DE3116947A1

DE3116947A1 - Digitale messanordnung fuer die winkelstellung eines drehbaren magnetischen wechselfelds

Info

Publication number: DE3116947A1
Application number: DE19813116947
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 6803 Edingen Klotz
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-11-18

Description

Digitale Meßanordnung für die Winkelstellung
eines drehbaren magnetischen Wechselfelds Die Erfindung betrifft eine digitale Meßanorinung für die Winkelstellung @ eines drehbaren magnetìschon Wechselfelds unter Auswertung des dieser Winkelstelllmg entsprechenden Phasenunterschieds zwischen zwei gegensinnig phasenbeweglichen Wechselspannungen, die mit Hilfe je einer RC-Brückenschaltung aus zwei Spannungen gewonnen werden, deren Amplituden dem Sinus bzw. Kosinus des Winkels @ proportional sind.
Eine erartige Meßanordnung ist z.3. aus der DE-PS 15 48 834 bekannt. Sie kann z.B. benutzt werden, um die Winkelstellung g des Rotors eines Drehmeldegebers zu messen oder z.B.
auch die Winkelstellung einer im Fahrzeug mitgeführten Eagnetsonde gegenüber Nord.
Rei den bekannten derartigen Meßanordnungen mußte die Erregerspannung eine reine Sinusspannung sein. Eine solche reine Sinusspannung ist insbesondere im Fahrzeug schwer zur Verfügung zu stellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Meßanordnung zu schaffen, die den Einsatz einer oberwellenbehafteten Wechselspannung z.B. der vorhandenen Hetz- spannung erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Venvendung der oberwellenbehafteten Erregerspannung führt zu der Verwendung von auf die Grundfrequenz abgestimmten Filtern. Filter haben bekanntlich eine Phasendrift, die nur durch teuere Maßnahmen zu unterdrücken ist.
Die Erfindung läßt Filter mit einer solchen Drift zu. Die Drift wird bestimmt und kompensiert.
Den Phasenunterschied zwischen zwei Spannungen kann man bekanntlich dadurch besti.mmen, daß man mit Hilfe eines Zählers und einer hochfrequenten Zählfrequenz diesen auszählt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist dieser Zähler ein Vorwärts-, Rückwärtszähler, der bei Aus zählung des Phasenunterschieds 9 8 in die eine Richtung und bei Auszahlung des Phasenunterschieds zwischen den beiden phasenempfindlichen Wechseitspannungen in die andere Richtung zählt. Dabei ist es gleichgültig, welche Phasenverschiebung zuerst .ausgezählt wird. Es kommt nur darauf an, daß die Differenz gebildet wird. Diese Dlferen ist dann ein Maß für die Winkelstellung e.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen Fig. 1 - ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung Fig. 2 - den Verlauf der Spannungen an den Filterausgängen Fig. 3 - die Ausgangsspannungen der Filter bei Einkopplung der Hilfswechselspannung In Fig. 1 ist mit 1 eine Phäsenschieber-Doppelbrucke bekannter Bauart bezeichnet. Sie besteht aus zwei entgegen- gesetzt eingeschalteten RC-Gliedern 2 und 3 und zwei Wechselspannungsquellen 4 und 5, die Wechselspannungen gleicher Frequenz abgeben, die nicht oberwellenfrei sind und deren Amplituden von Sinus und Kosinus eines Stellungswinkels 8 abhängen. Diese Spannungsquellen können z.B. durch die Ausgänge einer Magnetsonde gebildet sein.
Die Mitten der RC-Glieder 2 und 3 sind an Klemmen 6 geführt. An Klemmen 7, 8 liegt eine frequenzgleiche, nicht oberwellenfreie Hilfswechselspannung-, die der Erregerspannung entspricht und die bei 11 zugeführt wird. Schalteinrichtungen 9, 10 verbinden abwechselnd die Klemme 7,. 8 und 6 mit den auf die Grundfrequenz der zugeführten Spannungen abgestimmten Filtern 12 und 13. Die Filter 12 und 13 brauchen nicht von hoher Qualität hinsichtlich Drift zu sein.
Die Differenzverstärker 14 und 15 erzeugen Schaltimpulse entsprechend den Halbwellen der Filterausgangsspannungen.
Diese beiden Impulsreihen sind entsprechend den vorhandenen Phasenverschiebungen gegeneinander versetzt. In einer Schalteinrichtung 16,- die z.I3. entsprechend der der DE-PS 15 .48 834 ausgebildet sein kann, werden daraus Impulse gebildet, die in ihrer Länge von der vorhandenen Phasenverschiebung abhänger. Ein Impuls öffnet ein UIC-Gatter 17 für die hochfrequenten Impulse eines Zählgenerators 18 und die durchgelassenen Impulse des Zählgenerators 18 werden im Zähler 19 gezählt.
Durch die synchrone Umschaltung der Umschalteinrichtungen 9 und 10 entstehen am Ausgang der Filter 12 und 13 Spannungsverläufe entsprechend dem Verlauf der Fig. 2. Es wird in dieser Figur begonnen mit der Aufschaltung der Spannung der Klemme 11. Nach dem Einschwingvorgang im Bereich I wird dann im Bereich II die durch die Drift der Filter entstehende Phasenverschiebung t8 der beiden Ausgangsspannungen gegeneinander (sh. Fig. 3) durch Auszählen im Zähler 19 gemessen. Nach der Umschaltung der Umschalteinrichtungen 9 und 10 auf die Klemmen 6 kann nach einer Zeitspannung entsprechend Bereich III die Messung der Phasenverschiebung zwischen den phasenempfindlichen Wechselspannungen erfolgen (Bereich IV). Da der Zähler 19 ein Vorwärts-, Rückwärtszähler ist, der bei Messung von /9J und bei der Messung im Bereich IV in unterschiedliche Richtungen zählt, wird im Zähler 19 die Differenz dieser Phasenunterschiede gebildet, die ein Maß für den Winkel @ ist.
Die Umschaltung der Umschalteinrichtung 9, 10 sowie das Auslösen der Messungen in den Bereichen II und IV wird durch einen nicht dargestellten Taktgeber bewirkt, der Verzögerungsglieder zur Ausschaltung der Ein- und Ausschwingzeiten enthalten kann.

Claims

Patentansprüche 1. Digitale Meßanordnung für die Winkelstellung 8 eines drehbaren magnetischen Wechselfelds unter Auswertung des dieser Winkelstellung entsprechenden Phasenunterschieds zwischen zwei gegensinnig phasenbeweglichen Wechselspannungen, die mit Hilfe je einer RC-3rückenschaltung aus zwei Spannungen gewonnen werden, deren Amplituden dem Sinus bzw. Kosinus des Winkels &commat; # pro- proportional sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf die Grundfrequenz dieser phasenbeweglichen Wechselspannungen abgestimmte Filter (12, 13) vorgesehen sind, über die die phasenbeweglichen Spannungen geführt werd.en, daß eine Umschalteinrichtung (9, 10) vorgesehen ist, die den Filtern (12, 13) abwechselnd eine Hilfswechselspannung, deren Grundfrequenz der Frequenz der phasenbeweglichen Spannungen entspricht, und-diese phasenbeweglichen Spannungen zuführt, und daß eine Auswerteschaltung (16 - 19) vorgesehen ist, die bei Zuführung der Hilfswechselspannung den Phasenuntersohied /9 9 zwischen den beiden Filterausgangsspannungen ermittelt und diesen bei der Ermittlung des Phasenunterschieds zwischen den beiden phasenbeweglichen Spannungen im Sinne-einer Kompensaton des #9 J -Anteils berücksichtigt.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1, bei der der -Phasenunterschied zwischen den beiden phasenbeweglichen Wechselspannungen mittels eines Zählers und einer hochfrequenten Zählfrequenz ausgezählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Vonvärts-, Rückwärtszähler (19) ist, der bei der Messung von ßg und dem Phasenunterschied der phasenbeweglichen Wechselspannungen in unterschiedlichen Zähleinrichtungen betrieben wird, wobei die Differenz der Auszählungen der Phasendifferenz t ## und des Phasenunterschieds zwischen den phasenempfindlichen Wechselspannungen ein Maß des Winkels # ist.