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Magnetisch beeinflußbare Induktivität von
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hoher Empfindlichkeit mit Veränderung proportional dem Wert des Magnetfeldes.
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Die Erfindung betrifft AusfUhrungsformen von magnetisch beeinflußbaren
Induktivitäten und elektrische sowie elektronische Schaltungen, welche mit diesen
die Herstellung von Näherungsschaltern, Proportional- oder Ein- und Ausschaltcharakteristik,
mit Frequenzmodulation oder Amplitudenmodulation ermöglichen. Im besonderen ist
die Erfindung auf eine magnetisch beeinflußbare Induktivität mit veränderlichem
Induktor, dessen Kern eine dünne Metalllamelle von hoher magnetischer Permeabilität
ist, wobei die Bewicklung flach oder näher der erwähnten Lamelle mit geringe möglichen
Schichten und vorzugsweise einer ausgeführt ist, was das Erzielen völlig neuer Eigenschaften
ermöglicht, die von denjenigen der Magnetspulen, selbst von kleinen Abmessungen,
sehr verschieden sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen: Fig. 1 eine einfache magnetisch
beeinflußbare InduktivltAt, beeinflußt durch zwei mögliche Magnetfelder; Fig. 2
eine magnetisch beeinflußbare Induktivität ausgerüstet mit einer Elektronik zur
Erzeugung eines Wechselsignals und Lieferung als Ausgang eines
Signals
mit einer Frequenz proportional dem Wert des einwirkenden Magnetfeldes; Fig. 3 eine
magnetisch beeinflußbare Induktivität zur Aufnahme eines äußeren Wechselspannungssignals
von konstanter Frequenz und zur Lieferung als Ausgang eines Signals von konstanter
Frequenz und einer umgekehrt proportional zum Feld modulierten Amplitude; Fig. 4
eine magnetisch beeinflußbare Induktivität, bei der die dünne Lamelle des Kerns
auf sich selbst bandförmig geschlossen ist; Fig. 5 eine magnetisch beeinflußbare
Induktivität, deren dünne Lamelle des Kerns auf sich selbst in ihrer Ebene geschlossen
ist; Fig. 6 eine magnetisch beeinflußbare Induktivität mit zwei in Reihenanordnung
gekoppelten Bewicklungen; Fig. 7 eine magnetisch beeinflußbare Induktivität mit
zwei Bewicklungen in Parallelanordnung; Fig. 8 eine magnetisch beeinflußbare Induktivität
mit zwei Bewicklungen, von denen die eine aufnimmt und ein Wechselspannungssignal
erzeugt, während die andere den Ausgangsfrequenzgang durch Induktion gibt; Fig.
9 eine magnetisch beeinflußbare Induktivität mit zwei Bewicklungen, welche ein Filter
von veränderlicher Kennlinie bilden;
Fig. 10 eine magnetisch beeinflußbare
Induktivität polarisiert zur Anzeige eines nicht magnetisierten magnetischen Metalls;
Fig. 11 eine polarisierte magnetisch beeinflußbare In-Induktivität als Filter mit
veränderlichem Frequenzgang geschaltet zur Anzeige einer nicht magnetisierten Zielscheibe;
Fig. 12 ein Beispiel für den direkten Einwellennachweis des Ausgangssignals von
veränderlicher Amplitude; Fig. 13 ein Beispiel für den direkten Zweiwellennachweis
des Ausgangssignals von veränderlicher Amplitude; Fig. 14 ein Beispiel eines Ausgangssignals
von veränderlicher Frequenz.
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In Fig. 1 trägt die dünne Lamelle aus magnetischem Metall von hoher
Permeabilität gemäß der Erfindung eine flache Bewicklung 2 als bevorzugte erfindungsgemäße
Schicht. Das Magnetfeld kann längsgerichtet H oder quergerichtet H' sein. In diesem
Falle kann ein Pol auf der einen Seite der Bewicklung und der andere Pol auf der
anderen Seite derselben vorgesehen sein. Jedoch im Falle der Anzeige einer Verlagerung
in der Längsrichtung der dünnen Lamelle ist es vorteilhaft, die gleiche Polarität
auf jeder Seite der Bewicklung zu haben, was die Verwendung von zwei erfindungsgemäßen
Magneten bedingt.
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Natürlich können zur Bildung des Kerns mehrere dünne Lamellen vorgesehen
sein. Ebenso ist es möglich, in den gleichen Feldern mehrere magnetisch beeinflußbare
Induktivitäten
Seite an Seite anzuordnen.
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In Fig. 2 ist die flache Spule 2 Autogenerator für ein elektrisches
Wechselspannungssignal gemäß der Erfindung unter der Wirkung der elektronischen
Schaltung 3, beispielsweise nach den Fig. 4, 5 oder 6 des Hauptpatentes.
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Am Ausgang 4 wird eine Frequenz in Abhängigkeit von dem Wert H oder
H' oder der Kombination von beiden erhalten.
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In Fig. 3 wird durch den Generator des elektrischen Wechselspannungssignals
mit konstanter Amplitude und Frequenz 5 das erwähnte Signal erfindungsgemäß in die
flache Bewicklung 2 mittels des "Ballastes" eingegeben, der durch den Kondensator
6 gebildet wird. Bei S wird eine Wechselspannung erhalten, die entsprechend der
Veränderung der Felder H, H' moduliert ist, wobei die Modulation 40 Dezibel überschreiten
kann. In Fig. 4 ist die den Kern bildende dünne Lamelle 1 erfindungsgemäß auf sich
selbst durch die erfindungsgemäße Bewicklung geschlossen. In dem dargestellten Fall
ist die Bandkontinuität durch eine zweite dünne Lamelle 1' hergestellt, die mit
der ersten 1 durch die Enden 7 und 6 fest verbunden ist. Eine zweite flache Bewicklung
2' kann auf 1' gegenüberliegend 2 mit bezug auf das- erfindungsgemäße geschlossene
Band hergestellt werden.
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Diese Schließung der Magnetfelder ist für Näherungsschalter vorteilhaft.
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In Fig. 5 ind die dünnen Lamellen 1 und 1' L-förmig und sind an ihren
Enden 7 und 8 verbunden, um erfindungsgemäß den Magnetkreis in ihrer Ebene zu schließen.
Auch in diesem Falle nehmen erfindungsgemäß die Bewicklungen 2 und 2' eine symmetrische
Stellung mit bezug auf den kontinuierlichen Verlauf der dünnen Lamellen ein.
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In Fig. 8 ist die den Kern bildende dünne Lamelle auf
sich
selbst bandförmig geschlossen, wie in Fig. 4, jedoch sind die Bewicklungen 2 und
2' in Reihe geschaltet.
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In Fig. 7 ist die den Kern bildende Lamelle auf sich selbst geschlossen,
wie vor, jedoch sind die Bewicklungen 2 und 2' parallelgeschaltet. In Fig. 8 sind
auf der dünnen Lamelle 1, welche den Kern bildet, erfindungsgemäß zwei getrennte
flache Bewicklungen angeordnet. Die eine 9 erzeugt oder empfängt ein Wechselspannungssignal
durch die elektronische Vorrichtung bzw. den Generator 10, die andere empfängt das
Signal der ersten 9 durch Flächenübertragung in dünner Schicht und Wiederherstellung
des Einflusses der Felder H, H' bei S in der Form einer Frequenzmodulaton, wenn
der Generator 10 elektronisch ist und eine Frequenz induziert, oder in Form einer
Amplitudenmodulation, wenn der Erzeuger 10 mit konstanter Frequenz und Amplitude
arbeitet.
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In Fig. 9 ist eine magnetisch beeinflußbare Induktivität dargestellt,
die als Näherungsmeßwertgeber mittels eines elektrischen Filters von veränderlichen
Kennlinien arbeitet. Auf der dünnen Lamelle 1, die als erfindungsgemäßer Kern dient,
sind erfindungsgemäß zwei flache getrennte Bewicklungen 12, 13 hergestellt, deren
Eingänge an die Eingangsleitung durch die Kondensatoren 14 und 15 angeschlossen
sind, welche auf diese Weise ein Hochpaßfilter bilden, das in Abhängigkeit von dem
Feld H, H' ermöglicht, sehr starke Amplitudenveränderungen zwischen dem bei e eingegebenen
Signal und dem bei S aufgefangenen Signal zu erzielen. Es können Dämpfungswerte,
gesteuert durch das Magnetfeld, in der Größenordnung von 75 Dezibel und mehr erreicht
werden und außerdem durch diese Ausbildung als Filter der Nutzen eines Spannungsübertragungskoeffizienten
wesentlich höher als 1 sein.
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Als Variante kann der Kondensator 15 durch eine Induktivität versetzt
werden, um die Möglichkeit der Verwendung von Impedanzen zur Bildung solcher Filter
von veränderlichen Kennlinien darzulegen.
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Als zweite Variante ist die Feldwicklung 12 in zwei zu beiden Seiten
der Bewicklung 13 in Reihe geschaltete Teile unterteilt, um eine bessere magnetische
Homogenität und einen besseren Übertragungskoeffizienten zu erzielen.
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In Fig. 10 ist eine polarisierte magnetisch beeinflußbare Induktivität
dargestellt, die als Mikromagnetometer arbeitet. Die dünne Lamelle 1 und ihre flache
Bewicklung 2 sind zwischen den Polen des Polarisationsmagneten und dem nicht magnetisierten
Metall 17 angeordnet, dessen L&ngs- oder seitliche Verschiebung angezeigt werden
soll.
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In Fig. 11 ist die eigentliche magnetisch beeinflußbare Induktivität,
die zwischen dem Magneten und dem nicht magnetisierten Metall angeordnet ist, als
Filter von veränderlichen Kennlinien dargestellt, d.h. die in Fig. 9 beschriebene
magnetisch beeinflußbare Induktivität ist zwischen dem Polarisationsmagneten 16
und dem anzuzeigenden nichtmagnetisierten Metall angeordnet.
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In Fig. 10 und 11 kann das nicht magnetisierte magnetische Metall
durch einen Leiter ersetzt werden, der von einem Wechselstrom durchflossen wird,
welcher dann in zuverlässiger und genauer Weise angezeigt wird.
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In Fig. 12 trägt die dünne Lamelle 1 die flache Bewicklung 2, welche
die Ausgangsinduktivität bildet, 18 ist eine Anzeigegleichrichterdiode, 19 und 20
bilden das Anzeige-RC-Glied, welches den Ausgang als Einwellengleichstrom
mit
veränderlicher Amplitude ermöglicht.
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In Fig. 13 trägt die dünne Lamelle 1 die flache Bewicklung doppelt
in Reihe geschaltet 2, 2', wobei der Mittelpunkt mit der Masse verbunden ist, 21
und 22 die Detektordioden sind, welche die Anzeige der Doppelwellengleichrichtung
ermöglichen, 23 und 24 sind die Elemente des RC-Gliedes, welche den Ausgang als
Gleichstrom der Doppelwellengleichrichtung mit Amplitudenmodulation ermöglichen.
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In Fig. 14 ist auf der dünnen Lamelle 1 eine flache Bewicklung 2 angeordnet,
deren Frequenzausgang zu 25 geleitet wird, der entweder einen Ratiodetektor oder
einen Frequenzdiskriminator oder irgendeine andere elektrische Anordnung darstellt,
welche die Frequenz oder jede Veränderung derselben in eine Gleichspannung umwandeln
kann.
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