DE2902157A1 - Analoge auswerteschaltung fuer einen induktiven weggeber - Google Patents

Analoge auswerteschaltung fuer einen induktiven weggeber

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DE2902157A1 DE19782902157 DE2902157A DE2902157A1 DE 2902157 A1 DE2902157 A1 DE 2902157A1 DE 19782902157 DE19782902157 DE 19782902157 DE 2902157 A DE2902157 A DE 2902157A DE 2902157 A1 DE2902157 A1 DE 2902157A1
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Ulrich Flaig
Franz Dr Grimmer
Albin Hassler
Hans Kubach
Johannes Locher
Fridolin Dr Piwonka
Bernd Schelling
Albrecht Sieber
Wolf Wessel
Konrad Wolf
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Robert Bosch GmbH
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Description

  • Analoge Auswerteschaltung für einen induktiven Weggeber
  • Die Erfindung betrifft eine analoge Auswerteschaltung für einen induktiven Weggeber, mit zwei auf einem gemeinsamen Eisenkern sitzenden Spulen, von denen wenigstens eine in ihrer Induktivität veränderbar ist mit Hilfe eines Kurzschlußringes, der einen der Schenkel des Eisenkernes umschließt und entlang diesem Schenkel in Abhängigkeit von dem zu messenden Weg verstellbar ist.
  • Bei einem solchen Weggeber ändert sich die Induktivität der Spule, wenn der Kurzschlußring auf dem zu dieser Spule Gehörenden Schenkel des Eisenkerns, beispielsweise in .Ëngigkeit vo Verstellweg einer den Unterdruck im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine messenden Nembrandose verstellt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfach aufgebaute Auswerteschaltung zu schaffen, mit welcher die sich wegabhängig ändernde Induktivität der Spule in einen analogen elektrischen Wert, insbesondere in eine analoge Spannung umgewandelt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist für die Auswerteschaltung die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Merknalskombination vorgesehen.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Auswerteschaltung in ihrem Sehaltbild dargestellt und nachstehend im einzelnen näher erläutert.
  • Kernstück der erfindungsgemäßen Auswerteschaltung ist ein Colpittsoszillator, der beispielsweise aus dem Buch U. Tietze und C. H. Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik, Springerverlag 1974, Seite 421 bekannt ist und wie in Figur 1 angegeben, aus einem pnp-Transistor T und zwei im Kollektorkreis des Transistors angeordneten Kondensatoren Cl und C2 besteht, die einen kapazitiven Spannungsteiler bilden und mit ihrem Verbindungspunkt über eine Leitung 1 an den Emitter des Transistors T angeschlossen sind. Der in der Zeichnung nicht dargestellte, induktive Weggeber, zu dessen Auswertung die Schaltung nach Figur 1 dient, weist eine auf einen festen Vergleicnswert Lo eingestellte Spule 2 und eine zweite Spule 3 auf, deren Induktivität L1 mit Hilfe eines nicht dargestellten Kurzschlußrings abhängig vom Stellweg einer Meßeinrichtung an einer nicht dargetellten Brennkraftmaschine beispielsweise einer Unterdruck-Meßdose veränderbar ist. Die beiden Spulen 2 und 3 sind elektrisch hinterelnandergeschaltet, wobei die als Vergleichsinduktivität dienende Spule 2 unmittelbar an die für die Auswerteschaltung gemeinsame Minusleitung 4 angeschlossen ist und außerdem rnit dem nichtinvertierenden Eingang 5 eines ersten Operationsverstärkers 01 über eine Leitung 6 verbunden ist, welche an den Verbindungspunkt der beiden Spulen 2 und 3 angeschlossen ist. Der erste Operationsverstärker 01 dient als Regler und sorgt dafür, daß die an der Vergleichsinduktivität Lo entstehende Amplitude der vom Colpittsoszillator gelieferten Schwingung konstant bleibt.
  • Hierzu ist der Minus eingang 7 des Operationsverstärbers mit dem Abgriff 8 eines Potentiometers 9 verbunden, weiches an eine gemeinsame Plusleitung 10 angeschlossen ist und demgemäß an der Betriebsspannung UB einer zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs dienenden, nicht dargestellten Starterbatterie liegt.
  • Vom Ausgang 11 des ersten Operationsverstärkers 01 führt eine erste Diode Dl zur Basis des Transistors T1, an welche außerdem ein zur Minus leitung 4 führender Widerstand 12 und ein Kondensator C3 angeschlossen ist, der mit der Plusleitung 10 verbunden ist. Mit der Plusleitung 10 ist außerdem ein zum Emitter des Transistors T führender Widerstand 13 verbunden.
  • Der zweite Operationsverstärker 02 arbeitet als Spitzenspannungsmesser und richtet die an der Spule 3 mit veränderbarer Induktivität L1 entstehende Sinusspannung gleich und liefert an seinem Ausgang eine Information über den jeweiligen Weg, welche in Form der sich an einem Kondensator C4 einstellenden Spannung UA abgenommen werden kann. Der Kondensator C4 ist hierzu über eine zweite Diode D2 an den Ausgang 15 des zweiten Operationsversfwrk.ers 02 angeschlossen, wobei eine Rückführungsleiung 15 den invertierenden Eingang 17 des Operationsverstarkes 02 mit dem Kondensator C4 und der Kathode der Diode D2 verbindet. Die Spannung UA ist zum Quotienten aus den beiden Induktivitäten L1 und LO proporitional und unabhängig von etwaigen Temperatur- und Alterungseinflüssen auf diese Induktivitäten, so daß diese Einflüsse eliminiert werden.
  • Mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 1 kann noch eine Multiplikation in der Weise vorgenommen werden, daß die (veränderbare) Spannung 7 der an L0 anstehenden Aplitude des Colpittsoszillators entspricht, und daß sich mit der Spannung 7 die Amplitude des Colpittsoszillators multiplikativ ändert.
  • Die Auswerteschaltung nach Figur 1 ist für einen sogenannten Halbdifferentialgeber bestimmt, bei welchem sich nur die Induktivität L1 einer der beiden Spulen, nämlich dort der Spule 3 in Abhängigkeit von dem zu messenden Weg ändert, während die zweite Induktivität LO auf einen festen Vergleichswert eingestellt ist.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dient zur Auswertung für einen Volldifferential-Weggeber, bei dem sich die Induktivitäten L1 und L2 jeweils in Abhängigkeit vom Verstellweg wenigstens eines Kurzschlußringes derart ändern, daß die eine der beiden Induktivitäten größer wird, während die andere Induktivität entsprechend kleiner wird.
  • Im Gegensatz zu Figur 1 sind bei der Auswerteschaltung nach Figur 2 die zu den Spulen 3 und 22 des im übrigen nicht dargestellten Differential-Weggebers gehörenden Induktivitäten L1 und L2 zueinander in Reihe liegend an aen luseingang 5 des ersten Operationsverstärkers 01 gefr. Dadurch wird die-Amplitude der an der Summe der beiden Induktivitäten entstehenden, vom Transistor T gelIeferten Schwingung auf einen konstanten Wert geregelt.
  • Am 7erbindungspunkt 23 der beiden Spulen 3 und 22 kann somit eine sich im Verhältnis der beiden Induktivitäten ernde Spannung abgegriffen werden die dem zweiten Operationsverstärker 02 an dessen Pluseingang 18 zugeführt wird. Dieser arbeitet wie beim Ausführungsbeispiel nacn Figur 1 als Spitzenspannungsgleiehrichter und liefert über die Diode D2 am Ausgangskondensator 4 eine Spannung UA, welche dem jeweiligen Verhältnis der beiden variablen Induktivitaten L1 und L2 entspricht und demgemäß eine Information über den jeweils gemessenen Weg liefert.
  • Wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 werden Temperatur- und Alterungseinflüsse auf die beiden Induktivitäten L1 und L2 eliminiert und demgemäß eine hohe Genauigkeit bei der Auswertung erzielt.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Ansprüche Analoge Auswerteschaltung für einen induktiven Weggeber mit zwei auf einem gemeinsamen Eisenkern sitzenden Spulen5 von denen wenigstens eine in ihrer Induktivität veränderbar ist mit Hilfe eines Kurzschlußringes, der einen der Schenkel des Eisenkerns umschließt und entlang diesem Schenkel in Abhängigkeit von dem zu messenden Weg verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteschaltung ein Colpittsoszillator (T, C1, C2, C3, 12, 13) vorgesehen ist, zu dessen Schwingkreis wenigstens eine der beiden Spulen (2, 3, 22) gehört und daß ein erster Operationsverstärker (01) vorgesehen ist, mit ae die Schwingungsamplitude an wenigstens einer der Spulen (2, 3, 22) konstant gehalten wird, und mit einem zweiten, als Spitzenspannungsme;ser arbeitenden Operationsverstärker (02), an dessen Ausgang ein Kondensator (C4) angeschlossen ist, dessen Spannung (UA) die Information über den Weg liefert.
  2. 2. Auswerteschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen (2 bzw. 22 und 3) zueinander in Reihe geschaltet sind.
  3. 3. Auswerteschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen (22, 3) mit dem Pluseingang (5) des ersten Operationsverstärkers (01) verbunden sind.
  4. 4. Auswerteschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (23) der beiden Spulen (22, 3) an den Pluseingang des zweiten Operationsverstärkers (02) angeschlossen ist.
  5. 5. Auswerteschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (23) der beiden Spulen (2, 3) mit dem Pluseingang des ersten Operationsverstärkers (01) und das freie Ende der Spule (3) mit vernderlicher Induktivität (L1) an den Pluseingang (18) dec zweiten Operationsverstärkers (02) angeschlossen ist.
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