DE3620412A1 - Circuit arrangement for operating a magneto-elastic sensors - Google Patents

Circuit arrangement for operating a magneto-elastic sensors

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DE3620412A1
DE3620412A1 DE19863620412 DE3620412A DE3620412A1 DE 3620412 A1 DE3620412 A1 DE 3620412A1 DE 19863620412 DE19863620412 DE 19863620412 DE 3620412 A DE3620412 A DE 3620412A DE 3620412 A1 DE3620412 A1 DE 3620412A1
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DE19863620412
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Klaus Dr Ing Dobler
Hansjoerg Dipl Ing Hachtel
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Robert Bosch GmbH
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    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object

Abstract

Circuit for operating a magnoelastic sensor, which decreases the dependence of the sensor signal (34) on the distance between the sensor coil (16) and object to be measured (10). The sensor coil (16) is complemented with a capacitor (30) and an attenuating resistor (32) to form an oscillating circuit with adjustable attenuation. By a suitable choice of the resistance of the attenuating resistor (32), the inductivity of the sensor coil (16), the capacitance of the capacitor (30), as well as of the frequency (f) of the power source (20) required for operation, the circuit can be tuned in such a manner that the distance (14) between the sensor coil (16) and the object to be measured (10) has virtually no longer any effect on the sensor signal (34). The circuit facilitates operation of a magneto-elastic sensor, in particular determination of the state of tension of a moving object to be measured.

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Betreiben eines magnetoelastischen Sensors nach der Gattung des Hauptan spruches. The invention relates to a circuit arrangement for operating a magneto-elastic sensor according to the preamble of Hauptan award. Ferromagnetische Materialien, insbesondere amorphe Metalle oder Nickeleisen-Legierungen, ändern ihre Permeabilität in der Rich tung, in der Zug- oder Druckkräfte auf sie einwirken. Ferromagnetic materials, especially amorphous metals or nickel-iron alloys change their permeability in the Rich tung, in the tensile or compressive forces acting on them. Dieser soge nannte magnetoelastische Effekt wird zum Messen von Kräften und Drehmomenten genutzt. This so-called magneto-elastic effect is used for measuring forces and torques. Die Permeabilitätsänderung des Meßobjekts wird von einer Sensorspule erfaßt, die so nahe am Meßobjekt angebracht ist, daß eine magnetische Kopplung stattfindet. The permeability of the test object is detected by a sensor coil, which is mounted as close to the object to be measured, that a magnetic coupling occurs.

Aus der Patentanmeldung DE-P 35 34 460.1 ist eine Schaltungsan ordnung zum Betreiben eines solchen magnetoelastischen Sensors be kannt. From patent application DE-P 35 34 460.1 is a Schaltungsan order of operating such a magneto-elastic sensor be known. Ein Wechselspannungsgenerator speist eine Spannungs teilerschaltung, die aus der Reihenschaltung von einem Widerstand und der Sensorspule besteht, mit einem Wechselstrom vorgegebener Frequenz. An AC voltage generator feeds a voltage divider circuit consisting of the series connection of a resistor and the sensor coil with an alternating current of predetermined frequency. Die Spannung an der Sensorspule wird erfaßt und aus gewertet. The voltage across the sensor coil is detected and from counted. Eine Permeabilitätsänderung des Materials des Meßobjektes hat eine Spannungsänderung an der Sensorspule zur Folge, die ein Maß für die mechanische Einwirkung auf das Meßobjekt darstellt. A permeability of the material of the measurement object has a voltage change at the sensor coil a result, which represents a measure for the mechanical action on the test object. Die Spannung an der Sensorspule hängt nicht nur von der Permeabilität des Meßobjektes sondern auch vom Abstand zwischen der Sensorspule und dem Meßobjekt ab, da sich die magnetische Kopplung ändert. The voltage across the sensor coil is dependent not only on the permeability of the test object but also the distance between the sensor coil and the test object, since the magnetic coupling changes. Eine eindeutige Kraftmessung setzt somit einen konstanten Abstand zwischen Sensorspule und Meßobjekt voraus. A unique force measurement therefore requires a constant distance between the sensor coil and the test object. Bei der Konstruktion eines magnetoelastischen Sensors muß ein erheblicher Aufwand getrieben werden, um eine Abstandsänderung zwischen Sensorspule und Meßobjekt zu vermeiden oder sehr enge Toleranzen einzuhalten. When designing a magnetoelastic sensor, considerable effort must be driven in order to avoid a change in distance between the sensor coil and the measurement object or very meet tight tolerances. Eine Sensorkonstruktion, die diesen Gesichtspunkt weitgehend berücksichtigt, ist beispielsweise aus der DE-OS 34 36 643 bekannt. A sensor structure which largely taken into account this point of view is, for example, known from DE-OS 34 36 643rd

Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat demgegenüber den Vor teil, daß eine Abstandsänderung zwischen der Sensorspule und dem Meßobjekt nahezu keinen Einfluß mehr auf das Sensorsignal hat. In contrast, the circuit arrangement according to the invention has the part requires that a change in distance between the sensor coil and the test object has almost no influence on the sensor signal. Die Sensorspule ist mit einem Kondensator zu einem Schwingkreis ergänzt, dessen Dämpfung von einem Dämpfungswiderstand festgelegt ist. The sensor coil is supplemented with a capacitor to form a resonant circuit whose attenuation is set by a damping resistor. Ein Wechselspannungsgenerator ist zur Energieversorgung des Schwing kreises vorgesehen. An alternating voltage generator is provided for supplying energy to the resonant circuit. Der Widerstandswert des Dämpfungswiderstandes, die Induktivität der Sensorspule, die Kapazität des Kondensators so wie die Frequenz des Wechselspannungsgenerators sind derart aufein ander abgestimmt, daß eine Abstandsänderung bei gegebenen Meßob jektmaterial nahezu keinen Einfluß mehr auf das Sensorsignal hat. The resistance value of the damping resistor, the inductance of the sensor coil, the capacitance of the capacitor as the frequency of the alternating voltage generator are such aufein other tuned to a change in distance at given Messob jektmaterial has almost no influence on the sensor signal.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Schal tungsanordnung möglich. By the provisions recited in the dependent claims, the indicated in the main claim scarf are processing arrangement possible before some refinements.

Der Schwingkreis kann als Serien- oder Parallelschwingkreis aus gebildet sein. The resonant circuit can be formed as a series or parallel resonant circuit made. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dämpfungs widerstand in Reihe zu einem Parallel-Schwingkreis, bestehend aus Kondensator und Sensorspule, geschaltet ist. It is particularly advantageous if the damping resistor in series with a parallel resonant circuit consisting of capacitor and sensor coil is connected. Mit dieser Schaltungs variante wird ein gegebenenfalls erforderlicher Anpaßwiderstand zwi schen dem Schwingkreis und dem Wechselspannungsgenerator überflüs sig. This circuit variant, any necessary matching resistor is Zvi rule the oscillating circuit and the AC voltage generator überflüs sig.

Zweckmäßigerweise wird das an der Sensorspule anliegende Sensor signal gleichgerichtet und in einer nachfolgenden Siebschaltung in eine Gleichspannung umgewandelt, die in einem nachfolgenden Gleich spannungsverstärker auf passende Werte verstärkt wird. Conveniently, the voltage applied to the sensor coil sensor signal is rectified and converted in a subsequent filter circuit into a DC voltage, which is amplified in a DC amplifier subsequent to appropriate values.

Günstig ist es, wenn zwischen dem Gleichspannungsverstärker und der Siebschaltung eine Tiefpaßanordnung vorgesehen ist. It is advantageous when a lowpass filter is provided between the DC voltage amplifier and the filter circuit is.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bringt eine große Ersparnis bei der Sensorkonstruktion, da präzisionsmechanische Teile entfal len. The inventive circuit arrangement brings a great savings in the sensor design, as precision mechanical parts len entfal. Auf einfache Weise wird die Drehmomenterfassung an rotierenden Teilen möglich. Easily the torque detection on rotating parts is possible. Bislang waren mehrere Sensoren zur Durchführung die ser Messung erforderlich. Until now, several sensors were required to perform the measurement ser.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin dungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus der folgenden Be schreibung. Further details and advantageous refinements of the circuit arrangement OF INVENTION to the invention will become apparent from the following Be sensitive.

Zeichnung drawing

Fig. 1 zeigt einen magnetoelastischen Sensor, bestehend aus einer Sensorspule und einem Meßobjekt, Fig. 1 shows a magneto-elastic sensor, comprising a sensor coil and an object to be measured,

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betreiben des magnetoelastischen Sensors ge mäß Fig. 1, und Fig. 2 shows a circuit arrangement according to the invention for operating the magnetoelastic sensor accelerator as Fig. 1, and

Fig. 3 zeigt Meßspannungen an der Sensorspule als Funktion der Frequenz eines in Fig. 2 gezeigten Wechselspannungs generators. Fig. 3 shows measuring voltages at the sensor coil generator as a function of frequency of an alternating voltage shown in Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment

Fig. 1 zeigt ein Meßobjekt 10 , das aus einem Material besteht, wel ches den magnetoelastischen Effekt zeigt. Fig. 1 shows a measuring object 10, which consists of a material wel ches shows the magneto-elastic effect. Auf das Meßobjekt 10 wird eine Zugkraft 12 ausgeübt. On the measurement object 10, a tensile force is exerted 12th In einem Abstand 14 zu dem Meßobjekt 10 ist eine Sensorspule 16 angeordnet. At a distance 14 to the DUT 10, a sensor coil 16 is disposed.

Fig. 2 zeigt eine Wechselspannungs-Energiequelle 20 , die aus einem Wechselspannungsgenerator 22 und einem Innenwiderstand 24 besteht. Fig. 2 shows an AC power source 20 composed of an AC voltage generator 22 and an internal resistor 24. Die Wechselspannung steht an den beiden Anschlüssen 26 , 28 zur Ver fügung. The AC voltage is at the two terminals 26, 28 for joining Ver. Eine Parallelschaltung, bestehend aus der Sensorspule 16 und einem Kondensator 30 ist über einen Dämpfungswiderstand 32 an die beiden Klemmen 26 , 28 geschaltet. A parallel circuit consisting of the sensor coil 16 and a capacitor 30 is connected via a damping resistor 32 to the two terminals 26, 28th An der Sensorspule 16 ist ein Sen sorsignal 34 abnehmbar. At the sensor coil 16 is a Sen sorsignal 34 detachable. Das Sensorsignal 34 wird über eine Diode 36 einer Siebschaltung 38 , bestehend aus einem Siebkondensator 40 und einem Ableitwiderstand 42 , zugeführt. The sensor signal 34 is fed via a diode 36 to a filter circuit 38 comprising a filter capacitor 40 and a bleeder resistor 42nd Die gesiebte Signalspannung 44 gelangt über eine Tiefpaßanordnung 46 , die aus einem Widerstand 48 und einem Tiefpaßkondensator 50 gebildet wird, an eine Verstärker anordnung 52 . The sieved signal voltage 44 passes through a lowpass filter 46, which is formed of a resistor 48 and a Tiefpaßkondensator 50, arrangement to an amplifier 52nd Die Verstärkeranordnung 52 ist als invertierende Ope rationsverstärker-Schaltung 54 ausgebildet, deren Verstärkungsfaktor mit den beiden Widerständen 56 , 58 einstellbar ist. The amplifier arrangement 52 is formed as inverting Ope rationsverstärker circuit 54 whose gain with the two resistors 56, 58 is adjustable.

Fig. 3 zeigt einen funktionalen Zusammenhang zwischen der Frequenz ( f ) des Wechselspannungsgenerators 22 und des Sensorsignals 34 (U). Fig. 3 shows a functional relationship between the frequency (f) of the AC generator 22 and the sensor signal 34 (U). Als Parameter sind ein unterschiedlicher Abstand 14 zwischen der Sensorspule 16 und dem Meßobjekt 10 sowie eine unterschiedliche Zug kraft 12 vorgesehen. As a parameter, a different distance 14 between the sensor coil 16 and the measurement object 10, and a different train force 12 are provided. Den beiden Kurven 60 , 62 liegt ein unterschied licher Abstand 14 der Meßspule 16 von dem Meßobjekt 10 zugrunde, wo bei auf das Meßobjekt 10 jeweils keine Zugkraft 12 ausgeübt wird. The two curves 60, 62 is a difference Licher distance 14 the measuring coil 16 of the measurement object 10 based on where on the test object 10 are each no pulling force is exerted 12th Der Kurve 60 liegt ein größerer Abstand 14 zugrunde als der Kurve 62 . The curve 60 is a greater distance 14 based on the curve as the 62nd Die beiden Kurven 60 , 62 schneiden sich in einem Schnittpunkt 64. Die beiden Kurven 66 , 68 werden erhalten, wenn auf das Meßobjekt 10 eine Zugkraft 12 ausgeübt wird. The two curves 60, 62 intersect at an intersection 64. The two cams 66, 68 are obtained when a pulling force is exerted on the measurement object 12 10th Der Kurve 66 liegt ein größerer Abstand 14 als der Kurve 68 zugrunde. The curve 66 is a larger distance 14 than the underlying curve 68th Die beiden Kurven 66, 68 schneiden sich in einem Schnittpunkt 70 . The two curves 66, 68 intersect at an intersection 70th Die beiden Schnittpunkte 64 , 70 liegen in Ordinatenrichtung nahezu übereinander. The two intersection points 64, 70 are almost above each other in the ordinate. Sie liegen bei einer Frequenz F des Wechselspannungsgenerators 22 . They are at a frequency F of the AC generator 22nd

Anhand von Meßvorgängen, denen unterschiedliche Abstände 14 und ver schiedene Zugkräfte 12 zugrundeliegen, wird die Wirkung der Schal tungsanordnung nach Fig. 2 anhand der in Fig. 3 gezeigten Kurven näher erläutert:. Based on measuring processes, which have different distances underlie different ver 14 and tensile forces 12, the effect of the scarf is processing arrangement according to FIG. 2 explained with reference to the embodiment shown in Fig. 3 curves :.

Die Wechselspannungs-Energiequelle 20 erzeugt in der Sensorspule 16 einen Stromfluß. The AC power source 20 produces a current flow in the sensor coil sixteenth Das von der stromdurchflossenen Wicklung der Sen sorspule 16 erzeugte magnetische Wechselfeld erfaßt das Meßobjekt 10 , so daß die elektrischen Eigenschaften der Sensorspule 16 von dem Meßobjekt 10 beeinflußt werden. The alternating magnetic field generated sorspule of the current-carrying winding of the Sen 16 detects the measured object 10, so that the electrical properties of the sensor coil 16 being influenced from the measured object 10th Zunächst bestimmt die Permeabilität des Meßobjektes 10 die Induktivität der Meßspule 16 . First, the permeability of the test object 10 determines the inductance of the measuring coil sixteenth Da sich die Permeabilität ferromagnetischer Stoffe unter Zug- oder Druckbe lastung sowie bei Torsionsbeanspruchung ändert, kann berührungsfrei der mechanische Spannungszustand des Meßobjektes 10 gemessen werden. Since the permeability of ferromagnetic materials varies under tensile or Druckbe utilization as well as torsional stress, the stress state of the test object 10 can be measured without contact. Dabei kann das Meßobjekt 10 beispielsweise vollständig aus ferromag netischem Material hergestellt sein, es ist jedoch auch möglich, auf die Oberfläche eines nichtferromagnetischen Teiles eine dünne Schicht aus ferromagnetischem Material aufzubringen. Here, the measurement object 10 may be, for example, made entirely of ferromag netischem material, but it is also possible to apply on the surface of a non-ferromagnetic part, a thin layer of ferromagnetic material. Die Indukti vität der Sensorspule 16 ist weiterhin auch eine Funktion des Ab standes der Spule 16 von dem Meßobjekt 10 . The Indukti tivity of the sensor coil 16 is also a function of the ex state of the coil 16 from the target 10th Ein geringerer Abstand hat eine höhere Induktivität zur Folge. A lesser distance has a higher inductance result.

Die elektrischen Eigenschaften der Meßspule 16 werden von einem zweiten Effekt bestimmt. The electrical properties of the measuring coil 16 are determined by a second effect. Das magnetische Wechselfeld induziert in die metallene Oberfläche des Meßobjektes 10 Wirbelströme, die ein Absinken der Induktivität bewirken. The alternating magnetic field induced in the metal surface of the test object 10 eddy currents cause a lowering of the inductance. Auch der Einfluß der Wirbel ströme ist eine Funktion von dem Abstand der Sensorspule 16 von dem Meßobjekt 10 . Currents, the influence of the vortex is a function of the distance of the sensor coil 16 of the measurement object 10th Beide Effekte vergrößern sich mit kleiner werdendem Abstand 14 . Increase in size as the distance 14 the two effects.

Die in Fig. 3 gezeigte Kurve 60 ist einem bestimmten Abstand 14 zwischen der Sensorspule 16 und dem Meßobjekt 10 von beispielsweise 0,6 mm zugeordnet. The curve 60 shown in Fig. 3 is associated with a certain distance 14 between the sensor coil 16 and the measuring object 10, for example, 0.6 mm. Dargestellt ist die Amplitude des Wechselspan nungs-Sensorsignals 34 als Funktion der Frequenz f des Wechselspan nungsgenerators 22 . Shown is the amplitude of the alternating-voltage clamping sensor signal 34 as a function of the frequency f of the AC clamping voltage generator 22nd Das Meßobjekt 10 sei zunächst entlastet, es wir ke keine Zugkraft 12 . The measurement object 10 was first released, there we ke no traction 12th Beim Auftreten einer Zugkraft 12 geht die Kur ve 60 in die Kurve 66 über, wobei der Abstand 14 weiterhin 0,6 mm beträgt. Upon the occurrence of a tensile force 12, the cure is about 60 in the curve 66 ve, the distance 14 also is 0.6 mm. Das Maximum der Kurve 66 ist gegenüber dem Maximum der Kur ve 60 zu einer höheren Frequenz f hin verschoben. The maximum of the curve 66 is compared to the maximum of the cure ve shifted 60 f to a higher frequency. Eine auf das Meß objekt 10 wirkende Zugkraft 12 bewirkt im gezeigten Beispiel eine Permeabilitätsabsenkung. A force acting on the measurement object 10 causes a traction force 12 Permeabilitätsabsenkung in the example shown. Je nach Material kann sich auch eine Perme abilitätserhöhung ergeben. Depending on the material is also a Perme abilitätserhöhung may result.

Die beiden folgenden Meßvorgänge, deren Ergebnisse die beiden Kurven 62 , 68 zeigen, werden bei einem kleineren Abstand 14 von beispiels weise 0,2 mm zwischen Spule 16 und Meßobjekt 10 durchgeführt. The following two measurement operations, the results show the two curves 62, 68 are at a smaller distance 14 of example, 0.2 mm between the coil 16 and measuring object 10 is performed. Der geringere Abstand 14 erhöht den Einfluß der Wirbelströme und erhöht gleichzeitig den Einfluß der Permeabilität des Meßobjektes 10 auf die Meßspule 16 . The lower distance 14 increases the influence of the eddy currents and at the same time increases the influence of the permeability of the test object 10 on the measuring coil sixteenth Als Resultat ergebe sich die Kurve 62 , deren Maxi mum gegenüber dem der Kurve 60 zu einer niedrigeren Frequenz f hin verschoben ist. As a result, the curve 62, the maxi mum relative to the curve 60 is shifted to a lower frequency f toward follows. Die beiden Kurven 60 , 62 weisen bei einer bestimmten Frequenz F einen Schnittpunkt 64 auf. The two curves 60, 62 have an intersection 64 at a given frequency F. Die Einwirkung einer Zugkraft 12 führt, ausgehend von der Kurve 62 , zu einem Resultat, das die Kurve 68 zeigt. The action of a tensile force 12 performs, on the basis of the curve 62, gives a result showing the curve 68th Die Zugkraft 12 verringert die Permeabilität des Meßobjekts 10 , wodurch sich das Maximum der Kurve 68 gegenüber dem Maximum der Kurve 62 zu einer höheren Frequenz f hin verschiebt. The tensile force 12 reduces the permeability of the measuring object 10, whereby the maximum of the curve 68 with respect to the maximum of the curve 62 shifts toward a higher frequency f. Die Kurve 68 schneidet die Kurve 66 in dem Schnittpunkt 70 , der nahezu bei der Frequenz F liegt. The curve 68 intersects curve 66 at the intersection 70, which is located nearly at the frequency F.

Die Meßkurven 60 , 62 , 66 , 68 , die eine Funktion der Frequenz f sind, zeigen, daß bei einer bestimmten Frequenz F die Höhe des Sensor signals 34 nahezu nur vom mechanischen Spannungszustand des Meß objekts 10 , nicht jedoch vom Abstand 14 zwischen der Sensorspule 16 und dem Meßobjekt 10 abhängt. The traces 60, 62, 66, 68, which are f a function of frequency, showing that at a certain frequency F, the height of the sensor signal 34 almost only by the mechanical stress condition of the measuring object 10, but not on the distance 14 between the sensor coil 16 and the measured object 10 depends. Die beiden Schnittpunkte 64 und 70 liegen nicht exakt sondern nur näherungsweise bei der bestimmten Frequenz F . The two intersection points 64 and 70 are not exact but only approximately at the particular frequency f.

Die Positionen der Schnittpunkte 64 , 70 hängen von den Material eigenschaften des Meßobjektes 10 ab, die fest vorgegeben sind. The positions of the intersections 64, 70 depend on the material properties of the test object 10 which are fixed. Die geeignete Wahl der Meßfrequenz f , die zum Wert F wird, der Induk tivität der Meßspule 16 , der Kapazität des Kondensators 30 sowie des Widerstandswertes des Dämpfungswiderstandes 32 eliminiert die Ab standsabhängigkeit des Meßergebnisses weitgehend. The appropriate choice of the measuring frequency f, which is the value F, the Induk tivity of the measuring coil 16, the capacitance of the capacitor 30 and the resistance value of the damping resistor 32 eliminates the dependence of the measurement result from stand largely. Die experimentell gefundenen Werte werden fest eingestellt und gelten für ein bestimm tes Material des Meßobjekts 10 . The experimental values are fixed and are valid for a limited hours tes material of the measured object 10th

Das Sensorsignal 34 , das als Wechselspannung mit der bestimmten Frequenz F vorliegt, wird mit der Diode 36 gleichgerichtet. The sensor signal 34, which is present as an AC voltage with the predetermined frequency F, is rectified by the diode 36th Das Siebglied 38 glättet die gleichgerichtete, pulsierende Wechsel spannung. The filter section 38 smoothes the rectified, pulsating alternating voltage. Der Siebkondensator 40 ist ergänzt durch den parallel ge schalteten Ableitwiderstand 42 . The filter capacitor 40 is followed by the parallel leakage resistance ge switched 42nd Ohne Ableitwiderstand 42 wäre nur eine Spitzenwerterfassung möglich. Without bleeder 42 only a peak value detection would be possible. Eine noch verbleibende Welligkeit des Signals beseitigt der Tiefpaß 46 , der aus einer Widerstands- Kondensator-Kombination 48 , 50 besteht. A remaining ripple of the signal eliminates the low-pass filter 46, which consists of a resistor capacitor combination 48 50th Die nach dem Tiefpaß auf tretende Gleichspannung wird in einer Verstärkeranordnung 52 auf einen gewünschten Signalpegel verstärkt, so daß die Signalspannung einen proportionalen oder nahezu proportionalen Wert zur Sensor spannung 34 annimmt. The passing after the low-pass filter to equal voltage is amplified in an amplifier arrangement 52 to a desired signal level, so that the signal voltage becomes a proportional or nearly proportional value to the sensor voltage 34th Verwendet wird eine invertierende Verstärker schaltung mit einem Operationsverstärker 54 , deren Verstärkungs faktor in bekannter Weise mit den beiden Widerständen 56 und 58 ein gestellt wird. An inverting amplifier circuit is used with an operational amplifier 54 whose amplification factor in a known manner with the two resistors 56 and 58 a is provided.

Anstelle des in Fig. 2 gezeigten Parallelschwingkreises, bestehend aus der Meßspule 16 und dem Kondensator 30 , ist es auch möglich, einen Serienschwingkreis zu verwenden. Instead of the shown in Fig. 2 the parallel resonant circuit consisting of the sensing coil 16 and the capacitor 30, it is also possible to use a series resonant circuit. Auch bei einem Serien schwingkreis wird das Sensorsignal 34 an der Meßspule 16 abgegriffen. Also, in a series resonant circuit, the sensor signal is tapped at the measuring coil 16 34th

Der Dämpfungswiderstand 32 kann bei dem in Fig. 2 gezeigten Paral lelschwingkreis auch parallel zur Meßspule 16 geschaltet werden, wenn die Wechselspannungs-Energiequelle 20 als Stromquelle aus gebildet ist. The damping resistor 32 may, in the shown in Fig. 2 Paral lelschwingkreis also be connected in parallel to the measuring coil 16 when the AC power source 20 is formed as a current source. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsvariante, bei der der Dämpfungswiderstand 32 in Serie zum Parallelschwingkreis ge schaltet ist, weist den Vorteil auf, daß die Wechselspannungs- Energiequelle 20 als Wechselspannungsgenerator 32 mit einem Innen widerstand 24 ausgebildet sein kann. The circuit variant shown in FIG. 2, in which the damping resistor is switched ge in series with the parallel resonant circuit 32, has the advantage that the AC resistance power source 20 as an alternating voltage generator 32 with an interior 24 can be formed. Diese Ausführung entspricht weitgehend den praktischen Gegebenheiten. This version is largely in practical circumstances.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zum Betreiben eines magnetoelastischen Sen sors, bei dem eine Sensorspule auf eine Permeabilitätsänderung eines Meßobjekts reagiert, mit einem der Sensorspule zugeordneten Wider stand, mit einer Wechselspannungsquelle, die die Sensorspule speist, und mit Mitteln zur Auswertung des an der Sensorspule abnehmbaren Signals, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorspule ( 16 ) ein Kon densator ( 30 ) zugeordnet ist und daß der Widerstandswert des der Sensorspule ( 16 ) zugeordneten Widerstands ( 24 , 32 ), die Induktivität der Sensorspule ( 16 ), die Kapazität des Kondensators ( 30 ) sowie die Frequenz ( f ) der Wechselspannungsquelle ( 20 ) derart aufeinander ab gestimmt sind, daß eine Abstandsänderung ( 16 ) zwischen Sensorspule ( 14 ) und Meßobjekt ( 10 ) nahezu keinen Einfluß auf das Sensorsignal hat. 1. A circuit arrangement for operating a magnetoelastic Sen sors, in which a sensor coil in a permeability of a measuring object responds associated with one of the sensor coil Wider stand, with an AC voltage source which feeds the sensing coil and means for evaluation of the detachable at the sensor coil signal, characterized in that the sensor coil (16) Kon capacitor (30) is associated and in that the resistance value of the sensor coil (16) associated with the resistor (24, 32), the inductance of the sensor coil (16), the capacitance of the capacitor (30) and the frequency (f) of the alternating voltage source (20) to one another such from voted that a change in distance (16) between sensor coil (14) and object of measurement (10) has almost no influence on the sensor signal.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Sensorspule ( 16 ) zugeordnete Widerstand zusammengesetzt ist aus einem Innenwiderstand ( 24 ) der Wechselspannungsquelle ( 20 ) und einem Dämpfungswiderstand ( 32 ). 2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the associated sensor coil (16) resistance is composed of an internal resistance (24) of the AC voltage source (20) and a damping resistor (32).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Serienschwingkreis vorgesehen ist, bei dem der Dämpfungswiderstand ( 32 ), der Kondensator ( 30 ) und die Meßspule ( 16 ) in Serie geschaltet sind. 3. A circuit arrangement as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a series resonant circuit is provided in which the damping resistor (32), the capacitor (30) and the measuring coil (16) are connected in series.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Parallelschwingkreis vorgesehen ist, bei dem der Dämpfungswiderstand ( 32 ), der Kondensator ( 30 ) und die Meßspule ( 16 ) parallel geschaltet sind. 4. A circuit arrangement as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a parallel resonance circuit is provided in which the damping resistor (32), the capacitor (30) and the measuring coil (16) are connected in parallel.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dämpfungswiderstand ( 32 ) in Serie geschaltet ist zu einer Parallelschaltung aus Kondensator ( 30 ) und Meßspule ( 16 ). 5. A circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the damping resistor (32) is connected in series to a parallel circuit consisting of capacitor (30) and the measuring coil (16).
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle ( 20 ) eine Reihenschal tung einer Spannungsquelle ( 22 ) und eines Innenwiderstandes ( 24 ) ist. 6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the alternating voltage source (20) processing a number scarf is a voltage source (22) and an internal resistance (24).
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle ( 20 ) besteht aus einer Parallelschaltung eines Wechselstromgenerators ( 22 ) und eines Innen widerstands ( 24 ). 7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the alternating voltage source (20) consists of a parallel circuit of an AC generator (22) and an internal resistance (24).
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das an der Meßspule ( 16 ) auftretende Sensorsignal ( 34 ) mit einer Diode ( 36 ) gleichgerichtet und in einer nachfolgenden Siebschaltung ( 38 ), mit der Parallelschaltung eines Kondensators ( 40 ) und eines Ableitwiderstands ( 42 ), geglättet wird. 8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that at the measuring coil (16) rectified occurring sensor signal (34) with a diode (36) and in a subsequent filter circuit (38), (with the parallel circuit of a capacitor 40) and a shunt resistor (42) is smoothed.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Verstärkeranordnung ( 52 ) zum Verstärken der geglätteten Sensorspannung vorgesehen ist. 9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that an amplifier arrangement (52) is provided for amplifying the smoothed voltage sensor.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verstärkeranordnung ( 52 ) und der Siebschaltung ( 38 ) ein Tiefpaß ( 46 ) vorgesehen ist. 10. The circuit arrangement according to claim 9, characterized in that a low-pass filter (46) is provided between the amplifier arrangement (52) and the filter circuit (38).
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