DE2929504A1

DE2929504A1 - Direction finder using annular magnetic core - incorporates energising winding and two perpendicular output winding

Info

Publication number: DE2929504A1
Application number: DE19792929504
Authority: DE
Inventors: Hisatsugu Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2929504C2

Abstract

The direction finder has an annular magnetic core, around the full circumference of which the turns of an energising winding (44) are wound. The core also has two output windings (46, 48) lying perpendicular to one another, each only passing through the core at two diametrically opposed points. An oscillator frequency is supplied to the energising winding (44), while each output winding is coupled via a respective amplifier to a phase detector. Each of the latter is coupled to the frequency divider via which the oscillator signal is supplied to the energising winding (44). Each phase detector is coupled via a filter to a DC amplifier, connected across one of two perpendicular drive coils cooperating with a permanent magnet for rotating a pointer of the direction indicator.

Description

Richtungsweiservorrichtung Directional device

Die Erfindung betrifft einen Kurs- bzw. Richtungsweiser für einen sich bewegenden Körper, etwa ein Automobil oder ein Schiff.The invention relates to a course or direction indicator for one moving body, such as an automobile or a ship.

Bisher erfolgte die Kursanzeige von sich bewegenden Körpern bzw. Fahrzeugen in vielen Fällen mittels einer Vorrichtung, die sich auf die Drehung eines Dauermagneten unter dem Einfluß des Erdmagn felds stützt. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist ein Azimutfühler oder -weiser mit zwei mit Magnetmodulation arbeitenden Magnetfühlern (im folgenden auch als Modulations-Magnetfühler bezeichnet), die sehr schwache Ströme oder sehr schwache Magnetfelder zu messen vermögen und welche für die Messung von Quer-oder Quadraturkomponenten des Erdmagnetfelds angeordnet sind. Jeder dieser Fühler umfaßt einen ringförmigen Magnetkern zwei in derselben Richtung um zwei gegenüberstehende Schenkel des Magnetkerns herumgewickelte Erregerwicklungen mit jeweils gleicher Windungszahl und in Reihenschaltung miteinander sowie zwei Ausgangswicklungen, die in entgegengesetzter Richtung um diese Schenkel herumgewickelt und miteinander in Reihe geschaltet sind. Bei diesen Modulations-Magnetfühlern nehmen die beiden zusammengeschalteten Erregerwicklungen ein Wechselstromsignal mit einer vorbestimmten, konstanten Frequenz ab, wobei über die zusammengeschalteten Ausgangswicklungen jedoch kein Signal induziert wird, wenn kein Erdmagnetismus vorhanden ist. Beim Vorhandensein von Erdmagnetismus wird über die Ausgangswicklungen ein Wechselstromsignal induziert, das im wesentlichen aus geradzahligen Harmonischen des an die Erregerwicklungen angelegten Signals besteht.Previously, the course was displayed by moving bodies or vehicles in many cases by means of a device that focuses on the rotation of a permanent magnet under the influence of the earth magnet field. An example of such a device is an azimuth sensor or azimuth sensor with two magnetic sensors working with magnetic modulation (hereinafter also referred to as modulation magnetic sensor), the very weak currents or very weak magnetic fields are able to measure and which for the measurement of Transverse or quadrature components of the earth's magnetic field are arranged. Each of these Sensor comprises an annular magnetic core two opposite in the same direction by two Exciter windings wound around the legs of the magnetic core, each with the same Number of turns and in series connection with each other as well as two output windings, those wrapped around these legs in the opposite direction and with each other are connected in series. With these modulation magnetic sensors, the two take interconnected excitation windings an alternating current signal with a predetermined, constant frequency, although via the interconnected output windings no signal is induced when there is no terrestrial magnetism. In the presence an alternating current signal is induced by geomagnetism via the output windings, that essentially consists of even harmonics of the exciter windings applied signal.

Diese Wechselstromsignale von beiden Magnetfühlern werden an zugeordnete BandpaBfilter angelegt, in denen die zweiten Harmonischen dieser Signale abgegriffen (picked up) werden. Diese zweiten Harmonischen bilden Maßstäbe für die Quadaturkomponenten des Erdmagnetismus, wobei das Verhältnis zwischen diesen Maßstäben die betreffende Richtung angibt.These AC signals from both magnetic sensors are assigned to Bandpass filters are applied in which the second harmonics of these signals are tapped (picked up). These second harmonics form measures for the quadature components of terrestrial magnetism, the relationship between these scales being the relevant Indicating direction.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird für die Messung und Anzeige des Erdmagnetfelds ein gemeinsamer Mechanismus benutzt, so daß für diesen eine Einbaustelle gewählt werden muß, an welcher sowohl Ablesbarkeit als auch Empfindlichkeit für das Erdmagnetfeld zufriedenstellend sind. In der Praxis erweist es sich allerdings als äußerst schwierig, eine solche Einbauposition zu finden. Da außerdem der Dauermagnet eine auBerordentlich seringe Drehkraft unter dem Erdmagnetfeld besitzt, kann dessen Richtung möglicherweise falsch wiedergegeben werden, und zwar infolge von Reibung in einem Lager für den Dauermagneten und aufgrund anderer Ursachen. Zudem ist es dabei nötig, eine Horizontalkomponente des Erdmagnetfelds zu messen, weshalb das Gerät waagerecht eingebaut werden muß. Weiterhin erweist es sich dabei als schwierig, einen mechanisch mit dem Dauermagneten am sich bewegenden Körper gek«^nelten Zeiger senkrecht zu der Richtung anzuordnen, in welcher die Bedienungsperson bzw. der Fahrer den Zeiger betrachtet, beispielsweise am üblichen Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs.In the device described above, for the measurement and display of the earth's magnetic field uses a common mechanism so that for this an installation point must be selected where both readability and sensitivity are satisfactory for the earth's magnetic field. In practice, however, it proves to be the case extremely difficult to find such an installation position. As also the permanent magnet possesses an extraordinarily small torque under the earth's magnetic field, can Direction may be misrepresented due to friction in a warehouse for the permanent magnet and due to other causes. Besides, it is necessary to measure a horizontal component of the earth's magnetic field, which is why the The device must be installed horizontally. Furthermore, it proves to be difficult a mechanically with the permanent magnet on the moving body to arrange tapered pointer perpendicular to the direction in which the operator or the driver looks at the pointer, for example on the usual dashboard of a motor vehicle.

Die Azimutfühlervorrichtung eignet sich zwar für die Messung oder Anzeige der Fahrtrichtung (Kurs) von Fahrzeugen, z.B.The azimuth sensor device is suitable for measuring or Display of the direction of travel (course) of vehicles, e.g.

Automobilen, doch vermag sie beim Einbau in solche Fahrzeuge die Richtung des Erdmagnetfelds nicht genau zu messen, weil z.B. Kraftfahrzeuge eine große Menge Eisen enthalten, das bei der Fertigung oder bei der Blechherstellung bereits magne' siert worden ist. Infolgedessen besitzen Kraftfahrzeuge ein ihnen eigenes, lokales Magnetfeld, das die Messung der Richtung des Erdmagnetfelds ungünstig beeinflußt und zu Fehlmessungen führt. Um dieses Eigenmagnetfeld zu kompensieren, wurden bisher mehrere Dauermagnete umd die Azimutfühlervorrichtung herum angeordnet. Diese Maßnahme ist jedoch unzweckmäßig, weil die Dauermagnete bezüglich Lage und Intensität schwierig zu justieren sind.Automobiles, but when installed in such vehicles, it can direct the direction of the earth's magnetic field cannot be measured precisely because, for example, motor vehicles have a large amount Contain iron, which is already magne 'during manufacture or sheet metal production has been sated. As a result, motor vehicles have their own local one Magnetic field that adversely affects the measurement of the direction of the earth's magnetic field and leads to incorrect measurements. In order to compensate for this inherent magnetic field, were previously a plurality of permanent magnets arranged around the azimuth sensor device. This measure however, it is inexpedient because the permanent magnets are difficult in terms of position and intensity are to be adjusted.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten und zweckmäßigen Kurs- bzw. Richtungsweisers mit einem Magnetfühler und einer zugeordneten Anzeigevorrichtung, die derart auf Abstand voneinander angeordnet sind, daß der Magnetfühler in einer Position, in welcher er zufriedenstellend auf das Erdmagnetfeld anspricht, angeordnet werden kann, während sich die Anzeigevorrichtung an einer Stelle befinden kann, an welcher sie der Benutzer leicht sehen und ablesen kann, so daß die Richtung des Erdmagnetfelds mit hoher Genauigkeit meßbar und gut ablesbar ist.The object of the invention is thus to create an improved and Appropriate course or direction indicator with a magnetic sensor and an associated one Display device which are arranged at a distance from each other that the Magnetic sensor in a position in which it satisfactorily responds to the earth's magnetic field responds, can be arranged while the display device is on a Can be located where it can be easily seen and read by the user, so that the direction of the earth's magnetic field can be measured and read with high accuracy is.

Mit diesem Richtungsweiser soll zudem die Richt llg eines Magnetfelds dadurch genau meßbar sein, daß der Einfluß eines Eigenmagnetfelds, das bei einem das Gerät tragenden Fahrzeug sehr wahrscheinlich vorhanden ist, ausgeschaltet wird.This direction indicator is also intended to provide the direction of a magnetic field be precisely measurable in that the influence of an inherent magnetic field that occurs in a carrying the device Vehicle is very likely to be present, is turned off.

Diese Aufgabe wird bei einem Richtungsweiser der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch durch einen Magnetfühler mit einem ringförmigen Maynetkern, einer induktiv an diesem angeordneten Erregerwicklung, einer ersten, um den Magnetkern herumgewickelten und zwei einander diametral gegenüberliegende Abschnitte desselben umschlingenden Ausgangswicklung und einer zweiten, praktisch senkrecht zur ersten Ausgangswicklung um den Magnetkern herumgewickelten und zwei andere, einander diametral gegenüberliegenle Abschnitte desselben umschließenden Ausgangswicklung, durch eine Steuerschaltung mit einem Oszillator zur Erzeugung eines Wechselspannung-Bezugssignals, einem an diesen angeschlossenen Frequenzteiler, einer mit letzterem verbundenen Treiberschaltung, wobei der Frequenzteiler ein erstes Wechselspannungssignal mit einer vorbestimmten konstanten Frequenz und ein zweites Wechselspannungssignal mit einer Frequenz entsprechend dem Doppelten der vorbestimmten konstanten Frequenz liefert, von denen das erste über die Treiberschaltung an die Erregerwicklung des Magnetfühlers anlegbar ist, zwei über die beiden Ausgangswicklungen des Magnetfühlers geschalteten Wechselstrom-Verstärkern zur Verstärkung ihrer Wechselspannungssignale, zwei mit den betreffenden Verstärkern verbundenen Phasendetektoren zum synchronen Abgreifen der jeweiligen Wechselspannung-Ausgangssignale der beiden Verstärker, wobei das zweite Wechselspannungssignal vom Frequenzteiler geliefert wird, zwei Tiefpaßfiltern, die an die Ausgänge der zugeordneten Phasendetektoren angeschlossen sind, sowie zwei an die Tiefpaßfilter angeschlossenen Gleichstrom-Verstärkern, und durch eine Anzeigevorrichtung mit zwei einander praktisch senkrecht kreuzenden bzw. schneidenden und zwischen sich einen Raullt festlegenden Treiberwicklungen oder -spulen, einem drehbar im zentralen Bereich dieses Raums angeordneten Dauermagneten und einem mit der Achse des Dauermagz) ten verbundenen und mit ihm mitdrelibaren Zeiger, well)ei die beiden Treiberspulen Ausgangssignale von erstem bzw. zweitem Gleichstrom-Verstärke abnehmen und dabei den Zeiger in eine durch diese Ausgangssignale bestimmte Richtung weisen lassen Ein vorteilhaftes Merkmal besteht dabei darin, daß das erste Tiefpaßfilter und der damit verbundene erste Gleichstrom-Verstärker als erste Tiefpaßfilter- und VerstärkerschalL.Ilg ausgebildet sind, die einen ersten Operationsverstärker mit einer Rückkopplungsschaltung aus einer Parallelkombination eines Kondensators und eines Widerstands aufweist, und daß das zweite TiefpaB-filter und der damit verbundene zweite Gleichstrom-Verstärker als zweite gleichartige Schaltung ausgebildet sind.This object is achieved according to the invention with a direction indicator of the type specified solved by a magnetic sensor with a ring-shaped Maynet core, one inductive on this arranged excitation winding, a first one wound around the magnetic core and two diametrically opposite sections of the same wrapping around Output winding and a second, practically perpendicular to the first output winding wound around the magnetic core and two others diametrically opposite each other Sections of the same enclosing output winding, through a control circuit with an oscillator for generating an AC voltage reference signal, one on this connected frequency divider, a driver circuit connected to the latter, wherein the frequency divider a first AC voltage signal with a predetermined constant frequency and a second AC voltage signal with a frequency accordingly provides twice the predetermined constant frequency, the first of which can be applied to the excitation winding of the magnetic sensor via the driver circuit, two AC amplifiers connected across the two output windings of the magnetic sensor to amplify their AC voltage signals, two with the respective amplifiers connected phase detectors for the synchronous tapping of the respective AC voltage output signals of the two amplifiers, the second AC voltage signal from the frequency divider is supplied, two low-pass filters that are applied to the outputs of the associated phase detectors are connected, as well as two direct current amplifiers connected to the low-pass filters, and by a display device with two each other practical vertically crossing or intersecting and defining a Raullt between them Driver windings or coils, one rotatable in the central area of this room arranged permanent magnets and one connected to the axis of the permanent magnet and with it with relatable pointer, well) ei the two driver coils output signals Remove from the first or second DC amplifier and at the same time insert the pointer into a Let these output signals point a certain direction An advantageous feature consists in the fact that the first low-pass filter and the associated first DC amplifier designed as a first low-pass filter and amplifier circuit which are a first operational amplifier with a feedback circuit a parallel combination of a capacitor and a resistor, and that the second low-pass filter and the second DC amplifier connected to it are designed as a second similar circuit.

In weiterer Ausgestaltung kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Richtungsweiser dadurch aus, daß zwei Modulations-Magentfühler zur Messung von Quer- bzw.The direction indicator according to the invention is characterized in a further embodiment characterized in that two modulation stomach sensors for measuring transverse resp.

Quadraturkomponenten eines an ihnen anliegenden externen Magnetfelds vorgesehen sind, daß jeder Magnetfühler einen Magnetkern, eine gleichmäßig um diesen herumgewickelte und mit einem Wechselspannungssignal beaufschlagbare Erregerwicklung sowie zwei Ausgangswicklungen aufweist, die mit jeweils gleicher Windungszahl um einander gegenüber stehende Magnetkernschenkel herumgewickelt sind, daß die beiden Ausgangswicklungen so zusammengeschalte sind, daß sie durch das an die Erregerwicklung angelegte Wechqelspannungssignal differentiell betätigbar sind, und daß zwei variable bzw. regelbare Gleichstromquellen zur Lieferung von kompensierenden Gleichströmen zu den beiden Ausgangswicklungen vorgesehen sind.Quadrature components of an external magnetic field applied to them it is provided that each magnetic sensor has a magnetic core, one evenly around it The excitation winding is wound around and can be acted upon by an alternating voltage signal and two output windings, each with the same number of turns opposing magnetic core legs are wound around that the two Output windings are interconnected so that they are connected to the excitation winding applied alternating voltage signal differentially can be operated and that two variable or controllable direct current sources for the delivery of compensating Direct currents are provided to the two output windings.

Zur Vereinfachung des Aufbaus des Richtungsweisers können die beiden Mudulations-Magnetfühlereinheiten als einstückige Konstruktion mit einem einzigen ringförmigen Magnetkern, um den die Erregerwicklung gleichmäßig herumgewickelt ist, ausgebildet sein. Dabei werden zwei erste Ausgangswicklungen mit jeweils gleicher Windungszahl um zwei erste, einander gegenüberstehende Schenkel des Magnetkerns herumgewickelt ul so zuammengeschaltet, daß sie differentiell auf das dn die Erregerwicklung angelegte Wechselspannungssignal ansprechen, während zwei weitere Ausgangswicklungen gegenüber dem ersten Ausgangswicklungspaar zur Messung der Quadraturkomponenten dQS äußeren Magnetfelds mit dem ersten Ausgangswicklungspaar angeordnet werden. Das zweite Ausgangswicklungspaar wird dabei mit jeweils gleicher Windungszahl um zwei andere, einander gegenüberstehende Schenkel des Magnetkerns herumgewickelt, und diese Wicklungen werden so zusanuengeschaltet, daß sie differentiell auf das an die Erregerwicklung angelegte Wechselspannungssignal ansprechen.To simplify the construction of the direction indicator, the two Mudulation magnetic sensor units as a one-piece construction with a single one ring-shaped magnetic core around which the excitation winding is evenly wound, be trained. There are two first output windings, each with the same Number of turns around two first opposing legs of the magnetic core wound around ul interconnected so that they are differentially to the dn the excitation winding applied AC voltage signal respond while two other output windings compared to the first pair of output windings for measuring the quadrature components dQS external magnetic field can be arranged with the first output winding pair. The second pair of output windings will be converted with the same number of turns two other opposing legs of the magnetic core wound around, and these windings are connected in such a way that they are differentially related to the respond to the AC voltage signal applied to the excitation winding.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The following are preferred embodiments of the invention the accompanying drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Modulations-Magnetfühlervorrichtung, Fig. 2 eine graphische Darstellung einer B-H-Kurve für den Magnetkern gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsfoim, Fig. 4 ein Blockschaltbild eines bisherigen Azimutfühlers mit zwei senkrecht zueinander stehenden Modulations-Magnetfühlr, die jeweils Komponenten eines auf sie einwllkenfl^n Magnetfelds messen, Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus der Erfindung, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Magnetfühlers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Aufsicht auf den Magnetfühhler nach Fig. 6 zur Erläuterung der Beziehung zwischen ihm und dem Erdmagnetfeld, Fig. 8 ein Schaltbild für den Magnetfühler gemäß Fig. 6, Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Steuerschaltung gemäß der Erfindung, Fig. 10 ein Schaltbild zur Verdeutlichung der Einzelheiten eines Wechselstromverstärkers und Phasendetektors gemäP Fig. 9, Fig. 11 ein Schaltbild eines Tiefpaßfiltn-rs und eines Gleichstromverstärkers gemäß Fig. 5, Fig. 12 ein Schaltbild einer Abwandlung eines Teils der Anordnung nach Fig. 9, Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, Fig. 14 ein Schaltbild der einen Hälfte der Richtungsweiseranordnung nach Fig. 15, tig. 15 ein Schaltbild einer Ausfül"ungsform des Riclitungsweisers gemäß der Erfindung, Fig. 16 eine Fig. 15 ähnelnde Darstellung einer angewandelten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 17 eine Fig. 15 ähnelnde Darstellung einer weiteren Abwandlung der Erfindung.1 shows a block diagram of a modulation magnetic sensor device, FIG. 2 is a graphic representation of a B-H curve for the magnetic core according to FIG. 1, FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1 of a modified one Embodiment, Fig. 4 is a block diagram of a previous azimuth sensor with two perpendicular to each other modulation magnetic sensor, the respective components measure a magnetic field acting on them, FIG. 5 is a block diagram for illustration of the basic structure of the invention, Fig. 6 is a perspective view of a magnetic sensor according to an embodiment of the invention, FIG. 7 is a plan view to the magnetic sensor of Fig. 6 to explain the relationship between it and the earth's magnetic field, FIG. 8 a circuit diagram for the magnetic sensor according to FIG. 6, FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of the control circuit according to the invention; Fig. 10 is a circuit diagram showing the details of an AC amplifier and phase detector according to FIG. 9, FIG. 11 shows a circuit diagram of a low-pass filter and a DC amplifier according to FIG. 5, FIG. 12 is a circuit diagram of a modification of a part of the arrangement according to FIG. 9, FIG. 13 is a perspective illustration an embodiment of the display device according to the invention, Fig. 14 is a circuit diagram of one half of the direction indicator arrangement according to FIG. 15, tig. 15 is a circuit diagram of an embodiment of the direction guide according to the invention, FIG. 16 shows a representation, similar to FIG. 15, of a modified embodiment of FIG Invention, and FIG. 17 shows a representation similar to FIG. 15 of a further modification the invention.

Zum besseren Verständnis zwei Erfindung ist im folgenden das Prinzip der Modulations-Magnetfühlervorrichtungen anhand von Fig. 1 erläutert. Die Anordnung nach Fig. 1 umfaßt einen Modulations-Magnetfühler 10 mit einem zylindrischen Magnetkern 12 aus einem magnetischen Material mit steiler Magnetisierungskurve sowie eine Erreger- und eine Ausgangswicklung 14 bzw. 16, die mit gegenseitigem Abstand um den Magnetkern 12 herumgewickelt sind. Die Erregerwicklung 14 is an eine Wechselspannung-Erregungssignalquelle 18 mit einer Frequenz f angeschlossen, um von dieser mit einem Erregungsstrom zum Erregen des Magnetkerns 12 beschickt zu werden. Die Ausgangswicklung 16 vermag eine im Magnetkern 12 auftretende Änderung des Magnetflusses abzugreifen, und sie ist am einen Ende mit Masse und am anderen Ende mit einem Bandpaßfilter 20 mit einer Mittenfrequenz 2f verbunden.For a better understanding of two invention, the following is the principle of the modulation magnetic sensor devices explained with reference to FIG. The order 1 comprises a modulation magnetic sensor 10 having a cylindrical magnetic core 12 made of a magnetic material with a steep magnetization curve and an exciter and an output winding 14 and 16, respectively, which are spaced around the magnetic core 12 are wrapped around. The excitation winding 14 is connected to an alternating voltage excitation signal source 18 with a frequency f connected to from this with an excitation current to the Exciting the magnetic core 12 to be charged. The output winding 16 is capable of one to tap in the magnetic core 12 occurring change in the magnetic flux, and it is at one end to ground and at the other end to a band pass filter 20 with a Center frequency 2f connected.

Die Signalquelle 18 ist mit einem Frequenzvervielfacher 22 verbunden, dem ein Phasendetektor 24 nachgeschaltet ist, welcher seinerseits ebenfalls an das Bandpaßfilter 20 angeschlossen ist. Der Frequenzvervielfacher 22 multipliziert die Frequenz f der Signalquelle 18 zur Lieferung eines Signals mit der Frequenz 2f. Der Phasendetektor 24 ist an eine Anzeigevorrichtung 26 angeschlossen.The signal source 18 is connected to a frequency multiplier 22, which is followed by a phase detector 24, which in turn is also connected to the Bandpass filter 20 is connected. The frequency multiplier 22 multiplies the Frequency f of the signal source 18 for supplying a signal with the frequency 2f. The phase detector 24 is connected to a display device 26.

Das Magnetmaterial des Magnetkerns 12 kann die Magnetisierungs- bzw. B-H-Kurve gemäß Fig. 2 besitzen, in welcher die Magnetiiußdichte B auf der Ordinate in Abhängigkeit von der Magnetfeldintensität H (welche dem Strom in der Erregerwicklung proportional ist) auf der Abszisse aufgetragen ist. Sofern kein GleichspaIiiiung-Magnetfeld am Magnetkern 12 anliegt, ist die B-H-Kurve, wie in Fig. 2 in ausgezogener Linie dargestellt, gegenüber dem Ursprung bzw. Nullpunkt symmetrisch. Unter diesen Bedingungen liefert die Signalquelle 18 der Erregerwicklung 12 ein Wechselspannungssignal mit der Frequenz f zur ausreichenden Sättigung des Magnetkerns. Hierbei entsteht ein verzerrtes Wechselspannungssignal mit einer Wiederholungsfrequenz von f. Wenn die B-H-Kurve des Magnetkern 12 gegenüber ihrem Ursprung oder Nullpunkt symmetrisch verläuft und das Wechselspannungssignal eine Wellenform mit guter Symmetrie besitzt, liefert die Ausgangswicklung eine gegenüber einem Punkt auf der Zeitachse symmetrische Wellenform. Bekanntlich entfällt eine solche Wellenform, wenn sie verzerrt ist, neben der Grundwelle auch ungeradzahlige Harmonische.The magnetic material of the magnetic core 12 can be the magnetization or Have B-H curve according to FIG. 2, in which the magnetic flux density B is on the ordinate as a function of the magnetic field intensity H (which corresponds to the current in the excitation winding is proportional) is plotted on the abscissa. Unless there is a constant-voltage magnetic field is applied to the magnetic core 12, the B-H curve, as in Fig. 2 in a solid line shown, symmetrical with respect to the origin or zero point. Under these conditions The signal source 18 supplies the excitation winding 12 with an alternating voltage signal the frequency f for sufficient saturation of the magnetic core. This creates a distorted AC voltage signal with a repetition frequency of f. If the The B-H curve of the magnetic core 12 is symmetrical with respect to its origin or zero point and the AC voltage signal has a waveform with good symmetry, the output winding supplies a symmetrical one with respect to a point on the time axis Waveform. It is well known that such a waveform does not apply if it is distorted, In addition to the fundamental wave, there are also odd harmonics.

Wenn dagegen an den Magnetkern 10 von außen her ein Gleichspannung-Magnetfeld mit einer Intensität H gemäß Fig. 10 einwirkt, verschiebt sich die B-H-Kurve des Magnetkerns 12 vom Nullpunkt nach rechts oder links um eine Größe entsprechend der Intensität H des äußeren Magnetfelds. Gemäß Fig. 2 ist die gestrichelt eingezeichnete B-H-Kurve gegenüber dem Ursprung oder Nullpunkt nach rechts versetzt. Dies bedeutet, daß die B-l1-Kurve ihre Symmetrie gegenüber dem Nullpunkt verloren hat. Infolgedessen ist auch das an der Ausgangswicklung 16 erzeugte Wechselspannungssignal nicht mehr gegenüber dem genannten Zeitachsenpunkt symmetrisch.If, on the other hand, a direct voltage magnetic field is applied to the magnetic core 10 from the outside acts with an intensity H according to FIG. 10, the B-H curve of the shifts Magnetic core 12 from the zero point to the right or left by a size corresponding to the Intensity H of the external magnetic field. According to FIG. 2, the dashed line is drawn B-H curve offset to the right in relation to the origin or zero point. This means, that the B-l1 curve has lost its symmetry with respect to the zero point. Consequently the AC voltage signal generated at the output winding 16 is also no longer symmetrical with respect to the mentioned time axis point.

Unsymmetrische Wellenformen enthalten bekanntlich neben der Grundwelle f und ungeradzahligen Hamonischen auch geradzahlige Harmonische. Bei letzteren findet sich die höchste Amplitude in einer zweiten Harmonischen, die eine Frequenz entsprechend dem Doppelten der Grundfrequenz f, d.h. 2f, besitzt. Wenn beispielsweise mit E 2f die Amplitude der zweiten Harmonischen in dem an der Ausgangswicklung 16 entstehenden Wechselspannungssignal bezeichnet ist, so ist E2f ungefähr proportional der Intensität H des von außen auf den Magnetfühler 10 einwirkenden Gleichspannung-Magnetfelds.As is well known, asymmetrical waveforms contain the fundamental wave f and odd harmonics and even harmonics. The latter takes place the highest amplitude is in a second harmonic that corresponds to a frequency twice the fundamental frequency f, i.e. 2f. For example, if with E 2f the amplitude of the second harmonic in that arising at the output winding 16 AC voltage signal is designated, then E2f is approximately proportional to the intensity H of the direct voltage magnetic field acting on the magnetic sensor 10 from the outside.

Da das Bandpaßfilter 20 nur die zweite Harmonische im Wechselspannungssignal von der Ausgangswicklung 16 durchzulassen vermag, besitzt das Ausgangssignal dieses Filters eine Amplitude entsprechend der Intensität des äußeren Gleichspannung-Magnetfelds und einen Phasenwinkel von entweder 0 oder Ir Radianten, welche die Richtung des Magnetfelds angibt. Wenn der Phasendetektor synchron mit dem Ausgangssignal des Frequenzvervielfachers 22 das Wechself.pannungssigl ll vom Bandpaßfilter 20 abgreift, liefert er an seiner Ausgangsklemme ein Gleichspannungssigflal V entsprechend der Intensität H und der Richtung des externen Gleichspannung-Magnetfelds. Durch Anlegung dieses ;ignals V ln die Anzeigevorrichtung 26 kann das externe Magnetfeld H sichtbar angezeigt werden.Since the band pass filter 20 only contains the second harmonic in the AC voltage signal able to pass from the output winding 16, the output signal has this Filters an amplitude corresponding to the intensity of the external DC voltage magnetic field and a phase angle of either 0 or Ir radians, which is the direction of the Indicating the magnetic field. If the phase detector is synchronous with the output of the Frequency multiplier 22 taps the alternating voltage signal from the bandpass filter 20, it supplies a DC voltage signal V corresponding to the at its output terminal Intensity H and the direction of the external DC voltage magnetic field. By applying This signal V ln the display device 26, the external magnetic field H can be visible are displayed.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist jedoch die.zweite Harmonische E2f der Ausgangswicklung 16 im Vergleich zu deren Grundwelle Ef und ihren ungeradzahligen Harmonischen E3f, E5f .... von besonders niedrigem Pegel. Die zweite Harmonische ist daher praktisch nicht brauchbar.In the arrangement according to FIG. 1, however, the second harmonic is E2f of the output winding 16 compared to its fundamental Ef and its odd-numbered Harmonics E3f, E5f .... of particularly low level. The second harmonic is therefore practically unusable.

GemäB Fig. 3, in welcher den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind, weist ein ringförmiger Magnetkern 12 zwei einander gegenüberstehende Schenkel und zwei Erregerwicklungen 14a und 14b auf, die jeweils in gleicher Windungs?l.hl in derselben Richtung um einen Endabschnitt dieser Schenkel herumgewickelt und miteinander in Reihe geschaltet sind. Am anderen Ende der Schenkel sind zwei Ausgangswicklungen 16a und 16b mit jeweils gleicher Windungszahl in entgegengesetzter Richtung herumgewickelt und miteinander in Reihe geschaltet.According to FIG. 3, in which parts corresponding to the parts of FIG are designated with the same reference numbers as there, instructs annular magnetic core 12 two opposing legs and two excitation windings 14a and 14b, each in the same winding? L.hl in the same direction one end portion of these legs is wound around and connected in series with one another are. At the other end of the legs there are two output windings 16a and 16b each with the same number of turns wound around in opposite directions and with each other connected in series.

Anderweitig entspricht diese Anordnung im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 1.Otherwise this arrangement corresponds essentially to that according to FIG. 1.

Infolge der beschriebenen Anordnung wirken die. in Reihe geschalteten Ausgangswicklungen differentiell gegenüber der Quelle 18 für das Wechselspannung-Errngungssignal, so daß an der Ausgangsklemme 16c für die Ausgangswicklungen kein Ausgangssignal anliegt, wenn kein externes Gleichspannung-Magnetfeld H vorhanden ist.As a result of the arrangement described, the. connected in series Output windings differential with respect to the source 18 for the AC voltage excitation signal, so that at the output terminal 16c there is no output signal for the output windings is present when no external DC voltage magnetic field H is present.

Wenn jedoch auf dem Modulations-Magnetfühler 10 ein externes Gleichspannung-Magnetfeld H einwirkt, liefert die Ausgangsklemme 14c eine zweite Harmonische des Erregungssignals von der Signalquelle 18 und, genau genommen, die geradzahligen Harmonischen derselben sowie kaum die Grundwelle Ef und ihre ungeradzahligen Harmonischen E3f, ... . Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Ausgangswicklungen 14a und 14b in bezug auf die über diese Wicklungen induzierte zweite Harmonische kumulativ zusammengeschaltet sind.However, if on the modulation magnetic sensor 10 an external DC voltage magnetic field H acts, the output terminal 14c provides a second harmonic of the excitation signal from the signal source 18 and, strictly speaking, the even harmonics thereof as well as hardly the fundamental wave Ef and its odd harmonics E3f, .... this is due to the fact that the output windings 14a and 14b with respect to the Second harmonics induced across these windings are cumulatively interconnected are.

Mit der Anordnung gemäß Fig. 3 kann somit das externe Gleichspannung-Magnetfeld im Vergleich zur Anordnung gemäß Fig. 1 stabil und mit hoher Ansprechempfindlichkeit gemessen werden.With the arrangement according to FIG. 3, the external direct voltage magnetic field in comparison to the arrangement according to FIG. 1 stable and with high responsiveness be measured.

Die Richtungen des Gleichspannung-Magnetfelds können durch einen Azimutfühler bzw. eine Richtungsmeßvorrichtung mit zwei Modulations-Magnetfühlern der Art gemäß Fig. 3 gemessen werden, die so angeordnet sind, daß sie Quer- bzw.The directions of the DC magnetic field can be determined by an azimuth sensor or a direction measuring device with two modulation magnetic sensors of the type shown in FIG. 3, which are arranged so that they are transverse or

Quadraturkomponenten des Gleichspannunq-Magnetfels messen.Measure the quadrature components of the direct voltage magnetic field.

Das Gleichspannung-Magnetfeld kann das Erdmagnetfeld sein.The direct voltage magnetic field can be the earth's magnetic field.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des vorstehend umrissenen Richtungfühlers bz, -weisers. Die dargestellte Anordnung umfaßt einen ersten Modulations-Magnetfühler 10X zur Messung einer Komponente in einer ersten Richtung bzw. X-Richtung eines von außen einwirkenden Gleichspannung-Magnetfelds H mit einer ersten Signalverarbeitungsschaltung 32X, die über eine Ausgangsklemme 16cX mit dem Magnetfühler 10X verbunden ist, einen zweiten Modulations-Magnetfühler 10Y zur Messung einer Komponente in einer Y-Richtung senkrecht zur X-Richtung des Marrnetfelds und eine zweite Signalverarbeitungsschaltung 32Y, die mit dem Magnetfühler 10Y über seine Ausgangsklemme 16cY verbunden ist.Figure 4 is a block diagram of the direction sensor outlined above bz, -weisers. The arrangement shown comprises a first magnetic modulation sensor 10X for measuring a component in a first direction or X-direction of a externally acting direct voltage magnetic field H with a first signal processing circuit 32X, which is connected to the magnetic sensor 10X via an output terminal 16cX, a second magnetic modulation sensor 10Y for measuring a component in a Y direction perpendicular to the X direction of the Marnet field and a second signal processing circuit 32Y, which is connected to the magnetic sensor 10Y via its output terminal 16cY.

Wie bei den Anordnungen gemäß Fig. 1 und 3 werden die nicht dargestellten, an jedem Magnetfühler 10X oder 10Y vorgesehenen Erregerwicklungen durch eine nicht dargestellte, zugeordnete Wechselspannung-Erregungssignalquelle erregt.As with the arrangements according to FIGS. 1 and 3, the not shown, excitation windings provided on each magnetic sensor 10X or 10Y by a non- shown, associated AC voltage excitation signal source excited.

Die Signal - rarbeitungsschaltungen 32X oder 32Y nehmen jeweils ein Ausgangssignal von der Ausgangsklemme 16cX bzw.The signal processing circuits 32X or 32Y occupy each Output signal from output terminal 16cX or

16cY ab, um ein Ausgangssignal Vx bzw. Vy zu liefern, welches die Intensität und Richtung des Magnetfelds H angibt. Die Signalverarbeitungsschaltungen 32X und 32Y enthalten aus diesem Grund jeweils das Bandpaßfiliter 20, den Frequenzvervielfacher 22 und den Phasendetektor 24 (vgl. Fig. 1).16cY to provide an output signal Vx or Vy, which the Indicating the intensity and direction of the magnetic field H. The signal processing circuits For this reason, 32X and 32Y each contain the bandpass filter 20, the frequency multiplier 22 and the phase detector 24 (see. Fig. 1).

Wenn bei der Anordnung gemäß Fig. 4 beispielsweise ein gleichspannung-Magnetfeld H mit einer ebenfalls mit H bezoiceten Intensität so angelegt wird bzw. einwirkt, daß das Magnetfeld eine Komponente HX in der X-Richtung 30X und eine Komponente H in der Y-Richtung besitzt, lassen Y sich die Signale Vx und Vy der Signalverarbeitungsschaltungen 32X bzw. 32Y mit Vx = KHx bzw. Vy = KMy ausdrücken, wobei K eine Konstante bedeutet. Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wirkt das Magnetfeld mit der Intensitcit H unter einem Winkel e zur Richtung 30X auf die Anordnung ein. Infolgedessen gelten HX = Hcose und Hy = Hsine. Infolgedessen lassen sich die Sinale Vx und Vy mit Wlicose bzw. Vy = KHsine ausdrücken. Dividieren von Vy durch VX ergibt Vy/Vx = sine/cose = tane. Somit bestimmt sich der Winkel e zoll e - tan (Vy/Vx) Die Anordnung gemäß Fig. 4 kann in einem lokalen Gleichspannung-Magnetfeld mit einer konstanten Intensität von H0 liegen, wodurch ein Meßfehler eingeführt wird. Wenn unter diesen Bedingungen ein zu messendes externes Gleichspannung-Magnetfeld mit der Intensität H auf die Anordnung einwirkt, befindet sich letztere in einem Magnetfeld mit einer Intensität, welche der Vektorsumme beider Intensitäten H und H0 entspricht. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß das lokale Magnetfeld H0 in einer Richtung liegt, in welcher ein Winkel Z zur Richtung 30X des Modulations-Magnetfühlers 10X gebildet wird, besitzt das Gesamt-Magnetfeld eine X-Komponenee HX und eine Y-Komponente Hy, die sich ausdrücken lassen durch HOcosK bzw. Hy = H sin e + IIo sin α . Infolgedessen lassen sich die Signale Vx und Vy der Signalverarbeitungsschaltung 32X baw. 32Y ausdrücken durch VX = K/Hcose + HocoscK ) bzw.If in the arrangement according to FIG. 4, for example, a direct voltage magnetic field H is applied or acts with an intensity also related to H so that that the magnetic field has a component HX in the X direction 30X and has a component H in the Y direction, Y can have the signals Vx and Vy of the signal processing circuits 32X or 32Y with Vx = KHx or Vy = KMy, where K is a constant. In the case of the arrangement shown in FIG. 4, it acts the magnetic field with the intensity H at an angle e to the direction 30X on the Arrangement a. As a result, HX = Hcose and Hy = Hsine. As a result, leave the sinals Vx and Vy are expressed as Wlicose and Vy = KHsine, respectively. Dividing by Vy through VX gives Vy / Vx = sine / cose = tane. The angle e inch is thus determined e - tan (Vy / Vx) The arrangement according to FIG. 4 can be operated in a local direct voltage magnetic field with a constant intensity of H0, thereby introducing a measurement error will. If under these conditions an external DC voltage magnetic field to be measured acts with the intensity H on the arrangement, the latter is in one Magnetic field with an intensity which is the vector sum of both intensities H and Corresponds to H0. For example, if it is assumed that the local magnetic field H0 lies in a direction in which an angle Z to the direction 30X of the modulation magnetic sensor 10X is formed, the total magnetic field has an X component HX and a Y component Hy, which can be expressed by HOcosK or Hy = H sin e + IIo sin α . As a result, the signals Vx and Vy of the signal processing circuit 32X baw. 32Y express by VX = K / Hcose + HocoscK) resp.

Vy = K(Ilsine + H0sinα). Infolgedessen läßt sich der Winkel e nicht aus den Signalen Vx und Vy ableiten, sofern nicht die Intensität I!o und der Winkel OL bekannt sind.Vy = K (Ilsine + H0sinα). As a result, the angle e cannot be derived from the signals Vx and Vy, unless the intensity I! o and the angle OL are known.

Azimutfühler bzw. RichtunvCweiservorrichtungen mit zwei Modulations-Magentfühlern, die auf die in Fig. 4 dargestellte Weise wirkungsmäßig miteinander kombiniert sind, eignen sich als Meßfühler zur Kursbestimmung von sich bewegenden Körpern, wie Kraftfahrzeugen. Kraftfahrzeuge besitzen jedoch einen Aufbau mit einem großen Anteil an Eisen, das in vielen Fällen im Verlauf der Kraftfahrzeugfertigung oder der Blechherstellung magnetisiert worden ist. Wenn daher ein Richtungsweiser der Art gemäß Fig. 4 an einem Kraftfahrzeug montiert ist, kann die Richtung des Erdmagnetfelds wegen des Vorhandenseins des lokalen, MeßEehler einführenden Eigenmagnetfelds des Kraftfahrzeugs nicht genau bestimmt werden. Infolgedessen ergibt sich ein Meßfehler ei der Bestimmung des Azimuts bzw. der Richtung des Erdmagnetfelds. Um solche Eigenmagnetfelder zu kompensieren, wurden bisher folglich mehrere Dauermagnete um die betreffende Richtungsweiseranordnujig herum vorgesehen. Diese Maßnahme erwies sich jedoch als höchst unzweckmäßig, weil die Dauermagnete bezüglich Lann und Intensität schwierig zu justieren sind.Azimuth sensors or directional detection devices with two modulation magnetic sensors, the one shown in FIG Way effectively with each other are combined, are suitable as sensors for determining the course of moving Bodies such as automobiles. However, automobiles have a structure with a large proportion of iron, which in many cases is used in the course of motor vehicle production or the sheet metal production has been magnetized. If, therefore, a guide 4 is mounted on a motor vehicle, the direction of the Earth's magnetic field due to the presence of the local own magnetic field which introduces measurement errors of the motor vehicle cannot be precisely determined. As a result, there is a measurement error ei the determination of the azimuth or the direction of the earth's magnetic field. To such self-magnetic fields To compensate, several permanent magnets have been around the relevant Directional signs are provided around. However, this measure turned out to be highly inexpedient because the permanent magnets are difficult in terms of length and intensity are to be adjusted.

Fig. 5 veranschaulicht den Grundaufbau eines Kursgebers bzw.Fig. 5 illustrates the basic structure of a course generator or

Richtungsweisers gemäß der Erfindung. Die dargestellte Ano lnung umfaßt einen Magnetfühler 34, eine Steuerschaltung 36 und eine Anzeigevorrichtung 38, die in der genannten Reihenfolge miLeinander in Reihe geschaltet sind. Wenn auf die durch den Pfeil H angedeutete Weise der Erdmagnetismus H unter einem Winkel e zu einer sti hpunktiert eingezeichneten Bezugszlinie auf den Magnetfühler 34 einwirkt, schlägt ein Zeiger 40 der Anzeigevorrichtung 38 über einen Winkel e aus seiner Nullstellung aus.Direction indicator according to the invention. The arrangement shown includes a magnetic sensor 34, a control circuit 36 and a display device 38, the are connected in series in the order mentioned. When on the by the arrow H indicated way the terrestrial magnetism H at an angle e to a dot-dashed reference line acts on the magnetic sensor 34, strikes a pointer 40 of the display device 38 over an angle e from its zero position the end.

Der Magnetfühler 34 kann beispielsweise die Modellkonstruktion gemäß Fig. 6 besitzen. Dabei besitzt der Magnetfühler 34 einen ringförmigen Magnetkern 42, der üblicherweise als Toroidkern bezeichnet wird. Der Toroidkern gemäß Fig. 6 besitzt einen rechteckigen Querschnitt und besteht aus einem ferromagnetischen Material mit einer Magnetisierungs- bzw.The magnetic sensor 34, for example, the model construction according to Fig. 6 own. The magnetic sensor 34 has an annular magnetic core 42, commonly referred to as the toroidal core. The toroidal core according to Fig. 6 has a rectangular cross-section and consists of one ferromagnetic Material with a magnetization resp.

B-H-Kurve der Art gemäß Fig. 2. Der Magnetkern 42 kann jedoch auch einen rechteckigen Umriß anstelle des kreisförmigen Umrisses gemäß Fig. 6 besitztn. Um den Magiietkern 42 ist eine Erregerwicklung 44 gleichmäßig in der Weise herumgewickelt, daß der Magnetkern 42 durch ein über Klemmen 44a und 44b angelegtes Wechselspannungssignal umfangsmäßig magnetisiert wird. Weiterhin ist eine erste Ausgangswicklung 46 so um den Magnetkern 42 herumgewickelt, daß sie zwei diametral gegenüberliegende Abschnitte desselben auf-bzw. neben den benachbarten Abschnitten der Erregerwicklung 44 umschlingt, während eine zweite Ausgangswicklung 48 auf dieselbe Weise wie die erste Ausgangswicklung 46 um praktisch senkrecht zu dieser um den Magnetkern 42 herumgewickelt ist. Die beiden Ausgangswicklungen 46 und 48 weisen jeweils Abschlüsse bzw. Klemmen 46a, 46b bzw. 48a, 48b. auf.B-H curve of the type shown in FIG. 2. The magnetic core 42 can, however, also has a rectangular outline instead of the circular outline shown in FIG. An excitation winding 44 is evenly wound around the magnetic core 42 in such a way that that the magnetic core 42 by an AC voltage signal applied via terminals 44a and 44b is magnetized circumferentially. Furthermore, a first output winding 46 is like this wound around the magnetic core 42 so that it has two diametrically opposed sections the same on or. wraps around the field winding 44 next to the adjacent sections, while a second output winding 48 is the same as the first output winding 46 is wound around the magnetic core 42 practically perpendicular to this. the both output windings 46 and 48 each have terminations or terminals 46a, 46b or 48a, 48b. on.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 hat ein die Erregerwicklung 44 durchfließendes Wechselspannungssignal ersichtlicherweise zur Folge, daß keine der Ausgangswicklungen ein Ausgangssignal abgibt. Dasselbe gilt auch für eine Vergrößerung des Wechselstromflusses durch die Erregerwicklung 44 auf eine solche Größe, daß der Mangetkern 42 magnetisch gesättigt wird.In the arrangement according to FIG. 6, the field winding 44 has a flowing through it AC voltage signal evidently results in none of the output windings emits an output signal. The same also applies to an increase in the alternating current flow by the excitation winding 44 to such a size that the magnetic core 42 is magnetic becomes saturated.

Wenn dagegen ein externes Gleichspannung-Magnetfeld H senkrecht zur Ausgangswicklung 46 auf diese einwirkt (Pfeil H In Fig. 6), wird der mit der Ausgangswicklung 46 verkettete Teil des Mangetkerns 42 durch das äußere Magnetfeld gleichspannungsmäßig magnetisiert, so daß die B-H-Kurve auf die vorher in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Weise eine Verschiebung um einen der Intensität des externen Magnetfelds entsprechenden Betrag erfährt. Infolgedessen erscheint über die Ausgangswicklung 46 ein Wechselspannungssignal.If, on the other hand, an external DC voltage magnetic field H is perpendicular to the Output winding 46 acts on this (arrow H in FIG. 6), becomes that with the output winding 46 chained part of the magnetic core 42 by the external magnetic field in terms of direct voltage magnetized so that the B-H curve to that previously described in connection with FIG Way, a shift by a corresponding to the intensity of the external magnetic field Amount learns. As a result, appears via the output winding 46 an AC voltage signal.

Wenn dabei das an der Erregerwicklung 44 anliegende Erregungssignal die Frequenz f und gute Symmetrie besitzt, d.h. keine geradzahlige Harmonische enthält, enthält das an der Ausgangswicklung 46 induzierte Wechselspannungssignal eine Signalkomponente mit einer Frequenz entsprechend dem Doppelten der Frequenz des Erregungssignals bzw. seiner zweiten Harmonischen, wobei die Amplitude etwa der Intensität des externen Magnetfelds proportional ist. Die Anordnung gemäß Fig. 6 wird daher auch als magnetischer Modulator für zweite Harmonische (second harmonic type magnetic modulator) bezeichnet.If the excitation signal applied to the excitation winding 44 the frequency f and has good symmetry, i.e. does not contain any even harmonics, the AC voltage signal induced at the output winding 46 contains a signal component with a frequency equal to twice the frequency of the excitation signal or its second harmonic, the amplitude being approximately the intensity of the external Magnetic field is proportional. The arrangement according to FIG. 6 is therefore also considered to be magnetic Second harmonic type magnetic modulator.

Andererseits wird der mit der Ausgangswicklung 48 verkettete Teil des Magnetkerns 42 durch das externe Magnetfeld nicht umfangsmäßig magnetisiert, mit dem Ergebnis, daß die Ausgangswicklung 48 kein Ausgangssignal abgibt.On the other hand, the part linked to the output winding 48 becomes of the magnetic core 42 not circumferentially magnetized by the external magnetic field, with the result that the output winding 48 gives no output signal.

Fig. 7 ist eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 6 mit weggelassener Erregerwicklung 42. Wenn ein Gleichspannung-Magnetfeld mit der Intensität H auf die Anordnung gemäß Fig. 7 so einwirkt, daß ein Winkel e zwischen der Richtung des Magnetfelds und der zentralen Durchmesserebene der Ausgangswicklung 48 gebildet wird (vgl. Pfeil H in Fig. 7), enthalten die von beiden Ausgangswicklungen 48 und 48 erzeugten Signale jeweils frequenzverdoppelte Signalkomponenten bzw. zweite Harmonische Ex und Eyi die sich durch Ex = KHcose und Ey = KHsine, worin,K eine Konstante bedeutet.Fig. 7 is a plan view of the arrangement of Fig. 6 with omitted Excitation winding 42. When a direct voltage magnetic field with intensity H occurs the arrangement of FIG. 7 acts so that an angle e between the direction of the Magnetic field and the central diameter plane of the output winding 48 is formed (see. Arrow H in Fig. 7), contain the two output windings 48 and 48 generated signals each frequency-doubled signal components or second harmonics Ex and Eyi which are characterized by Ex = KHcose and Ey = KHsine, where, K means a constant.

Der Mangetfühler gemäß Fig. 6 kann den Schaltungsaufbau nach Fig. 8 besitzen, in welcher den Teilen von Fig. 6 entsprechende Teile mit denselben Bezugs ziffern wie vorher bezeichnet sind.The magnetic sensor according to FIG. 6 can have the circuit structure according to FIG. 8, in which parts corresponding to parts of FIG. 6 have the same reference digits as previously indicated.

Die Darstellung nach Fig. 8 dient zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung.The illustration according to FIG. 8 serves to facilitate understanding the invention.

Die Steuerschaltung 36 kann den Schaltungsaufbau nach Fig. 9 besitzen, in welcher der Magnetfühler 34 ebenfalls in der Schaltungskonfiguration gemäß Fig. 8 dargestellt ist.The control circuit 36 may have the circuit structure shown in FIG. 9, in which the magnetic sensor 34 is also in the circuit configuration according to FIG. 8 is shown.

Die dargestellte Anordnung umfaßt einen ersten Wechselstrom-Verstärker 50, der über seine Klemmen 46a und 46b über die elfte Ausgangswicklung 46 geschaltet ist, um das Wechselspannungssignal von der Ausgangswicklung 46 zu verstärken, sowie einen zweiten Wechselstrom-Verstärker 42, der über die Klemmen 48a und 48b an die zweite Ausgangswicklung 48 angeschlossen ist und deren Wechselspannungssignal verstärkt.The arrangement shown comprises a first AC amplifier 50, which is connected via its terminals 46a and 46b via the eleventh output winding 46 to amplify the AC voltage signal from output winding 46 as well a second AC amplifier 42 connected to the second output winding 48 is connected and amplifies its AC voltage signal.

Weiterhin vorgesehen sind ein Oszillator 54, der auf einer Frequenz entsprechend dem Vierfachen der Frequenz f des Erregungssignals schwingt, ein Frequenzteiler 56, der mit dem Oszillator 54 zum Dividieren der Frequenz 4f dieses Oszillators zur Lieferung eines Wechselspannungssignals mit einer Frequenz von 2f an der Ausgangsklemme 46a sowie Wechselspannungssignalen mit der Frequenz f an seinen Ausgangsklemmen 56b bzw. 56c verbunden ist. Die an den Ausgangsklemmen 56b und 56c erscheinenden Wechselspannungssignale mit der Frequenz f werden gegenphasig an zwei Treiberschaltungen 58 bzw. 60 angelegt, deren Ausgangssignale über Klemmen 44a bzw. 44b an die Erregerwicklung 44 angelegt werden.Also provided are an oscillator 54 which operates on a frequency a frequency divider oscillates corresponding to four times the frequency f of the excitation signal 56, the one with the oscillator 54 for dividing the frequency 4f of this oscillator for supplying an AC voltage signal with a frequency of 2f at the output terminal 46a as well as alternating voltage signals with the frequency f at its output terminals 56b or 56c is connected. Those appearing at output terminals 56b and 56c AC voltage signals with the frequency f are in phase opposition to two driver circuits 58 and 60 are applied, their output signals to the field winding via terminals 44a and 44b 44 can be created.

Die Wechselspannungssignale von den beiden Verstärkern 50 und 52 werden einem ersten und einem zweiten Phasendetektor 62 bzw. 64 eingegeben,die auch das Wechselspannungssignal mit der Frequenz 2f des Frequenzteilers 56 abnehmen. Die beiden Synchron- bzw. Phasendetektoren 62 und 64 nehmen somit Gleichspannungssignale ab, welche den Wechselspannungssignalkomponenten mit der Frequenz 2f bzw. frequenzverdoppelten Signalkomponenten proportional sind. Diese Gleichspannungssignale von den beiden Phasendetektoren 62 und 64 werden zur Beseitigung von Welligkeitsanteilen einem ersten und einem zweiten Tiefpaßfilter 66 bzw. 68 eingespeist. Weiterhin sind zwei Gleichstrom-Verstärker 70 und 72 an die Ausgänge der beiden Tiefpaßfilter 66 bzw. 68 angeschlossen, um an Ausgangsklemmen 74x bzw. 74y verstärkte Gleichspannungssignale Vx bzw. Vy zu liefern, die ihrerseits die Ausgangssignale der Steuerschaltung 36 bilden und wiederum an die Anzeigevorrichtung 38 (Fig. 5) angelegt werden.The AC voltage signals from the two amplifiers 50 and 52 are a first and a second phase detector 62 and 64, respectively, which also have the Take off the AC voltage signal with the frequency 2f of the frequency divider 56. the take both synchronous or phase detectors 62 and 64 thus DC voltage signals from which the AC voltage signal components with the frequency 2f or frequency doubled Signal components are proportional. These DC signals from the two Phase detectors 62 and 64 are used to remove ripple components first and second low-pass filters 66 and 68, respectively. Furthermore there are two DC amplifiers 70 and 72 to the outputs of the two low-pass filters 66 and 68 connected to amplified DC voltage signals at output terminals 74x or 74y Vx or Vy to deliver, which in turn the output signals of the control circuit 36 and in turn are applied to the display device 38 (FIG. 5).

Fig. 10 veranschaulicht beispielhaft die Einzelheiten des ersten Wechselstrom-Verstärkers 50 und des mit diesem verbundenen Phasendetektors 62. Gemäß Fig. 10 umfaßt der Verstärker 50 einen Operationsverstärker 76 mit einem positiven und einem negativen Eingang, die über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator C1 und einem Widerstand R1 an die erste Ausgangswicklung 46 angeschlossen sind, und mit einem Ausgang, der über einen Widerstand R2 an den negativen Eingang und weiterhin über einen Kondensator C2 an die Verzweigung oder Verbindung zwischen Kondensator Cl und Widerstand R1 rückgekoppelt ist. Der positive Eingang liegt an Masse.Fig. 10 exemplifies the details of the first AC amplifier 50 and the phase detector 62 connected to it. According to FIG. 10, the amplifier comprises 50 an operational amplifier 76 with a positive and a negative input, via a series connection of a capacitor C1 and a resistor R1 the first output winding 46 are connected, and with an output that is across a resistor R2 to the negative input and further through a capacitor C2 to the junction or connection between capacitor Cl and resistor R1 is fed back. The positive input is connected to ground.

Wenn die Widerstände R1 und R2 beispielsweise Widerstandswerte R1 und R2 und die Kondensatoren C1 und C2 Kapazitäten C1 und C2 besitzen, können die jeweiligen Größen entsprechend gewählt werden, so daß der Wechselstrom-Verstärker 62 selektiv nur die Wechselspannungssignalkomponente mit der Frequenz 2f verstärkt. Der Wechselstromverstärker 62 bildet somit einen selektiven Verstärker.If the resistors R1 and R2 have, for example, resistance values R1 and R2 and the capacitors C1 and C2 capacitances C1 and C2, the respective sizes can be corresponding can be selected so that the AC amplifier 62 selectively amplifies only the AC signal component having the frequency 2f. The AC amplifier 62 thus forms a selective amplifier.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 76 ist mit einem Eingang 62a des ersten Phasendetektors 62 verbunden. Der Eingang 62a ist über einen Widerstand R3 mit dem Kollektor eines emittergekoppelten npn-Transistors 78 verbunden, dessen Basis über einen Widerstand R4 mit dem anderen Eingang 62b des Phasendetektors verbunden ist, der seinerseits das Wechselspannungssignal mit der Frequenz 2f vom Frequenzteiler 56 abnimmt. Der Kollektor des Transistors 78 ist außerdem an einen Ausgang 62c des Phasendetektors 62 angeschlossen.The output of the operational amplifier 76 is connected to an input 62a of the first phase detector 62 is connected. Of the Entrance 62a is over a resistor R3 to the collector of an emitter-coupled npn transistor 78 connected, the base of which via a resistor R4 to the other input 62b of the Phase detector is connected, in turn, the AC voltage signal with the Frequency 2f from frequency divider 56 decreases. The collector of transistor 78 is also connected to an output 62c of the phase detector 62.

Der zweite Wechselstromverstärker 64 und der an ihn angeschlossene Phasendetektor 68 können ebenfalls den Aufbau nach Fig. 10 besitzen.The second AC amplifier 64 and the one connected to it Phase detectors 68 can also have the structure according to FIG.

Das erste Tiefpaßfilter 60 und der an dieses angeschlossene erste Gleichstrom-Verstärker 70 können beispielsweise die Schaltungskonfiguration gemäß Fig. 11 besitzen. Dabei weist ein Operationsverstärker 80 einen an Masse liegenden positiven Eingang sowie einen negativen Eingang auf, der an einen Widerstand R5 angeschlossen ist, welcher seinerseits über einen Eingang 88 bzw. 82a mit dem Ausgang 62c des ersten Phasendetektors 62 verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 80 ist mit der Ausgangsklemme 74x der Steuerschaltung 36 verbunden und über einen Kondensator C3, der mit einem Widerstand R6 parallelgeschaltet ist, an den negativen Eingang rückgekoppelt.The first low-pass filter 60 and the first connected to it For example, DC amplifiers 70 can have the circuit configuration shown in FIG Fig. 11 own. An operational amplifier 80 has a grounded one positive input and a negative input, which is connected to a resistor R5 is connected, which in turn via an input 88 or 82a to the output 62c of the first phase detector 62 is connected. The output of the operational amplifier 80 is connected to the output terminal 74x of the control circuit 36 and via a Capacitor C3, which is connected in parallel with a resistor R6, to the negative Input fed back.

Der Operationsverstärker 80 bildet eine kombinierte Tiefpaßfilter- und Verstärkerschaltung 86A, mit dem an seinem Eingang 82a angeschlossenen Widerstand R5, dem Widerstand R6 und dem Kondensator C3.The operational amplifier 80 forms a combined low-pass filter and amplifier circuit 86A, with the resistor connected to its input 82a R5, resistor R6 and capacitor C3.

Das zweite Tiefpaßfilter 64 und der Gleichstrom-Verstärker 68 l innen ebenfalls den Aufbau nach Fig. 11 besitzen.The second low-pass filter 64 and the DC amplifier 68 l inside also have the structure according to FIG.

Fig. 12 veranschaulicht eine Abwandlung der Anordnung nac Fig 11 mit der ersten Ausgangs-Meßspule 46 und ihren zugeordneten Bauteilen 50 und 62. Gemäß Fig. 12 ist anstelle der kombinierten Tiefpaßfilter- und Verstärkerschaltung 86A nach Fig. 11 eine Integratorschaltung 82B vorgesehen, deren Ausgang mit der Ausgangsklemme 74x verbunden und zur ersten Ausgangs-Meßfühlerwicklung 46 über einen Rückkopplungswiderstand 84 mit einem Widerstandswert Rf rückgekoppelt ist. Die Integratorschaltung 82B unterscheidet sich von der Schaltung 82A nur dadurch, daß bei ersterer der Widerstand R6 nach Fig. 11 fehlt.FIG. 12 illustrates a modification of the arrangement according to FIG. 11 the first output measuring coil 46 and their associated Components 50 and 62. According to FIG. 12, instead of the combined low-pass filter and amplifier circuit 86A of FIG. 11, an integrator circuit 82B is provided, the output of which with the Output terminal 74x connected and to the first output sensor winding 46 via a Feedback resistor 84 is fed back with a resistance value Rf. The integrator circuit 82B differs from circuit 82A only in that the former has the resistance R6 according to Fig. 11 is missing.

Die zweite Ausgangs-Meßfühlerwicklung 48 und ihre zugeordneten Bauteile 52, 64, 68 und 72 können den Aufbau nach Fig. 12 besitzen.The second output sensing coil 48 and its associated components 52, 64, 68 and 72 can have the structure shown in FIG.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 12 sei angenommen, daß die Integ ltorschaltung 82B eine ausreichend hohe Regelverstärkung besitzt. In diesem Fall gilt entsprechend der Rückkopplungstheorie K'VX/Rf = Hx, wobei K' eine Konstante, Vx eine Ausgangsspannung der Integratorschaltung 82B und HX eine Komponente des am Magnetfühler 34 anliegenden Magnetfelds H bedeuten, die senkrecht" zur ersten Ausgangswicklu j 46 liegt.In the arrangement according to FIG. 12, it is assumed that the integral gate circuit 82B has a sufficiently high control gain. In this case, the same applies of feedback theory K'VX / Rf = Hx, where K 'is a constant, Vx is an output voltage the integrator circuit 82B and HX is a component of that applied to the magnetic sensor 34 Magnetic field H, which is perpendicular to the first output winding 46.

Aufgrund der beschriebenen Rückkopplungsschaltung besitzt die Anordnung nach Fig. 12 eine Ansprechempfindlichkeit VX/Hx, die schwierig durch den Verstärkungsfaktor eines verwendeten Verstärkers und eine Spannungsänderung über eine vorgesehene elektrische Stromquelle zu beeinflusSen ist. Hierdurch wird eine beträchtliche Erhöhung der Genauigkeit gewährleistet. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die Stabilisierung aufgrund der Rückkopplung der Ausgangsspannungen für Schaltungen zweckmäßig ist, welche nicht die Integratorschaltung nach Fig. 10 oder 11 enthalten.Due to the described feedback circuit, the arrangement has according to Fig. 12, a responsiveness VX / Hx which is difficult by the gain of an amplifier used and a voltage change via a provided electrical Power source is to be influenced. This will result in a significant increase in Accuracy guaranteed. It should also be noted that the stabilization due to the feedback of the output voltages is appropriate for circuits, which do not contain the integrator circuit according to FIG. 10 or 11.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Steuerschaltung 36 gemäß Fig. 9 an den Ausgangsklemmen 74x und 74y Ausgangsspannungen V bzw. Vy liefert, die x sich durch Vx = Kx bzw. V = K"IIy ausdrücken lassen, x worin K" eine Konstante bedeutet, 11x die oben angegebene Bedeutung besitzt und H eine senkrechte zur zweiten Ausgangswicklung 48 liegende Komponente des den Magnetfühler 34 beeinflussenden Magnetfelds bedeutet. Wie erwähnt, gelten beispielswei' bei der Anordnung nach Fig. 7 HX = Hcose und Hy = Eine.From the above, it can be seen that the control circuit 36 according to FIG. 9 at the output terminals 74x and 74y output voltages V and Vy, respectively delivers, which x can be expressed by Vx = Kx or V = K "IIy, x where K" is a Constant means that 11x has the meaning given above and H a vertical one to the second output winding 48 lying component of the magnetic sensor 34 influencing Magnetic field means. As mentioned, for example, in the case of the arrangement according to FIG. 7 HX = Hcose and Hy = one.

Fig. 13 veranschaulicht einen Modellaufbau der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 38 (vgl. Fig. 5). Die dargestellte Anordnung enthält zwei Treiberwicklungen bzw.13 illustrates a model structure of the display device according to the invention 38 (see Fig. 5). The arrangement shown contains two driver windings or

-spulen 90 und 92 in Form von einander identischen Rechtecken, die einander senkrecht kreuzen und zwischen sich einen Zwischenraum festlegen, wobei in diesem Raum in zentraler Anordnung ein Dauermagnet 94 angeordnet ist, der um seinen Mittelpunkt auf der gemeinsamen Achse beider Spulen 90 und 92 drehbar gelagert ist. ber den beiden Spulen 30 und 92 ist ein Zeiger 16 angeordnet, dessen eines Ende mit dem Mittelpunkt des Dauermagneten 94 über einen dünnen Stift bzw. über eine Nadel verbunden ist, welche die oberen Kreuzungsabschnitte der Spulen 90 und 92 (Fig. 13) durchsetzt und auf der gemeinsamen Achse beider Spulen liegt. Der Zeiger 96 ist auf den Dauermagneten 94 ausgerichtet und mit diesem mitdrehbar gelagert.-coils 90 and 92 in the form of mutually identical rectangles, the cross each other vertically and define a space between them, where A permanent magnet 94 is arranged in a central arrangement in this space, which is around its center point rotatably mounted on the common axis of the two coils 90 and 92 is. A pointer 16 is arranged above the two coils 30 and 92, one of which End with the center of the permanent magnet 94 over a thin pin or over a needle is connected which the upper crossing portions of the bobbins 90 and 92 (Fig. 13) interspersed and lies on the common axis of both coils. The pointer 96 is aligned with the permanent magnet 94 and rotatably mounted with it.

Wenn die senkrecht zueinanderstehenden Spulen 90 und 92 von Gleichströmen IX und Iy durchflossen werden, bildet das entstehende Magnetfeld mit der Intensität H' einen Winkel eg zur Spule 92. Das Magnetfeld H' enthält eine durch H'cose' = zIX ausdrückbare Komponente in Richtung der Spule 92 und eine durch H'sin#' = αIy ausdrückbare Komponente in Richtung der Spule 90, wobei eine Konstante darstellt.When the perpendicular coils 90 and 92 of direct currents IX and Iy are traversed, the resulting magnetic field forms with the intensity H 'an angle eg to the coil 92. The magnetic field H' contains one through H'cose '= zIX expressible component in the direction of the coil 92 and one by H'sin # '= αIy expressible Component in the direction of coil 90, being a constant represents.

Infolgedessen gilt Iy/IX = sine'/cose' = tanet. Unter diesen Bedingungen schwingt der Dauermagnet 94 mit dem Zeiger 96, bis er unter einem Winkel e' entsprechend e = tan Iy/IX gegenüber seiner Ausgangsstellung zur Ruhe kommt.As a result, Iy / IX = sine '/ cose' = tanet. Under these conditions the permanent magnet 94 oscillates with the pointer 96 until it is correspondingly at an angle e ' e = tan Iy / IX comes to rest in relation to its starting position.

Wenn die Anzeigevorrichtung 38 gemäß Fig. 15 mit den Ausgangsklemmen 74x und 74y der Steuerschaltung 36 (Fig. 9) verbunden ist, werden die Spulen 90 und 92 von Strömen oder Vx/R bzw. Iy oder Vy/R durchflossen, wobe R die Widerstandsgröße jeder Spulen 90 bzw. 92 angibt. Da, wie erwähnt, Vx = K"Hcose und Vy = K"Hsine gilt, ergibt sich Iy/IX = Vy/Vx = sine/cose = tane. Dies ergibt wiederum e = tan (tank) = e. Mit anderen Worten: Der Winkel e, über den sich der drehbare Dauermagnet 94 gedreht hat, entspricht dem Winkel e zwischen dem Magnetfühler 34 und dem an diesem anliegenden externen Magnetfeld. Der Zeiger 96 weist also genau in die Richtung des einwirkenden Magnetfelds.If the display device 38 according to FIG. 15 with the output terminals 74x and 74y of the control circuit 36 (Fig. 9) are connected, the coils 90 and 92 of currents or Vx / R or Iy or Vy / R flowing through, where R is the resistance value each indicates coils 90 and 92, respectively. Since, as mentioned, Vx = K "Hcose and Vy = K" Hsine, we get Iy / IX = Vy / Vx = sine / cose = tane. This in turn gives e = tan (tank) = e. In other words: the angle e over which the rotatable permanent magnet 94 has rotated, corresponds to the angle e between the magnetic sensor 34 and that on this applied external magnetic field. The pointer 96 therefore points exactly in the direction of the applied magnetic field.

Die beschriebene Richtungsweiseranordnung gemäß der Erfindung enthält den Magnetfühler 34, die Steuerschaltung gemäß Fig. 9 mit den Strömen IX und/oder die Anzeigevorrichtung 36, wobei Magnetfühler 34 und Anzeigevorrichtung 36 in voneinander getrennter Lage am betreffenden Fahrzeug anbringbar sind. Beispielsweise kann der Magnetfühler 34 in einer Position angeordnet sein, in welcher er gut auf das Erdmagnetfeld anspricht, beispielsweise an der Heckscheihe oder auf dem Dach eines Kraftfahrzeugs, während die Anzeigevorrichtung 33 am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung werden sowohl gute Meßgenauigkeit als auch gute Ablesbarkeit gewährleistet.Contains the described direction indicator arrangement according to the invention the magnetic sensor 34, the control circuit according to FIG. 9 with the currents IX and / or the display device 36, with magnetic sensor 34 and display device 36 in one another can be attached to the vehicle in question in a separate location. For example, the Magnetic sensor 34 be arranged in a position in which it is good on the earth's magnetic field responds, for example on the rear window or on the roof of a motor vehicle, while the display device 33 on the dashboard of the vehicle arranged is. Because of this arrangement, both good measurement accuracy and good readability are achieved guaranteed.

Wie erwähnt, führt das lokale bzw. Eigenmagnetfeld einen Meßfehler in die Richtungsmessung des externen Magnetfelds mittels der Azimutfühlervorrichtung ein, die zwei Modulations-Magnetfühler zur Messung der Quadraturkomponenten des externen Magnetfelds aufweist. In Fig. 14, in welcher die den Teilen von Fig. 4 entsprechenden Teile mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind, ist eine Modulations-Magnetfühlervorrichtung dargestellt, die elektrisch mit einer erfindungsgemäßen Kompensierschaltung zur Aufhebung dieses einen Fehler einführenden Eigenmagnetfelds verbunden ist.Bei der dargestellten Anordnung ist die Ausgangsklemme 16c der zusammengeschalteten Ausgangswicklung 14a, 14b über einen Widerstand 102 mit einer variablen bzw. regelbaren Gleichstromquelle 100 verbunden, deren Minusklemme an Masse liegt.As mentioned, the local or own magnetic field leads to a measurement error into the direction measurement of the external magnetic field by means of the azimuth sensor device one, the two modulation magnetic sensors for measuring the quadrature components of the having external magnetic field. In Fig. 14, in which the parts of Fig. 4 corresponding parts are denoted by the same reference numerals as there, is a Modulation magnetic sensor device shown, which is electrically connected to an inventive Compensation circuit for canceling this inherent magnetic field, which introduces an error In the arrangement shown, the output terminal 16c is the interconnected Output winding 14a, 14b via a resistor 102 with a variable or controllable one Direct current source 100 connected, the negative terminal of which is connected to ground.

In jeder anderen Hinsicht entspricht diese Anordnung derjenigen nach Fig. 4.In all other respects this arrangement corresponds to that after Fig. 4.

Im Betrieb fließt ein kompensierender Gleichstrom I von der Stromquelle 100 über den Widerstand 102 in die Ausgangswicklungen 14a, 14b, so daß im Mangetkern 12 ein Gleichspannung-Magnetfeld entsteht. Wenn das so erzeugte Magnetfeld dieselbe Intensität und die entgegengesetzte Richtung wie das betreffende Eigenmagnetfeld H0 besitzt, kann das loknle bzw. Eigenmagnetfeld unterdrückt werden.During operation, a compensating direct current I flows from the current source 100 through the resistor 102 into the output windings 14a, 14b, so that in the magnetic core 12 a direct voltage magnetic field is created. If the magnetic field generated in this way is the same Intensity and the opposite direction as the self-magnetic field in question H0, the local or self-magnetic field can be suppressed.

Zu diesem Zweck wird die Spannung der regelbaren Gleichstromquelle 100 so eingestellt, daß der Phasendetektor 24 ein Null-Ausgangssignal liefert, wenn am Magnetfühler 10 kein externes Magnetfeld anliegt.For this purpose, the voltage of the controllable direct current source 100 is set so that the phase detector 24 provides a zero output when there is no external magnetic field at the magnetic sensor 10.

Fig. 15 veranschaulicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Richtungsweiservorrichtung mit Mitteln zur Ausschaltung bzw. Unterdrückung des internen bzw. Eigenmagnetfelds. Diese Anordnung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. nur dadurch, daß gemäß Fig. 15 eine variable bzw. regelbare Gleichstromquelle 100X oder 100Y einen kompensierenden Strom IX bzw. Iy über einen Widerstand 102X bzw. 102Y zur Ausgangsklemme 16cX oder 16cY des betreffenden Modulations-Magnetfühlers 10X bzw. 10Y liefert, um dabei, wie b der Anordnung nach Fig. 14, das Eigenmagnetfeld Hg aufzuheben.Figure 15 illustrates an embodiment of the invention Directional device with means for Deactivation or suppression of the internal or self-magnetic field. This arrangement is different from that According to FIG. Only in that, according to FIG. 15, a variable or controllable direct current source 100X or 100Y a compensating current IX or Iy through a resistor 102X or 102Y to output terminal 16cX or 16cY of the relevant modulation magnetic sensor 10X or 10Y supplies, like b in the arrangement according to FIG. 14, the inherent magnetic field Cancel Hg.

Die Modulations-Magnetfühler 10X und 10Y können zu der einheitlichen Konstruktion nach Fig. 17 zusammengefaßt werden. Dabei weist ein quadratischer Magnetkern 12 eine nicht dargestellte, gleichmäßig um ihn herumgewickelte Erregerwicklung, zwei erste Ausgangswicklungen, die mit jeweils gleicher Windungszahl in entgegengesetzte Richtungen um zwei erste, einander gegenüberstehende Schenkel des Magnetkerns 12 herumgewickelt und miteinander in Reihe geschaltet sind, sowie ein zweites Paar von Ausgangswicklungen auf, die in entgegengesetzten Richtungen um ein zweites, einander gegenüberstehendes Schenkelpaar des Magnetkerns 12 herumgewickelt und miteinander in Reihe geschaltet sind. Die beiden Ausgangswicklungspaare, die mit 16X bzw. 16Y bezeichnet sind, sind senkrecht zueinander angeordnet und jeweils differentiell mit einem über die Erregerwicklung angelegten Erregungssignal betreibbar.The modulation magnetic sensors 10X and 10Y can be combined with the standard Construction of Fig. 17 are summarized. It has a square magnetic core 12 an excitation winding, not shown, evenly wound around it, two first output windings, each with the same number of turns in opposite directions Directions around two first, opposing legs of the magnetic core 12 wrapped around and connected in series with each other, as well as a second pair of output windings, which in opposite directions around a second, opposing pair of legs of the magnetic core 12 wound around and each other are connected in series. The two output winding pairs that start with 16X and 16Y are designated, are arranged perpendicular to one another and each differentially can be operated with an excitation signal applied via the excitation winding.

Die Anordnung nach Fig. 16 entspricht bezüglich des Arbeitsprinzips weitgehend den Anordnungen nach den Fig.3 und 4; außerdem vermag sie das interne hzw. Eigenmagnetfeld auf die vorher in Verbindung mit Fig. 14 beschriebene Weise zu unterdrücken.The arrangement according to FIG. 16 corresponds to the principle of operation largely the arrangements according to Figures 3 and 4; in addition, it can do internal things hzw. Self-magnetic field in the manner previously described in connection with FIG to suppress.

Die Anordnung nach Fig. 16 kennzeichnet sich dadurch, daß ihr Aufbau insgesamt vereinfacht ist.The arrangement according to FIG. 16 is characterized in that its structure overall is simplified.

Die Anordnung nach Fig. 17 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 16 nur in der Art und Weise, in welcher die beiden Ausgangswicklungen um den quadratischen Magnetkern herumgewickelt sind. Gemäß Fig. 17 umschlingt die eine Ausgangswicklung, beispielsweise die Wicklung 14X, zwei erste, einander gegenüberstehende Abschnitte des Magnetkerns 12, d.h. einen oberen und einen unteren Schenkel (vgl. Fig. 17), der die andere Ausgangswicklung 14Y um die beiden anderen, gegenüberstehenden Schenkel, d.h. den linken und den rechten Schenkel, herumgewickelt ist und senkrecht zur Ausgangswicklung 14X liegt, so daß sich eine vereinfachte Wicklungsart ergibt.The arrangement according to FIG. 17 differs from that according to Fig. 16 only in the manner in which the two output windings around the square magnetic core are wound around. According to FIG. 17 wraps around one Output winding, for example winding 14X, two first, opposite one another Sections of the magnetic core 12, i.e. an upper and a lower leg (cf. Fig. 17), which the other output winding 14Y around the other two opposite ones Thigh, i.e. the left and right thigh, is wrapped around and perpendicular to the output winding 14X, so that there is a simplified type of winding.

Bei der Anordnung nach Fig. 17 sind die beiden Ausgangswicklungen 14X und 14Y nicht gitterartig mit dem Magnetfluß aufgrund des Erregungsstroms in der Erregerwicklung (nicht dargestellt) verkettet, sondern vielmehr mit einem externen Magnetfeld verkettet. Der Magnetfühler 10 gemäß Fig. 17 arbeitet daher ähnlich wie derjenige nach Fig. 7.In the arrangement of FIG. 17, the two output windings are 14X and 14Y do not lattice with the magnetic flux due to the excitation current in the excitation winding (not shown), but rather with an external one Chained magnetic field. The magnetic sensor 10 according to FIG. 17 therefore operates similarly to that of FIG. 7.

In Fig.16 und 17 kann jeweils anstelle des quadratischen Magnetkerns 12 ein Toroidkern verwendet werden.In Fig. 16 and 17, instead of the square magnetic core 12 a toroidal core can be used.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einigen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.Although the invention has been described above in connection with some preferred Embodiments shown and described are obvious to the person skilled in the art Various changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention is deviated.

Claims

Claims Directional device., G e k e n n z e i c h n e t by a magnetic sensor with a ring-shaped magnetic core, one inductive on this arranged excitation winding, a first one wound around the magnetic core and two diametrically opposite sections of the same wrapping around Output winding and a second, practically perpendicular to the first output winding wound around the magnetic core and two others, diametrically opposite each other Sections of the same enclosing output winding, through a control circuit with an oscillator for generating an AC voltage reference signal, one on this connected frequency divider, a driver circuit connected to the latter, wherein the frequency divider a first AC voltage signal with a predetermined constant frequency and a second AC voltage signal with a frequency accordingly provides twice the predetermined constant frequency, the first of which can be applied to the excitation winding of the magnetic sensor via the driver circuit, two alternating currents switched via the two output windings of the magnetic sensor -Amplifier to amplify their Wechselpsnnungssignale, two with the respective amplifiers connected phase detectors for the synchronous tapping of the respective AC voltage output signals of the two amplifiers, the second AC voltage signal from the frequency divider is supplied, two low-pass filters that are applied to the outputs of the associated phase detectors are connected, as well as two direct current amplifiers connected to the low-pass filters, and by a display device with two practically perpendicularly crossing each other or cutting driver windings and defining a space between them or coils, a permanent magnet rotatably arranged in the central area of this room and one connected to the axis of the permanent magnet and rotatable with it Pointer, with the two driver coils output signals from the first resp.

Take off the second DC amplifier and at the same time put the pointer in show a direction determined by these output signals.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the annular magnetic core has a circular shape.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the annular magnetic core has a square shape.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the first low-pass filter and the associated first direct current amplifier are designed as a first low-pass filter and amplifier circuit, which has a first Operational amplifier with a feedback circuit from a parallel combination one Has capacitor and a resistor, and that the second low-pass filter and the connected second DC amplifier as a second, similar circuit are trained.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the first low-pass filter and the associated first direct current amplifier as a first integrator circuit with an operational amplifier with a feedback circuit are formed from a capacitor and that the second low-pass filter and the second amplifier are designed as a second, similar integrator circuit.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a first feedback loop via the an output signal from the first Integrator circuit can be fed back to the first output winding of the magnetic sensor is, and a second feedback circuit are provided via which an output signal can be fed back from the second integrator to the second output winding of the magnetic sensor is.

7. Directional device, in particular according to one of the preceding Claims, characterized in that two modulation magnetic sensors for measuring transverse or quadrature components of an external one applied to them Magnetic field are provided that each magnetic sensor has a magnetic core, one evenly excitation winding wound around this and can be acted upon by an alternating voltage signal and two output windings, each with the same number of turns opposing magnetic core legs are wound around that the two Output windings are interconnected in such a way that they are Alternating voltage signal applied to the excitation winding can be actuated differentially are, and that two variable or controllable direct current sources for the supply of compensating direct currents are provided to the two output windings.

8. Directional device, in particular according to one of the preceding Claims, g e k e n n n z e i c h -n e t through a modulation magnetic sensor with an annular magnetic core, one evenly wound around it and an excitation winding that can be acted upon by an alternating voltage signal, two first output windings, each with the same number of turns around two opposing legs of the magnetic core are wound around and connected together so that they are differentially can be actuated with the alternating voltage signal applied to the excitation winding, as well as two further output windings, the opposite of the first two output windings for measuring the quadrature components of an external device acting on the magnetic sensor Magnetic field arranged around a second pair of opposing legs of the magnetic core wound around with the same number of turns and so interconnected are that they can be actuated differentially with the AC voltage signal, and through two variable or controllable direct current sources for the delivery of compensating Direct currents to the first and second output windings, respectively.

9. Directional device, in particular according to one of the preceding Claims, g e k e n n n z e i c h -n e t through a modulation magnetic sensor with an annular magnetic core, an excitation winding evenly wound around it, one around the magnetic core wound first output coil, which encloses two first, opposite sections of the magnetic core, and a second output winding arranged opposite the first output winding is that they measure transverse or quadrature components of an external magnetic field capable, and which by enclosing a second pair of opposing magnetic core sections is wound around the magnetic core, and by two variable or controllable direct current sources to supply compensating G] currents to the first and second output windings, respectively.