DE3603565A1

DE3603565A1 - Messwertgeraet mit magnetskala

Info

Publication number: DE3603565A1
Application number: DE19863603565
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hadano Kanagawa Yamakawa
Original assignee: Sokkisha Co Ltd
Current assignee: Sokkisha Co Ltd
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1986-08-14
Also published as: JPS61184403A; GB8602013D0; GB2170912A

Description

Meßwertgerät mit Magnetskala

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Die Erfindung betrifft ein Meßwertgerät zur Benutzung mit einer Magnetskala. Derartige Meßwertgeräte zur Messung beispielsweise von Längen und Winkeln mit einer Magnetskala sind bekannt und finden auf den verschiedensten Gebieten breite Anwendung, weil die Messungen mit hoher Genauigkeit erfolgen. Die mit einer Magnetskala versehenen Einrichtungen finden nun auch bei automatischen Steuerungen weitverbreitete Verwendung. Die Vorrichtung weist eine Magnetskala für die Ausbildung eines Magnetisierungsmusters mit vorbestimmter Wellenlänge Λ (gewöhnlich in der Größenordnung von etwa 200 Mikron) und einen der Magnetskala gegenüberliegenden Magnetkopf auf. Diese Vorrichtungen sind so gestaltet, daß entweder die Magnetskala oder der Magnetkopf festgelegt ist. Die verbleibende Einheit ist mit einem beweglichen Teil verbunden. Ein vom Magnetkopf ausgehendes Signal wird bei der Fortbewegung des beweglichen Teils elektrisch verarbeitet und dadurch der vom beweglichen Teil zurückgelegte Weg bestimmt.

Diese derart gestalteten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß weder die Bewegungsgeschwindigkeit der Magnetskala noch die des Magnetkopfes festgelegt ist. Die Messungen sollten nur vorgenommen werden, wenn sich diese Teile im Ruhezustand befinden und Skala und Kopf sollten vor gewaltsamen Berührungen geschützt werden, um eine Abnutzung der Magnetskala und des Magnetkopfes zu verringern.

Entsprechend der bisherigen Technik ist der Magnetkopf

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diejenige Einrichtung, die den Magnetfluß abtastet. Diese Art von Magnetkopf ist so gestaltet, daß eine Erregerwicklung und eine signalabgebende Wicklung um einen gegenüber der Magnetskala angeordneten Erregerkern gewickelt sind. Wenn an die Erregerwicklung ein hochfrequenter Strom angelegt wird, gibt die signal abgebende Wicklung ein Signal ab (entsprechend dem Bewegungsumfang der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen, auf denen sich entweder die Magnetskala oder der Kopf befindet), welches durch Modulieren des Erregerstroms durch ein Magnetmuster der Uberfahrenen Magnetskala abgeleitet wird. Der von einem beweglichen Teil zurückgelegte Weg wird durch elektrische Verarbeitung des modulierten Signals gemessen. Seit kurzer Zeit wird auch ein Viel spal t-Erregerkern zum Erzeugen einer Abgabe von hoher Genauigkeit und hoher Auflösung verwendet.

Unabhängig von diesem Bemühen um eine Verbesserung durch eine konstruktive Ausgestaltung der Teile und insbesondere des Kopfes besteht die Aufgabe, andere störende Einflüsse auf das Meßwertergebnis zu vermeiden, ohne hierfür einen erheblichen konstruktiven Aufwand zu betreiben. Insbesondere soll sichergestellt werden, daß bestimmte unvermeidbare Konstellationen wie solche vermieden werden, die sich beispielsweise aus der nicht festgelegten Relativgeschwindigkeit der beiden zueinander bewegten Teile ergeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem vorangestellten Hauptanspruch angegeben. Eine Ausgestaltung ist im Unteranspruch genannt. Wesentlich ist hierbei, daß das Ausgangssignal eines Magnetkopfes von unnötigen harmonischen Komponenten freigehalten wird.

Ein von der signal abgebenden Wicklung abgegebenes Ausgangssignal des zum zuvor beschriebenen Meßwertgerät gehörigen

Magnetkopfes enthält eine harmonische Wellenkomponente mit einer Frequenz, die um die Multiplikation mit einer ganzen Zahl höher ist als die Frequenz (fo) des Erregerstroms. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Ausgangssignal die Aufgabe, die elektrische Verarbeitung zur Meßwertgebung zu bewirken, dann bewältigen kann, wenn seine Frequenz zweimal so hoch ist (2fo) wie die des Erreger-Stroms. Wenn eine weitere harmonische Komponente außer der zuvor erwähnten Frequenzkomponente (2fo) das Ausgangssignal überlagern würde, entstehen Meßwertfehler, die gemäß der vorliegenden Erfindung nicht vorkommen können.

Im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Umstände ist mit vorliegender Erfindung ein Meßwertgerät geschaffen worden, welches so aufgebaut ist, daß ein Kondensator, der mit der Signalwicklung des Magnetkopfes parallel geschaltet wird, für die entsprechende Frequenzabstimmung seine Kapazität vorgegeben erhält. Dieser Kondensator beeinflußt oder filtert die Frequenz des Schwingkreises in dem sich auch die Signalwicklung befindet. Die Meßwertgebung weist dadurch eine geeignete Frequenz auf, wodurch verhindert wird, daß unnötige harmonische Komponenten die Messungen schädlich beeinflussen und eine genaue Messung des zurückgelegten Weges eines beweglichen Teiles sichergestellt wird.

Für die Durchführung der Erfindung besteht ein Magnetskala-Meßwertgerät aus der folgenden Kombination:

einer Magnetskala, in welcher ein Magnetmuster mit einer vorbestimmten Wellenlänge ausgebildet wird;

einem Magnetkopf, der gegenüber der Magnetskala angeordnet ist und mit einem von einer Erregerwicklung und einer Signalwicklung umgebenen Erregerkern versehen ist;

worin ein Erregerstrom mit einer vorbestimmten Frequenz an die Errgerwicklung angelegt wird und die Signalwicklung ein Ausgangssignal abgibt, das durch Modulieren des Erregerstroms durch das Magnetmuster der Magnetskala erhalten wird und das sich dadurch auszeichnet, daß eine Kapazität mit der Signalwicklung parallel geschaltet ist, um mit der Frequenzkomponente des Ausgangssignals von der Signalwicklung abzustimmen, was für die Meßwertgebung erforderlich i st.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich O aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Magnetkopfanordnung, die auf einen Magnetfluß eines Magnetstreifens anspricht und
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Fig. 2 ein schemati sches Blockschaltbild der Art, in der eine Signal v/i ckl ung des Magnetkopfes mit einer verarbeitenden Schaltung gemäß der Erfindung verbunden wird.
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In Fig. 1 ist eine Magnetkopfanordnung 11 dargestellt, die auf einen Magnetfluß anspricht. Der Magnetkopf 11 wird durch Aufwickeln einer Erregerwicklung 13 und einer Signal wicklung 14 um einen Erregerkern 12 hergestellt. Der Magnetkopf 11 ist gegenüber einer Magnetskala 15 angeordnet, auf welcher ein Magnetmuster mit einer vorbestimmten Wellenlänge ausgebildet ist, und er kann sich entlang der Magnetskala 15 bewegen.

Wenn die Erregerspule 13 mit Erregerstroni mit einer Frequenz (fo) versorgt wird, gibt die Signalwicklung 14 ein Signal ab, welches durch Modulieren des Erregerstroms durch das Magnetmuster der Magnetskala 15 erhalten wird. Die Signalwicklung 14 ist an beiden Enden mit einer elektrischen Verarbeitungsschaltung 16 verbunden. Die elektrische Verarbeitungsschaltung 16 verarbeitet ein Ausgangssignal von der Signalwicklung 14 elektrisch und gibt dadurch ein Meßwertsignal ab, das dem zurückgelegten Weg des Magnetkopfes 11, nämlich der von einem bewegten Teil durchfahrenen Strecke entspricht. Dieses Meßwertsignal wird zur Einstellung eines automatischen Steuergerätes oder zur Anzeige eines gemessenen Wertes verwendet.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Kondensator 17 mit der Signalwicklung 14 parallel geschaltet. Der Kondensator 17 ist dafür ausgelegt, auf die Frequenzkomponente {die zweimal so hoch ist wie beispielsweise die Frequenz (fo) des Erregerstroms) eines Ausgangssignals der Signal wicklung 14 abzustimmen oder zu bestimmen, die für den Meßwert erforderlich ist. Deshalb wird nur diejenige Frequenzkomponente eines Ausgangssignals von der Signalwicklung 14, welches für die Meßwertgebung nötig ist, an die elektrische Verarbeitungsschaltung 16 angelegt. Unnötige harmonische Komponenten werden durch den Kondensator daran gehindert, in die elektrische Verarbeitungsschaltung 16 zu gelangen.

Beim zuvor beschriebenen Aufbau des erfindungsgemäßen Meßwertgerätes empfängt die elektrische Verarbeitungsschaltung 16 nur ein Signal mit einer Frequenz, die für die Meßwertgebung erforderlich ist und bietet so den Vorteil, daß Meßwertfehler durch die Erzeugung von unnötigen harmonischen Komponenten vermieden werden und der zurückgelegte Weg eines beweglichen Teiles oder Körpers genau bestimmt werden kann.

Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich auf ein erfindungsgemäßes Meßwertgerät, wobei die Magnetskala 15 festgelegt und der Magnetkopf 11 beweglich ist. Die Erfindung ist jedoch auch mit einem Meßwertgerät verwendbar, bei dem der Magnetkopf 11 festgelegt und die Magnetskala 15 beweglich ist.

- Leerseite

Claims

■I Jt STOII HKCKN ... SOKKISHA Co., Ltd. München, 05. Februar 1986 Tokyo, Japan str-fs-ks 19 038 Meßwertgerät mit Magnetskala Patentansprüche

1. Meßwertgerät mit einer Magnetskala (15), auf welcher ein Magnetmuster einer vorbestimmten Wellenlänge ausgebildet ist und mit einem Magnetkopf (11), der gegenüber der Magnetskala (15) angeordnet und durch Aufwickeln einer Erregerwicklung (13) und einer Signalwicklung (14) um einen Erregerkern (12) hergestellt ist, wobei an die Erregerwicklung (13) ein Erregerstrom mit vorbestimmter Frequenz angelegt wird und die Signalwicklung (14) ein Ausgangssignal abgibt, das sich durch Modulieren des Erregerstroms durch die Magnetmuster der Magnetskala (15) ergibt,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Kondensator (17), der mit der Signalspule (14) parallel geschaltet ist, so ausgelegt ist, daß er auf die Frequenzkomponente eines Ausgangssignals von der Signalwicklung (14) abstimmt, welches für die Meßwertgebung erforderlich ist.

2. Meßwertgerät gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Frequenz, mit welcher der Kondensator (17) für die Abstimmung ausgelegt ist, zweimal so groß wie die des Erregerstroms ist.