DE2948440A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A MOVABLE COMPONENT RELATIVE TO A FIXED SUPPORT COMPONENT - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A MOVABLE COMPONENT RELATIVE TO A FIXED SUPPORT COMPONENTInfo
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Description
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Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Stellung eines beweglichen Bauelements reJativ zu einem festen Trag-Bauelement.The invention relates to a device for determination the position of a movable component relative to a fixed support component.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Lagebestimmung eines beweglichen Schlittens einer Kunststoff-Spritzgußmaschine, einer Werkzeugmaschine oder einer hydraulischen Presse usw., relativ zum festen Gestellteil der Maschine.In particular, the invention relates to a device for determining the position of a movable slide a plastic injection molding machine, a machine tool or a hydraulic press etc., relative to the fixed frame part of the machine.
Bei der Durchführung der vorerwähnten LagebeStimmung müssen bestimmte Probleme gelöst werden, die sich nicht allein auf die Genauigkeit, mit welcher diese Bestimmungen erforderlich ist, beziehen, sondern die sich darüber hinaus auch aus den Arbeitsbedingungen ergeben, unter denen die Vorrichtung arbeiten muß. So kann eine solche Vorrichtung beispielsweise dauernd erheblichen Vibrationen ausgesetzt sein und sie inuO oft auch bei Anwesenheit von Staub und/oder flüssigen Schmiermittelstrahlen arbeiten.When carrying out the aforementioned determination of the situation Certain problems need to be resolved which are not limited to the accuracy with which these provisions are made is required, but which also result from the working conditions, under which the device must operate. Such a device can, for example, be significant over the long term Be exposed to vibrations and they often also contribute to Presence of dust and / or liquid lubricant jets work.
Gegenwärtig werden optische Meßvorrichtungen angeboten, die mit Fotodetektor-Elementen (Fotodioden, Fototransistoren usw.) arbeiten, welche mit Leuchtspuren zusammenwirken. Diese Fotodetektor-Elemente und die Leuchtspuren sind jeweils auf zwei zueinander beweglichenAt present, optical measuring devices are offered which have photodetector elements (photodiodes, phototransistors etc.), which interact with traces of light. These photodetector elements and the Traces of light are each on two mutually movable
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Uauetetnenlen angeordnet und arbeiten derart zusammen, daß zur jeweiligen Relativstellung der beiden Bauelemente zueinander proportionale elektrische Signale entwickelt werden.Uauetetnenlen arranged and work together in such a way that for the respective relative position of the two components developed to each other proportional electrical signals will.
Außerdem sind potentiometrische Meßvorricli tungen bekannt, bei denen die Bewegungen des beweglichen Bauelements auf einen Potentiometerschlitten übertragen und demzufolge Signale erzeugt werden, deren Amplitude proportion«! zur Größe der Bewegungen ist.In addition, potentiometric measuring devices are used known, in which the movements of the movable component are transferred to a potentiometer slide and consequently signals are generated whose amplitude is proportional «! to the size of the movements.
Die vorerwähnten optischen oder potentiometrischen Vorrichtungen haben gewisse Nachteile, die den Einsatz im Dauerbetrieb in der Produktion nicht besonders fördern. So sind zum Beispiel die die elektrischen Signale erzeugenden Bauelemente in beiden Fällen in Bewegung (Fotodioden usw. oder das Potentiometer-Gleitstück), da sie auf dem beweglichen Bauelement angeordnet sind. Sie unterliegen also der Abnutzung und erfordern demzufolge dauernde Wartung, wobei dies noch durch die Tatsache erschwert sird, daß die Einwirkung von Verschmutzung oder flüssigem Schmiermittel ihre technischen Charakteristiken ändern können. Darüber hinaus sind auch die Kosten für solche Vorrichtungen in der Regel hoch, so daß sie nicht in großem Maßstab angewendet werden können.The aforementioned optical or potentiometric devices have certain disadvantages that make use not particularly promote in continuous operation in production. So are the electric ones, for example Signal-generating components in motion in both cases (photodiodes etc. or the potentiometer slider), because they are arranged on the movable component. So they are subject to wear and tear and consequently require permanent maintenance, which is made more difficult by the fact that the action pollution or liquid lubricants can change their technical characteristics. About that in addition, the cost of such devices is typically high, so that they are not large-scale can be applied.
Die vorstehend dargelegten Nachteile werden zum Teil bei einer weiteren Meßvorrichtung vermieden, die im wesentlichen von einem Differential-Transforma lor gebildet wird, dessen Primär- und SekundärwicklungenThe disadvantages set out above become some of the disadvantages avoided in another measuring device, the substantially lor of a differential transforma is formed, its primary and secondary windings
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an einem feststehenden Teil der Maschinen angeordnet sind, während ein ferromagneti scher Kern am beweglichen Bauelement angeschlossen ist. Diesel' Kern koppelt die Transformatorwindungen derart, daß ein von der Stellung des beweglichen Bauelements relativ zum festen Maschinenteil abhängiges Ausgangssignal entwickelt wird. In einem solchen Fall muß der Transformator jedoch eine Länge haben, die doppelt so lang wie der zu messende Hub ist, was dazu führt, daß der Transformator extrem sperrig ist, wenn der Hub beispielsweise in der Größenordnung von einem oder zwei Metern liegt.arranged on a fixed part of the machine are while a ferromagnetic core is moving Component is connected. Diesel 'core couples the transformer windings in such a way that one of the position of the movable component relative to the fixed machine part dependent output signal developed will. In such a case, however, the transformer must have a length twice as long as that is to be measured hub, which leads to the fact that the transformer is extremely bulky, if the hub for example is on the order of a meter or two.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Stellung eines beweglichen Bauelements relativ zu einem feston Trag-Bauelement zu schaffen, welches die beschriebenen Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist.In contrast, the invention is based on the object a device for determining the position of a movable component relative to a feston support component to create which does not have the disadvantages of the known devices described.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Stellung eines relativ zu einem festen Trag-Bauteil beweglichen Bauelements ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator mit einem mit dem beweglichen Bauelement starr verbundenen ferromagnetischen Kern, einer an einer Speisevorrichtung anschließbaren Primärwicklung und einer an Verarbeitungseinrichtungen anschließbaren Sekundärwicklung vorgesehen ist, daß die Primär- und die Sekundärwicklung mechanisch starr mit dem Trag-Bauelement verbunden und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Wicklungen nach Art eines Solenoid so ausgeführt sind, daß sie in ihrem Innern einen rohrförmigen Kanal zur AufnahmeThe inventive device for determining the Position of a component that is movable relative to a fixed support component is characterized by that a transformer with a ferromagnetic core rigidly connected to the movable component, one primary winding that can be connected to a feed device and one to processing devices connectable secondary winding is provided that the primary and the secondary winding mechanically are rigidly connected to the support component and are arranged coaxially to one another, the windings are designed in the manner of a solenoid so that they have a tubular channel inside them for receiving
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des beweglichen Kerns bilden, so daß jede Position des beweglichen Bauelements relativ zum Testen Bauelement einen entsprechenden Kopplungsfaktor zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung bestimmt und aus der Sekundärspule ein entsprechendes Spannungssignal erhaltbar ist, welches der relativen Stellung der beiden Bauelemente zueinander direkt proportional ist.of the movable core so that each position of the movable component relative to the testing component a corresponding coupling factor between the primary and the secondary winding is determined and a voltage signal corresponding to the relative position can be obtained from the secondary coil of the two components is directly proportional to one another.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is described in the following description of a preferred embodiment in conjunction with FIG Drawing explained in more detail, namely shows:
Fig. 1 eine Schnittansicht des Sensor-Elements der erfindungsgemäßen Vorrichtung;1 shows a sectional view of the sensor element of the device according to the invention;
Fig. 2 eine im Maßstab vergrößerte perspektivische Teilansicht einer Einzolhei t: von Fig. 1; undFig. 2 is an enlarged perspective partial view of a single unit: of Fig. 1; and
Fig. 3 eine elektrische^ Funktionsschaltung einer in der erfindungsgemäßen Weise aufgebauten Vorrichtung.Fig. 3 shows an electrical ^ functional circuit of a device constructed in the manner according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine feste Platte 11 und ei nc bewegliche Platte 12, die in nicht dargestellter Weise an einem Trag-Bauelement bzw. einem beweglichen Schlitten einer Spritzgußmaschine befestigt sind.Fig. 1 shows a fixed plate 11 and a movable one Plate 12, in a manner not shown on a Support component or a movable slide a Injection molding machine are attached.
Die bewegliche Platte 12 ist rechtwinklig zur Platte verschiebbar, und trägt ein ferromagnetisches Rohrelement 13t welches auf der der Platte 11 zugewandten Seite der Platte 12 rechtwinklig vorspringend angeordnet und mit einem Längsschlitz 1k versehen ist.The movable plate 12 is displaceable at right angles to the plate and carries a ferromagnetic tubular element 13t which is arranged projecting at right angles on the side of the plate 12 facing the plate 11 and is provided with a longitudinal slot 1 k .
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Während der Bewegung der Platte 12 relativ zur Platte 11 gleitet das Rohrelement in einer Durchgangs— l'ohrung 16 in der Platte 11 und in einem · rohrförmigen Bauteil 17» welches beispielsweise aus Bakelit hergestellt und dessen eines Ende in nicht gezeigter Weise an der Platte 11 befestigt ist.During the movement of the plate 12 relative to the plate 11, the tubular element slides in a passage. 1 'hole 16 in the plate 11 and in a tubular Component 17 »which is made, for example, of Bakelite and one end of which is not shown Way is attached to the plate 11.
Eine Sekundärwicklung 19 und eine Primärwicklung 20 sind koaxial um den rohrförmigen Bauteil 17 herum gewickelt, so daß sie miteinander gekoppelt sind und einen Transformator 21 bilden. Die Sekundärwicklung ist gleichmäßig vom einen zum anderen Ende des rohrförmigen Bauteils 17 gewickelt, während die Primärwicklung 20 vom einen Ende des rohrförmigen Bauteils aus einen ersten Abschnitt 22, der in einem ersten Windungssinn, beispielsweise im Uhrzeigersinn, gewickelt ist, und einen mit dem Abschnitt 22 elektrisch in Serie geschalteten, jedoch in entgegengese tz torn Windungssinn gewickelten zweiten Abschnitt 23 aufweist.A secondary winding 19 and a primary winding 20 are coaxial around the tubular component 17 wound so that they are coupled to each other and form a transformer 21. The secondary winding is evenly wound from one end to the other of the tubular member 17, while the primary winding 20 from one end of the tubular component from a first section 22, which is in a first Winding sense, for example clockwise, is wound, and one with the section 22 electrically in Has a second section 23 connected in series but wound in the opposite direction of winding.
Die Sekundärwicklung I9 und die Primärwicklung 20 des Ti'ansforniators 21 werden durch das Rohrelement magnetisch gekoppelt, welches so einen beweglichen kern bildet und sich so bewegen kann, daß die Kopplung nur zwischen dem Abschnitt 22 der Primärwicklung 20 und dem entsprechenden Abschnitt der Sekundärwicklung iy erfolgt. Zusätzlich haben die Abschnitte 22 und 23 eine Anzahl von Windungen, dLe so ausgebildet sind, ilaß sie in Luft zwei zugeordnete Magnetflüsse entgegengesetzter Größe erzeugen. Schließ!ich weist derThe secondary winding I9 and the primary winding 20 of the Ti'ansforniators 21 are through the tubular element magnetically coupled, which forms a movable core and can move so that the coupling only between section 22 of primary winding 20 and the corresponding section of the secondary winding iy he follows. In addition, sections 22 and 23 a number of turns, dLe are so designed, Let them in air have two associated magnetic fluxes opposite one another Generate greatness. Shut up, I know
Π 3 (ι 0 V ■.: / (ι ·. ■. 7Π 3 (ι 0 V ■ .: / (ι ·. ■. 7
Abschnitt 22 eine Wicklungssteigung auf, welche jede Ansprech-Ungleichmäßigkeit des Transformators 21 kompensiert und eine im wesentlichen lineare Übertragungsfunktion (Bewegung des Kerns 13} an der Sekundärwicklung 19 induzierte Spannung) zwischen der Primärwicklung 20 und der Sekundärwicklung 19 ergibt.Section 22 has a winding pitch which compensates for any response irregularity of the transformer 21 and a substantially linear transfer function (movement of the core 13} induced voltage on the secondary winding 19) between the primary winding 20 and the secondary winding 19.
Der rohrförmige Bauteil 17, die Sekundärwicklung 19 und die Primärwicklung 20 sind von einem Mantelkern 2k umgeben, der mit einem Flanschabschnitt 25 an der Platte 11 befestigt und aus ferromagnetische™ Material hergestellt ist, um den vom Transformator 21 erzeugten Magnetfluß nach außen abzuschirmen. Eine Schraube 27 ist in die dem Flanschabschnitt 25 gegenüberliegende Abschlußwand 26 des Mantelkerns 2k eingeschraubt und trägt an einem Ende einen Hilfs-Magnetkern 28. Der letzterwähnte Hilfs-Magnetkern ist im zweiten Ende des rohrförmigen Bauteils 17 in einer Lage angeordnet, die mit dem zweiten Abschnitt 23 der Primärwicklung 2O ausgerichtet ist, und seine Lage kann mittels der Schraube 27 axial eingestellt werden, um einen in weitem Bereich einstellbaren Kopplungseffekt zwischen dem Abschnitt 23 und dem zugeordneten Absclinitt der zweiten Wicklung 19 zu erhalten.The tubular component 17, the secondary winding 19 and the primary winding 20 are surrounded by a jacket core 2k , which is fastened to the plate 11 with a flange section 25 and is made of ferromagnetic ™ material in order to shield the magnetic flux generated by the transformer 21 from the outside. A screw 27 is screwed into the end wall 26 of the jacket core 2k opposite the flange section 25 and carries an auxiliary magnetic core 28 at one end 23 of the primary winding 2O is aligned, and its position can be axially adjusted by means of the screw 27 in order to obtain a coupling effect between the section 23 and the associated slope of the second winding 19 that can be adjusted over a wide range.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Funktionsschaiibi Id, aus welchem die Speisung des Transformators 2 1 und die Verarbeitung der von ihm erzeugten elektrischen Signale hervorgeht. Von einem vorzugsweise sinusförmige Schwingungen mit einer Ausgangs frequenz in der Größenordnung von einigen KHz erzeugenden Oszillator 333 shows schematically a functional circuit diagram from which the supply of the transformer 2 1 and the Processing of the electrical signals it generates emerges. From a preferably sinusoidal Vibrations with an output frequency in the order of magnitude of a few KHz generating oscillator 33
D 3 0 0 2 i.\ I 0 f, Ί 7 -M-D 3 0 0 2 i. \ I 0 f , Ί 7 -M-
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wird ein Signal den Anschlüssen 31 und 32 der Primärwicklung 20 zugeführt. Anschlüsse 34 und 3 5 der Sekundärwicklung 19 sind jeweils mit einem ersten und einem zweiten Eingang einer Gleichrichterschal tuny "}G verbunden, deren erster Ausgang an Erde und deren zweiter Ausgang am Eingang eines Verstärkers 371 insbesondere einem Gleichspannungsverstärker angeschlossen ist, der seinerseits mit Einrichtungen zur Einstellung des Verstärkungsgrades und des Nullpegels des Ausgangssignals versehen ist* Der Verstärker 37 ist außerdem an Erde angeschlossen und sein Ausgang ist mit einem Anschluß 39 verbunden, an dem dann wieder der erste Anschluß eines Gleichspannungs—Meßinstruments 4o, z.B. ein Drehspul-Voltineter, angeschlossen ist, dessen zweiter Anschluß an Erdpotential liegt.a signal is fed to the terminals 31 and 32 of the primary winding 20. Connections 34 and 35 of the secondary winding 19 are each connected to a first and a second input of a rectifier circuit tuny "} G , the first output of which is connected to ground and the second output of which is connected to the input of an amplifier 371, in particular a DC voltage amplifier, which in turn is equipped with devices for Setting the gain and the zero level of the output signal is provided * The amplifier 37 is also connected to ground and its output is connected to a connection 39, to which the first connection of a DC voltage measuring instrument 40, for example a moving-coil voltineter, is then connected again whose second connection is to earth potential.
Der Transformator 21, der Oszillator 33» die Gleichrichterschaltung 36, der Verstärker 37 und das Meßinstrument 40 bilden insgesamt eine Vorrichtung zur Bestimmung und Anzeige der Stellung, welche die bewegliche Platte 12 relativ zur feststehenden Platte einnimmt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung 44 ist wie folgt»The transformer 21, the oscillator 33 »the rectifier circuit 36, the amplifier 37 and the measuring instrument 40 as a whole constitute one device for determining and displaying the position which the movable plate 12 has relative to the fixed plate occupies. The operation of the device 44 is as follows »
Die Vorrichtung ist zum einen so geeicht, daß sie eine Beziehung zwischen den Relativstellungen der Platten 12 und 11 und der jeweils am Anschluß 39 vom Meßinstrument 4o angezeigten Gleichspannung gibt. Dies erfolgt dadurch, daß die Platte 12 so weit vonThe device is calibrated on the one hand so that there is a relationship between the relative positions of the Plates 12 and 11 and the respective DC voltage indicated at connection 39 by measuring instrument 4o. This is done by the fact that the plate 12 so far from
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der Platte 11 weggezogen wird, daü das freie Ende des rohrförmigen Kerns 13 in der Durchgangsbohrung 16 der Platte 11 in einer solchen Stellung steht, daß er keine magnetische Beeinflussung der Primärwicklung 20 und der Sekundärwicklung 19 des Transformators 21 hervorruft. Diese Wicklungen sind daher luftgekoppelt, und jedes der Primärwicklung 20 vom Oszillator 33 zugeführte Signal induziert in den Abschnitten 22 und 23 der Primärwicklung zwei magnetomotorische Kräfte gleicher und entgegengesetzter Größe. Der von der Primärwicklung 20 erzeugte Fluß ist daher gleich Null und vom Instrument kO wird an den Anschlüssen Jk und 35 der Sekundärwicklung 19 kein elektrisches Signal gemessen. Wenn das elektrische Signal nicht genau gleich Null ist, kann die Anzeige am Instrument kO durch Einstellung der Axialstellung des Hilfs-Magnetkerns 28 mittels der Schraube 27 auf Null einjustiert werden. Hierdurch wird der Kopplungskoeffizient zwischen dem Abschnitt 23 der Primärwicklung 20 und dem entsprechenden Abschnitt der Sekundärwicklung 19 so verändert, daß die beiden magnetomotorischen Kräfte völlig kompensiert werden.the plate 11 is pulled away so that the free end of the tubular core 13 is in the through hole 16 of the plate 11 in such a position that it does not cause any magnetic influence on the primary winding 20 and the secondary winding 19 of the transformer 21. These windings are therefore air-coupled, and each signal fed to the primary winding 20 by the oscillator 33 induces two magnetomotive forces of equal and opposite magnitude in the sections 22 and 23 of the primary winding. The flux generated by the primary winding 20 is therefore equal to zero and the instrument kO does not measure an electrical signal at the connections Jk and 35 of the secondary winding 19. If the electrical signal is not exactly zero, the display on the instrument kO can be adjusted to zero by adjusting the axial position of the auxiliary magnetic core 28 by means of the screw 27. As a result, the coupling coefficient between the section 23 of the primary winding 20 and the corresponding section of the secondary winding 19 is changed so that the two magnetomotive forces are fully compensated.
Wenn die Platte 12 eich dann der Platte 11 annähert, tritt der Kern 13 in den rohrförmigen Bauteil 17 ein und verursacht eine stärkere Kopplung zwischen einem Teil des Abschnitts 22 der Primärwicklung 20 und einem entsprechenden Teil der Sekundärwicklung iy über den rohrförmigen Kern I3. Demzufolge wird dieWhen the plate 12 then approaches the plate 11, the core 13 enters the tubular component 17 and causes a stronger coupling between a portion of portion 22 of primary winding 20 and 14 a corresponding part of the secondary winding iy over the tubular core I3. As a result, the
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vom Abschnitt 22 erzeugte magnetomotorisclie Kraft größer als die des Abschnitts 23, so daß an den Anschlüssen "}k und 35 der Sekundärwicklung I9 ein Wechselstromsignal entsteht, dessen Amplitude proportional zu, dem in den rohrförmigen Bauteil 17 eingreifenden axialen Abschnitt des Kerns 13 ist. Dieses Signal wird in der Gleichrichterschal tiing 36 gleichgerichtet und im Verstärker 37 verstärkt und kann über das am Anschluß 39 angeschlossene Meßinstrument kO gemessen werden, wobei die Skala des Meßinstruments direkt so geeicht sein kann, daß sie die Bewegung der Platte 12 relativ zur Platte 11 in Millimetern oder Zentimetern anzeigt. Da der Abschnitt 22 der Primärwicklung 20 eine Steigung aufweist, die eine im wesentlichen lineare Übertragungsfunktion zwischen den Primäranschlüssen 3I und 32 und den Sekundäranschlüssen 3k und 35 erhalten läßt, wenn die Axialstellung des rohrförmigen Kerns I3 sich ändert, steigt die am Anschluß 39 abnehmbare Spannung linear von Null auf einen Maximalwert, beispielsweise 1O Volt, wenn die bewegliche Platte 12 sich von einer Stellung maximalen Abstands zur feststehenden Platte 11 in eine Stellung minimalen Abstands verschiebt.The magnetomotive force generated by the section 22 is greater than that of the section 23, so that an alternating current signal is produced at the connections "} k and 35 of the secondary winding 19, the amplitude of which is proportional to the axial section of the core 13 engaging in the tubular component 17. This The signal is rectified in the rectifier scarf 36 and amplified in the amplifier 37 and can be measured via the measuring instrument kO connected to the terminal 39, the scale of the measuring instrument being calibrated directly so that it shows the movement of the plate 12 relative to the plate 11 in millimeters or centimeters, since the portion 22 of the primary winding 20 has a slope which allows a substantially linear transfer function to be obtained between the primary terminals 3I and 32 and the secondary terminals 3k and 35 when the axial position of the tubular core I3 changes, that at the terminal increases 39 voltage that can be removed linearly from zero to a maximum value rt, for example 10 volts, when the movable plate 12 moves from a position of maximum distance to the fixed plate 11 to a position of minimum distance.
Eine Überprüfung der Eigenschaften der Erfindung zeigt, daß die Meß- und Anzeigevorrichtung hk die gesteckten Ziele erfüllt.A review of the properties of the invention shows that the measuring and display device hk meets the objectives set.
Wenn in diesem Zusammenhang angenommen wird, daß die Frequenz des vom Oszillator 33 erzeugten Signals bei 1 KHz liegt und die Platte 12 eine GeschwiiidigkeitIn this connection, if it is assumed that the frequency of the signal generated by the oscillator 33 is at 1 KHz and the plate 12 a speed
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von 1 m/aec. relativ zur Platte 11 hat, dann ist es möglich, die Bewegung der Platte 12 mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von ο,5 mm zu bestimmen, was der erforderlichen Durchschnittsgenauigkeit der Maschinen entspricht, bei welchen die Vorrichtung kk eingesetzt werden soll.from 1 m / aec. relative to the plate 11, then it is possible to determine the movement of the plate 12 with an accuracy of the order of magnitude of 0.5 mm, which corresponds to the required average accuracy of the machines in which the device kk is to be used.
Im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit einem Differential-Transformator erstreckt sich der Mantelkern 2k des Transformators 21 in Längsrichtung lediglich über die Länge des zu messenden Hubes, so daß die gesamte Länge also auf die Hälfte dieser bekannten Vorrichtung verringert ist. Neben der Abschirmung des von der Primärwicklung 20 erzeugten magnetischen Flusses wirkt der Mantelkern 2k auch als Abschirmung gegen elektrische Störungen, die von den Wicklungen des Transformators 21 aufgenommen werden und dann zu Meßfehlern führen könnten. Schließlich bittet der Mantelkern 2k auch einen guten mechanischen Schutz für die Wicklung des Transformators 21 gegen Stöße, denen der Transformator während des normalen Betriebes der Maschine, an welcher er angeordnet ist, ausgesetzt sein kann.In comparison to known devices with a differential transformer, the jacket core 2k of the transformer 21 extends in the longitudinal direction only over the length of the stroke to be measured, so that the total length of this known device is reduced to half. In addition to the shielding of the magnetic flux generated by the primary winding 20, the jacket core 2k also acts as a shield against electrical interference which is absorbed by the windings of the transformer 21 and which could then lead to measurement errors. Finally, the jacket core 2k also provides good mechanical protection for the winding of the transformer 21 against impacts to which the transformer can be exposed during normal operation of the machine on which it is arranged.
Der rohrförmige Kern 13 kann in beliebiger Länge hergestellt sein und ist normalerweise aus Weicheisen, so daß er mit geringen Kosten herstellbar ist. Der Längsschlitz 1k verringert Verluste infolge von im Kern eingeleiteten Fremd- oder Wirbelströiuen wesentlich und verbessert den Gesamt-Wirkun^sgrad.The tubular core 13 can be made in any length and is usually made of soft iron so that it can be manufactured at low cost. The longitudinal slot 1 k significantly reduces losses due to extraneous or eddy currents introduced in the core and improves the overall efficiency.
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Wenn sich die zu messende Relativbewegung in der Länge von einigen Zehntel-Zentimetern bis zu einigen Metern ändern, sind keine wesentlichen Änderungen des Wicklungssystems für die Primärwicklung 20 und die Sekundärwicklung 19 des Transformators 21 oder die verschiedenen zugehörigen elektronischen Speise— und Meßvorrichtungen erforderlich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei sich ändernder zu messender Länge der Durchmesser und die Anzahl von Windungen der leitenden Drähte der Wicklung so verändert werden können, daß an den Anschlüssen 31 und 32 der Primärwicklung 20 in jedem Falle die gleiche Eingangsimpedanz und an den Anschlüssen 3^ und 35 der Sekundärwicklung 19 nicht nur in jedem Falle die gleiche Ausgangsimpedanz, sondern auch eine Spannung abgenommen wird, die nach Gleichrichtung und Verstärkung immer im Bereich zwischen dem gleichen Minimalwert (z.B. 0 V) und dem gleichen Maximalwert (z.U. 10 V) liegt, Daher ist es also möglich, den gleichen Typ des Oszillators, der Gleichrichterschaltung, des Verstärkers und des Meßinstruments für jede mit der Vorrichtung hk zu messende Länge der Bewegung zu verwenden .When the change to be measured relative movement in the length of a few tenths of centimeters to several meters, no significant changes of the winding system for the primary winding 20 and secondary winding 19 are of the transformer 21 or the different associated electronic supply and measuring devices required. This is due to the fact that when the length to be measured changes, the diameter and the number of turns of the conductive wires of the winding can be changed so that the same input impedance at the terminals 31 and 32 of the primary winding 20 and at the terminals 3 ^ and 35 of the secondary winding 19 not only have the same output impedance in each case, but also a voltage which, after rectification and amplification, is always in the range between the same minimum value (e.g. 0 V) and the same maximum value (e.g. 10 V), It is therefore possible to use the same type of oscillator, rectifier circuit, amplifier and measuring instrument for each length of movement to be measured with the device hk .
Da der Verstärker 37 einen einstellbaren Verstärkungsgrad hat und außerdem mit Mitteln zuijfcins teilung seines Nullpegele versehen ist, ist es möglich, eine zur Messung einer speziellen Bewegung von beispielsweise 1 m eingestellte Meßvorrichtung so anzupassen, daß sie auch kürzere Bewegungslängen, beispielsweise in der Größenordnung von einem 2 m messen kann, oder daß alternativ auch ein mittlerer Teil der Übertragungsfunktion für Bewegungsines ■ nagen, beispielsweise im Bereich zwischen :v " cm und 8o cm,Since the amplifier 37 has an adjustable gain and also with means zuijfcins division its zero level is provided, it is possible to measure a specific movement of, for example 1 m adjusted measuring device to adapt so that it also shorter movement lengths, for example can measure in the order of a 2 m, or that alternatively also a middle part the transfer function for motion in ■ gnawing, for example in the range between: v "cm and 80 cm,
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eingesetzt werden kann. Durch geeignete Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers 37 und Kompensation seines Ausgangssignals auf den Nullpegel ist es möglich, am Anschluß 39 ein Gleichspannungssignal zu erhalten, dessen Größe in jedem Falle zwischen den gleichen Minimal- und Maximalwerten liegt, und dessen Größe am Meßinstrument kO ablesbar ist.can be used. By suitably setting the gain of amplifier 37 and compensating its output signal to zero level, it is possible to obtain a DC voltage signal at terminal 39, the magnitude of which is always between the same minimum and maximum values, and the magnitude of which can be read on the measuring instrument kO.
Im Vergleich zu optischen oder potentiometrischen Meßvorrichtungen weist die erfindung s ge maß e Meßvorrichtung hk keine elektrische Signale erzeugenden Bauelemente auf, die dauernd in Bewegung sind. Infolgedessen tritt auch keine Abnutzung auf, die besondere Wartung erfordern würde.In comparison to optical or potentiometric measuring devices, the fiction s ge measured measuring device hk does not have any electrical signal generating components that are constantly in motion. As a result, there is also no wear that would require special maintenance.
Da das Wicklungssystem für die Primärwicklung 20 und die Sekundärwicklung 19 unabhängig von der zu niessenden Bewegungslänge im wesentliehen gleich ist, und da ein Aufbau der Bestandteile der Meßvorrichtung hk mit hohem Präzisionsgrad nicht erforderlich ist, sind die Kosten für die Meßvorrichtung hh niedrig.Since the winding system for the primary winding 20 and the secondary winding 19 is essentially the same regardless of the movement length to be sneezed, and since the components of the measuring device hk do not need to be constructed with a high degree of precision, the cost of the measuring device hh is low.
Schließlich können im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels verwirklicht werden.Finally, within the scope of the inventive concept, modifications and developments of the described Embodiment are realized.
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