DE3322928A1

DE3322928A1 - Messwertaufnehmer

Info

Publication number: DE3322928A1
Application number: DE19833322928
Authority: DE
Inventors: Rudolf Charvat; Rudolf Dr Ing Prinz
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1982-07-02
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE3322928C2

Description

Meßwertaufnehmer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßwertaufnehmer der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.
Bei einem bekannten Meßwertaufnehmer, der für die Messung von Schubverformungen von Klebstoffschichten bestimmt ist (DE-OS 24 35 068), ist zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen ein induktiver Wegaufnehmer angeordnet. Ein solcher induktiver Wegaufnehmer erfordert die Verwendung aufwendiger Verstärkereinrichtungen. Darüber hinaus hat ein solcher Meßwertaufnehmer bedingt durch die Induktionsspule ein verhältnismäßig großes Einbauvolumen.
Bekannt sind weiter Feldplattenmeßwertaufnehmer (Siemens-Bautelle-Information 6 ( 1'36ß) 'D, Seifet 172-177, Siemens Bauteile Report, 17 (1979) 2). Die Feldplatte ist ein Halbleiterbauelement, dessen Widerstand in einem Magnetfeld stark zunimmt. Zur Messung von kleinen Wegänderungen ist es hierbei bekannt, die Feldplatte mehr oder weniger in ein homogenes oder inhomogenes Magnetfeld einzutauchen bzw. die Feldplatte fest in einem homogenen Magnetfeld anzuordnen und das Magnetfeld durch einen beweglichen Anker zu verändern. Es ist dabei weiter bekannt, die Feldplatte auch mit dem Anker zu verbinden. Es sind dabei auch Doppelfeldplatten bekannt, die als kontaktlose Schalter in Reihen- oder Parallelschaltung verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Meßwertaufnehmer der gattungsgemäßen Art zu schaffen 9 mit dem es möglich ist, Wegänderungen im Bereich mit einer hohen Auflösung ohne Temperaturbeeinflussung und mit geringem gerätetechnischen Aufwand zu messen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten merkmales Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt prinzipiell den Aufbau und die Wirkung eines Meßwertaufnehmers gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform mit Permanentmagneten.
Fig. 2 zeigt wiederum schematisch eine Ausführungsform mit einem Elektromagneten Fig. 3 zeigt wiederum schematisch mit Elektromagneten am Gehäuse eine weitere Ausführungsform des Meßwertaufnehmers.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers gemäß der Erfindung mit einer ersten Anordnung von Meßfühlern.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.
Fig. 6, 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsformen von Meßfühlern und Meßfühleradaptern.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Meßwertaufnehmers.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X durch eine weitere Ausführungsform.
Frg. 11 zeigt einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12.
Fig. 14 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIV-XIV in Fig. 12.
Fig. 15 zeigt eine Draufsicht auf eine Blattfeder, wie sie bei der Ausführungsform nach Fig. 12 verwendet wird.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Meßwertaufnehmer weist ein hier C-fdrmig ausgebildetes Gestell 2 auf Auf den einander zugewandt Seiten der Enden der Schenkel Lt und 6 sind Permanentmagnete 8, 10 befestigt, die parallel zueinander liegen, und zwar mit entgegengesetzter Polarität. Auf den freien Flächen der Permanentmagnete. 8 und 1Q sind jeweils nebeneinander zwei Feldplatten, und zwar die Feldplatten 12 und 14 auf dem Permanentmagneten 8 und die Feldplatten 16 und 18 auf dem Permanente magneten 19 angebracht. Im freien Raum zwischen den beiden Feldplattenpaaren ist ein Anker 20 aus einem magnetisch leitenden Material angeordnet, und z war auf einem beweglichen Träger 22, der über zwei im Abstand voneinander liegende Blattfedern 24 und 26 in Richtung des Dcppelpfeils verschiebbar ist, Die Blattfedern sind im Gestell eingespannt und mit dem Träger 22 fest verbunden.
Die vier Feldplatten, die jeweils zwei in der Zeichnung nicht dargestellte elektrische Anschlüsse haben, sind, wie in Fig, 1 unten dargestellt, zu einer Brücke verschaltet und mit einer Spannungsquelle 28 zur Brückenspelsung versehen. Die Widerstandsänderung der Feldplatten kann mittels Instrument 30 angezeigt, m schreiber registriert oder nach AD-Wandlung abgespeichert und verarbeitet werden, Durch die Brückenschaltung wird gleichzeitig eine Temperaturkompensation erzielt.
Die beiden Feldplattenpaare 12, 14 und 16, 18 können als handelsübliche Differentialfeldplattenfühler ausgebildet sein. Zur Erzielung eines größeren Meßbereichea kann es zweckmäßig sein, die Feldplattenfühler in einem größeren Abstand voneinander anzuordnen als dies bei handelsüblichen DifferentialPeldplattenfühlern der Fall ist.
Durch den Anker 20 werden die magnetischen Feldlinien im Luftspalt zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Magnetpolen konzentriert. Die Konzentrat ist abngig von der Dicke des Ankers. Bei Verschiebung des Ankers 20 ändert sich der Magnetfluß durch die Feldplatten der beiden Feldplattenpaare. Hierdurch wird die Brücke entsprechend verstimmt und im Anzeigegerät 30 eine entsprechende Anzeige hervorgerufen. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß mit einer einfachen Brückenschaltung und einer zweckmäßig stabilisierten Speisespannung von 5 V DC bei einem Meßbereich des Meßwertaufnehmers in der Größenordnung von 0,2 mm eine hohe Auflösung innerhalb des Meßbereiches erreicht wird. Bei einem Meßwertaufnehmer der weiter unten beschriebenen Ausführungsform nach Fig. Lt und 5 wurden bei Verwendung von Feldplatten-Differentialfühlern FP 111 L 100 der Firma Siemens AG, München, folgende Werte erreicht: Meßbereich + 0,2 mm Speisespannung für die Brücke 5 V DC stabilisiert Innenwiderstand 225 n Speisestrom 25 mA Spannung in der Brückendiagonale für den Meßbereich # 0,2 mm # 300 mV.
Damit ist es möglich, den Meßwertgeber über einen einfachen Anpassungsvorverstärker direkt in ein Steuersystem einzubeziehen.
Der Meßwertaufnehmer hat ferner den Vorteil, daß er mit sehr geringen Abmessungen herstellbar ist. Hierauf wird weiter unten unter Bezug auf Fig. Lt und 5 noch näher eingegangen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das hier wiederum C-förmig dargestellte Gestell 32 als Kern eines Elektromagneten ausgebildet, dessen Wicklung 34 auf dem Steg 36 des Gestells angeordnet ist. An den freien Enden der Schenkel 38, 40 sind auf den einander zugewandten parallelen Endflächen, die den Nordpol bzw.
den Südpol bilden, in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 zwei Feldplattenpaare 42, 44 angeordnet. Im freien Raum zwischen den Feldplattenpaaren ist hier wiederum ein Anker 46 auf einem Träger 48 in Richtung des Doppelpfeils verschiebbar Der Träger 48 kann wiederum in gleicher Weise mit Hilfe von Blattfedern in Achsrichtung geführt sein. Die Feldplatten der beiden Feldplattenpaare 42 and 44 sind wiederum zu einer Brücke 50 verschaltet. Die Spannungsquelle 52 dient hier gleichzeitig als Spannungsquelle für den Elektromagneten 34. Durch die Brückenschaltung der Feldplattenpaare 42 und 44 wird wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Temperaturkompensation erzielt. Zusätzlich kann eine Spulenstromsteuerung 54 für den Elektromagneten mit einem NTC- bzw. PTC-Widerstand vorgesehen werden, um temperaturabhängige Anderungen der Empfindlichkeit der Feldplatten zu kompensieren.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers gemäß der Erfindung. Das Gestell 60 weist hier zwei aufeinander zu gerichtete Polvorsprünge 62, 64 auf, um die herum jeweils eine Erregerspule 66, 68 angeordnet ist, die in Reihe an eine Spannungsquelle 70 angeschlossen sind. Der Stromfluß durch die Spulen 66 und 68 ist so, daß die beiden Polschenkel entgegengesetzte Polarität aufweisen. Zwischen den so gebildeten Magnetpolen ist ein beweglicher Träger 72 in Richtung des Doppelpfeiles verschiebbar. Auf dem Träger 72 sind im Abstand Feldplattenpaare 74, 76 angeordnet. Die Feldplattenpaare sind relativ zum feststehenden Magnetfeld verschiebbar. Der Abstand der Feldplatten soll so groß sein, daß auch kleinste Bewegungen der Träger 72 zu Änderungen des Magnetflusses durch die Feldplatten und damit zu Widerstandsänderungen führen.
Der Träger 72 ist hier auf seinem linken Ende wiederum über eine Blattfeder 78 geführt, während er auf seinem rechten Ende mit einer Membranfeder 80 fest verbunden ist. Diese Membran 80 stellt hier eine Wandung einer Kammer 82 dar, die der Membran gegenüber durch eine feste Platte 84 verschlossen ist, in der ein Anschlußstutzen 86 angeordnet ist. Mit dieser Anordnung lassen sich Drücke von Gasen oder Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit messen.
Der Träger 72 könnte aber auch beidseitig über Blattfedern geführt sein wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2.
Die Feldplattenpaare 74 und 76 der Ausführungsform nach Fig. 3 sind wiederum in gleicher Weise zu einer Brücke verschaltet, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Es kann weiter eine Temperaturkompensation wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 vorgenommen werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform ist in Fig. 4 und 5 dargestellt.
Das Gestell 90 ist hier als geschlossener viereckiger Rahmen ausgebildet, der darüber hinaus seitlich durch Platten 92 abgedeckt ist, von denen in Fig. 4 lediglich die hintere Platte dargestellt, während die vordere Platte angedeutet ist. In dem Schenkel 94 des Rahmens 90 ist ein Fenster 96 ausgebildet, in dem cin Träger 98 beweglich angeordnet ist. Der Träger wird mittels zweier Blattfedern 100 geführt, die mit ihrem dem Träger 98 abgewandten Ende im hinteren Rahmenschenkel 102 durch Klemmung gehaltert sind.
Mit dem Träger 98 fest verbunden ist ein Tragarm 104, der sich in das Innere des Rahmens 90 erstreckt und an seinem hinteren Ende einen sich quer zur Bewegungsrichtung des Trägers 98 - dargestellt durch den Doppelpfeil - erstreckender Anker 106 aus einem magnetisch leitenden Material befestigt ist. Auf der Innenseite der Platten 92 ist jeweils ein Permanentmagnet 108 angeordnet, und zwar derart, daß die gegenüberliegenden Magnete auf ihren nander zugewandten @eiten entgegengesetzte Polarität haben. Auf {ìels Permanentmagneten o ist jeweils ein Paar in Abstand voneinander liegender Feldplatten 109 und 111 angeordnet, deren Längserstreckung in Richtung der Längserstreckung des Ankers 106 und damit quer zur Bewegungsrichtung des Trägers 98 liegt.
Auf der Außenseite des Rahmenschenkels 94 und der Stirnseite des Trägers 98 sind Befestigungsanordnungen für Meßspitzen oder Meßadapter angeordnet. Vorzugsweise sind hierfür Gewindebohrungen vorgesehen, in die Meßspitzen eingeschraubt werden können bzw.
über die Meßadapter befestigbar sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind an der Stirnseite nebeneinander zwei Meßspitzen 110 im Schenkel 94 angeordnet, während im Abstand daneben an der Stirnseite des Trägers 98 eine Meßspitze 112 befestigt ist. Die Meßspitzen sind an ihrem in der Zeichnung nicht dargestellten hinteren Ende mit Gewinde versehen, mit denen sie in die Gewindebohrungen eingeschraubt sind.
Ein Meßfühler, wie er in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, läßt sich mit sehr geringen Abmessungen herstellen, bei einer Gehäusebreite von 11 mm beispielsweise mit einer Gehäusehöhe von 20 mm und einer Gehäusetiefe von 16 mm, also mit einem Gesamtvolumen von 3,5 cm3 und einem Gewicht von ca. 20 g.
Bei einer Ausführungsform nach Fig. 6, in der für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen eingetragen sind wie in Fig. Lt und 5, sind die feststehenden Meßspitzen 110 auf einer Seite des Fensters 96 am Gestell angeordnet, während die Meßspitze 112 am Träger 98 in der Mitte angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine relativ schmale Meßbasis erzielt, mit der beispielsweise Schubverformungen zwischen zwei beispielsweise miteinander verklebten Werkstücken 113 und 115 gemessen werden können. Die beiden Meßspitzen 110 greifen dabei an dem Teil 115 an, während die Meßspitze 112 an dem Teil 113 angreift.
Fig. 7 zeigt den Meßwertaufnehmer mit Meßadaptern für die Durchführung von Rißöffnungsmessern. Mit dem Träger 98 ist hier eine U-förmige Klaue 114 verbunden, deren Spalt in Bewegungsrichtung des Trägers 98 liegt. Am Gestell 90 sind winkelförmige Elemente 116 befestigt, und zwar mit einem Schenkel 118, der mit dem Gestell verschraubt ist. Der rechtwinklig davon abstehende Schenkel 120 fluchtet mit den Schenkeln der Klaue 114. In die Klauenschenkel sind jeweils Schrauben 122 angeordnet, die auf ihrer Innenseite mit einer Spitze versehen sind. Mit diesen Befestigungsschrauben wird das Werkstück 124 beiderseits eines Risses 126 einmal mit der beweglichen Klaue 114 und zum andern mit den feststehenden Klauenbacken 120 starr verbunden.
In Fig. 8 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Meßadaptern dargestellt, mit denen die Querdehnung eines Probestabes meßbar ist. Am Träger 98 ist hierbei ein winkelförmiger Adapter 128 fest verbunden, während mit dem Gestell 90 ein Rahmen 130 fest verschraubt ist, der sich mit seinem Schenkel 132 parallel zu dem Schenkel des Adapters 128 erstreckt. An den Enden der Meßadapter sind Anlagestifte 134 am Bügel 132 und 136 am Adapterschenkel 128 angeordnet. Zur Durchführung einer Messung werden diese Stifte gegen die gegenüberliegenden Seiten eines Werkstückes 138 in Anlage gehalten, beispielsweise durch eine aufgesetzte Klammer oder dergleichen.
Mit dem in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Meßwertaufnehmer werden nichtelektrische Meßgrößen nach Umformung in eine Wegänderung sehr genau und ohne wesentlichen Aufwand für Meßverstärker bei sehr geringer Masse des Meßwertaufnehmers selbst gemessen. Durch die besondere Anordnung der Feldplatten wird 3U(:h zwei tlSeht Uxakt,el Führung er beweglichen Teile das Meßergebnis nicht beeinflußt und durch die Vollbrückenschaltung wird eine hohe Meßempfindlichkeit bei gleichzeitig sehr geringem Temperaturgang erzielt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist wiederum ein geschlossener Rahmen 140 vorgesehen, der seitlich durch Platten geschlo.ssew ist, von denen in Fig. 9 die vordere Platte 142 angedeutet ist.
Der in der Zeichnung unten liegende Rahmenschenke 144 ist mit einer Öffnung 146 versehen, durch die der bewegliche Träger 148 durchgreift, der an seinem außen liegenden Ende mit einer Meßspitze 150 versehen ist.
Der Träger 148 ist mit seinem anderen Ende 154 im oberen Rahmenschenkel 156 fest eingespannt. Unterhalb der Einspannstelle ist ein Schwenkgelenk 152 vorgesehen, um das der Träger 148 schwenken kann. Am Träger 148 sind im Abstand übereinander zwei Träger für die Anker 158, 160 angeordnet, die mit einem querliegenden Anker 162, 164 mit Differentialfeldplattenpaaren 166, 168 zusammenwirken, die in ähnlicher Weise wie die Feldplattenpaare 109, 111 der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 an den Platten befestigt sind. In der Zeichnung sind die Differentialfeldplatten dargestellt, die auf der hinten liegenden Platte 170 befestigt sind.
Da der Träger 148 eine Schwenkbewegung durchführt, ist es zweckmäßig, die Anker 162, 1-64 radial zum Schwenkgelenk 152 anzuordnen und die Differentialfeldplatten entsprechend, so daß die Feldplatten parallel zu den Ankern liegen. Auf diese Weise wird die Nichtlinearität aufgrund der Bewegung der Ankerbleche auf einem Kreisbogen weitgehend kompensiert. Diese Kompensation wird weiter dadurch erleichtert, daß Meßwertaufnehmer der beschriebenen Art im allgemeinen für sehr kleine Meßbereiche ausgelegt sind, die normalerweise unter einem Millimeter liegen.
Durch die Anordnung zweier Anker mit zugehörigen Feldplattenpaaren besteht die Möglichkeit, den Meßwertaufnehmer für unterschiedliche Meßbereiche einzusetzen, und zwar unter Verwendung von Differentialfeldplatten mit gleichem Abstand. Selbstverständlich läßt sich die Ausführungsform nach Fig. 9 auch mit einem einzigen Anker ausbilden, der an beliebiger Stelle über die Länge des Trägers 148 angeordnet werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist es in einfacher Weise möglich, die Feldplatten gegen Verschmutzung zu schützen. Zu diesem Zweck kann im Innenraum des Gestells 140 eine elastische Trennwand 172 vorgesehen sein, durch die Träger für die Anker durchgeführt sind.
Da sich Meßwertaufnehmer nach Fig. 9 mit besonders kleinen nahmenabmessungen bauen lassen, kann sich hier das Problem stellen, eine ausreichende Länge für die Meßbasis zur Verfügung zu haben. Zu diesem Zweck kann am unteren Rahmenschenkel, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Platte 174 befestigt sein, die an ihrem Ende die gestellfesten Meßspitzen 176 trägt. Diese Platte 174 kann gleichzeitig so ausgebildet sein, daß mit ihr der Meßwertaufnehmer auf dem zu messenden Objekt festgeklemmt werden kann. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch möglich, die gestellfeste Meßspitze 176 unmittelbar am Gestell anzuordnen.
Ebenso könnte der Rahmenschenkel 144 direkt über das Gestell 140 hinaus verlängert werden.
Eine weitere Verkleinerung der Abmessungen des Meßwertaufnehmers läßt sich dadurch erreichen, daß auf dem Träger anstatt eines Ankers aus einem magnetisch leitenden Material ein Permanentmagnet angeordnet wird, der das Magnetfeld liefert, das bei Verschiebung des Trägers den Widerstand der Feldplatten ändert.
In diesem Fall bildet bei der Ausführungsform nach Fig. 1 das C-förmige Gestell einen den magnetischen Rückschluß bildenden Körper. Es entfallen damit die bei der Ausführungsform nach Fig.
1 auf den Schenkeln des C-förmigen Gestells angeordneten Permanentmagnete 8 und 10. Der Permanentmagnet ist dabei zweckmäßig an seinen beiden Polen quer zur Bewegungsrichtung keilförmig ausgebildet. Auf diese Weise läßt sich die notwendige Magnetmasse mit der erforderlichen Konzentration der Feldlinien an den Polen erreichen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. Lt und 5 würden bei einer solchen Ausführung die Magnete 108 entfallen. Die Feldplattenpaare 109, 111 können dann direkt auf den Platten 92 angebracht werden, wodurch sich die Breite des Rahmens 90 reduzieren läßt, wie sich aus einer Betrachtung der Fig. 5 ohne weiteres ergibt.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers unter Verwendung eines Permanentmagneten auf dem beweglichen Träger ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Der Meßwertaufnehmer 180 hat bei dieser Ausführungsform einen den magnetischen Rückschluß bildenden ringförmigen Körper 182 aus einem magnetisch leitenden Material, der innen mit zwei einander gegenüberliegenden Polen 184, 186 versehen ist, mit einander gegenüberliegenden parallelen ebenen Polflächen 188, 190, auf denen jeweils die Feldplattenpaare 192, 19lot so angeordnet sind, daß deren Feldplatten in Achsrichtung des Körpers 182 in Abstand voneinander liegen. Der Rückschlußkörper 182 ist bei dieser Ausführungsform mit einer zylindrischen Umfangsfläche 196 versehen und im Bereich des Umfangs mit axial gerichteten ringförmigen Vorsprüngen 198, 200 ausgebildet. Der Rückschlußkörper 182 liegt in einem zweiteiligen Außengehäuse 202, das mit einer zylindrischen Ausnehmung entsprechend den Abmessungen des Rückschlußkörpers im Bereich seines Umfanges einschließlich der Vorsprünge 198, 200 versehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Gehäuseteile 204, 206 radial einwärts der Vorsprünge 198, 200 mit Wandungen 208, 210 versehen. Die Gehäuseteile sind mit Schrauben 205 miteinander verbindbar und gegen den Rückschlußkörper verspannbar.
Zwischen den Vorsprüngen 198, 200 und dem jeweiligen Gehäuseteil 20, 206 sind membranförmige Federn 212, 214 eingespannt. In diesen Membranfedern ist mittig ein stabförmiger Träger 206 gehaltert, wobei links zwischen der Membran 214 und dem Träger 216 die Verbindung als Schraub- oder Klemmverbindung 218 und rechts die Verbindung zwischen der Membranfeder 212 und dem träger als Löt- oder Schweißverbindung 220 angedeutet ist.
Auf dem Träger 216 ist der Permanentmagnet angeordnet, der mit seinem Nord- bzw. Südpol den Feldplattenpaaren 192 bzw. 194 zugewandt liegt. Im Bereich der Pole ist der Magnet 222 keilförmig ausgebildet, so daß eine relativ schmale Polfläche gebildet wird. Auf diese Weise wird eine Feldlinienkonzentration auf die jeweils gewünschte Feldbreite an den Polen des Magneten erzielt.
Der Träger 216 ist auf der rechten Seite durch eine Bohrung 224 in der Gehäusewand 208 nach außen geführt. In gleicher Weise kann auch die Gehäusewand @10 mit einer Bohrung versehen sein, durch ifc zur Träger '14 nach außen vorsteht. Das Gehäuse 202 des Meßwertaufnehmers 180 bildet die erste Meßreferenz, wobei gegebenenfalls an diesem Gehäuse Meßspitzen oder dergleichen angeordnet sein können. Die zweite Meßreferenz wirkt direkt oder indirekt auf den Träger 216. Gemessen wird auf diese Weise wie bei den übrigen Ausführungsformen die Querbewegung des Magneten und damit des Trägers quer zu den Feldplattenpaaren 192, 194.
In Fig. 10 ist links die Wand 210 des Gehäuseteils 206 mit einem Anschlußstutzen 226 für ein Fluid versehen, das durch diesen Stutzen in den abdichtend geschlossenen Raum zwischen der Wand 210 und der Membran 214 einführbar ist. Auf diese Weise lassen sich mit dem Meßwertaufnehmer Druckmessungen durchführen, und zwar sowohl im Überdruck- als auch im Unterdruckbereich. Der Träger 216 braucht in diesem Falle nicht durch die Wand 208 hindurchgeführt zu werden. In dieser Wand wird jedoch zweckmäßig eine Öffnung für den Druckausgleich vorgesehen. Bei der Ausführung als Druckmesser kann der Träger 216 auch einseitig an der Membran 214 befestigt sein und die Membran 212 entfallen.
Bei einem Meßwertaufnehmer mit einem ringförmigen Körper in der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 kann der Anker auch aus einem magnetisch leitenden Material bestehen, wobei dann auf den Polflächen Permanentmagnete vorgesehen werden, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 bis 15 entspricht in ihrem prinzipiellen Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5. Der Meßwertaufnehmer 230 weist hier einen viereckigen Rahmen 232 auf, der beidseitig durch Platten 234, 236 abgedeckt ist. Auf diesen Platten sind die Feldplattenpaare 238, 240 angeordnet. Zwischen diesen Feldplattenpaaren liegt der Permanentmagnet 242, der auch hier an seinen Polen keilförmig abgeschrägt dargestellt ist.
Der Rahmen ist in seinem einen Schenkel mit einem Fenster 244 versehen, in dem ein Träger 246 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles beweglich ist. Der Träger 246 kann wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 über zwei Blattfedern geführt sein, die in dem dem Fenster 244 gegenüberliegenden Schenkel des Rahmens festgelegt sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 bis 14 sind hiervon abweichend Blattfedern 248 vorgesehen, die, wie aus Fig. 15 ersichtlich, kammartig mit zwei äußeren Zungen 250 und einer mittleren Zunge 252 ausgebildet sind. Diese Federn sind jeweils mit den Enden ihrer äußeren Zungen 250 in dem Rahmenschenkel eingespannt, in dem das Fenster 244 ausgebildet ist. Der die drei Zungen verbindende Steg ist mit einem Tragelement 254 verbunden, das hier plattenförmig ausgebildet ist und in seiner Mitte den Magneten 242 trägt. Die mittlere Zunge 252 ist mit ihrem freien Ende mit dem Träger 246 verbunden. Durch eine derartige Ausbildung der Blattfeder wird die wirksame Federlänge verdoppelt. Dies führt zu einer Untersetzung des vom Magneten 242 zurückgelegten Weges im Verhältnis der wirksamen Längen der Fzderzungen 250 bzw. 252, also beispielsweise eine Untersetzung im Verhältnis 1 : 2. Auf diese Weise wird der Meßbereich entsprechend vergrößert.
Zur Herabsetzung der Hysterese insbesondere bei den Ausführungsformen mit Permanentmagneten wird zweckmäßig unter den Feldplatten eine dünne Schicht aus einem magnetisch weichen Material angeordnet. Für diese Schicht genügt eine Dicke, die bei etwa 0,2 - 0,5 mm liegen kann.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Meßwertaufnehmer mit einem Rahmen als Träger für eine erste Meßreferenz, einem relativ zum Rahmen beweglichen Element für eine zweite Meßreferenz, einem mechanisch/elektrischen Wandlersystem, von dem erste Mittel im/am Rahmen und zweite Mittel an einem relativ zum Rahmen beweglichen Träger befestigt sind, wobei der Träger mit dem Element für die zweite Meßreferenz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein quer zur Bewegungsrichtung des Trägers gerichtetes Magnetfeld mit wenigstens einem Luftspalt vorgesehen ist, in dem der Träger quer zum Magnetfeld beweglich angeordnet ist und in dem zwei Feldplattenpaare mit je zwei in Bewegungsrichtung des Trägers im Abstand angeordneten Feldplatten angeordnet sind, wobei die Feldplatten mit ihren Plattenpolen jeweils entgegengesetzt gerichtet sind, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen bei einer Bewegung des Trägers die Durchdringung der Feldplattenpaare durch das Magnetfeld verändert wird, und daß die Ausgänge der Feldplatten zu einer Brücke verschaltet sind, in der in einer Diagonale eine Meßwertanzeige geschaltet ist, während an der anderen Diagonale eine Gleichstromspeisespannung anliegt.
2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen einander im Abstand mit parallelen Polflächen gegenüberliegende Pole vorgesehen sind, zwischen denen der Luftspalt ausgebildet ist, in dem der Träger beweglich ist.
3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole als Magnetpole ausgebildet sind.
Lt. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Polen Permanentmagnete angeordnet sind.
5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplattenpaare auf entgegengesetzten Seiten des Trägers so angeordnet sind, daß sie jeweils den Magnetpolen zugewandt liegen.
6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplattenpaare auf den Polflächen der Magnetpole angeordnet sind, und daß auf dem Träger ein Anker aus einem magnetisch leitenden Material angeordnet ist.
7. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole durch Permanentmagnete gebildet sind.
8. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger ein quer zur Bewegungsrichtung des Trägers liegender Permanentmagnet angeordnet ist und daß die Feldplattenpaare den Polen des Permanentmagneten gegenüber auf Teilen des Rahmens bzw. mit dem Rahmen verbundener Teile angeordnet sind, die mit dem Rahmen einen magnetischen Rückschluß bilden.
9. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger über zwei im Abstand voneinander angeordnete parallele Blattfedern geführt ist.
10. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit wenigstens einer Membranfeder geführt ist.
11. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder als bewegliche Wand einer mit einem Fluid beaufschlagbaren Kammer ausgebildet ist.
12. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Ende mit der Membranfeder verbunden und von dieser getragen ist.
13. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Träger einseitig schwenkbar aufgehängt ist und an seinem freien Ende die zweite Meßreferenz trägt.
14. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am beweglichen Träger in unterschiedlichen Abständen vom Schwenkgelenk eine Mehrzahl von Ankern angeordnet ist, die jeweils mit gesonderten Feldplattenpaaren zusammenwirken.
15. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am beweglichen Träger in unterschiedlichen Abständen vom Schwenkgelenk eine Mehrzahl von Permanentmagneten angeordnet ist, die jeweils mit gesonderten Feldplattenpaaren zusammenwirken.
16. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ringförmig ausgebildet ist, wobei die Pole vom inneren Umfang des Rahmens vorstehen und daß der Träger in Achsrichtung des Rahmens verschiebbar gelagert ist.
17. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen viereckig ausgebildet ist, die offenen Seiten des Rahmens durch Platten abgedeckt sind, auf deren Innenseite jeweils einander gegenüber die Feldplattenpaare angeordnet sind, daß in einem Schenkel des Rahmens ein Fenster angeordnet ist, in dem der Träger über zwei parallele Blattfedern parallel zu diesem Rahmenschenkel geführt ist, daß an der dem Inneren zugewandten Seite des Trägers die Mittel angeordnet sind, mit denen bei einer Bewegung des Trägers die Durchdringung der Feldplattenpaare durch das Magnetfeld verändert wird.
18. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rahmen und Träger mit Gewindebohrungen zur Befestigung von Meßfühlern oder Meßadaptern versehen sind.
19. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfühler in die Gewindebohrungen einschraubbare Meßspitzen vorgesehen sind.
20. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßadapter Meßfühlerträger vorgesehen sind, die sich quer zur Bewegungsrichtung des Trägers erstrecken und an denen Meßfühler angeordnet sind, die sich in Bewegungsrichtung des Trägers aufeinander zu erstrecken.
21. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger und am Rahmen gabelförmige Meßfühlerträger mit sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Aufnahmeschlitzen befestigt sind, und daß an den Schenkeln jeweils sich quer zur Bewegungsrichtung des Trägers erstreckende Schrauben angeordnet sind, mit denen eine Befestigung an dem zu prüfenden Werkstück möglich ist.
22. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel in die Schenkel der Meßfühlerträger Schrauben angeordnet sind, die mit einer mit dem Werkstück in Eingriff tretenden Spitze versehen sind.
23. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Feldplatten eine dünne Schicht aus einem magnetisch weichen Material angeordnet ist.