DE2831598C2 - Vorrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung - Google Patents
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Description
und dadurch eine Art Wirbelstrom-Bedämpfung d<;r
Spule 2 zu bewirken.
Die Spule 2 ist Teil eines Oszillators 4, der eine ausreichend starke Rückkopplung fiber einen Zweig 5 aufweist,
um auch bei erheblichen Schwankungen der Induktivität der Spule 2 sowie in erheblichen Grenzen
schwankenden Längen der die Spule 2 mit dem Oszillator 4 verbindenden Leitung 6 mit Sicherheit zu schwingen.
Eine periodische Dämpfung der Spule 2 oder eine
die Amplitude von dessen Ausgangssignal. Infolgedessen bewirkt eine Drehung der Scheibe 1 eine periodische
Modulation des Ausgangssignals des Oszillators 4, die ungeachtet der Form der Zähne 3 einen im wesentlichen
sinusförmigen Verlauf hat Änderungen im Abstand der Spule 2 von der Scheibe 1 und in der Länge
der Leitung 6 wirken sich in einer Änderung des Modulationsgrades aus.
Das Ausgangssignal des Oszillators 4 wird einem Demodulator
7 zugeführt, der beispielsweise von einem Tiefpaß gebildet werden kann, der nur die Signale mit
der Modulationsfrequenz passieren läßt An den Ausgang des Demodulators ist über einen Kondensator 8
halten des Oszillators ein. Hieraus ergeben sich erhebliche
Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn eine derartige
Vorrichtung zur Überwachung der Fahrstrecke und der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges eingesetzt
werden solL Im Spezialfall emes Personenkraftwagens
würde sich dann wenigstens an einem der vier Räder eine Lochscheibe oder ein Flügel- bzw. Zahnrad befinden,
dem als G«;ber ein Induktivaufnehmer zugeordnet wäre. Es wäre sehr schwierig, die Spule in bezug auf die
am Rad des Fahrzeuges befestigte Scheibe mit ausrei- io periodische Änderung Direr Induktivität beeinflußt das
chender Genauigkeit einzustellen und außerdem die Ausmaß der Rückkopplung des Oszillators 4 ucd damit
Länge des Kabels zwischen Spule und Schwingkreiskapazität stets so einzuhalten, daß die für einen einwandfreien
Betrieb notwendigen Bedingungen erfüllt sind. Insbesondere zur Erhöhung des Auflösungsvermögens 15
sowie für die Erkennung von Vor- und Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges auf einer Fahrstrecke ist ein Tastverhältnis
von wenigstens annähernd 0,5 erforderlich,
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Weg- uad Gesch-srindigkeitsrnessusg za schaffen, bei
der die vom Oszillator gelieferte Schwingung im wesentlichen
unabhängig von der Justierung der Spule in bezug auf den metallischen Körper und der Länge der
Verbindungskabel der Spule zur Auswerteschaltung ist
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine sehr 25 ein Nullspannungsdetektor 9 angeschlossen, bei dem es
unaufwendige, kostengünstige und den Anforderungen sich um einen Schmitt-Trigger handeln kann. Durch den
im rauhen Fahrzeugbetrieb angepaßte Spulenanord- Kondensator 8 wird der Nullspannungsdetektor 9 mit
nung unter Verwendung einer unaufwendigen aber si- dem Demodulator 7 dynamisch gekoppelt, wodurch gecheren
Auswerteschaltung einzusetzen. währleistet wird, daß das dem Nullspannungsdetektor 9
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den 30 zugeführte Signal von Gleichstromkomponenten frei
Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst Die erfindungs- ist die eine Nullpunktverschiebung bewirken könnten,
gemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie vom Abstand der Spule zu dem metallischen Körper sowie von
der Länge der die Spule mit der Oszillatorschaltung verbindenden Leitung weitgehend abhängig ist Unabhängig
vom Abstand der Spule und der Kabellänge erhält die vom Oszillator gelieferte Schwingung eine im
wesentlichen sinusförmige Amplitudenmodulation, wobei die genannten Größen lediglich den Modulationsgrad
beeinflussen. Die Weiterverarbeitung des Signals geschieht mittels eines Nullspannungsdetektors, so daß
die Auswerteschaltung Ausgangssignale in Abhängigkeit von einem Vorzeichenwechsel des Modulationshubes
der Oszillatorschwingung liefert, so daß dann ohne weiteres auch die erforderlichen Tasiverhältnisse reali- 45 Anwendung einer Zwischenverstärkung, erfüllen,
sierbar sind. Dadurch, daß die Spulenanordnung als Ein- Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform ist im we
sentlichen ebenso ausgebildet wie die Ausführungsform nach Fig. 1 und es sind alle der Ausführungsform nach
F i g. 1 entsprechenden Bauteile mit den gleichen Be-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten 50 zugszeichen versehen. Der Unterschied zu der Ausfüh-Maßnahmeii
sind vorteilhafte Weiterbildungen der im rungsform nach F i g. 1 besteht darin, daß in der Rück-Hauptaiispruch
angegebenen Vorrichtung möglich, die sich durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit
auszeichnen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert Es zeigt die
F i g. 1 und 2 jeweils das Schaltbild einer Vorrichtung
nach der Erfindung.
Die in Fig. i dargestellte Vorrichtung weist eine 60 den Kondensator8dem Nullspannungsdetektor 9zuge-Scheibe
1 mit einem gezahnten Rand auf, deren Umfang führt werden. Der Regelverstärker 10 hat in diesem Fall
eine Spule 2 mit geringem Abstand gegenübersteht Die Scheibe 1 kann beispielsweise am Rad eines kabelgeführten
Fahrzeuge« angebracht sein und aus Stahl bestehen, so daß durch den Vorbeigang der Zähne 3 der 6 j F i g. 1 identisch.
Scheibe an der Spule 2 ieren Induktivität verändert
Der auf die Nulldurchgänge des sinusförmigen Eingangssignales ansprechende Nullspannungsdetektor erzeugt
ein Ausgangssignal, dessen Tastverhältnis nahezu genau 0,5 beträgt Damit ist sehr leicht eine für die folgende
Auswertung erwünschte Frequenzverdoppelung möglich.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß das Ausgangssignal des Nullspannungsdetektors von der Amplitude
des hinzugeführten Eingangssignales und damit von dem Modulationsgrad weitgehend unabhängig ist, sofern
die Amplitude nur ausreicht, um eine sichere Funktion des Nullspannungsdetektors zu ermöglichen. Diese
Bedingung läßt sich jedoch stets, gegebenenfalls unter
40
zelspule ausgebildet ist, ist eine einfache und kostengünstige
Herstellung möglich, sowie eine hohe mechanische bzw. elektrische Stabilität erreichbar.
kopplungsschleife 5 des Oszillators 4 ein Regelverstärker
10 angeordnet ist, der dafür sorgt, daß das Ausgangssignal des Oszillators 4 eine konstante Amplitude
hat Dadurch ist auch unter ungünstigsten Bedingungen ein Abriß der Oszillatorschwingungen vermieden. In
diesem Fall ist das Ausgangssignal des Regelverstärkers 10 zu dem von det Spule 2 gelieferten Modulationssignal
proportional und kann demnach unmittelbar über
die Funktion des Demodulators 7 der Vorrichtung nach F i g. 1. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Vorrichtung
nach F i g. 2 mi· .derjenigen der Vorrichtung nach
wird. Es wäre stattdessen auch möglich, die Scheibe 1
aus einem anderen, gut leitenden Metall herzustellen
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Weg- und Geschwindigkeits- aber der vom Trägerfrequenzgenerator abgegebenen
messung mit einem metallischen Körper, der auf ei- 5 Erregerspannung hat Nachteilig an dieser Anordnung
ner Spur Weginkremente definierende Aussparun- erweist sich die komplizierte Gestaltung des induktiven
gen aufweist, mit einer im Bereich der Spur neben Aufnehmers mit insgesamt drei verschiedenen Wicklundem metallischen Körper angeordneten Spulenan- gen sowie die Notwendigkeit, eine an sich recht aufwenordnung, die einer elektromagnetischen Wechsel- dige phasenempfindliche Auswerteschaltung einzusetgröße unterworfen ist, und deren elektro-magne- io zen.
tische Eigenschaften Ober eine Relativbewegung Aus der DE-OS 16 23817 ist weiterhin eine Vorrichzwischen Körper und Spule durch den Vorbeigang tung zum Messen von Winkeldifferenzen bekannt, bei
der Aussparungen und der die Aussparungen tren- der zwei induktive Geber mittels eines Zahnrades oder
nenden Körperabschnitte periodisch geändert wer- einer ähnlichen Einrichtung elektrische Signale in Abden und mit einer auf die Änderungen der elektro- is hängigkeit von der Winkelposition des entsprechenden
magnetischen Eigenschaften der Spulenanordnung Zahnrades erzeugen. Es ist eine Auswerteschaltung voransprechenden Auswerteschaltung, dadurch gesehen, die Phasenschieberelemente zur Überlagerung
gekennzeichnet, daß der beiden Ausgangsspannungen, die von jedem einzelnen der beiden Geberelemente geliefert werden, bein-
a) die Spulenanordnung ais Ernzeispuie ausgebü- 20 haltet Die beiden resultierenden Wechselspannung«!,
det ist und bei denen einzig und allein die relative Phasenbeziehung
b) die elektrischen Eigenschaften der Spule das als Meßgröße interessiert, werden einer weiteren Meß-Schwingverhaiten eines Oszillators in der Wei- einrichtung zugeführt, deren Ausgangsspannung ein
se beeinflussen, daß Maß für die Phasenverschiebung zwischen den beiden
c) im wesentlichen die Amplitude der Oszillator- 25 Eingangsspannungen darstellt Die Geber beinhalten
schwingung in Abhängigkeit der Zahnteilung dabei eine Primärwicklung, an die eine Wechselspanmoduliert wird und daß nungsquelle gelegt ist sowie zwei Sekundärwicklungen,
d) die Auswerteschaltung Ausgangssignale in Ab- in weichen zwei Spannungen induziert werden. Bei diehängigkeit von einem Vorzeichenwechsel des sen Geberelementen handelt es sich im Prinzip um eine
Moduln Jonshubes der Oszillatorschwingung 30 Transformatoranordnung, bei der Kopplungsfaktor
liefert zwischen Primär- und Sekundärwicklung in Abhängigkeit von der Zeit geändert wird
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Aus der DE-AS 20 21 102 ist ein induktiver Meßumzeichnet daß die Auswerteschaltung einen Demodu- former zum berührungslosen Registrieren von Gegenlaicr (7) und einen dem Demodulator nachgeschsltc- 33 ständen zu entnehmen, der zwei Spulen, nämlich eine
ten Nullspannungsdetektor (9) umfaßt Sende- und eine Empfängerspule, die zu beiden Seiten
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- der Bewegungsbahn der zu registrierenden Gegenstänzeichnet daß der Demodulator (7) von einem Tief- de angeordnet sind, aufweist Die Aaswerteschaltung
paß gebildet wird. mit einem ständig mit niedriger Amplitude schwingen-
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 40 den LC-Oszillator ist derart ausgebildet daß der Oszilzeichnet, daß der Demodulator von einem im Rück- lator bei Anwesenheit eines zu registrierenden Gegenkopplungszweig des Oszillators (4) angeordneten Standes mit hoher Amplitude schwingt Um eine ständi-Regelverstärker (10) gebildet wird, der die Amplitu- ge Schwingung des Oszillators zu gewährleisten und um
de des Ausgangssignals des Oszillators (4) im we- den Signalgeber unabhängiger von den elektrischen Eisentlichen konstant hält und dessen zur Regelung 45 genschaften seiner einzelnen Bauelemente zu machen,
des Oszillators dienendes Ausgangssignal das Modu- ist ein spezielles amplitudenabhängiges Rückkopplationssignal bildet lungsnetzwerk vorgesehen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, Auch die DE-AS 12 73 839 offenbart einen Meßwertdadurch gekennzeichnet daß als Nullspannungsde- umformer, der einen Oszillator beinhaltet dessen
tektor (9) ein Schmitt-Trigger verwendet wird. 50 Schwingungszustnnd über eine Stellungsänderung eines
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, umlaufenden Flügel- oder Zackenrades geändert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Nullspannungsde- Dabei ist die gegenüber dem Zackenrad angeordnete
tektor (9) mit dem Ausgang des Demodulators (7) Spule gleichzeitig Schwingkreisspule als Teil des Oszilwechselstrommäßig gekoppelt ist lators. Dem Oszillator folgt ein Schmitt-Trigger sowie
55 eine Impulsformerstufe. Die Schwingungsamplitude des
Oszillators wird auf Vorliegen einer höchsten, mittleren
und kleinsten Dämpfung analysiert Dabei muß ein Amplitudenbereich mittlerer Dämpfung auf vorgegebene
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Werte eingestellt werden, die zwischen der oberen und
Weg- und Geschwindigkeitsmessung nach der Gattung 60 der unteren Kippschwelle des Schmitt-Triggers liegen,
des Hauptanspruchs. Aus der DE-AS 25 32 226 ist schon Zum einen ist diese Anordnung, bei der die Oszillatoreine solche Vorrichtung bekannt bei der eine Spulenan- Amplitude ausgewertet wird, sehr empfindlich auf zeitli·
Ordnung in der Weise weitergebildet wird, daß der eine ehe Änderung bzw. Streuungen der Schwingspule, so
auf dem äußeren Mantelteil eines Glockenkerns aus daß die Schwingkreisamplitude von Fall zu Fall einzuju-Ferrit aufgebrachte Wicklungsteil der Meßwicklung 65 stieren ist. Weiterhin geht die Länge der Leitung zwi-
und der andere auf dem konzentrisch angeordneten sehen der Spule und der Schwingkreiskapazität insbe-Mittelteil des Glockenkerns aufgebrachte Wicklungsteil sondere wenn sie abgeschirmt ist und dann mit einer
der Meßwicklung gegensinnig geschaltet sind. Durch erheblichen Kapazität belastet ist, in das Schwingver-
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DE19782831598 DE2831598C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Vorrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung |
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DE19782831598 DE2831598C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Vorrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung |
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DE2831598A1 DE2831598A1 (de) | 1980-01-31 |
DE2831598C2 true DE2831598C2 (de) | 1986-01-02 |
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ID=6044705
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DE19782831598 Expired DE2831598C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Vorrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung |
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