DE3619500A1 - Elektromagnetischer sensor zur erfassung der umdrehungszahl, der drehzahl und daraus abzuleitenden physikalischen groessen einer welle - Google Patents
Elektromagnetischer sensor zur erfassung der umdrehungszahl, der drehzahl und daraus abzuleitenden physikalischen groessen einer welleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Drehzahlgeber
mit einem Spulenkern, der draht- oder stabförmig ausgebildet
ist und aus einem in sich verspannten Verbundkörper sowie
einem dazu parallel befestigten Dauermagneten besteht, so daß
bei Überschreiten eines bestimmten Magnetfeldes in einer
Richtung unabhängig von der Geschwindigkeitsänderung des
Magnetfeldes eine plötzliche Ummagnetisierung des Spulenkerns
erfolgt.
In der DE-OS 34 11 079 ist ein Spulenkern für eine
induktive frequenzabhängige Schaltvorrichtung beschrieben.
Dieser Spulenkern besitzt Draht- oder Stabform und
besteht einerseits aus einem Dauermagneten, der längs an
einem Verbundkörper befestigt ist. Der Verbundkörper
seinerseits besteht aus zwei verschiedenen Materialien,
die in Richtung der Längsachse des Verbundkörpers
mechanisch verspannt sind. Mindestens eines dieser
Materialien ist ferromagnetisch und besitzt in Richtung
der Längsachse anisotrope weichmagnetische Eigenschaften.
Ein derartiger Spulenkern hat auch bei geringeren
Längsabmessungen von 2 cm oder weniger die Eigenschaft,
daß er bei Überschreiten eines auf ihn einwirkenden
Magnetfeldes in einer bestimmten Richtung plötzlich
ummagnetisiert wird. Dieser Effekt ist abhängig von der
Geschwindigkeit der Magnetfeldänderung. Wird das Magnet
feld umgelenkt, so wird auch der Spulenkern zurück
magnetisiert - allerdings ohne sprungartiges Verändern der
Magnetisierungsrichtung. Bei diesem Spulenkern muß
die Höhe des Gegenfeldes lediglich die Koerzitiv
feldstärke des im Verbundkörper enthaltenden ferro
magnetischen Materials erreichen oder überschreiten.
Diese Feldstärke beträgt ca. 17 bis 20 A/cm
bei den in der obengenannten Offenlegungsschrift
genannten Legierungen des Verbundkörpers.
Die Magnetisierung ist außerdem begrenzt durch
die Koerzitivfeldstärke des im Spulenkern enthaltenden
Dauermagneten, die beispielsweise bei 400 A/cm liegen
kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Ver
wendung eines derartigen bekannten Spulenkörpers einen
besonders einfach aufgebauten Drehzahlgeber anzugeben.
Da der magnetische Aussteuerbereich des Spulenkerns
in weiten Grenzen veränderbar ist, ohne daß seine
seine Funktion beeinträchtigt wird, ist der Drehzahl
geber unempfindlich gegen Lageveränderungen des Spulen
kerns relativ zu der Welle, deren Drehzahl gemessen
werden soll, so daß Schwankungen, ungenaue Montage usw.
keine Probleme aufwerfen. Außerdem wird jede Umdrehung
der Welle - auch bei extrem langsamen Drehbewegungen
erfaßt.
Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß der Spulenkern
ortsfest senkrecht zur Wellenachse in der Nähe eines
Wellenendes angeordnet ist und daß mit der Welle an dem
Wellenende mindestens ein Dauermagnet verbunden ist,
durch den oder die ein sich mit der Welle drehendes
Streufeld hervorgerufen wird, das im wesentlichen senkrecht
zur Achse der Welle verläuft.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Welle 1, deren Drehzahl von dem
Drehzahlgeber gemessen werden soll. An einem Ende
dieser Welle ist eine Scheibe 2 befestigt, die einen
stabförmigen Dauermagnet 3 trägt.
Die Magnetisierungsrichtung dieses Dauermagneten
liegt senkrecht zu Wellenachse. Die Länge des Dauermagneten
ist etwas größer als diejenige eines Spulenkerns 4, der
von einer Spule 5 umgeben, ortsfest im Abstand A neben
dem Dauermagneten 3 befestigt ist. Durch diese
Anordnung wird erreicht, daß das Streufeld des
Dauermagneten 3 den Spulenkern in Richtung seiner
Längsachse durchsetzt, wenn der Dauermagnet 3 parallel
zum Spulenkern 4 steht.
Bei Drehung der Welle ergibt sich die in Fig. 2
dargestellte relative Lage von Dauermagnet 3 und
dem Gehäuse 6, in dem Spulenkern 4 und Spule 5
angeordnet sind. Man sieht, daß durch Drehung der
Welle 1 und damit der Scheibe 2 sich die Feldstärke
in Längsrichtung des Spulenkerns 4 vermindert.
Diese Feldstärke kehrt sich um, wenn der Dreh
winkel 90° überschritten wird und - gegenüber der
relativen Stellung von Dauermagnet und Spulenkern
in Fig. 1 - gleich groß in entgegengesetzter
Richtung, wenn sich die Welle um 180° gedreht hat.
In dieser Stellung ist der Impulsdraht zurück
magnetisiert und wird im Verlauf der nächsten
halben Drehung wieder einen Ummagnetisierungssprung
ausführen. Dieser Ummagnetisierungssprung bewirkt
an den Anschlüssen 7 und 8 der Spule 5 einen
Spannungsimpuls bestimmter Polarität, der anzeigt,
daß die Welle eine Umdrehung vollführt hat.
Die Spannungsimpulse zwischen den Anschlüssen 7 und 8
können in einer elektrisch/elektronischen Schaltung
in bekannter Weise ausgewertet werden. So können z. B.
die Anzahl der Umdrehungen gezählt werden oder aus dem
Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Impulsen die Drehzahl und andere daraus abzuleitende
physikalischen Größen ermittelt werden.
Während man in Fig. 1 von nur einem an der Welle
befestigten Dauermagneten 3 ausgeht, sind im Ausführungs
beispiel nach Fig. 3 und 4 zwei Dauermagnete 9 und 10
vorgesehen. Diese sind in einem geringfügig größerem
Abstand als die Länge des Spulenkerns 4 beträgt, auf
der Scheibe 2 befestigt und sind parallel und einander
entgegengesetzt zur Wellenachse der Welle 1 magnetisiert.
Diese Anordnung gibt ein ähnliches Streufeld wie die in
Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung und damit die gleiche
Wirkungsweise.
Eine derartige Anordnung mit zwei wesentlich kleineren
Magneten wird man dann bevorzugen, wenn man Magnet
materialien mit sehr großer Remanenz und Koerzitivfeld
stärke, wie z. B. Kobalt-Samarium- oder Neodym-Eisen-
Magnete verwendet.
Claims (3)
1. Elektromagnetischer Drehzahlgeber mit einem Spulenkern 4,
der draht- oder stabförmig ausgebildet ist und aus einem in
sich verspannten Verbundkörper sowie einem dazu parallel
befestigten Dauermagneten besteht, so daß bei Überschreiten
eines bestimmten Magnetfeldes in einer Richtung unabhängig
von der Geschwindigkeitsänderung des Magnetfeldes eine
plötzliche Ummagnetisierung des Spulenkerns (4) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Spulenkern ortsfest senkrecht zur Wellenachse in der Nähe
eines Wellenendes angeordnet ist und daß mit der Welle
an dem Wellenende mindestens ein Dauermagnet (3 bzw. 9, 10)
verbunden ist, durch den oder durch die ein sich mit der
Welle 1 drehendes Streufeld hervorgerufen wird, das im
wesentlichen senkrecht zur Achse der Welle verläuft.
2. Elektromagnetischer Drehzahlgeber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß an
einem Ende einer Welle 1 ein Dauermagnet 3 mit seiner
Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Wellenachse an
dieser angebracht ist und daß der Spulenkern (4)
ortsfest ebenfalls senkrecht zur Wellenachse im Bereich
des Streufeldes des Dauermagneten befestigt ist.
3. Elektromagnetischer Drehzahlgeber nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge des Dauermagneten (3) mindestens so groß ist, wie
die Länge des Spulenkerns (4).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863619500 DE3619500A1 (de) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Elektromagnetischer sensor zur erfassung der umdrehungszahl, der drehzahl und daraus abzuleitenden physikalischen groessen einer welle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863619500 DE3619500A1 (de) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Elektromagnetischer sensor zur erfassung der umdrehungszahl, der drehzahl und daraus abzuleitenden physikalischen groessen einer welle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3619500A1 true DE3619500A1 (de) | 1987-12-17 |
Family
ID=6302700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863619500 Withdrawn DE3619500A1 (de) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Elektromagnetischer sensor zur erfassung der umdrehungszahl, der drehzahl und daraus abzuleitenden physikalischen groessen einer welle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3619500A1 (de) |
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- 1986-06-10 DE DE19863619500 patent/DE3619500A1/de not_active Withdrawn
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