so empfindlich wie ein zweiarmiges aktives Brückennetzwerk ist, wie es in der Anmeldung Aktenzeichen 533 364 beschrieben ist.

Die oben beschriebenen Sensorenübertrager der Anmeldung Aktenzeichen 613 156 und der Anmeldung Aktenzeichen 564 578 waren außerordentlich wertvoll für Anwendungen, die das Erfassen eines einzigen Zustandes, zum Beispiel Temperatur oder Druck oder örtliche Position usw. erfordern. Jedoch mußte in Anwendungen, bei denen es erforderlich war, daß mehr als ein Zustand erfaßt wird,

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um einer gegebenen Steuerungsfunktion zu genügen, ein unterschiedlicher Sensor dieses Typs verwendet wird für jeden zu erfassenden Zustand, wodurch die Kosten und auch die Größe der Sensoreinheit anwuchs.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorteile der Sensoren oder übertrager nach den oben genannten Anmeldungen zu erhalten, wobei eine Vielzahl von Sensorfunktionen in einem einzigen Sensor kombiniert werden sollen, wodurch ein Sensor verminderter Kosten und Größe,

jedoch mit vergrößertem Anwendungsbereich geschaffen wird.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist die Seitenansicht eines Einzelelementes, das auf die beiden getrennten Parameter Temperatur und Druck anspricht;

Fig. 2 ist die Seitenansicht eines Einzelelementes, das auf zwei verschiedene Druckparameter anspricht;

Fig. 3 ist die Seitenansicht eines zweielementigen Sensors, der auf zwei getrennte Temperatuin anspricht;

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Fig. 4 ist die Seitenansicht eines Zweielementsensors, der auf Temperatur und einen weiteren Parameter, wie zum Beispiel Druck, anspricht;

Fig. 5 ist die zeichnerische Darstellung der Abhängigkeit der Induktanz von der Temperatur für die Elemente in Fig. 3 und 4;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der modulierten Ausgangsimpulsfolge, die von den Elementen nach den Figuren 3 und 4 abgeleitet werden kann;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, die eine Schaltung mit einem Differentialverstärkerausgang und einem synchronen Detektor zeigt, die in Zusammenhang mit den Sensoren der Fig. 4 und 5 verwendet werden kann;

Fig. 8a ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Temperatur am Anschluß 200 in der Schaltung nach Fig. 7 zeigt; und

Fig. 8b ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Temperatur am Anschluß 212 in der Schaltung nach Fig. 7 zeigt.

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Die sättigbaren Magnetelemente nach der vorliegenden Erfindung sind hochlinear, kontaktlos, sehr genau, zuverlässig, können auch unter erschwerten Umweltbedingungen arbeiten und sind verhältnismäßig kostengünstig. Der Aufbau dieser Elemente ist in Fig. 1 dargestellt, in der ein längliches Element abgebildet ist, wie die hohle Röhre oder das hohle Rohr 10, das aus einem Material mit Ferriteigenschaften oder einem anderen geeigneten Material, das magnetisch gesättigt werden oder irgendwie beeinträchtigt werden kann, hergestellt werden kann. Falls die induktive Version des Übertragers erwünscht ist, kann ein einziger Lesedraht 12 durch das Rohr parallel zur Längsachse des Rohres laufen. Alternativ dazu kann ebenfalls ein Steuerdraht 14 in das Rohr 10 eingeführt werden, der elektrische Stromimpulse bezieht, um einen Transformatorbetrieb zwischen dem Steuerdraht und dem Lesedraht 12 hervorzurufen. Durch die Verwendung des zylindrischen hohlen Rohrs 10 wird ein geschlossen magnetischer Fluß um den Lesedraht 12 durch die Wände 16 des Rohres 17 vorgesehen.

Die benötigte Länge des Rohres 10 hängt vom Typ und von der erwünschten Genauigkeit ab. Allgemein jedoch ist die Längsausdehnung L^ des Rohres in der Größenordnung von mindestens der zehnfachen Dicke von üblichen Ringkernen, die im Handel erhältlich sind für Magnetkern-

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speicher und ist im allgemeinen größer als ein Zoll (2,5 cm), falls ein verhältnismäßig genaues Auslesen erforderlich ist.

Die Längsdimension L₂ der Magnetpaare 18, 20 und 19, 21 ist vorzugsweise etwas kleiner als die Länge L-. Je länger das Rohr 10 im Verhältnis zu der Länge der Magnete ist, desto genauer wirkt die Lesevorrichtung. Die Relativstellung der Magnetpaare 18, 20 und 19, 21, die entgegenge setzt gepolt bezüglich des anderen Magnetpaares sind und die neben dem Außenumfang der Wände 16 angeordnet sind, bestimmt das Ausgangssignal, das in dem Lesedraht 12 auftritt. Wenn sich die Magnetpaare 18, 20 und 19, 21 von links und rechts bewegen, wie es in Fig. 1 zu sehen ist, sättigen sie im wesentlichen einen größeren oder kleineren Raumteil des Rohres 10. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist der Abschnitt A des Rohres 10 zwischen den Magneten 19 und 21 im wesentlichen gesättigt: (d.h. ein weiteres Zunehmen des Magnetfeldes ändert die Induktivität in dem Rohr nicht mehr wesentlich), während der Abschnitt B außerhalb des Magnetpaares 19, 21 im wesentlichen ungesättigt ist. Obwohl bis zu einem gewissen Grade eine Teilsättigung in der Nachbarschaft der Verbindungslinien 23 zwischen den Teilen A und 8 auftritt, ist diese Teilsättigung verhältnismäßig klein, da die Magneten 19 und 21 eng einander benachbart sind und da

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durch die Wände 16 ein geschlossener Magnetfluß ermöglicht wird.

Wenn sich die Magnetpaare 18, 20 und 19, 21 nach links oder rechts über das Rohr bewegen, ist ein jeweils unterschiedlicher Betrag des Rohrvolumens magnetisch gesättigt, so daß eine Anzeige der Relativstellung des Rohres 10 bezüglich der Magnetpaare 18, 20 und 19, 21 auf den Lesedrähten erzeugt wird. Da jeder Abschnitt des Rohres entweder vollständig gesättigt oder im wesentlichen ungesättigt ist, ist die Vorrichtung weitgehend frei von Temperatur- und Altersbeeinträchtigungen und erfordert keine kritische magnetische Kraft, wie es der Fall ist, falls der Gesamtaufbau des Rohres 10 teilweise magnetisch gesättigt würde durch die Magnetpaare 18, 2O oder 19, 21. So kann das Rohr 10 stufenweise gesättigt werden mit einem hohen Maß an magnetischer Auflösung und Steuerung. Zur Erreichung dieses Ergebnisses muß das Verhältnis der Länge L₁ des Rohres 10 zum Durchmesser groß sein, so daß der kleine Luftspalt zwischen den Magnetpaarei18, 20 und 19, 21 und der Wand 16 einen begrenzten steuerbaren Fluß vorsieht, so daß das Element nicht abhängig ist von der Flußdichte.

Das Rohr 10 kann extrudiert werden, was eine außerordentlich gleichmäßige Querschnittsfläche ergibt, was zur

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Genauigkeit des Elementes beiträgt. Da die Induktivwicklungen nicht um das Rohr 10 herumgewickelt sind, können die Magnetpaare 18, 20 und 19, 21 auch nahe der Wand 16 angeordnet werden, und eine geringe Wandstärke der Wand 16 trägt ebenfalls zur hohen magnetischen Auflösung bei.

Das Rohr 10 und der Lesedraht 12 in Fig. 1 dienen zur Bildung eines Ausgangssignals, das eine Funktion von zwei unabhängigen Parametern, zum Beispiel von Druck und Temperatur, oder von zwei unterschiedlichen Temperaturen ist. Dieses wird dadurch erreicht, daß das erste Magnetpaar 18, 20 mit einer üblichen, auf Druck oder Temperatur ansprechenden Vorrichtung gekoppelt wird. Beispielsweise, falls der Druck erfaßt werden soll, dehnt sich die Vorrichtung 22 aus, wenn der umgebungsdruck sich vergrößert und zieht sich volumenmäßig zusammen, wenn der Umgebungsdruck abnimmt. Ein zweites Magnetpaar 19, 21 wird mit einer auf Temperatur ansprechenden Vorrichtung, zum Beispiel einem Bi-Metall Streifen 24 gekoppelt, der auf Änderungen in der Umgebungstemperatur durch ein Biegen in der einen Richtung oder in die entgegengesetzte anspricht, je nach dem, ob die Temperatur über oder unter einem vorbestimmten Wert liegt.

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Die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 22 ist mit einem zweiteiligen Kopplungsteil 26 verbunden, dessen einer Arm 28 mit dem Magnet 18 verbunden ist und der andere Arm 30 mit dem Magneten 20. Der Arm 28 wird von der Trägerklammer 32 getragen, während der Arm 30 von der Tragerklammer 34 getragen wird, so daß die Magneten 18 und 20 sich bezüglich des Rohres 10 linear bei im wesentlichen konstanter Entfernung von dem Außenumfang der Wand 16 vor und rückwärts bewegen.

Der auf die Temperatur ansprechende Bi-Metall-Streifen 24 ist mit einer Klammer 36 verbunden, die ihrerseits mit einem zweiteiligen Kopplungsteil 38 verbunden ist, dessen einer Arm 40 zum Magneten 19 führt und dessen zweiter Arm 42 an den Magneten 21 angeschlossen ist. Der Arm 28 wird von der Tragerklammer 24 getragen, während der Arm 42 von der Trägerklammer 46 getragen wird, so daß sich die Magneten 19, 21 bezüglich des Rohres linear bei im wesentlichen konstanter Entfernung von dem Außenumfang der Wand 16 vor und zurück bev/egen können.

Die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 22 und der auf die Temperatur ansprechende Bi-Metall-Streifen 24 können derart angeschlossen werden, daß ein Anwachsen der zugehörigen Meßgröße das entsprechende Magnetpaar 18, 20 oder 19, 21 in jede der beiden Richtungen gemäß

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den erwünschten Bedingungen bewegen kann. Beispielsweise ist es wünschenswert, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Funktion des Produktes der beiden Parameter ist, oder alternativ, eine Funktion des Verhältnisses der beiden Parameter. Beispielsweise, falls sich die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 22 ausdehnt, wird das Magnetpaar 18, 20, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, nach links bewegt mit zunehmendem Umgebungsdruck und nach rechts mit abnehmendem Umgebungsdruck, und der Bi-Metall-Streifen 24 biegt sich derart, daß das Magnetpaar 19, 21 ebenfalls nach links mit zunehmender Umgebungstemperatur und nach rechts mit abnehmender Umgebungstemperatur bewegt wird, das Ausgangssignal auf dem Lesedraht ist dann eine Funktion des Verhältnisses des Drucks zur Temperatur. Dies tritt dadurch ein, da3 ein größerer Raumanteil des Rohres 10 bei zunehmendem Umgebungsdruck gesättigt wird, während ein geringerer Raumanteil des Rohres 10 bei zunehmender Umgebungstemperatur gesättigt wird. Diese Art Sensor kann somit in einer Gasumgebung mit konventionellen Verarbeitungsschaltungen (die nicht gezeigt sind) verwendet werden, um ein elektrisches Signal zu liefern, das die Anzahl von Mol des Gases liefert, die in einem gegebenen Volumen vorhanden sind gemäß folgender Definition:

η - ^(v)

(R) (T)

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wobei V das Volumen, P der Druck, T die Temperatur und R die Gaskonstante ist und η die Anzahl der Mole des Gases, die vorhanden sind bei konstantem Volumen, wobei R ebenfalls einen konstanten Wert besitzt.

Eine weitere Version eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung, der lediglich ein Magnetrohr verwendet, ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Ausführung ist die Zeichnung der Komponenten, die mit einem gestrichenen Bezugszeichen (zum Beispiel Rohr 10') bezeichnet v/erden,identisch den ungestrichenen Komponenten (zum Beispiel Rohr 10) in Fig.1. Das Magnetpaar 18', 20' wird wiederum durch eine auf Druck ansprechende Vorrichtung 22' gesteuert, die die Magnete 18', 20' dazu bringt, sich nach links zu bewegen, wenn der Umgebungsdruck zunimmt. Die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 48* auf der anderen Seiten kann derart angeschlossen v/erden, daß ein Zunehmen des Umgebungsdrucks dazu führt, daß das Magnetpaar 19', 21' sich nach links bewegt.

Falls die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 22' in einem Gebiet 50' enthalten ist und die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 48' in einem zweiten Gebiet 52', liefert das Sehsorelement mit dem Rohr 10', dem Lesedraht 12' und den Magnetpaaren 18', 20' und 19', 21* ein Ausgangssignal, das eine Funktion des Verhältnisses der Umgebungs-

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drucke in dem Gebiet 50' zu dem Umgebungsdruck in dem Gebiet 52* darstellt.

Die Ausführungen nach den Figuren 3 und 4 zeigen jeweils einen Aufbau, in dem ein erstes magnetisches Rohr 60 nahe eines zweiten magnetischen Rohres 60' angeordnet ist, so daß die Achsen der Längsausdehnung der Rohre fluchten. Der Lesedraht 62 durch das Rohr 60 und der Lesedraht 62* durch das Rohr 60* sind an jeweils ihrem inneren Ende miteinander verbunden, so daß ein Anschluß 64 gebildet wird, wodurch eine Ausgangsvorrichtung mit drei Anschlüssen gebildet wird, die verwendbar ist als ein Differentialpotentiometer. Wenn sich die Magnete 68 und 70 über die Rohre 60, 60* bewegen, werden verschiedene Abschnitte der jeweiligen Rohre gesättigt und unges-ättigt. Ähnlich den Ausführungen in Fig. 1 und 2 kann die Vorrichtung nach Fig. 3 in einen Transformator konvertiert werden, indem lediglich die Steuerleitungen 74 und 74' hinzugefügt werden, die in der Induktorversion nicht verwendet werden.

Wenn lediglich der Lesedraht in der Vorrichtung nach Fig.

wird verwendet/und diese somit als ein Induktorsensorelement, kann ein Hechselstromregungssinussignal verwendet werden. Die Erregung geschieht im allgemeinen von einer Stromquelle, so daß die Spannung über dem Induktivübertrager direkt proportional der Änderung der Induktivität ist, die durch

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die Relativstellung der Magnete 68, 70 und der Rohre 60, 60' verursacht wird. Der Induktor kann an eine Oszillatorschaltung oder eine andere übliche Fühlschaltung angeschlossen werden.

Falls ein dreianschlüssiger Potentiometerübertrager erwünscht ist, wird über die Lesedrähte 62, 62' eine konstante Erregerspannung geführt. Falls die Steuerdrähte 74, 74* der Ausführung nach Fig. 3 hinzugeführt werden, um einen übertrager nach Art eines Transformators zu bilden, werden sie gegenphasig verbunden, so daß ein Null-Ausgangssignal erhalten wird, wenn die Magnete 68, 70 derart angeordnet sind, daß die Mittellinie 28 ihre Längenausdehnung L, in zwei Hälften teilt. Wenn sich die Magnete in die eine oder andere Richtung bewegen, ändert sich das Ausgangssignal von der Null-Stellung und unterliegt einer Phasenumkehr, wenn die Mitte der Magnete die Mittellinie 28 überquert.

Die vorliegende Erfindung ist in der Ausführung nach Fig. derart ausgeführt, daß das Ausgangssignal das Verhältnis von zwei Temperaturen darstellt. Eine Temperatur kann die des Gebiets 76 sein, das eine Vorrichtung enthält, die auf die Temperatur anspricht, zum Beispiel den Bi-Metall-Streifen 78, Der Bi-Metall-Streifen 78 ist mit einer Konsole 80 verbunden, die an ein zweigeteiltes Kopplungs-

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teil 82 angeschlossen ist/ dessen einer Arm 84 mit dem Magneten 68 und dessen anderer Arm 86 mit dem Magneten 70 verbunden ist. Der Arm 84 wird durch eine Trägerklammer 88 getragen, während der Arm 86 durch die Trägerklammer 90 gehalten wird, so daß die Magnete 68 und 70 sich bezüglich der Rohre 60, 60' bei im wesentlichen konstantem Abstand von deren Außenumfängen vor und zurück bewegen.

Die zweite Temperatur, die durch den Sensor nach Fig. 3 erfaßt werden soll, ist die Umgebungstemperatur um die Rohre 60 und 60*. Die Abhängigkeit der Induktivität von der Temperatur ist für die beiden Rohre 60 und 60' unterschiedlich, vorzugsweise durch die Verwendung von unterschiedlichen Materialien für jedes Element. Die Elemente 60 und 60* KSnnen aus linearem Material im Gegensatz zu einem Material mit rechteckigem Verhalten aufgebaut werden. Wie in der Vorrichtung des oben erwähnten US-Patents 3 824 502. Eines der Magnetelemente nach der vorliegenden Erfindung kann aus einem Material hergestellt werden, das im Handel durch die Ferroxcube Corporation unter dem Namen Ferroxcube 3E2A vertrieben wird, und das andere Material kann aus Ferroxcube 3D3-Material sein. Die Induktivität des einen der beiden Elemente ist kleiner als die des anderen unter einer vorbestimmten, zu erfassenden Temperatur, und größer als die Induktivität des anderen Elementes

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über einer vorbestimmten, zu erfassenden Temperatur. Bei der vorbestimmten erwünschten Meßtemperatur sind die Induktivitäten der beiden Elemente im wesentlichen gleich. Die induktiv gekoppelten Sensorelemente 60, 60', die in der Darstellung in den Figuren 3 und 4 gezeigt sind, können mit ihren Lesedrähten 62, 62* an die Anschlüsse einer Induktivbrückenschaltung mit vier Zweigen angeschlossen werden, wie es in der oben erwähnten US-Anmeldung Aktenzeichen 564 587 oder 533 364 dargestellt ist.

Eine Darstellung der Abhängigkeit der Induktivität von der Temperatur für die Kerne 60 und 60' in Fig. 3 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei die durchgezogenen Kurven 61 und 61¹ die Abhängigkeit der Induktivität gegenüber der Temperatur für die Kerne 60 und 60* in Fig. 3 darstellt. Es kann aus dieser Darstellung ersehen werden, daß die beiden Rirven 61 und 61* sich an einem der tlberschneidungrpunkte 38, 39 oder 41 überschneiden können, die die Temperaturkreuzungspunkte T, T¹ oder T" darstellen, die von einer üblichen Sensorschaltung erfaßt werden können, die anspricht, wenn die Induktivität der beiden Rohre 60 und 60' gleich , ist.

Der Temperaturkreuzpunkt T kann am Schnittpunkt 38 der Kurven 61, 61' in Fig. 5 erfaßt werden, wenn die Magnete 68 und 70 derart angeordnet sind, daß sie im wesentlichen

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a«»

durch die Linie 27 in zwei Teile geteilt werden. Die Magnete 68 und 70 sättigen vollständig den Abschnitt des Magnetkerns 60, der zwischen ihnen liegt, jedoch sind die anderen Abschnitte der Längselemente 60 und 60* im wesentlichen im ungesättigten Zustand. Die Permanentmagnete 68 und 70 besitzen vorzugsweise eine Länge, die etwas kürzer als die Länge der im wesentlichen gleichlangen magnetisch sättigbaren Rohre 60 und 60' ist. Der Temperaturkreuzpunkt T , der erfaßt wird, kann mit der Temperatür T eines Gebiets 76, das ein Bi-Metallstück 78 ent-

el.

hält, durch das Verhältnis R in Verbindung stehen, wobei

^Ta

R s _t und das Ausgangssignal von den Rohren 60

^Tc

und 60^v ist proportional zu R. Dies kann dadurch eintreten, da das Bi-Metallstück 78 derart angeordnet werden kann, daß es sich in die eine Richtung bewegt, so daß das Verbindungsteil die Magnete 68 und 70 nach rechts bewegt, wie es in Fig. 3 zu sehen ist, wenn die Temperatur in dem Gebiet 76 sich erhöht.

Die Induktivität der Rohre 60 und 60¹, die das Verhältnis T_a
—x— aufweist, wenn die Magnete 68 und 70 von der Linie

27 in zwei Teile geteilt werden, besitzt ein Verhältnis

T
_von ₁ wenn die Magnete nach rechts bewegt werden, so

T¹
daß sie von der Mittellinie 28 geteilt werden, und T_c =

T¹. Das bedeutet, daß die Temperatur T des Gebiets 76

* a

über die Kreuzpunkttemperatur T_c, die erfaßt wird, anwächst

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und auch anwächst, weil das Rohr 60 vorzugsweise eine im wesentlichen konstante oder abnehmende Temperaturabhängigkeit der Induktivität besitzt, während das Rohr 60' vorzugsweise eine ansteigende Temperaturabhängigkeit der Induktivität aufweist. Somit, wenn die Magnete 68, 70 nach rechts bewegt werden, wenn die Temperatur T_ wächst, nimmt die Induktivität des Rohres 60 ab oder bleibt im wesentlichen die gleiche, während die Induktivität des Rohres 60' zunimmt, was ein Verschieben des Kreuzungspunktes, an dem die Induktivtäten der Rohre 60, 60* im wesentlichen gleich sind, vom Punkt 38 zum Punkt 39 bedingt. Beide Elemente 60 und 60* werden im wesentlichen gleichmäßig durch die Magnete 68 und 70 beeinflußt, wenn sie von der Mittellinie 28 in der Mitte geschnitten werden.

Falls die Temperatur T des Gebiets 76 noch mehr ansteigt,

Cl

bis die Magnete 68 und 70 derart angeordnet sind, daß die Linie 29 im wesentlichen sich in der Mitte teilt, werden die Kurven 61 und 61 · der Abhängigkeit der Induktivität von der Temperatur derart verschoben, daß sie sich am Punkt 41 über schneiden, wo die noch höhere Kreuzungstemperatur T=T" erfaßt werden kann. Das Verhältnis R jedoch kann verhältnismäßig konstant durch ein geeignetes Auslegen der Rohre 60 und 60' und des Bi-Metallstreifens 78 bleiben, so daß das Ausgangssignal von dem Sensor verwendet werden kann, um anzuzeigen, wenn die Umgebungstem-

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peratur für die Rohre 60 und 60' gleich der Umgebungstemperatur für das Gebiet 76 ist, um Temperaturanpassungssysteme zu steuern. Offensichtlich kann der Sensor in Fig. 4 auch verschiedene andere Funktionen vorsehen einschließlich der Lieferung eines Ausgangssignals, das das Produkt von zwei Temperaturen darstellt.

Während die Induktivität der Kurve 61* vorzugsweise ansteigt mit ansteigender Temperatur und die Induktivität der Kurve 61 vorzugsweise entweder abnimmt oder relativ konstant bleibt, ist dies kein notwendiges Erfordernis. Im Gegensatz zu den Temperaturkompensierungselementen des oben erwähnten US-Patents 3 824 502 ist es für die Permeabilität des einen Kernes nicht notwendig anzusteigen, während die des anderen abnimmt, es reicht, daß die Temperaturabhängigkeit der Induktivitäten der beiden Kerne lediglich unterschiedlich verlaufen, so daß sie sich bei der erwünschten zu messenden Temperatur überschneiden.

Fig. 6 zeigt das Ausgangssignal, das man erhält, wenn ein Wechselstromsinussignal an die Sensoren nach Flg. 3 angelegt wird. Man kann sehen, daß bei der Temperatur unterhalb des Kreuzungspunktes das Ausgangssignal 92 in einer ersten Phase vorliegt, jedoch die Größe des Ausgangssignals abnimmt, wenn man sich dem Kreuzungspunkt 94 näh~-it. Am Kreuzungspunkt 94 erhält man keine Auslese durch einen üblichen Nulldetektor,

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der an den Sensor angeschlossen ist, was anzeigt, daß die erwünschte Temperatur erreicht wurde. Wenn die Temperatur über die zu erfassende am Kreuzungspunkt 94 hinausgeht, liegt das Ausgangssignal 92 gegenphasig zu dem Ausgangssignal 92 unterhalb des Temperaturkreuzungspunktes 94 vor und wächst in seiner Größe, wenn die Temperatur ansteigt. Obwohl ein Nulldetektor ein geeigneter Ausgangsdetektor für die vorliegende Erfindung aufgrund seines einfachen Aufbaus darstellt, können andere Detektortypen einschließlich solcher, die auf Größe oder Phase ansprechen, ebenfalls, falls erwünscht, verwendet werden.

Der Sensor nach Fig. 4 kann identisch dem Sensor nach Fig. 3 sein mit der Ausnahme, daß der Bi-Metallstreifen 78 im Gebiet 76 durch eine Vorrichtung 96 ersetzt wird, die auf Druck anspricht. Die anderen Elemente arbeiten in der gleichen Weise wie unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben und haben somit auch die gleichen Bezugszeichen in Fig. 4 erhalten. Die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 96 in Fig. 4 ersetzt den auf Temperatur ansprechenden Bi-Metallstreifen 78 in Fig. 3 als das Steuerelement, das die Stellung der Magnete 68 und 70 bestimmt. Die auf den Druck ansprechende Vorrichtung 96 kann zum Beispiel derartig angeschlossen werden, daß zunehmender Umgebungsdruck in dem Gebiet 98, in dem die auf den Druck an-

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sprechende Vorrichtung gelagert ist, dazu führt, daß das Teil 92 die Magneten nach links schiebt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wodurch ein Ausgangssignal vorgesehen ist, das proportional dem Druck P in dem Gebiet 76 und der Kreuzpunkttemperatur T ist.

Eine Fühlschaltung ist in Fig. 7 dargestellt, die den Sensor von Fig. 3 oder 4 aufnehmen kann und in einer entfernten Stelle von den übrigen Abschnitten der Schaltung nach Fig. 7 angeordnet werden kann. Ein Oszillator 140 in Colpitschaltung wird verwendet, um ein Wechselstromsignal zu liefern. Der Oszillator verwendet den Transistor 147, die die Frequenz bestimmende Spule 149, die die Frequenz bestimmenden Kondensatoren 144 und 146, die Kopplungskondensatoren 148, 150, den Entkoppelungskondensator 152 und die Widerstände 154, 156 und 158. Der Kollektor 160 des Transistors 147 ist an den Anschluß 162 angeschlossen, der mit einer positiven Spannungsversorgung verbunden ist. Die Basis 164 des Transistors 147 ist mit der \erbindung der Vorspannungswiderstände 154 und 156 und des Kopplungskondensators 148 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 154 liegt am Anschluß 162, während das andere Ende des Widerstandes 156 am Anschluß 163 geerdet ist. Der Widerstand 158 liegt zwischen dem Emitter 166 des Transistors 147 und dem geerdeten Anschluß 163. Der Ausgang des Oszillators 140 am

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Emitter 166 des Transistors 147 ist durch den Kopplungskondensator 150 mit der Primärwicklung 168 des Ausgangstransformators verbunden. Die Sekundärwicklungen 172 und 174 des Ausgangstransformators 170 sind an einer Brückenschaltung 175 angeschlossen, in der die magnetischen Elemente 60 und 60' und ihre zugehörigen Magnete 68 und 70 der Figuren 3 und 4 die aktiven Elemente bilden. Die Polarität der Wicklungen 168, 172 und 174 des Transformators 170 und der Magnetrohre 60 und 60' sind in Fig. 6 mit Hilfe von Punkten gezeigt, wobei die Punkte die gleiche Polarität für jede Wicklung der Magnetelemente, die so bezeichnet sind, darstellen.

Der Ausgang der Brückenschaltung 175 ist mit einer Primärwicklung 176 des Transformators 178 verbunden. Das eine Ende der Primärwicklung 176 ist ir.it dem Verbindungspunkt 177 der Rohre 60, 60' verbunden, und das andere Ende ist an den Verbindungspunkt 179 der Wicklungen 172, 174 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 180 des Ausgangstransformators 178 besitzt eine Mittelanzapfung, die am Anschluß 181 geerdet ist, und ist über ein Paar Widerstände 182, 184 mit einer Synchrondetektorschaltung 186 verbunden, die aus vier miteinander verbundenen Dioden 188, 190, 192, 194 besteht, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Der Transformator könnte, falls erwünscht, weggelassen werden, indem die Verbindungspunkte 177,179 direkt mit den Wider-

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ständen 182 und 184 verbunden werden.

Die Verbindung 196 zwischen den Dioden 188 und 194 ist mit der Verbindung des Kopplungskondensators 150 des Oszillators 140 verbunden, sowie mit dem einen Ende der Primärwicklung 168 des Transformators 170. Die Verbindung 198 zwischen den Dioden 190, 192 ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß 200 eines Differentialverstärkers 202 verbunden. Ein Kondensator 204 ist zwischen den nicht invertierenden Eingangsanschluß 200 und Erde zwischengeschaltct, um das Eingangssignal auszuglätten, um einen Gleichstromwert besserer Konstanz zu erhalten. Der Widerstand 205 ist zwischen den invertierenden Eingangsanschluß und Erde geschaltet, um die auf dem Kondensator 204 gespeicherte Ladung abfließen zu lassen. Der invertierende Eingangsanschluß des Verstärkers 202 liegt direkt an Erde. Somit wird ein Eingangssignal vom Oszillator 140 über die Anschlüsse 196, 198 weitergegeben, während das Signal von der Brückenschaltung 175 über den Anschluß 208 am Verbindungspunkt der Dioden und 190 und den Anschluß 210 und den Verbindungspunkt der Dioden 192, 194 des Synchrondetektors 186 anliegt. Die Anschlüsse 208 und 210 sind auch jeweils mit den Widerständen 182, 184 verbunden.

Die Darstellungen in den Figuren 8a und 8b zeigen jeweils

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die Abhängigkeit der Spannung vom Kreuzungspunkt in der Schaltung am nicht invertierenden Eingangsanschluß 200 und am Ausgangsanschluß 212. Falls die Umgebungstemperatur um die Rohre 60, 60* geringer als die Kreuzpunkttemperatur 214 ist, an der die Kurve nach Fig. 8 die Spannungsachse überquert, ist die Induktivität des Rohres 60 im wesentlichen kleiner als die Induktivität des Rohres 60'. In diesem Fall erscheint eine verhältnismäßig kleine positive Spannung am Verbindungspunkt 208 und eine verhältnismäßig geringe negative Spannung am Verbindungspunkt 210 zugleich mit dem Auftreten einer positiven Spannung am Anschluß 196, die etwas größer als die positive Spannung am Anschluß 208 ist. Die Diode 194 ist somit in Vorwärtsrichtung gepolt und die Kathode der Diode liegt auf positiver Spannung, da der Verbindungspunkt 196 direkt mit dem Verbindungspunkt 197 verbunden ist, während die Verbindungspunkte 208 und 210 mit der Sekundärwicklung 180 durch die Widerstände 182 und 184 verbunden sind. Die positive Spannung der Kathode der Dioden 188 und 192 polt diese Dioden rückwärts. Somit ist nur die Diode 190 in Durchlaßrichtung durch die positive Spannung am Anschluß 208 gepolt, um den Kondensator 204 aufzuladen und Strom an den nicht invertierenden Eingangsanschluß 200 des Verstärkers 202 zu liefern. Während des Stromflusses in den nicht invertierenden Eingangsanschluß 200 ist die Spannung am Ausgangsanschluß 212 des Verstärkers 202 auf einem

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hohen Wert, wie es in Fig. 8^dargestellt ist.

Wenn eine negative Spannung am Anschluß 196 anliegt und eine negative Spannung am Anschluß 208 bei einer positiven Spannung am Anschluß 210 vorhanden ist, findet durch keine der Dioden des Synchrondetektors 186 eine wesentliche Stromleitung statt. Somit fließt der Strom durch die Diode 190 in den Eingangsanschluß 200 lediglich während eines Halbzyklus der Schwingung des Oszillators 140.

Wenn sich die Temperatur ändert derart, daß die Induktivität der Rohre 60 und 60' gleich wird, fällt die von der Wicklung 180 über die Anschlüsse 208, 210 bezogene Spannung im wesentlichen auf null. Dadurch wird Strom durch die in Vorwärtsrichtung gepolte Diode 194 fließen, jedoch leitet die Diode 190 nicht. Die Spannung am Verbindungspunkt 198 ist in der Darstellung der Temperaturabhängigkeit der Spannung in Fig. 8a aufgezeigt, wobei der Punkt 214 den Punkt darstellt, an dem die Spannung im wesentlichen auf null fällt, wenn die Induktivitäten der Rohre 60 und 60* gleich sind. Ohne Stromfluß in den Eingangsanschlui: 200 des Verstärkers 202 ändert der Verstärker seinen Zustand derart, daß ein scharfer übergang der Spannung am Anschluß 212 auf einen niedrigen Wert auftrifft, und zwar am Punkt 214, wie es in der Fig, 8b gezeigt ist.

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Falls die Temperatvir weiterhin ansteigt, wird die Induktivität des Kerns 60' geringer als die Induktivität des Kerns 60, wodurch dann die Spannung am Verbindungspunkt 196 positiv wird, wenn die Spannung an der Verbindung 210 positiv und die Spannung an dem Verbindungspunkt 208 negativ ist. In diesem Fall sind alle Dioden 188, 190, 192 in Sperrichtung gepolt, während lediglich die Diode 194 in Durchlaßrichtung gepolt ist. Wenn die Verbindung 196 jedoch negativ wird, wird die Spannung 1m Verbindungspunkt 208 positiv bezüglich der Spannung am Verbindungspunkt 210. Die Dioden 188 und 192 werden dann in Durchlaßrichtung gepolt, dadurch wird die Anode der Diode 192 auf einen negativen Spannungswert gesetzt. Somit ist der Ausgangsanschluß für Temperaturen, die größer als die Temperatur des Kreuzungspunkts 214 sind, auf einen niedrigen Spannungswert, wie es in Fig. 8b dargestellt ist.

Wenn die Temperatur dsn Kreuzungspunkt 214 von einer niedri gen Temperatur aus erreicht, wird jede positive Spannung, die in dem Kondensator 204 gespeichert ist, über die Diode 192 abgezogen. Gleichermaßen, wenn die Temperatur den Kreuzungspunkt 214 vor einer höheren Temperatur erreicht, wird Jede negative Spannung, die auf den

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Kondensator gespeichert ist, über die Diode 19O abgezogen, Somit ist der tibergang am Ausgangsanschluß 212 des Verstärkers 202 an Kreuzungspunkt 214 für eine kurze Zeit verzögert, bis Jede gespeicherte Ladung auf dem Kondensator 204 abgeflossen ist.

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Claims

271Π92Ί Ansprüche :

1. J Sensorvorrichtvmg zum Erfassen zweier unabhängiger —' Zustände, gekennzeichnet durch ein längliches, magnetisch beeinflußbares Element, eine erste längliche Magnetvorrichtung, die neben einem ersten Abschnitt des Elementes angeordnet werden kann, um eine Ansprache durch das Element zuerzeugen, die abhängig von einer ersten Größe des Elementes ist, die neben der magnetischen Vorrichtung liegt, erste Steuervorrichtungen, die auf einen Zustand zum Anordnen der ersten Magnetvorrichtung relativ zu dem Element ansprechen, eine zweite längliche Magnetvorrichtung, die neben einem zweiten Abschnitt des Elementes angeordnet werden kann, um eine Ansprache durch das Element zu schaffen, die abhängig von einer zweiten Größe des Elements ist, die neben der Magnetvorrichtung liegt, und zweite Steuermittel, die auf einen zweiten Zustand zur Stellung der zweiten Magnetvorrichtung relativ zu der beeinflußbaren Vorrichtung ansprechen.

2. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch beeinflußbare Element ein längliches hohles Rohr mit einer Längsachse besitzt, eine Anordnung elektrischer Leiter mit we-

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ORIGINAL INSPECTED

nigstens einem Lesedraht, der durch das Rohr in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse des Rohres verläuft, ein erstes Paar länglicher, mit entgegengesetzten Polen gegenüberliegender Magnete, die diametral gegenüber dem einen Ende des Außenumf angs des Rohres gelagert sind urd im wesentlichen einen ersten Abschnitt des Rohres vollständig magnetisch sättigen, der zwischen diesem ersten Paar Magnetpole angeordnet ist, die aber im wesentlichen ohne Einfluß auf die magnetische Sättigung des übrigen Abschnittes des Rohres sind, eine erste Steuervorrichtung, die auf einen ersten Zustand zur Stellung des ersten Paares von Magnetpolen relativ zu dem Rohr verwendet wird und ein zweites Paar gegenüberliegen-

die
der Magnetpole,yfliametral gegenüberliegend bezüglich des Rohres neben dem anderen Ende des Außenumfangs des Rohres angeordnet sind, die im wesentlichen vollständig den zweiten Abschnitt des Rohres sättigen, der zwischen diesem zweiten Paar Magnetpole liegt, jedoch im wesentlichen ohne Einfluß auf die magnetische Sättigung des restlichen Abschnittes des Rohres sind.

3. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch beeinflußbare Element ein längliches hohles Rohr besitzt mit einer Längsachse,

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eine elektrische Leiteranordnung wenigstens einen Lesedraht hat, der durch das Rohr in einer Richtung parallel zur Längsachse des Rohres verläuft, ein erster länglicher Permanentmagnet vorgesehen ist und so angeordnet ist, daß er im wesentlichen vollständig magnetisch einen ersten Abschnitt des Rohres sättigt, der neben dem ersten Magneten liegt, und im wesentlichen ohne Einfluß auf die magnetische Sättigung des Restteiles des Rohres ist, eine erste Steuereinrichtung, die auf einen ersten Zustand anspricht,und verwendet wird zur Festlegung der Stellung des ersten Magnets relativ zum Rohr, ein zweiter länglicher Permanentmagnet so angeordnet wird, daß er im wesentlichen vollständig einen zweiten Abschnitt des Rohres magnetisch sättigt, der neben dem zweiten Permanentmagnet liegt, und im wesentlichen ohne Einfluß auf die magnetische Sättigung des Restteiles des Rohres ist, so daß das Gesamtvolumen des Rohres, das vollständig magnetisch gesättigt wird, in gesteuerter Weise in Übereinstimmung mit der Stellung des ersten und des zweiten Magnetes relativ zum Rohr variiert.

4. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuervorrichtung beide auf Temperatur ansprechen.

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5. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuervorrichtung beide auf Druck ansprechen.

6. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuervorrichtung auf Temperatur und die zweite Steuervorrichtung auf Druck anspricht.

7. Sensorvorrichtung zur Erfassung der Umgebungstemperatur und einen weiteren Zustand, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten induktiv umwickelten Magnetkern mit unterschiedlicher Temperaturabhängigkeit der Induktivität, so daß die Abhängigkeit von Induktivität und Temperatur der beiden Magnetkerne sich bei einer zu erfassenden Temperatur überschneiden, eine Spannungsquelle, die mit den beiden induktiv umwickülten Kernen verbunden ist, Sensorvorrichtungen, die mit den Kernen gekoppelt sind, um zu erfassen, wann die Induktivitäten der beiden Kerne etwa gleich sind, Permanentmagnete, die neben den Kernen angeordnet werden körnen, und Steuervorrichtungen, die auf den anderen Zustand ansprechen, um die Magnete relativ zu den Kernen in Stellung zu bringen.

8. Sensorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Steuervorrichtung eine auf Temperatur ansprechende Vorrichtung ist, die auf eine zweite Temperatur anspricht.

9. Sensorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung auf Druck anspricht.

10. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kerne ein längliches hohles Rohr besitzt mit einer Längsachse und aus einem Material aufgebaut ist, das magnetisch sättigbar ist, ein elektrische Leiteranordnung wenigstens einen Lesedraht aufweist, der durch jedes der Rohre in einer Richtung parallel zur Längsachse der Rohre verläuft, und die Permanentmagnete aus einem Paar gegenüberliegender magnetischer Pole bestehen, die neben dem Außenumfang der Rohre angeordnet sind und im wesentlichen den Abschnitt des Rohres vollständig sättigen, der zwischen den Magnetpolen liegt, die jedoch ohne wesentlichen Einfluß auf die magnetische Sättigung des Restteiles des Rohres sind.

11. Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Vorrichtung ist, die auf Temperatur anspricht und eine zweite Temperatur erfaßt.

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12. Sensorvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung auf Druck anspricht.

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