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Din Erfindung bezieht sich gemäß Oberbegriff des ersten
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Patentanspruches auf eine aus der DE-AS 17 73 303 bekannten Vorrichtung
zum Erfassen eines iiagnetfeldes bzw. zum Messen des magnetischen Flusses eines
externen Magnetfeldes, insbesondere des Erdmagnetfeldes. Grundsätzlich kann mittels
einer derartigen Vorrichtung ein Magnetfeld, welches in der durch den Kern und die
genannten Spulen vorgegebenen Meßebene einwirkt, erfaß werden. Wird dic Meßebene
durch pendelnde wr.ordnunw vom Kern und gegebenenfalls von den Spulen in einer horizontalen
Ebene gehalten, so kann insbesondere die Richtung der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes
bestimmt bzw.
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ein Signal entsprechend der Nordrichtung erzeugt werden.
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In der bekannten Vorrichtung ist der Kern von einer gleichmäßig um
diesen gewickelten Erregerspule umgeben, welche mittels einer periodischen Spannung
bzw. Strom derart angesteuert wird, daß der Kern weit genug in den Sättigungsbereich
ausgesteuert wird. Die vier Abgriffspulen sind über den Umfang um jeweils 900 gegeneinander
versetzt angeordnet, wobei die einander diametral gegenüber liegenden Abgriffsplen
gegeneinander geschaltet sind. Durch Differenzbildun in diesen Abgriffspulenpaaren
hebt sich in diesen grundsätzlich die transformierte Spannung auf. Ein externes
Magnetfeld, insbesondere die Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes, bewirkt jedoch
eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Magnetisierungskennlinie. Damit verbunden
ist eine Phasenverschiebung, die einen sich nicht aufhebenden Spannungsanteil zur
Folge hat. Dieser besteht im wesentlichen aus Harmonischen gerader Ordnung der Erregerfreauenz,
wobei deren kmplituden dem externen Magnetfeld proportional sind. In der mit den
Abgriffspulen verbundenen Auswerteschaltung wird zweckmäßigerweise die zweite Harmonische
ausgewertet, um ein der Richtung des externen Magnetfeldes entsprechendes
Signal
zu erzeugen. Die Herstellung einer derartigen Vorrichtung wirft aber eine Reihe
von Problemen av.f, da infclge von Inhomogenitäten und Unsymmetrien im Kern und
in den Spulen auch Störspannungen auftreten.
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Die bekannte Vorrichtung enthält außerdem eine Vielzahl von Bauelementen,
welche mit nicht unerheblichem At;fwand gefertigt und justiert werden müssen.
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Aus der DE-OS 25 39 455 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, in welcher
drei Abgriffspulen auf radinlpn Armen des Kernes 2-us hochpermeablem Material sternförmig
angeordnet sind, wobei ebenfalls eine pendelnde Aufhängung zur Erfassung des Erdmagnetfeldes
vorgenommen ist. Die Auswerteschaltung enthält ein aufwendiges Signal-Meßfühlerselsyn
mit einem dreiphasigen Stator sowie Verstärkereinrichtungen zur Auswertung der zweiten
Harmonischen. Zur Kompensation der Grundfrequenz und der dritten Harmonischen, insbesondere
aufgrund einer magnetischen Unsymmetrie des Kernes, müssen zusätzliche Maßnahmen
getroffen werden, welche einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand erfordern.
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Darüber hinaus sind infolge der radialen Anordnung der Abgriffspulen
einer Miniaturisierung der Vorrichtung Grenzen gesetzt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgahe zugrunde, eine Vorrichtung der
genannten Art auszubilden derart, daß sie mit einem geringen Fertigungsaufwand herstellbar
ist und daß eine gute Reproduzierbarkeit der Signale auch ohne sufwendige Justier-
und Abgleicharbeiten gewährleistet wird, wobei auch für die Ansteuerung und Auswerteschaltung
ein kostengünstiger Aufbau erreicht werd.en so'l.
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Dise Aufgabe wird durch die im. Kennzeichen des ersten Patentanspruches
angegebenen merkmale gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich vor allem durch einen
einfachen und kostengünstigen Aufbau aus und gewährleistet auch bei sehr kleinen
Abmessungen eine sehr genaue Erfassung des externen Magnetfeldes.
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Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist hierbei, daß durch das Einlegen
des Ringkernes in den Spulenkörper und Anordnung der Spulen auf den Spulenkörper
ein sehr exakter, symmetrischer Aufbau erreicht wird. Der Spulenkörper ist bevorzugt
an seinen Außenflächen mit Nuten versehen und in die derart gebildeten Kammern sind
die Spulen gewickelt, so daß die Hauptachsen der Abgriffspulen um jeweils 900 versetzt
liegt. Der Spulenkörper ist weiterhin mit zwei nach oben gerichteten Bügeln versehen,
in deren Buchsen zwei Wellen eines Kardanringes eingreifen, wobei letzterer mittels
zwei um 90° versetzten Wellen in entsprechenden Buchsen eines das Gehause abschließenden
Deckels eingreifen. Hierdurch ist mit wenigen Bauelementen eine Eardanlagerung für
die pendelnd aufgehängten Spulen und den ern geschaffen, welche eine einfache Herstellung
und Montage gewährleistet.
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Als Kern v:id bevorzugt eine einzige Ringscheibe aus hochpermeablem
I.aterial eingesetzt. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Ringscheibe
mit einem Innendurchmesser in der Größenordnung von 20 mm und einem Querschnitt
in der Größenordnung von 0,1 mm2 verwendet.
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Es wurde nämlich erkannt, daß das Feld im Innern eines in einem homogenen
Magnetfeld befindlichen Ringkernes nicht - wie zu erwarter wie - mit dem Quadrat
des Kerndurchmessers anwächst. Ursache hierfür ist der durch Grenzflächenentladungen
bedingte Entmagnetisierungsfaktor, welcher bei einem Ringkern sehr ungünstig ist.
Bei derartigen Ringkernen konnte vielmehr eine nahezu lineare Abhängigkeit wischen
Kerndurchmesser und innerer Induktion bzw. Empfindlichkeit festgestellt werden,
wobei für die
oben genannten Abmessungen noch eine gute Empfindlichkeit
erreicht würde. Hierdurch wird eine wesentliche Voraussetzung für die Miniaturisierung
der Vorrichtung geschaffen, welche in einer Ausführungsform einen Außenaurchmesser
um etwa 40 mm aufweist. Um einen derartigen Ringkern voll in die Sättigung auszusteuern
genügt ein Erregerstrom mit einer Amplitude von etwas mehr als 100 mA, was im Hinblick
auf den Schaltungsaufwand von Vorteil ist.
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Um eine hohe Genaui.gkeit zu erzielen, enthält die Auswerteschaltung
bevorzugt ein hochselektives Filter, durch welches die zweite Harmonische als witz
signal aus den Signalspannungen der Abgriffspulen gefiltert wird. Zweckmäßigerweise
werden die Signalspannungen mittels geeigneten Schaltern abwechselnd auf ein und
dasselbe Filter gegeben. Die Auswerteschaltung enthält ferner einen phasenempfindlichen
Gleichrichter, zur Erzeugung von Signalen, welche nach Betrag und Vorzeichen der
das jeweilige Abgriffspulenpaar durchsetzenden Magnetfeldkomponente entsprechen.
Es ist weiterhin ein Oszillator mit nachgeschalteten Teilern vorgesehen, um einerseits
eine frequenzstabile Erregerspannung und andererseits die notwendigen Steuersignale
für die Schalter vor dem Filter sowie den Phasenempfindlichen Gleichrichter zu erhalten.
Da die Snulenpaare zueinander einen Winkel von 900 aufweisen, sind die genannten
Signale über Sinus bzw. Cosinus vom Einfallswinkel des Eagnetfeldes abhängig, so
daß schließlich durch eine arctan-Rechnung der Einfallswinkel erhalten wird. Durch
die phasenempfindliche Gleichrichtung wird die Restspannung der Signalspannungen
wirksam unterdrückt. Sofern das genannte Filter aus mehrerer Einzelfiltern aufgebaut
ist, können diese gGeichspannungsmäßig gekoppelt sein, da Nullpunktsfehler von in
diesen enthaltenen Onerations-erstärkern durch die phasenempçindliche Gleichrichtung
herausfallen.
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Der wesentliche Vorteil einer derartigen Auswerteschaltung
wird
darin gesehen, daß keinerler Abgleich erforderlich ist und auch eine Gemperatur-
oder Langzeidrift keine Verfälschung des Ießergebnisses zur Folge haben. Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und dem Ausführungsbeispiel.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 - einen Längsschnitt durch
die Vorrichtung, wobei Pendelkörper und Kardanring teilweise in Ansicht dargestellt
sind, Fig. 2 - eine Aufsicht auf den Spulenkörper, Fig. 3 - einen Wirkschaltplan
der Auswerteschaltung, Fig. 4 - den zeitlichen Verlauf verschiedener Signale in
der Auswerteschaltung.
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Gemäß Figur 1 enthält die Vorrichtung ein topfförmiges Gehäuse 1,
welches oben mittels eines Deckels 2 abgeschlosen ist, wobei zur Abdichtung in eine
Ringnut 3 ein O-Ring 4 eingelegt ist. Der Deckel 2 weist zwei diametral gegenüber
liegende und nach unten gerichtete Ansätze 5, 6, auf, in deren Buchsen 7, 8 zwei
mit einem Kardanring 10 verbundenke Wellen 11, 12 aus nichtmagnetischem stahl eingreifen.
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Der Kardanring 10 enthält zwei weitere senkrecht zur Zeichenebene
angeordnete Wellen 13, 14, welche in Buchsen 15, 16 von zwei diametral gegenüberliegenden
Bügeln 17, 18 eingreifen, wobei in Figur 1 nur die Welle 14, die Buchse 16 sowie
der Bügel 18 dargestellt sind. Die genannten Bügel 17, 18 sind Bestandteile eines
schematisch dargestellten Spulenkörpers
20, welches an der Unterseite
ein Deckel 21 zugeordnet ist. Es ist somit mit wenigen Bauteilen eine Eardnnlagerung
für die nachfolgend zu beschreibenden Teile geschaffen, so daß die Meßebene sich
immer in der horizontalen Ebene befindet. Hierbei ist von besonderer Bedeutung,
daß die Durchmesser der genannten Buchsen 7, 8, 15 und 16 einen um etwa 20 % größeren
Durchmesser als die jeweiligen Wellen aufweisen, so daß die derart ausgebildeten
trager nur eine geringe Restreibung aufweisen. Das erhebliche Lagerspiel wird durch
das unten am Spulenkörper 20 angeordnete, etwa halbkugelförmige Pendelgewicht 22
eliminiert. Zur Schwingungsdämpfung des derart kardanisch aufgehängten Pendels ist
das Gehäuse 1 teilweise mit Dämpfungsöl 19 gefüllt. Der Deckel 2 und der Spulenkörper
20 bestehen aus einem hochfesten, nicht magnetischen Eunststoff, insbesondere Ultramid.
In den genannten Lagern bzw. in den aus dem genannten Kunststoff bestehenden Lagerbuchsen
7, 8, 15 und 16 konnten auch nach eingehenden Belastungsprüfungen keine die Pückstellgenauigkeit
nachteilig beeinflußenden Veränderungen festgestellt werden.
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Der im s sentlichen ringförmige Spulenkörner 20 weist innen eine Ringnut
23 zur Aufnahme eines Kernes 24 aus magnetischem, hochpermeablem Material auf. Der
Kern 24 ist als eine einzige dünne Ringscheibe mit einem Querschnitt von etwa 0,1
mm2 und einem Innendurchmesser von etwa 20 mm ausgebildet. In die Ringnut 23 ragt
außerdem ein ringförmiger Ansatz 25 des Deckels 21 zur Fixierung des Kernes 24.
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Um den Spulenkörper 20 und den mit diesem beispielsweise durch Kleben
verbundenen Deckel 21 sind Windungen 26 der im einzelnen noch zu beschreibenden
Spulen gewickelt.
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Auf der Außenseite des Gehäuse 1 sind zwei Wicklungen einer Helmholtzspule
29 angeordnet, welche von einem Gleichstrom durchflosscn wird. Die Helmholtzspule
29 dient zur Kompensation der Vertikalkomponente eines Dauermagnetfeldes, welches
insbesondere durch ein die Vcrrichtung aufnehmendes Fahrzeug verursacht wird. Ein
derartiges Dauermagnetfeld kann in der Vorrichtung Fehler für die zu erfassende
Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes führen und mittels der Helmholtzspule 29
lassen sich derartige Fehler weitgehend vermeiden. Über das Gehause 1 ist von oben
eine hier nicht dargestellte Schutzkappe geschoben. Ferner sind mit dem Gehäuse
geeignete Halterungen zur Befestigung beispielsweise auf dem Dach eines Fahrzeuges
verbunden.
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Aus der Aufsicht auf den Spulenkörper 20 gemäß Figur 2 (900 gegen
Figur 1 gedreht) ist ersichtlich, daß der Spulenkörper 20 an seinen Außenflächen
eine Anzahl von radial bzw. axial verlaufenden Nuten 27 bzw. 23 aufweist.
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In entsprechender Weise sind auch im Deckel 21 Nuten vorgesehen. In
jedem der vier Quadranten sind die gleiche Anzahl (hier fünf) von Nuten 27, 28 eingearbeitet,
wobei die genannten Nuten in jedem Quadranten in gleicher Weise angeordnet sind.
In die durch die genannten Nuten 27, 23 gebilaeten Kammern sind die Erregerspule
30 sowie die Abgriffspulen 31 bis 34 gewickelt (siehe Fig. 3). Hierbei sind die
Windungen der Erregerspule 30 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, so
daß in jeder der Nuten 27, 28 gleich viele Windungen vorhanden sind. Die Windungen
der Abgriffspulen 31 bis 34 sind jeweils nur in den Nuten 27, 23 eines Quadranten
angeordnet. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Nuten 27, 28 sowie der symmetrischen
Ausbildung der Abgriffspulen wird gewährleistet, daß die Hauptachsen der Abgriffspulen
in der eßebene auch exakt um jeweils 90 gegeneinander versetzt liegen.
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In den Wirkschaltplan gemäß Figur 3 ist auch die prinzipielle Anordnung
der Erregerspule 30 sowie der Abgriffspulen 31 bis 34 dargestellt. Die Erregerspule
30 ist weitgehend gleichmäßig über den Umfang des Kernes 24 angeordnet, während
die Abgriftspulen 31 bis 34 jeweils um 900 versetzt angeordnet sind. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit sind die Spulen 31 bis 34 neben dem Kern 24 gezeichnet, doch
sie sind tatsächlich ebenfalls um den Kern 24 gewickelt. Die diametral einander
gegenüber liegenden Abgriffspulen 31, 32 bzw. 33, 34 sind unter Berücksichtigung
des Wickelsinns jeweils gegeneinader geschaltet, so daß, falls kein externes Magnetfeld
einwirkt, durch Differenzbildung in den Spulenpaaren 31, 32 bzw. 33, 34 keine Signalspannung
auftritt. Die Erregerwicklung 30 wird von einer Ansteuerschaltung 36 mit einer periodischen,
dreieckförmigen Steuerspannung mit einer Amplitude von etwa 2,5 Vss gespeist, wobei
ein Strom von etwa 250 masts ausreicht, um den Kern 24 mit einem außerst kleinen
Querschnitt voll in die Sättigung auszusteuern. Die Ansteuerschaltung 36 enthält
zweckmäßigerweise einen Regler mit integralem Verhalten zur Stromamplitudenregelung.
Der Ansteuerschaltung 36 wird ein frequenzstabiles Signal SF von 3,2 KHz zugeführt,
welches über einen Teiler 38 (Dualzähler) aus der Impulsfolge eines Oszillators
37 gebildet.
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wird. Der Oszillator 77 enthält einen Schwingquarz mit einer Frequenz
von 3,2768 MHz. Die genannte Impulsfolge t'ird auf den Zähleingang CP des nachgeschalteten
Teilers 3d gefuhrt und das am Ausgang Q 10 abgegriffene Signal SF weist eine um
den Faktor 210 geteilte Frequenz von 3,2 KHz auf, welche somit die Grundfrequenz
des Erregerstromes ist.
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Es sei besonders darauf hingewiesen, daß nicht nur die Frequenz des
Erregerstromes, sondern auch die er im einzelnen noch zu erläuternden Steuersignale
direkt aus der Frequenz des Oszillators 37 abgeleitet werden.
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frt in der Meßebene ein externes magnetfeld wirksam, so treten in
den Abgriffspulenpaaren 31, 32 bzw. 33, 34 Signalspannungen S1 und S2 auf, wobei
die Amplituden der zweiten Harmonischen den in Richtung der Spulenhauptachsen liegenden
Feldvektorkomponenten proportional sind und die Phasenlagen dieser Signalspannungen
die Richtung der Feldvektorkomponenten beinhalten. Den Spulenpaaren ist über Analogschalter
40, 41 ein Filter 42 nachgeschaltet, welches nur für die zweite Harmonische, d.h.
für Freauenzen von 6,4 IdIz durchlässig ist. Die Steuersignale UIf und UM für die
Schalter 40, 41 werden aus der Impulsfolie des Oszillators 37 abgeleitet. Hierzu
ist der Ausgang Q 14 (Faktor 214, 200 Hz) mit dem Zähleingang CP eines weiteren
Teilers 39 verbunden, an dessen Ausgang DO ein Signal mit 20 Hz ansteht. Der Ausgang
DO ist auf eine bistabile Kippstufe 43 geführt, welche nach jeweils 50 Millisekunden
die Steuersignale UM bzw. UM abgibt. Die Spulenpaare 31, 32 bz. 33, 34 sind somit
abwechselnd für jeweils 50 Millisekunden mit dem Filter 42 und dem nachgeschalteten
phasenempfindlichen Gleichrichter 44 verbunden.
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Der besondere Vorteil dieser Umschaltung der Spulenpaare liegt vor
allem darin, daß die nachgeschalteten 3auelemente wie Filter 42, Gleichrichter 44
usw. nur einmal vorhanden sein müssen und daß Parameteränderungen, wie zum Beispiel
Temperatur- und Langzeitdrift, auf beide Signalspanrungen den gleichen Einfluß haben
und somit das Meßergebnis praktisch nicht verfälschen.
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Der phasenempfindliche Gleichrichter 44 enthält vier Analogschalter
45 bis 48, welche durch die Steuersignale DEMO bzw. DEMO angesteuert werden, einen
Verstärker 49, sowie zwei weitere Analogschalter 0, 51, welche durch die Steuersignale
AZ bzw. AZ angesteuert werden. Die Analogschalter
45 bis 48 werden
derart angesteuert, daß der Verstärker 49 einmal die Verstärkung +1 und zum anderen
die Verstärkung -1 aufweist, wobei die Schaltfreauenz auf die Frequenz der zugeführten
zweiten Harmonischen U1 bzw. U2 abgestimmt ist, d.h., 6,4 KHz beträgt.
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Hierzu werden die Steuersignale DEMO bzw. DEMO von den Signalen an
den Ausgängen Q 7 bis Q 9 des Teilers 38 über NOR-Gatter 52, 53, Inverter 54, 55
sowie eine Lippstufe 57 abgeleitet. Es ist ersichtlich, daß der Kippstufe 57 am
Eingang CP Signale mit einer Frequenz von 12,8 KHz zugeführt werden und somit die
genannten Steuersignale die erforderliche Frequenz von 6,4 T2HZ aufweisen.
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Sind beispielsweise während der ersten Periodenhälfte der zweiten
Harmonischen durch das Signal DE3IC die Schalter 45 und 46 geschlossen, so beträgt
die Verstärkung +1.
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Während der zweiten Periodenhälfte beträgt die Verstärkung hingegen
-1 infolge der nunmehr durch das Signal DEMO geschlossenen Schalter 47 und 48. Da
die zweite Harmonische U1 bzw. U2 einen im wesentlichen sinusförmigen Verlauf aufweist,
erscheint somit am Ausgang des Verstärkere 49 ein vollweggleichgerichtetes Signal
entsprechend der Amplitude der zweiten Harmonischen mit - je nach Phasenlage - positiven
oder negativem Vorzeichen.
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Dies gilt unter der Voraussetzung, daß durch das Steuersignal AZ der
Analogschalter 50 am Eingang des phasenempfindlichen Gleichrichters 44 geschlossen
ist. Mittels des anderen Anaoschalters 51 kann durch das Steuersignal AZ der Eingang
auf Masse gelegt werden (Auto-Zero-Phase). Die genannten Steuersignale werden von
Signalen an den Ausgängen DO und D3 des Teilers 39 über eine Fippstufe 58, 59 abgeleitet,
wie es weiter unten erläutert wird.
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Dem phasenempfindlichen Gleichrichter 44 bzw. dessen Verstärker 49
ist ein Analog-Digital-Wandler 60 nachgeschaltet. Es ist bevorzugt ein 10-Bit-Wandler
vom Typ 8701 der Firma Teledyne vorgesehen, welcher nach dem Charge-Balancing-Verfahren
arbeitet. Da das Eingangssignal bzw. die Eingangsspannung sowohl ein negatives als
auch positives Vorzeichen aufweisen kann, der A/D-Wandler jedoch nur positive Signale
verarbeiten kann, wird über einen Vorstrom IBias der Wandlerbereich um ungefähr
den halben Viertebereich verschoben, wodurch sich die Auflösung auf 9 Bit erni.eY.rigt.
Die A/D-Wandlung wird zu vorgegebenen Zeiten durch ein weiteres Steuersignal INCON
ausgelöst und das derart gemessene Signal entsprechend der Amplitude. und Vorzeichen
der zweiten Harmonischen wird über die Digital-Ausgänge des A/D-Wandlers in einen
nachgeschalteten Rechner 66 eingegeben.
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Das Steuersignal INCON wird aus Signalen an den Ausgänge Q 13, Q 14
des Teilers 38 sowie an den Ausgängen D1, BE, D8 des Teilers 39 über NOR.-Gatter
62 bis 65 abgeleitet, wobei der zeitliche Verlauf aus Fig. 4 entnehmbar ist.
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Dem Rechner 66 wird ein Steuer- bzw. Taktsignal von 200 Hz zugeführt,
welches am Ausgang Q 14 des Teilers ansteht.
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In Figur 4 sind der zeitliche Verlauf der zweiten Harmonischen U1,
U2 am Ausgang des Filters 42 sowie der Steuersignale UM, AZ und INCON dargestellt.
Die negierten Steuersignale Yf und 75 ergeben sich als Negation der Steuersignale
UM und AZ. Durch das Steuersignal UM wird der Schalter 40 für 50 ms geschlossen
und die Signalspannung S 1 wird auf das Filter 42 gegeben, so daß an dessen Ausgang
die zweite Harmonische U1 ansteht. Während das Filter 42 auf U1 einschwingt wird
durch AZ mittels des Schalters 51
für etwa 15 ms der Eingang des
phasenempfindlichen Gleichrichters auf Masse gelegt. In dieser Auto-Zero-Phase erscheint
hier etwa 5 ms das Steuersignal INCON, durch welches mittels des A/D-Wandlers 60
eine Bezugsgröße für die zweite Harmonische in den Rechner 62 eingegeben und gespeichert
wird. Mit Verschwinden des Signals AZ wird durch das Signal -A der Schalter 50 geschlossen
und die zweite Harmonische U1 gelangt auf den phasenempfindlichen Gleichrichter
44. Nach insgesamt 30 ms, das Filter ist bereits auf seinen Endwert eingeschwungen,
wird durch das Signal INCON eine erste Wandlung und nach insgesamt 40 ms eine zweite
Wandlung durchgeführt und die derart erhaltenen digitalen Signale werden in den
Rechner 62 eingegeben. Diese digitalen Signale werden addiert und durch den Faktor
zwei dividiert, wodurch in bevorzugter Weise Netzmodulationen von beispielsweise
50 Hz unterdrückt werden. Mittels des Rechners 62 wird nunmehr aus der halben Summe
der genannten digitalen Signale und der gespeicherten Bezugsgröße ein erstes Differenzsignal
gebildet, welches nach Vorzeichen der Phasenlage und nach Betrag der Amplitude der
zweiten Harmonischen U1 und somit der Feldkomponente in Richtung der Hauptachsen
des Abgriffspulenpaares 31, 32 entspricht.
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Nach insgesamt 50 ms verschwindet des Steuersignal WX und durch das
nunmehr am Schalter 41 anstehende Steuersignal tJi wird für die nächsten 50 ms die
Signalspannung S2 auf das Filter 42 gegeben. Es wird entsprechend den obigen Ausführungen
für die zweite Harmonische U2 ein zweites Differenzsignal gebildet, welches der
Feldkomponente in Richtung der Hauptachsen des Abgriffspulenpaares 33, 34 entspricht.
Da die Hauptachsen der beiden Snulenpaare um 900 gegeneinander versetzt sind, wird
mittels des Rechners 62 über eine arctan-Rechnung aus den beiden Differenzsignalen
der Winkelwert des in der I¢e.2ebene einwirkenden externen Magnetfeldes und somit
die Richtung der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes bestimmt.
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L e e r s e i t e