DE3242109A1

DE3242109A1 - Vorrichtung zur erfassung der drehzahl eines rotierenden teils

Info

Publication number: DE3242109A1
Application number: DE19823242109
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 7016 Gerlingen Dobler; Hansjörg 7251 Weissach Hachtel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-13
Filing date: 1982-11-13
Publication date: 1984-05-17
Also published as: DE3370076D1; JPH0542630B2; JPS59100865A; EP0108950B1; EP0108950A1; US4574237A

Description

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9·9· 1982 Fb/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Vorrichtung zur Erfassung der

Drehzahl eines rotierenden Teils ' . i i

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der das Meßrad als Zahnscheibe ausgebildet ist. Die zur Erzeugung des Meßsignals dienenden Markierungen ■werden hierbei durch die Zähne und Zahnlücken der Zahnscheibe gebildet, die aus einheitlichem,entweder ferromagnetischem oder nicht ferromagnetischem (dia- oder paramagnetischem), jedoch elektrisch leitfähigem Material besteht. Je nachdem, welches Material verwendet wird, wird bei der Messung entweder der magnetostatische Effekt und der Wirbelstromeffekt oder der Wirbelstromeffekt allein ausgenutzt. Da beide Effekte mit zunehmendem Abstand zwischen Spule und Zahnscheibe abnehmen, wird bei dieser bekannten Vorrichtung neben der Zähnezahl auch die nicht kreisförmige Zahnscheiben-Drehung erfaßt, die beispielsweise durch Lagerspiel, Wellendurchbiegung oder nicht senkrechte Montage der-Zahnscheibe zu der sie tragenden Welle verursacht wird. Man gewinnt so an der Spule ein Meß-

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signal, bei dem die Zähnezahl der ersten Ordnung der Drehzahl überlagert ist. Dieses Signal ist beim Vorhandensein einer nicht kreisförmigen Zahnscheiben-Drehung zur Weiterverarbeitung für eine Impulsgewinnung ungeeignet, da in diesem Falle die bei einer bestimmten Schwellspannung ansprechende Auswerteschaltung nicht alle Zähne erfaßt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das an der Spule auftretende Meßsignal selbst beim Vorhandensein einer nicht kreisförmigen Meßraddrehung sich so darstellt, daß am Ausgang der Auswerteschaltung eine Impulsfolge geliefert wird, deren Folgefrequenz exakt der Folgefrequenz der Markierungen entspricht. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden also unabhängig von der nicht kreisförmigen; Meßraddrehung alle Markierungen des Meßrades erfaßt. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine bekannte Vorrichtung zur Drehzahlerfassung, die aus einer Zahnscheibe und einer Spule besteht, Figur 2a das bei einer Vorrichtung nach Figur 1 von der Spule beim Vorhandensein einer nichtkreisförmigen Zahnscheiben-Drehung abgegebene Meßsignal U . in Abhängigkeit von der Zeit t, Figur 2b die von einem der Spule nachgeschalteten Schmitt-Trigger im Falle eines Meßsignals nach Figur 2a abgegebene Impulsfolge, Figur 3 die Vorrichtung nach Figur 1 bei drei verschiedenen, zur Aufnahme der Meßspannungskennlinien dienenden Stellungen der Zahnscheibe relativ

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zur Spule, Figur U die in den drei Stellungen nach Figur 3 von der Spule abgegebene Meßspannung in Abhängigkeit -V-Om Abstand zwischen Spule und Meßrad für den Fall, daß das Material der Zahnscheibe und die Frequenz des Wechselstroms so gewählt sind, daß das Meßsignal nur einen kleinen Wirbelstromanteil aufweist (vorzugsweise induktives Meßverfahren), Figur 5 die in den drei Stellungen nach Figur 3. von der Spule abgegebene Meßspannung in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Spule und Meßrad für den Fall, daß das Material der Zahnscheibe· so gewählt ist, daß das Meßsignal keinen induktiven Anteil aufweist (reines Wirbelstrommeßverfahren), Figur 6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei drei verschiedenen, zur Aufnahme der Meßspannungskennlinien dienenden Stellungen des Meßrades relativ zur Spule, Figur 7 die in den drei Stellungen nach Figur 6 von der Spule abgegebene Meßspannung in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Spule und Meßrad, Figur 8a ein Ausführungsbeispiel für die elektrische Beschaltung der Sensorspule ohne Auswerteschaltung, Figur 8b die Meßspannung der erfindungsgemäßen Anordnung in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselstroms bei einem bestimmten Abstand zwischen Spule und Meßrad, insbesondere unter Hinzuschaltung einer Kapazität parallel zur Sensorspule, Figur 9 die unverstärkte Meßspannung U für den Fall, daß das Meßrad stark exzentrisch äufsgespannt ist, in Abhängigkeit von der Zeit t.

Beschreibung der Erfindung

Für die Steuerung und Regelung von Maschinen werden in zunehmendem Maße Sensoren benötigt, die zur Erfassung, von Drehzahlen oder Positionen geeignet sind. Dabei

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werden häufig "bei rotierenden Maschinen verzahnte Scheibenräder (Meßrad) 10 mit geeigneten Gebern 11 zur Impulsgewinnung verwendet. Bei den bekannten berührungsfreien (passiven) Meßverfahren nützt man den unterschiedlichen Abstand a zwischen Zahn und Zahnlücke zum Geber 11 als Meßeffekt aus (Figuren 1 und 3).

Da es sich dabei primär um ein Abstandsmeßverfahren handelt, wird neben der Zähnezahl auch die nicht kreisförmige Zahnscheiben-Drehung erfaßt, verursacht beispielsweise durch Lagerspiel, Wellendurchbiegung oder nicht senkrechte Montage des Zahnrades zur Welle. Man gewinnt somit ein Meßsignal (Meßspannung), bei dem die Zähnezahl der ersten Ordnung der Drehzahl überlagert ist (Figur 2a). Dieses Signal ist zur Weiterverarbeitung für eine Impuls gewinnung ungeeignet, da die nachfolgende Auswerteschaltung, die beispielsweise einen Schmitt-Trigger enthält, nicht alle Zähne erfaßt, wie Figur 2b zeigt .

Die weiter unten beschriebene erfindungsgemäße Anordnung, ermöglicht eine so große Unterdrückung der ersten Ordnung in der Meßwertanzeige, daß sämtliche Zähne von der Auswerteschaltung registriert werden.

Bei den bekannten berührungsfreien elektrischen Induktivoder Wirbelstrommeßverfahrer. durchfließt ein von einem Generator 12 erzeugter Wechselstrom mit der Trägerfrequenz f eine Sensorspule 11 (Figur 8a). Da der dort auftretende Spannungsabfall U zur Meßsignalgewinnung ausgenützt wird, bestimmt die Größe des Scheinwiderstandes der Spule 11 die Höhe der Meßspannung U . Dabei ergeben sich nachstehende Zusammenhänge:

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-Sr-

Besteht das Meßobjekt 10 aus ferromagnetischem Material (z.B. St'37 . 1 1 ) , so bestimmen zwei Effekte die Induktivität der Geberspule 1Ί . Der magnetostatische Effekt bejwirkt bei Annäherung des Meßobjekts 10 an die Spule 1'1 eine Induktivitätserhöhung, der Wirbelstromeffekt dagegen eine Induktivitätsverminderung; die beiden Effekte wirken also gegensätzlich. Mit- steigender Frequenz f_ nimmt bekannterweise der Wirbelstromeffekt zu, währerid sich die Permeabilität verkleinert. Aus diesem Grunde überwiegt beispielsweise bei fe-rromagnetischen Stählen (bei relativ niedrigen f -Frequenzen) der magnetostatische Einfluß deutlich; die Selbstinduktivität der Spule 11 nimmt deshalb bei Annäherung des Meßobjekts 10 zu. Besteht ein Meßobjekt 10 dagegen aus nicht-ferro-. magnetischen Materialien (beispielsweise Buntmetall), so wirkt nur der Wirbelstromeffekt, sofern die Oberflächen dieser Materialien elektrisch leitend sind. Die Selbstinduktivität der Spule 11 nimmt also bei Annäherung ab.

Die nachstehenden Betrachtungen basieren auf der Voraussetzung, daß die Spule 11 so gewickelt ist, daß - bei der verwendeten Trägerfrequenz ί_φΜ - die Induktivität der Spule 1T einen dominierenden Einfluß auf deren Gesamt-Scheinwiderstand Z besitzt; Z ver-

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ändert sich also tendenziell entsprechend der Spuleninduktivität.

Erfolgt die Drehzahlmessung auf bevorzugt induktive Weise - die verzahnte Scheibe 10 besteht aus fer.romagnetischem Material, die Frequenz f"_TM ist relativ niedrig -,so ergeben sich die nachstehend beschriebenen Verhältnisse. Dabei ist unterstellt, daß sich der Spulenwiderstand Z und die Meßspannung U gleichsinnig verändern, was bei einer entsprechenden Auslegung der elektrischen Auswerteschaltung

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der Fall ist.

1. Geber 11 mißt gegen Zahnrücken 13a (Figur 3⁰O .

Entsprechend den oben beschriebenen Zusammenhängen ist die Meßspannung U , bedingt durch den magnetostatischen Effekt, beim Abstand 0 mm am größten. Dies ist aus dem Diagramm der Figur k erkenntlich. Über dem Abstand a zwischen Geber und Meßobjekt ist dort die Meßspannung U (^-Kurve) aufgetragen, beginnend von der Entfernung 0 mm (linkes Diagramm-Ende). Deutlich ist ersichtlich, daß mit zunehmender Distanz a die Meßspannung U kleiner wird, um sich bei einem genügend großen Abstand a einem konstanten Wert anzunähern "(der. Sensor 11 mißt dann gegen "Luft", die wirksame Permeabilität ändert sich nicht mehr).

2. Geber 11 mißt gegen Zahnlücke 13b (Figur 3/*)·

Im nicht realisierbaren Idealfall extrem weiter Verzahnung würde die Meßspannung U„ über dem gesamten Bereich des Abstandes a jeweils immer denselben konstanten Wert einnehmen, da der Geber 11 sowohl beim Abstand a = 0 mm, bezogen auf den Zahnrücken (Geber 11 mißt gegen Zahnlücke), als auch bei größerer Distanz a immer gegen Luft mißt. Dies ist jedoch häufig nicht der Fall. Je enger die Verzahnung ist (bezogen auf den Sensorspulen-Durchmesser), desto mehr erfassen bei der Entfernung 0 mm die von der Spule 11 ausgehenden elektromagnetischen Wechselfelder auch den Zahnrücken, die Zahnflanken und/oder den Zahnlückengrund. Die wirksame Permeabilität ist zwar dann geringer als im Fall

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Ct, jedoch größer, als wenn die Spule 11 lediglich gegen "Luft" messen würde: Die Kennlinie ß verläuft zwar etwas flacher als die OC -Kurve , weist jedoch, dieselbe Charakteristik auf.

3. Geber 11 mißt gegen Sahnrücken 13a und Zahnlücke ¹3b (Figur

Steht der Sensor 11 zwischen Zahnrücken und Zahnlücke, so ergibt sich eine Kennlinie, die "tendenziell die gleiche Charakteristik aufweist (J^-Kurve), deren Höhe jedoch zwischen den oben beschriebenen oC— un'd /3— Kennlinien verläuft. " .' '

Bei der Wirbelstrom-Messung verringert sich - bei derselben, o.a. Trägerfrequenz f.^ - bei Annäherung zwischen Geber und Meßobjekt die Spuleninduktivität und damit deren Scheinwiderstand. Aus diesem Grunde verlaufen bei dieser Meßmethode die Meßspannungskennlinien (Figur 5) entgegengesetzt: Die Meßspannungen erhöhen sich mit größer werdendem Abstand a. Dabei ergeben sich, allerdings unter umgekehrten Vorzeichen, ähnliche Meßwertänderungen wie beim induktiven Meßverfahren: Je mehr der Sensor 11 beim Abstand a = 0 mm Wirbelstrom erzeugt, desto stärker ist der Spannungszuwachs mit größer werdender Distanz a, um bei einem genügend weiten Abstand a einen konstanten Wert einzunehmen (Luftspulen-Spannungsabfall). Dies ist aus einem Vergleich der Ot-, /3— , ^"-Kennlinien (Figur 5) mit den entsprechenden Geber-Zahnradpositionen (Figur 3OC bis 33*) erkennbar.

Verändert sich beispielsweise infolge..Unrundheit der Zahnscheibe 10, schlechter Lagerung oder Wellendurchbiegung der Abstand

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32421 ^ '^:

a während einer Umdrehung, so sind beide Meßverfahren zur Drehzahlerfassung ungeeignet, da die konstante Trigger-Spannung U des nachgeschalteten Schmitt-Triggers dann nicht alle Zähne erfassen kann. Dies ist aus den Figuren U"und 5 erkennbar. Bei einer jeweils vorgegebenen konstanten Trigger-Spannung U^ bestimmter Höhe (gepunktete Linien) werden sowohl beim induktiven als auch beim Wirbelstrom-Meßverfahren nur dann sämtliche Zähne gemessen, wenn die Abstandsänderung sich jeweils innerhalb des eingezeichneten Bereiches Aa vollzieht. Fällt die Abstandsänderung größer aus, so werden nicht mehr alle Zähne erfaßt.

Die nachstehend beschriebene Erfindung besteht nun darin, das Meßrad 10 aus mindestens zwei verschiedenen Materialien herzustellen und die zu ermittelnde Drehzahl mit demselben Geber 11 gleichzeitig mit dem induktiven und dem Wirbelstrom-Meßverfahren zu messen und dabei die gegensätzlichen Eichkurven so zu verknüpfen, daß von der Trigger-Spannung U-, - unabhängig von der Exzentrizität - die Meßradrotation korrekt erfaßt werden kann. Das Prinzip ist auf den Bildern 6o "bis Gf ersichtlich. Beim Meßrad 10 übernehmen metallische Folien oder Flächen 13a, die segmentartig gleichmäßig aufgebracht werden, die Funktion der Zähne, während die verbleibenden, unbedeckten Teile 13b des Meßradkörpers die Funktion der Zahnlücken übernehmen (oder umgekehrt). Dabei ist es entscheidend, daß die magnetischen Eigenschaften von Folienmaterial und Meßradkörper unterschiedlich sind. Einen guten Meßeffekt erhält man, wenn, wie hier beschrieben,beispielsweise die Folien 13a aus gut leitfähigem, nicht ferromagnetischem Buntmetall (beispielsweise Kupfer) bestehen, während der Meßradkörper aus ferromagnetischem, hochpermeablem Stoff (beispielsweise magnetischem Ferrit) hergestellt wird.

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"V.

Stellt der Sensor 11 der Folie 13a gegenüber (Position 6 in Figur β), so arbeitet der Sensor 1.1 vorzugsweise .-nach dem Wirbelstromprinzip, d.h. die Meßspannung U erhöht sich mit größer werdendem Abstand a (O -Kurve, Figur T). In der Position £ in Figur 6 mißt der Sensor 11 vorzugsweise gegen ferromagnetisches Material 13b. Jetzt erfaßt der Geber 11 den Abstand Geber-Rad vorzugsweise auf induktive Weise, Das bedeutet, daß die Meßspannung U_M sich mit größer werdender Distanz a verringert ( 6 -Kurve) . In der Position)⁰ in Figur 6 mißt die Sensorspule 11 ungefähr jeweils hälftig gegen den magnetischen bzw. nichtmagnetischen Bereich. Beim Ve^- ; großem oder Verkleinern des Abstandes a heben sich in diesem Fall die jeweils in ihrer Spulenhälfte gegensätzlich wirkenden Spannungsänderungen in etwa auf. Man erhält (im Idealfall) eine Meßspannung U , deren Höhe, unabhängig vom Abstand a, nahezu kostant ist.

Aus den beschriebenen Kurvenverläufen ist erkennbar, daß eine konstante Trigger-Spannung U , die ungefähr so hoch · ist wie U _T, unabhängig von der Rotationsexzentrizität bei einer Drehzahlmessung sämtliche Foliensegmente 13a und unbedeckten Teile 13b erfaßt. Einen Eindruck von der Leistungsfähigkeit dieses Meßverfahrens vermittelt Figur 9· Dort ist die unverstärkte Meßspannung aufgezeichnet, die man erhält, wenn das Meßrad 10 stark exzentrisch aufgespannt wird (Exzentrizität 0,6 mm). Die Folie 13a hat eine Breite b von 0,5 bzw. 0,8 mm (Figur 6),.das Tastverhältnis ist 1:1, der Sensorspulen-Durchmesser beträgt 1 , ^ mm. Deutlich erkennt man, daß es möglich ist, mit einer konstanten Trigger-Spannung U^ bis zur Auflösungsgrenze

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sämtliche Foliensegmente 13a und unbedeckten Teile 13b zu erfassen, unabhängig vom Abstand a.

Voraussetzung für das einwandfreie Funktionieren dieses Meßsystems ist, daß die €. {"induktive") - und ©("Wirbelstrom") -Kennlinien (Figur 7) zumindest gegensätzlich, am besten in grober Annäherung symmetrieähnlich verlaufen. Dies kann man erfindungsgemäß durch Abgleich der Frequenz f des Wechselstroms (Trägerfrequenz), der die Spule 11 durchfließt, erreichen. Weiter oben wurde dargestellt,
daß sich mit steigender Trägerfrequenz bei magnetischen Stoffen der induktive Effekt abschwächt, während gleichzeitig der Wirbelstromeffekt sowohl bei magnetischen als auch nichtmagnetischen Materialien zunimmt. Es ist also erforderlich, die Trägerfrequenz f_ so lange zu verändern, bis sich die oben beschriebenen Verhältnisse einstellen. Dabei ist es oftmals zweckmäßig, den Spannungsabfall der Luftspule U.._T (Abstand Sensor-Meßrad ist sehr groß) als Bezugsgröße für die Triggerspannungshöhe zu wählen (U_M_

Es wäre häufig erforderlich, kleine Sensorspulen 11 mit sehr hochfrequentem Wechselstrom zu betreiben, um einen ausreichenden Spannungsabfall zu erzielen.

Durch Anbringung einer Kapazität C parallel zum Geber vFigur 8a), die vom Geberanschlußkabel· und/oder einem
Kondensator herrühren kann, ist es jedoch möglich, die
Trägerfrequenz f__M herabzusetzen. Im Diagramm der Figur 8b ist der charakteristische Verlauf der Meßspannung U„ über der Trägerfrequenz f_ (bei einem konstanten Grundabstand zwischen Geber und Rad) aufgetragen■( 6, £, '
beschreiben die Position des Sensors 11 zum Rad 10 entsprechend den Figuren So bis 6[).

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Deutlich erkennt man, daß in diesem Fall durch Variieren der Trägerfrequenz f_ der Anteil des Wirbelstrom- und induktiven Meßeffekts am Meßsignal U.. so beeinflußt werden kann, daß sich die oben beschriebenen optimalen Verhältnisse einstellen (f__M gepunktete Linie).

Oftmals ist jedoch aus Kostengründen ein Oszillator vorhanden, der lediglich eine fest eingestellte Trägerfrequenz f erzeugt (beispielsweise 2 MHz). Dann ist es erfindungsgemäß möglich, durch Verändern von C die Resonanzstellen so lange zu verschieben, bis sich auch bei der vorgegebenen Frequenz ί"_ΤΜ» bezogen auf die Unterdrückung der ersten Ordnung in der Meßwertanzeige, die oben beschriebenen optimalen Verhältnisse einstellen. Dies kann durch einen Drehkondensator geschehen, der entweder einzeln oder zusätzlich zu einem vorhandenen Kondensator parallel zur Spule 11 angebracht wird (punktiert eingezeichnet). Soll die Drehzahlmessung an Serienprodukten erfolgen, so kann man auf Abgleichelemente verzichten, wenn die einzelnen Sensorspulen 11 mit einer solchen Genauigkeit hergestellt werden, daß sie untereinander austauschbar sind.

Wird der Kondensator relativ groß ausgelegt, so ist es möglich, daß eine Erhöhung der Spuleninduktivität eine Absenkung der an der Spule anliegenden Meßspannung ergibt, während eine Induktivitätsverminderung eine Spannungserhöhung bewirkt, da die Trägerfrequenz f „ dann höher ist als die Resonanzfrequenzen (Fig. 8b) ..Es kann jedoch auch mit dieser Meßweise die Anzeige der ersten Ordnung unterdrückt werden, da dann lediglich die £-Kurve und die O-Kurve spiegelbildlich vertauscht werden (Fig. T).

Mit dem erfindungsgemäßen Drehzahl-Meßverfahren wird nicht nur der Fehler, der durch Unrundheit der Meßrad-Rotation hervorgerufen wird, unterdrückt, sondern es werden auch die

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Meßfehler, die durch radiale Schwingbewegungen des Gebers entstehen könnten, verhindert. Der Geber 11 kann beispielsweise an einem Chassis-Teil montiert sein, das über eine Federung mit der Meßradwelle verbunden ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Meßverfahren ist es, wie beschrieben, am wirkungsvollsten, das Meßrad 10 segmentartig am Umfang in Zonen 13b ferromagnetischen,Wirbelstrom-Ausbildung behindernden Materials und in Zonen 13a nicht ferromagnetischen, gut leitfähigen, Wirbelstrom-Ausbildung fördernden Materials (beispielsweise Kupfer, Aluminium)zu unterteilen. Es gibt viele Materialien und vielfältige konstruktive Möglichkeiten, diese Bedingungen zu realisieren. Beispielsweise ist es möglich, die Folien 13a aus ferromagnetischem und das Meßrad aus nicht ferromagnetischem Stoff herzustellen. Außerdem ist es beispielsweise denkbar, den Meßradkörper aus Kunststoffen (Resitex, Plexiglas, PVC usw.) herzustellen und die Meßfläche (Umfangsflache) mit einer metallischen Folie zu bekleben, die ihrerseits - durch Aufbringen eines weiteren Metalls - streifenförmig unterteilt ist, d.h. aus Streifen besteht, die abwechselnd unterschiedliches Material der genannten Art enthalten und auf diese Weise die meßwirksamen Zonen 13a, 13b bilden..

Zur segmentartigen bzw. streifenförmigen Aufbringung eines magnetischen Materials auf nichtmagnetisches Material oder umgekehrt gibt es verschiedene Möglichkeiten wie beispielsweise Aufkleben, Aufdampfen oder elektrochemische Verfahren. Beispielhaft sind noch von der Vielzahl der Materialien einige in einer Tabelle zusammengefaßt, die die geforderten Stoffeigenschaften besitzen.

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3*2 £2 TO ff

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Tabelle 1

Ferromagnetischer Stoff	Wicht ferromagnetischer
hoher Permeabilität	Stoff mit guter elektrischer
(teilweise gute Wirbel	Leitfähigkeit
strom-Unterdrückung)
Fe *
Fe-Si-Legierung	- Antimagnetischer .Stahl
Fe-ΪΓχ -Legierung	Aluminium ■ . "
Mumetall	Kupfer
Ferrite	Messing
Dynamo-Blech dünner Stärke

Bisher wurde immer davon ausgegangen, daß der Sensorspulendurchmesser d gleich groß oder (noch günstiger) etwas kleiner ist als die Segmentbreite b (Folienbreite b bei ungefährem Tastverhältnis 1:1- Figur 6). Ist jedoch " das Meßrad 10 in besonders enge Abschnitte T3a, 13b unterteilt, so ist es meistens unumgänglich, den Durchmesser d der Spule 11 größer auszuführen als die Breite b. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Sensor 11 so zu gestalten, daß dessen. Außendurchmesser ungefähr annähernd gleich einem ungeraden Vielfachen der Segmentbreite b ist (Beispiel: b = 0,5 mm, d = 1,5 mm). Der Sensor 11 mißt jetzt über drei Abschnitte, wobei er in den Extrempositionen entweder eine oder zwei Folien überdeckt (analog Figur 6Oi 6£ ). Der Geber 11 mißt dann in diesen Positionen nicht mehr nur wirbelstrommäßig bzw. bevorzugt induktiv den Abstand a bzw. die Drehzahl, sondern es dominiert lediglich jeweils der Wirbelstrom- oder induktive Effekt. Prinzipiell gelten dabei dieselben oben beschriebenen Verhältnisse. Bedingt durch die Randzonen des elektromagnetischen Wechselfeldes erfolgt ohnehin nie eine vollständige Trennung der beiden Meßarten. Wird der Sensor -11 partiell durch eine metallische Folie abgedeckt, so gelten sinngemäß dieselben Zusammenhänge. " ·

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Leerseite

Claims

9.-9· 1982 Fb/Le ROBERT BOSCH GMBH5 TOOO STUTTGART 1 Ansprüche

1.JVorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierenden

eils nach dem Induktiv- und Wirbelstrommeßverfahren mit einem mit dem rotierenden Teil getrieblich verbundenen Meßrad (10) und mit einer von einem Wechselstrom bestimmter Frequenz ^ψμ) äurchflossenen Spule (11), die in der Nähe

des Meßrades (10) angeordnet ist und ein von der Drehzahl

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des Meßrades (10) abhängiges Meßsignal -(U ) abgibt, das durch Änderung der Induktivität der Spule (11) während des Meßvorganges bewirkt wird und von einer bei einer bestimmten Schwellspannung (U^) ansprechenden Ausverteschaltung ausgewertet wird, wobei am Meßrad (10) zur Erzeugung des Meßsignals (U ) dienende, sich in Umfangsrichtung des Meßrades (10) periodisch wiederholende Markierungen (I3a, 13b) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (13a, 13b) innerhalb jeder Periode mindestens eine Zone (13aT^ 13b) aus ferromagnetischem Material und mindestens eine Zone (13b oder 13a) aus nicht ferromagnetischem (dia- oder paramagnetischem), jedoch elektrisch leitfähigem Material enthalten, daß als Schwellspannung (U₁^) für die Auswertung des Meßsignals (Iu I) ungefähr diejenige Spannung (U_MT) verwendet wird, die an der Spule (11) als Meßspannung ( U I) auftritt, wenn diese vom Meßrad (1O) unendlich weit entfernt ist, und daß das ferromagnetische Material und/oder die

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Frequenz (f_mw) des durch die Spule (11) fließenden Wechselstroms so gewählt ist "bzw. sind, daß in den aus dem ferromagnetischen Material "bestehenden Zonen ( 13a oder 13b) der magnetostatische Effekt größer ist als der Wirbelstromeffekt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (13a, 13b) unterschiedlichen Materials in Umfangsrichtung des Meßrades (10) jeweils mindestens annähernd gleiche Ausdehnungen haben.

S.Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen der Spule (11) nachgeschalteten Schmitt-Trigger enthält.

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