DE2743903A1 - Elektroden- bzw. polstueckanordnung zum erzeugen eines rotierenden elektrischen bzw. magnetischen feldes - Google Patents

Elektroden- bzw. polstueckanordnung zum erzeugen eines rotierenden elektrischen bzw. magnetischen feldes

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Description

DR. ERICH NEUGEBAUKR
PATENTANWALT β MÜNCHEN 26 - POSTFACH 31 ZWElBEÜCKENSTBAeSE 10
OEBEK DKM DEUTSCHEN PATENTAMT)
8 MÜNCHEN
TELRKON (0811) 2Z4337 r. 202581 TELEGRAMMADRESSE:
BAVAHiAPATENT München
TELEX 8-24477
29. September 1977 1A-3849
Patentanmeldung
CAIN ENCODER COMPANY Greenville, North Carolina 27834, U.S.A.
Elektroden- bzw. Poletückanordnung
zum Erzeugen eines rotierenden elektrischen bzw. magnetischen Feldes
8098U/0778
DR. EIUCH NEUGEBAUER PAT U N TANWALT
β MÜNCHEN 26 - ΙΌSTFACII 31 ZWEI B Kt)CKE N ST It A 86 F 10
(KEBEK »EM DEVTSCHEK PATENTAMT)
Α743903
8 MÜNCH
TELEFON (0811) 224337 Γ. 292501 TEI-KGH AM M ADRESSE: HAVARIAI'ATENT M ti NCH KN TELEX 6-24477
29. September 1977 1A-3849
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Elektroden- und/oder Tolstückanordnungen zum Erzeugen eines sich gleichmäßig drehenden elektrischen und/oder magnetischen oder elektromagnetischen
Feldes.
In der US-PS 3 500 365 sowie in einer weiteren, noch älteren US-PS ist die Verwendung sich drehender magnetischer bzw. elektrischer Felder bei einer Vorrichtung zur Fernmessung der Lage eines Maßgerätzeigers oder eines anderen sich drehenden Gegenstandes beschrieben. Soweit die vorliegende Erfindung in Frage kommt, ist der Fall der Verwendung eines magnetischen Feldes dem Fall der Verwendung eines elektrischen Feldes direkt analog, und in beiden Fällen werden ähnliche Wirkungen erzielt. Im Hinblick hierauf befaßt sich die folgende Beschreibung zum größten Teil mit einer Elektrodenanordnung, und es ist ersichtlich, daß diese Beschreibung sinngemäß auch für eine Anordnung von magnetischen Polstükken gilt.
Zu der vorstehend genannten Vorrichtung zum Ablesen eines Meßgeräts gehört eine kreisrunde Anordnung von Elektroden,
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die in einer Ebene liegen, wobei eine üetektorelektrode in der Mitte der Anordnung und in der gleichen Ebene angeordnet ist. Durch Anlegen einer mehrphasigen Spannung an die aufeinander folgenden Elektroden der kreisrunden Anordnung wird ein elektrisches Feld erzeugt, dns sich praktisch in dem benachbarten Luftraum dreht. Die im Drehpunkt des elektrischen Feldes angeordnete Detektorelektrode befindet sich in einem Bereich konstanter Feldstärke, und daher führt jede Messung des elektrischen Potentials zu einem konstanten V/ert, wenn das elektrische Feld umläuft. Die Elektroden sind in unmittelbarer Nähe einer Meßgerätskala auf ihrer Vorderseite so angeordnet, daß die Detektorelektrode einem Ende der Welle des Meßgeräts benachbart ist und daß die die Detektorelektrode umgebenden Elektroden der Kreisbahn gegenüberliegen, auf der sich der Zeiger des Meßgeräts bewegt. Daher taucht der Zeiger in das rotierende elektrische Feld ein, so daß er das Feld "abtastet" und im Wege der kapazitiven Kopplung die jeweils angetroffene Feldstärke auf die nahe dein anderen Ende des Zeigers angeordnete Detektorelektrode überträgt. Das rotierende elektrische Feld ist von solcher Art, daß das freie Ende des Zeigers einer sinusförmigen Veränderung der Feldstärke ausgesetzt ist, so daß die Üetektorelektrode ebenfalls eine sinusförmige Veränderung des elektrischen Potentials wiedergibt. Die elektrische Phase des Potentials an der Detektorelektrode wird durch die Winkelstellung des Zeigers gegenüber einer Bezugsstellung bestimmt, bei der es sich gewöhnlich um die Nullstellung handelt, und ein Phasenvergleich zwischen diesem Potential und dem Potential, das auf
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irgendeine der Elektroden der kreisrunden Anordnung wirkt, d.h. die "Bezugselektrode", liefert ein Maß für die Stellung des Meßgerätzeigers.
Die vorstehende Beschreibung gilt für eine Vorrichtung für die Fernmessung der jeweiligen Stellung der Zeiger von Meßgeräten oder von anderen sich drehenden Gegenständen, wie sie in den genannten US-PSen beschrieben sind, und bei denen es natürlich erwünscht ist, daß sich das elektrische Feld gleichmäßig dreht. Mit anderen Worten, der Feldvektor soll innerhalb vernünftiger Grenzen eine konstante Amplitude haben, und er soll mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Wäre dies nicht der Fall, würde die Phasendifferenz zwischen den Potentialen der Detektorelektrode und der Bezugselektrode nicht einfach proportional zur jeweiligen Stellung des Zeigers sein, sondern sie würde sich bei Veränderungen der Amplitude bzw. der Drehgeschwindigkeit entsprechend vergrößern oder verkleinern. Dies würde zur Folge haben, daß die Vorrichtung innerhalb bestimmter Winkelbereiche weniger empfindlich sein würde als in anderen Winkelbereichen, und wenn kein Ausgleich durch eine Feldkorrektureinrichtung oder eine elektronische Einrichtung erfolgte, könnte die Brauchbarkeit der Vorrichtung erheblich beeinträchtigt werden.
Versuche haben nunmehr gezeigt, daß sich eine maximale Gleichmäßigkeit der Winkelanzeigeempfindlichkeit erzielen läßt, wenn man den das Feld erzeugenden Elektroden eine solche Form gibt, daß sich die Kapazität zwischen dem Meßgerätzeiger und jeder einzelnen Elektrode entsprechend einer Sinusfunktion in
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Abhängigkeit mit dem Vinkel verändert, um den sich der Zeiger des Meßgeräts dreht. Betrachtet man den Zeiger und den ihm benachbarten Teil einer Elektrode als Kondensator mit parallelen Belegen, ergibt sich die Kapazität aus dem Ausdruck C *= ir 4, wenn £ die Dielektrizitätskonstante, d.h. eine Proportionalitätskonstante, A die v/irksame Fläche der beiden Belege und S den Abstand zwischen den Belegen bezeichnet. Im Hinblick hierauf kann man die gewünschte sinusförmige Veränderung dieser Kapazität dadurch erreichen, daß man die Form der Elektroden mit Hilfe eines von zwei möglichen Verfahren bestimmt. Bei dem ersten Verfahren werden ebene Elektroden verwendet, deren radiale Breite sich in Abhängigkeit vom Vinkel sinusförmig ändert; bei dem zv/eiten Verfahren werden Elektroden von konstanter Breite verwendet, deren Abstand vom Zeiger des Meßgeräts sich im umgekehrten Verhältnis zum Sinus des Winkels verändert. Das erstere Verfahren, bei dem "flache" Elektroden verwendet werden, erweist sich in den meisten Anvendungsfällen als das vorteilhaftere, denn die Elektroden lassen sich auf einfachere V/eise herstellen, und es ergibt sich eine minimale Bauhöhe der Vorrichtung. Es sei bemerkt, da3 die Wahl der Elektrodenform nur eine der Möglichkeiten ist, die sich bieten, um die gewünschte sinusförmige Veränderung der Kapazität herbeizuführen. Es können auch andere Verfahren angewendet werden; z.B. könnte man das dielektrische Material oder andere Eigenschaften variieren, um eine Veränderung der Kapazität herbeizuführen.
Die Erfindung ist praktisch auf die Form und die Anordnung von Elektroden gerichtet, die ein gleichmäßig rotierendes
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elektrisches Feld erzeugen, wie es bei Vorrichtungen zum Ablesen von Meßgeräten erwünscht ist. Bei einer Ausführungsform einer Anordnung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes, bei der die Elektrodenanordnung durch eine Dreiphasenspannung erregt wird, gehören zu der kreisrunden Anordnung sechs Elektroden von gleichartiger Form. Jede dieser Elektroden hat eine halbmondförmige Gestalt und erstreckt sich über einen Vinkelbereich von X Radian; ihre radiale Breite variiert entsprechend einer Sinusfunktion des Winkels zwischen O und 7". Die Elektroden sind dadurch miteinander verschachtelt, daß ihre Mittellinien auf in gleichmäßigen V/inkelabständen verteilten Spiralen oder Kurven liegen, und zwar derart, daß ein Ende jeder Elektrode auf einem bestimmten inneren Radius und das andere Ende auf einem längeren äußeren Radius liegt, der von dem inneren Radius durch einen Winkelabstand von T Radian getrennt ist. Bei dieser verschachtelten Anordnung können die elektrischen Verbindungen zu den Elektroden an ihren äußeren Enden hergestellt werden. Insgesamt bilden die Elektroden eine kreisrunde Fühlelektrode. Die Gleichungen für die Ränder jeder einzelnen Elektrode lauten wie folgt:
r = rmin + T (rmax " rmin> + d sin 9 (aperer Rand) r = rmin + T (rmax " rmin> " d sin 9 (innerer Rand) Hierin bezeichnet
r . den Radius beider Kurven bei O=O min
r den Radius beider Kurven bei θ «= TT
max
θ den Winkel in Radian und
d einen Parameter, der die maximale radiale Breite jeder
Elektrode bestimmt·
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In den vorstehenden Gleichungen liefern die beiden ersten Glieder eine spiralförmige Mittellinie für jede Elektrode, und das letzte Glied führt zu einer sinusförmigen Abweichung von dieser Mittellinie. Für die radiale Abmessung jeder Elektrode bei einem bestimmten Uinkel gilt R = 2d sin O.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die jedoch etwas unhandlicher ist, kann die "konvexe" Elektrodenform bei Elektroden von konstanter Breite dadurch erreicht werden, daß die Elektroden gegenüber der Hauptebene der Anordnung vorspringen. Bei dieser Ausführungsform muß die im rechten V/inkel zu der Hauptebene der Elektrodenanordnung gemessene Abmessung der Vorrichtung genügend groß sein, damit derjenii.vj Teil jeder Elektrode, welcher von dem Zeiger des Meßgeräts am weitesten entfernt ist, nur eine vernachlässigbare Kopplungswirkung auf den Zeiger ausübt, d.h. damit dieser Teil als von dem Zeiger unendlich weit entfernt betrachtet werden kann; diese Bedingung hat ihre Ursache in dem Erfordernis, daß der Abstand zwischen dem Zeiger und jeder Elektrode gemäß dem Ausdruck l/sin O variiert; hierbei handelt es sich jedoch um eine Funktion, die nicht für all-» Verte des Kinkels 9 definiert ist, und zwar nicht für O = 0 und Q = T liadian.
Natürlich schließen sich die beiden vorstehend beschriebenen Gestaltungsmöglichkeiten nicht gegenseitig aus, und es ist möglich, Elektroden zu konstruieren, bei denen die radiale Breite und die Höhe jeweils so kombiniert sind, daß die Grundbedingung der Erfindung erfüllt ist, d.h. daß jede das Feld erzeugende Elektrode eine solche Form hat, daß bei einem
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beliebigen Azimutwinkel Q das Verhältnis zwischen der radialen Breite und der Höhe der Stirnfläche zum Sinus des V.'inkels O proportional ist. Ferner läßt sich die gleiche Wirkung erzielen, wenn man das Material der Zwischenschicht so ausbildet, daß sich die Dielektrizitätskonstante sinusförmig in Abhängigkeit vom Azimutwinkel θ verändert; alternativ oder zusätzlich kann man die Form der Elektroden entsprechend Y.'ählen. Vie erwähnt, ist der Azimutwinkel θ der Winkel, über den sich das Anfangsende der Elektrode bzw. des Polstücks bei r . bis zu dem betreffenden Punkt längs der Elektrode bzw. des Polstücks erstreckt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine kapazitive Anordnung von Elektroden bzw. bei Anwendung magnetischer Kräfte eine induktive Anordnung von Polstücken zu schaffen, die es ermöglicht, ein gleichmäßig umlaufendes elektrisches bzw. magnetisches Feld zu erzeugen, wenn die Elektroden an eine Quelle für eine mehrphasige Spannung angeschlossen sind. Ferner soll eine Elektrode der genannten /rt geschaffen werden, die eine solche Form hat, daß sich die Kapazität zwischen jeder Elektrode und einem ihr benachbarten Zeiger eines Meßgeräts im wesentlichen sinusförmig mit deu V.'inkel verändert, den der Zeiger überstreicht. Weiterhin soll eine Elektrode der genannten Art geschaffen werden, die eine solche Form hat, daß sich die Kapazität sinusförmig ändert, da flache Elektroden vorhanden sind, deren radiale Breite sich in Abhängigkeit von dem Winkel im wesentlichen sinusförmig ändert. Außerdem soll eine Elektrode geschaffen werden, die zwar eine konstante Breite hat, bei der sich jedoch der Abstand einer
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Elektrodenfläche vom Zeiger des Meßgeräts im wesentlichen im umgekehrten Verhältnis mit dem Sinus des V.'inkels ändert. Schließlich soll eine Vorrichtung geschaffen werden, bei der die vorstehend genannten Wirkungen nicht mit Hilfe eines elektrischen Feldes, sondern mit Hilfe eines magnetischen Feldes erzielt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung ;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Elektrodenanordnung nach Fig. 1 und eines ihr benachbarten Zeigers eines Meßgeräts;
Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung;
Fig. 3a den Schnitt 3a-3a in Fig. 3;
Fig. 3b einen Fig. 3a ähnelnden Schnitt, aus dem jedoch nur die Form einer einzigen Elektrode A ersichtlich ist;
Fig. 4 die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Polstückanordnung zum Erzeugen eines Magnetfeldes;
Fig. 4a eine Seitenansicht der Polstückanordnung nach Fig. 4;
Fig. 5 die Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Polstückanordnung nach der Erfindung; und
Fig. 5a den Schnitt 5a-5a in Fig. 5.
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In Fig. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung 10 dargestellt, bei der sechs Elektroden 12 von gleichartiger Form auf einer Tragplatte 22 so angeordnet sind, daß sie eine kreisrunde Anordnung bilden, welche eine runde Fühlelektrode 14 in einem Abstand umgibt. Die Elektrodenanordnung 10 arbeitet gemäß Fig. mit dem zu überwachenden Zeiger 24 eines Meßgeräts zusammen. Jede der Elektroden 12 hat eine halbmondförmige Gestalt und erstreckt sich über einen Winkelbereich von ΫRadian. Gemäß Fig. 1 sind die Elektroden 12 miteinander verschachtelt. Zu diesem Zweck sind die Mittellinien 16 der Elektroden auf in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten, spiralförmigen oder anders gekrümmten Linien so angeordnet, daß das eine Ende 17 jeder Elektrode auf einem bestimmten Radius liegt, während das andere Ende 19, das von dem Ende 17 durch einen Winkelabstand von TT Radian getrennt ist, auf einem längeren äußeren Radius liegt. Die verschachtelte Anordnung der Elektroden, die als solche nicht von ausschlaggebender Bedeutung ist, ermöglicht es, den Elektroden die gewünschte Form zu geben, die Elektroden in Abständen voneinander anzuordnen und elektrische Verbindungen zu den radial weiter außen liegenden Enden 19 der Elektroden herzustellen.
Zwar liegt die Mittellinie 16 jeder Elektrode 12 auf einer spiralförmigen Linie, und jede Elektrode erstreckt sich über einen Winkelbereich von 180 , doch variiert der Abstand der äußeren Ränder 18 und der inneren Ränder 20 jeder Elektrode von der Mittellinie 16 innerhalb des Winkelbereichs von 0 bis 7{ entsprechend dem Sinus des Winkels 6. Mit anderen
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V/orten, es kann angenommen werden, daß der Winkel θ am inneren Ende 17 jeder Elektrode den Wert Null und am äußeren Ende 19 den Vert /That. Längs jeder Elektrode weichen der äußere Rand 18 und der innere Rand 20 der Elektrode über den Bereich von 0 bis ΊΓ entsprechend dem Sinus des Winkels θ von der Mittellinie 16 ab.
Die Gestalt der Ränder 18 und 20 jeder Elektrode 12 ist durch die nachstehenden Gleichungen bestimmt.
r = rmin + Y (rmax " rmin) + d sin θ (äußerer Rand) r - rmin + Y (rmax " 'mini - d sin O (innerer Rand) Hierin ist
r . der Radius beider Kurven bei G=O min
r der Radius beider Kurven bei O = ϊΐ~ max
θ der Winkel in Radian und
d ein Parameter, der die größte radiale Breite jeder Elektrode bestimmt.
In den vorstehenden Gleichungen liefern die beiden ersten Glieder den Verlauf der spiralförmigen Mittellinie 16, während das letzte Glied die Abweichung von der Mittellinie angibt.
Während bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform die Elektroden 12 in einer Ebene liegen, wobei nur ihre Breite variiert, zeigen Fig. 3, 3a und 3b eine Ausführungsform, bei der die Breite der Elektroden 32 konstant ist, bei der jedoch die Oberseite jeder Elektrode gegenüber der Hauptebene der Anordnung so nach oben ragt, daß sie sich dem
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Meßgerätezeiger oder einem anderen zu überwachenden rotierenden Bauteil nähert· Auch in diesem Fall hat die Fühlelektrode 30 eine kreisrunde, ebene Form, während die Bezugselektroden 32 wiederum allgemein halbmondförmig ausgebildet sind. Die Elektroden 32 von konstanter Breite beginnen jeweils an einem inneren Ende 33, sie erheben sich bis zu einem aus Fig. 3b ersichtlichen Scheitel 34, und sie kehren dann wieder zu der Ebene des Bauteils zurück, auf der die Elektroden angeordnet sind, d.h. jeweils an einem Punkt 35. Diese Veränderung der Höhe jeder Elektrode 32 entspricht wiederum dem Sinus des Winkels θ innerhalb des Bereichs zwischen 0 und o~ , so daß bezüglich der Beziehung zwischen der Oberseite jeder Elektrode 32 und dem zu überwachenden drehbaren Bauteil die Bedingung gilt, daß sich der Abstand zwischen dem Bauteil bzw. dem Zeiger 24 und der betreffenden Elektrode im wesentlichen entsprechend der Funktion l/sin θ ändert, wie es weiter oben beschrieben ist.
Fig. 4 und 5 zeigen im Gegensatz zu Fig. 1 und 3, wo erfindungsgemäße Vorrichtungen mit Elektroden dargestellt sind, Ausführungsformen mit Polstücken 52 bzw. 52a, die auf Spulen 54 angeordnet sind, so daß eine Anordnung 50 vorhanden ist, die den beschriebenen Elektrodenanordnungen ähnelt und bei welcher sich das Magnetfeld gleichmäßiger dreht und eine in höherem Maße konstante Amplitude aufweist.
Ferner sei bemerkt, daß es gemäß der Erfindung auch möglich wäre, Anordnungen zu schaffen, bei denen die Anordnungen nach Fig. 1 und 3 so miteinander kombiniert sind, daß sich sowohl
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die Breite der Elektroden als auch ihre Höhe bzvo ihr Abstand vom Zeiger des Meßgeräts ändert. Die einzige Bedingung, die durch eine solche Anordnung erfüllt werden müßte, besteht darin, daß jede ein elektrisches Feld erzeugende Elektrode bzw. jedes ein Magnetfeld erzeugendes Polstück eine solche Form hat, daß bei jedem Azimutwinkel θ das Verhältnis zwischen der radialen Breite und der Höhe gegenüber der Grundfläche proportional zum Sinus des Winkels G ist.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale,
insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.
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Claims (12)

ANSPRÜCHE
1. Elektrodenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Anordnung (10) mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen verteilte Elektroden (12) gehören, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und an eine Quelle für eine mehrphasige Spannung anschließbar sind, um zwischen den Elektroden und einem plattenförmigen Bauteil (24), das sich in einer zur Hauptebene der Anordnung parallelen Bezugsebene dreht, in dem der Hauptebene der Anordnung benachbarten Raum ein gleichmäßig umlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen, und daß die Elektroden, das plattenförmige Bauteil und das dazwischen vorhandene Medium solche Eigenschaften haben, daß dazwischen eine Kapazität vorhanden ist, die sich entsprechend einer Sinusfunktion ändert, wenn die Elektroden an die Quelle für eine mehrphasige Spannung angeschlossen werden.
2. Kreisrunde Elektrodenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Uinkelabständen verteilte gekrümmte Elektroden (12) vorhanden sind, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und an eine C/uelle für eine mehrphasige Spannung anschließbar sind, um ein gleich-
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mäßig umlaufendes elektrisches Feld in dem Raum zu erzeugen, welcher der Hauptebene der Anordnung (10) benachbart ist, daß die Elektroden eine solche Form haben, daß längs jedes Radius, der sich vom Mittelpunkt der Anordnung aus durch eine bestimmte Elektrode erstreckt, das Verhältnis zwischen der radialen Breite der Elektrode und dem Abstand der Oberfläche der Elektrode von einer zur Hauptebene der Anordnung parallelen Bezugsebene zu dem Sinus des Azimutwinkels (Θ) des Radius proportional ist.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Flächen der Elektroden (12) vollständig in einer zur Hauptebene der Anordnung (10) parallelen Ebene liegen, so daß der Abstand aller Punkte auf der Oberseite einer bestimmten Elektrode von der Hauptebene konstant ist, und daß die Breite jeder Elektrode längs eines beliebigen Radius, der vom Mittelpunkt der Anordnung ausgeht, proportional zum Sinus des Azimutwinkels (Θ) des Radius ist.
4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel, über den sich jede Elektrode (12) der Anordnung (10) erstreckt, Radian beträgt.
5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Ränder (18, 20) jeder Elektrode (12) im wesentlichen den Kurven entspricht, die durch die Gleichungen
und
raußen rmin + θ
T
(r max - rmin ) + d sin
innen = rmin + (I t
max
- > - d sin
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bestimmt sind, in denen
r ß den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung (10) und dem äußeren Rand (18) der Elektrode bei einem beliebigen Winkel (G) innerhalb des Zentriwinkels (O = O-= TT), über den sich die Elektrode erstreckt,
r. den radialen Abstand zwischen dem Hittelpunkt der Anordnung und dem inneren Rand (20) der Elektrode bei einem beliebigen Winkel (0) innerhalb des Zentriwinkels (O=O=^), über den sich die Elektrode erstreckt,
r . den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung und beiden Rändern jeder Elektrode bei bei 0=0,
r den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung und den beiden Rändern jeder Elektrode bei θ « T ,
0 den in Radian gemessenen Azimutwinkel des betreffenden Punkts und
d einen die maximale Breite jeder Elektrode bestimmenden Parameter bezeichnet.
6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem durch eine bestimmte Elektrode (32) verlaufenden Radius die radiale Breite der Elektrode konstant ist und daß die Höhe der Elektrode gegenüber der Kauptebene der Anordnung proportional zum Sinus des Azimutvinkels (0) des Radius ist.
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7. Kreisrunde Anordnung mit in gleichmäßigen V/inkelabständen verteilten, gekrümmten magnetischen Polstücken, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und mit Spulen zusammenarbeiten, die an eine Einrichtung zum Zuführen eines mehrphasigen Stroms anschließbar sind, um ein gleichmäßiges umlaufendes Magnetfeld in dem der Hauptebene der Anordnung benachbarten Raum zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (52a) eine solche Form haben, daß längs jedes Radius, der sich vom Mittelpunkt der Anordnung (50) aus durch ein bestimmtes Polstück erstreckt, das Verhältnis zwischen der radialen Breite des Polstücks und der Höhe der Oberseite des Polstücks gegenüber einer zur Ilauptebene der Anordnung parallelen Bezugsebene propor- > tional zum Sinus des Azimutwinkels (Q) des Radius ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Flächen der Polstücke (52) vollständig in einer zur Hauptebene der Anordnung (50) parallelen Ebene ;
liegen, so daß die Höhe aller Punkte auf einem bestimmten j
i Polstück gegenüber der Hauptebene konstant ist, und daß die J
i Breite jedes Polstücks längs eines beliebigen vom Mittelpunkt I der Anordnung ausgehenden Radius proportional zum Azimutwinkel (Θ) des Radius ist. ι
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel, über den sich jedes Polstück (52) am Hittelpunkt der Anordnung (50) erstreckt, $~ Radian beträgt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Form der Ränder jedes Polstücks (52) im wesentlichen
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den Kurven entspricht, die durch die Gleichungen
raußen " rmin + ψ (rmax " rmin> + d sin Ö und
rinnen = rmin + f" (rmax " rmin) " d sin β gegeben sind, in denen
r ß den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung und dem äußeren Rand des Polstücks bei einem beliebigen Winkel 0 innerhalb des Zentriwinkels (0=0= TT), über den sich das Polstück erstreckt,
r. den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung und dem inneren Rand des Polstücks bei einem beliebigen Winkel 9 innerhalb des Zentriwinkels (0 = θ = /T), über den sich das Polstück erstreckt,
r . den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung bei beiden Kurven für G=O,
r den radialen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Anordnung und beiden Kurven für θ = T~,
0 den in Radian gemessenen Azimutwinkel des betreffenden Punktes und
d einen die maximale Breite jedes Polstücks bestimmenden Parameter bezeichnet.
11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem beliebigen Radius, der sich vom Mittelpunkt der Anordnung (50) aus durch ein bestimmtes Polstück (52a) erstreckt, die radiale Breite des Polstücks konstant ist und daß die Höhe der Oberseite des Polstücks gegenüber der Haupt-
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ebene der Anordnung zum Sinus des AzinutwinkeIs (O) des Radius proportional ist.
12. Polstückanordnung in Gestalt einer kreisrunden Anordnung mit mehreren in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten Polstücken, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und geeignet sind, mit einer Quelle für einen mehrphasigen Strom zusammenzuarbeiten, um zwischen den Polstücken und einem plattenförmigen Bauteil, das sich in dem der Anordnung benachbarten Raum in einer zur Hauptebene der Anordnung parallelen Bezugsebene dreht, ein gleichmäßig umlaufendes Magnetfeld nahe der Hauptebene der Anordnung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß die Polstücke (52; 52a), das plattenförmige Bauteil (24) und das dazwischen vorhandene Medium solche Eigenschaften haben, daß dazwischen eine magnetische Kopplung hervorgerufen wird, die sich entsprechend einer Sinusfunktion ändert, wenn die PoI-stücke durch einen mehrphasigen Strom beeinflußt v/erden.
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DE2743903A 1976-09-30 1977-09-29 Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Winkelstellung eines um eine Drehachse drehbaren plattenförmigen Bauteils, insbesondere des Zeigers eines Meßgerätes Expired DE2743903C2 (de)

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